基于體感技術(shù)的體驗(yàn)式教學(xué)模式創(chuàng)新與實(shí)踐

張量 金益 滕剛

摘 要：隨著信息技術(shù)的發(fā)展，越來越多新興技術(shù)被用于改進(jìn)課堂教學(xué)，教學(xué)模式也隨之不斷進(jìn)化。針對(duì)傳統(tǒng)動(dòng)畫教學(xué)中課程訓(xùn)練周期長(zhǎng)、主觀評(píng)價(jià)方式衡量標(biāo)準(zhǔn)難統(tǒng)一等問題，文章將kinect體感技術(shù)引入課堂，并從互動(dòng)體驗(yàn)、探究學(xué)習(xí)和反饋評(píng)價(jià)三個(gè)方面進(jìn)行了研究和探討。結(jié)論表明，基于體感技術(shù)的體驗(yàn)式教學(xué)能夠提高學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)參與度、激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助下的自主學(xué)習(xí)。

關(guān)鍵詞：體感技術(shù)；體驗(yàn)式教學(xué)；自主學(xué)習(xí)；kinect

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2096-000X（2019）01-0030-03

Abstract： The development of information technology promotes the application of new technologies in the field of education， and the teaching mode is also evolving. In order to solve the problems of long training period of traditional animation teaching and inconsistent criteria for subjective evaluation method， the article introduces kinect somatosensory technology into the classroom， and conducts research and discussion from three aspects： interactive experience， inquiry learning and feedback evaluation. The conclusions show that experiential teaching based on somatosensory technology can improve the learner's participation in learning， stimulate learning interest， and promote computer-aided self-learning.

Keywords： kinect somatosensory technology； experiential teaching； autonomous learning； kinect

一、概述

隨著現(xiàn)代信息技術(shù)、多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，越來越多新技術(shù)、新設(shè)備被運(yùn)用于改進(jìn)課堂教學(xué)，教學(xué)模式也隨之進(jìn)化。在新媒體聯(lián)盟（New media consortium，NMC）2015-2017年度報(bào)告中，將可穿戴技術(shù)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)以及虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)列為教育領(lǐng)域的重要技術(shù)，并指出它們將在未來的1-5年中影響并促進(jìn)教育的變革[1]。其中，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)（Augmented Reality，簡(jiǎn)稱AR）因其能夠?qū)⒄鎸?shí)世界與虛擬信息無縫融合而倍受國(guó)內(nèi)外教育界學(xué)者的關(guān)注。Google、Microsoft、Apple等巨頭競(jìng)相布局，構(gòu)建基于AR的教育生態(tài)系統(tǒng)，谷歌Google glass、微軟HoloLens以及Kinec體感設(shè)備等硬件也層出不窮。

在動(dòng)畫產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，由于高技能復(fù)合型動(dòng)畫人才的緊迫需求，對(duì)高校動(dòng)畫藝術(shù)教育提出了新的挑戰(zhàn)。然而目前，大多動(dòng)畫教學(xué)依然采用著以教師為主導(dǎo)的傳統(tǒng)授課方式[2-4]，學(xué)生缺少思考和探索，對(duì)知識(shí)難以產(chǎn)生深刻的印象，也難以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)主動(dòng)性[3]。本文在分析傳統(tǒng)動(dòng)畫教學(xué)特點(diǎn)與不足的基礎(chǔ)上，將kinect體感技術(shù)與動(dòng)畫教學(xué)相結(jié)合，從互動(dòng)體驗(yàn)、探究學(xué)習(xí)和反饋評(píng)價(jià)三個(gè)方面對(duì)基于體感技術(shù)體驗(yàn)式教學(xué)模式進(jìn)行了研究和探討。

二、傳統(tǒng)動(dòng)畫教學(xué)的不足與瓶頸

（一）面授教學(xué)周期長(zhǎng)成效慢

大部分動(dòng)畫課程具有實(shí)踐性強(qiáng)并需要大量時(shí)間訓(xùn)練的特點(diǎn)；同時(shí)，由于學(xué)生個(gè)體能力的差異，教師在課程教學(xué)和實(shí)際指導(dǎo)中通常需要一對(duì)一、手把手教學(xué)[4]。然而，大多數(shù)高校由于班級(jí)人數(shù)多，教師很難在課堂上有限的時(shí)間內(nèi)對(duì)學(xué)生進(jìn)行逐個(gè)輔導(dǎo)和有針對(duì)性的教學(xué)[5]。針對(duì)傳統(tǒng)動(dòng)畫教學(xué)模式的弊端，專家學(xué)者們嘗試著通過改進(jìn)教學(xué)方法和運(yùn)用新技術(shù)來提高教學(xué)效果。如謝媛等人在動(dòng)畫運(yùn)動(dòng)規(guī)律課程教學(xué)中運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)數(shù)字技術(shù)進(jìn)行以學(xué)生為主體的教學(xué)[2]，宗傳玉等人基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行了混合式教學(xué)模式的研究[3]，郭文婧等人將翻轉(zhuǎn)課堂引入傳統(tǒng)教學(xué)，提出了互動(dòng)式反饋教學(xué)模式[5]。但是，教學(xué)內(nèi)容不夠直觀，訓(xùn)練方式單一，教師一對(duì)一指導(dǎo)導(dǎo)致人才培養(yǎng)周期長(zhǎng)等問題依然沒有因?yàn)樾畔⒒虒W(xué)的引入而得到顯著的改觀。

（二）主觀評(píng)價(jià)衡量標(biāo)準(zhǔn)難統(tǒng)一

在評(píng)價(jià)機(jī)制方面，由于藝術(shù)類課程通常采用作品考核的方式，評(píng)價(jià)方式只能以教師主觀打分為主。然而主觀評(píng)價(jià)方式通常很難有一個(gè)公平、統(tǒng)一的衡量標(biāo)準(zhǔn)。加拿大安大略藝術(shù)與設(shè)計(jì)學(xué)院采用了在教師指導(dǎo)下的反復(fù)檢查修改，最終依據(jù)詳細(xì)評(píng)分模塊進(jìn)行分項(xiàng)打分的方式進(jìn)行作品考核與評(píng)價(jià)[6]。國(guó)內(nèi)李菲茗等人嘗試通過增加學(xué)生互評(píng)環(huán)節(jié)來增加最終評(píng)價(jià)的公正性，并對(duì)基于網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)學(xué)生互評(píng)的評(píng)價(jià)模式及其對(duì)評(píng)分準(zhǔn)確性的影響進(jìn)行了研究[7]。然而，不管是教師打分還是學(xué)生互評(píng)依然不能避免主觀評(píng)價(jià)的弊端，很難達(dá)到一致公平、統(tǒng)一量化的要求。

三、Kinect體感技術(shù)的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)

Kinect是微軟推出的一款3D體感設(shè)備。它不需要佩戴任何輔助設(shè)備即可動(dòng)態(tài)提取運(yùn)動(dòng)人體骨骼并實(shí)時(shí)捕捉運(yùn)動(dòng)特征，如圖1所示。這一特性通常被用于捕捉人體動(dòng)作和手勢(shì)來實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互操作。而在動(dòng)畫教學(xué)領(lǐng)域，這一特性使它能夠直觀地展示人體骨骼運(yùn)動(dòng)，天然地符合動(dòng)畫運(yùn)動(dòng)規(guī)律課程的需求。

同時(shí)，它還具備語音識(shí)別以及可編程人機(jī)交互等特點(diǎn)。由于其直觀、新穎的交互展示能力，自然、靈活的交互方式，使其必然能夠在教育領(lǐng)域發(fā)揮巨大作用。例如：微軟公司利用Kinect開發(fā)了一款為虛擬人“Avatar”配音的教學(xué)游戲，幫助小學(xué)生克服閱讀障礙。Washington Bothell的兩位學(xué)生使用Kinect實(shí)現(xiàn)了一個(gè)可通過肢體進(jìn)行交互控制的二次曲線數(shù)學(xué)教學(xué)軟件[8]。Xdigit通過游戲的方式幫助兒童進(jìn)行算數(shù)學(xué)習(xí)[9]。武漢大學(xué)與華中科技大學(xué)將Kinect結(jié)合到教室投影儀上，使得老師能夠通過手勢(shì)和語音即控制投影呈現(xiàn)的內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)控制幻燈片、黑板以及基本的文檔操作。Kinect體感技術(shù)的高度體驗(yàn)性使其在教育領(lǐng)域中具有天然優(yōu)勢(shì)，它更加強(qiáng)調(diào)數(shù)學(xué)的生活性、趣味性、科學(xué)性以及情境性，從而提高了學(xué)生的參與度以及學(xué)習(xí)熱情。

四、基于體感技術(shù)的體驗(yàn)式教學(xué)模式

根據(jù)Kinect設(shè)備的特點(diǎn)，本文設(shè)計(jì)了以體感技術(shù)為核心的體驗(yàn)式教學(xué)模式，主要分為：互動(dòng)體驗(yàn)、探究學(xué)習(xí)和反饋評(píng)價(jià)三個(gè)環(huán)節(jié)。

（一）互動(dòng)體驗(yàn)教學(xué)直觀生動(dòng)

利用Kinect設(shè)備的體驗(yàn)度和沉浸感，學(xué)生可以根據(jù)教學(xué)案例中設(shè)定的情節(jié)體驗(yàn)各種動(dòng)作的表演方式，同時(shí)通過體感設(shè)備實(shí)時(shí)觀看自己骨骼的運(yùn)動(dòng)和變化情況。結(jié)合Uinty3D平臺(tái)的簡(jiǎn)單開發(fā)，甚至可以實(shí)現(xiàn)讓一個(gè)虛擬人物模型進(jìn)行同步動(dòng)作，如圖2所示。教師也能夠更加生動(dòng)，直觀地講解動(dòng)畫運(yùn)動(dòng)規(guī)律等課程的知識(shí)要點(diǎn)，讓學(xué)生更好地理解運(yùn)動(dòng)規(guī)律以及動(dòng)畫制作原理，如圖3所示。同時(shí)，它還能夠通過創(chuàng)設(shè)虛擬學(xué)習(xí)情景，增加學(xué)習(xí)內(nèi)容的形象性和趣味性，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)和探究的欲望。

（二）探究學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)提升興趣

利用Kinect技術(shù)能夠?qū)崟r(shí)捕捉角色動(dòng)作特征的特點(diǎn)，可以一改傳統(tǒng)教學(xué)與訓(xùn)練過程中教師統(tǒng)一布置任務(wù)，學(xué)生“依葫蘆畫瓢”完成的模式。以行走動(dòng)畫為例，學(xué)習(xí)者可以在理解基本行走動(dòng)作基礎(chǔ)上，通過Kinect記錄自行表演的步態(tài)，探究不同步態(tài)下骨骼運(yùn)動(dòng)的相似和區(qū)別之處，并嘗試各種不同步態(tài)效果動(dòng)畫的制作，如圖4所示。

（三）反饋評(píng)價(jià)助力自主學(xué)習(xí)

由于Kinect實(shí)時(shí)捕捉的人體骨骼以及關(guān)節(jié)點(diǎn)位置等動(dòng)作特征是可量化的，這些量化特征可以作為衡量最終作品優(yōu)劣的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)并反饋給學(xué)習(xí)者。同時(shí)，學(xué)習(xí)者還能對(duì)比分析自己作品與真實(shí)動(dòng)作間的差別與差距并依此進(jìn)行修改?？闪炕姆答佋u(píng)價(jià)方式，從一定意義上實(shí)現(xiàn)了由計(jì)算機(jī)輔助的自主學(xué)習(xí)過程。

五、結(jié)束語

Kinect體感技術(shù)在課堂教學(xué)中的應(yīng)用在豐富學(xué)習(xí)內(nèi)容呈現(xiàn)方式的同時(shí)也增強(qiáng)了互動(dòng)性，使學(xué)習(xí)者能夠體驗(yàn)到生動(dòng)的、沉浸感強(qiáng)的、自主探索的互動(dòng)學(xué)習(xí)內(nèi)容。在體驗(yàn)式教學(xué)中，互動(dòng)體驗(yàn)環(huán)節(jié)能夠讓學(xué)生從一開始就參與到教學(xué)活動(dòng)中來，探究學(xué)習(xí)部分充分體現(xiàn)了以學(xué)習(xí)者為中心的教學(xué)理念，引導(dǎo)其獨(dú)立思考并解決問題，培養(yǎng)其探究式的知識(shí)構(gòu)建方式。可量化的反饋評(píng)價(jià)方式有效避免了主觀評(píng)價(jià)方法衡量標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一的問題。Kinect體感技術(shù)以及其他增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)還有更多的特點(diǎn)有待進(jìn)一步發(fā)掘，如何充分利用新技術(shù)新設(shè)備在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)模式上進(jìn)行創(chuàng)新和改進(jìn)，真正實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)與教育教學(xué)的深度融合，值得廣大學(xué)者進(jìn)一步的探索和研究。

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