視頻標注輔助的太極拳在線學習研究

龐 亞 俊

(洛陽理工學院 體育教學部， 河南 洛陽 471023)

太極拳學習是學習者根據(jù)反饋信息進行不斷自我調(diào)整的“最優(yōu)控制”過程。在傳統(tǒng)線下太極拳學習時，學生通過模仿示范動作和教師或者同學提供的動作缺陷評價(即追加反饋)，達到掌握太極拳的動作技巧和技能的目的。由于對場地和器材沒有特殊要求，太極拳被認為是最適合開展在線學習的體育項目之一。然而，在線體育教學模式中，教師和學生分別處在不同的物理空間，通常缺乏即時互動，學生無法及時獲得追加反饋。同時，以文字或語音的方式呈現(xiàn)為主的追加反饋不僅容易因?qū)W生過分注重動作技巧而使太極拳“形多”而“神少”，而且也增加了學生運動技能學習的認知負擔，降低了太極拳的學習績效。在此背景下，設(shè)計一種具有高效師生交互特征的在線太極拳教學實踐方法顯得十分必要。

一、基于視頻標注的追加反饋與問題提出

(一)追加反饋

根據(jù)控制論教育理論，體育運動技能學習過程是一個系統(tǒng)最優(yōu)化控制的動態(tài)平衡過程。在這個過程中，系統(tǒng)控制者和主導者(教師)以追加反饋為媒介，通過向執(zhí)行裝置(學生)實施信息傳遞、及時反饋、行為控制等，實現(xiàn)執(zhí)行結(jié)果與理想結(jié)果之間的最小偏差。所謂追加反饋是教師、同行等學習控制主體或者主導者向?qū)W生提供的一種以提高學習績效為目的的評價信息，通常包括運動技能學習過程中的動作表現(xiàn)評價反饋(稱為定性績效反饋，Knowledge of Performance,下文簡稱KP)和動作完成質(zhì)量評價反饋。

盡管定性績效反饋和結(jié)果反饋來自不同的信息源，但是它們對運動技能學習績效的促進作用卻是同等的[1]，適當?shù)刈芳臃答佊欣谔岣哌\動技能學習績效。本質(zhì)上，運動技能學習是一個學生從教師的“教”中“學”得動作技能的過程，以“減少錯誤動作出現(xiàn)的概率，增加規(guī)范動作出現(xiàn)的概率”為主要優(yōu)化目標。大量實證研究表明[2]，追加反饋提供得越及時，運動技能的學習效果就越好，及時正面的追加反饋可以幫助學生高效地完成運動技能動作要點和理論知識的重構(gòu)，顯著地提高學生競爭意識和學習主動性[3]。如果沒有追加反饋，體育運動技能的學習時間會增加，同時學生的運動動作也容易產(chǎn)生錯誤。然而，追加反饋提供的時機和次數(shù)等與運動技能學習績效之間的關(guān)系是復雜的。劉曉茹、夏忠梁認為，在運動技能3分鐘保留階段，適當?shù)脑黾右曈X追加反饋，可以顯著地提高運動技能的學習績效；在運動技能48小時保留階段，增加視覺追加反饋卻無法顯著提高學習績效；甚至在運動技能學習階段，高頻率增加視覺追加反饋反而會降低運動技能的學習績效[4]。目前，國內(nèi)外對于追加反饋研究主要集中在其提供的頻率、時機、改變頻率等技術(shù)上。

(二)視頻標注

視頻標注(Video-aided Annotation,下文簡稱VA)是一種錨定于視頻時間序列上的附加信息，包括視頻時間序列和批注內(nèi)容兩部分。根據(jù)批注內(nèi)容的屬性不同，VA可分為靜態(tài)視頻標注(如文本、圖表、視頻、圖像、音頻或超鏈接等)和動態(tài)視頻標注(如一個跟蹤視頻中人體手掌移動的矩形)兩大類。一般而言，VA可以由計算機根據(jù)視頻內(nèi)容特征自動生成(如利用聲音識別技術(shù)生成字幕、利用鏡頭檢測技術(shù)生成視頻剪輯)，也可以由人工借助VA軟件結(jié)合具體工作任務(wù)標注生成。

教育領(lǐng)域是VA應用的重要領(lǐng)域之一。以視頻為教學內(nèi)容的課程通常會把VA作為提高教學效率和教學效果的輔助手段(如語言學習課程會使用VA技術(shù)標注單詞的發(fā)音技巧和語法講解等)[5]。此外，在教師教學技能訓練或者運動員日常訓練時，借助VA軟件的批注工具，教師或者運動員也可以方便高效地開展分析討論，提高教學技能或運動技能評價的深刻性和針對性。

(三)問題提出

由于受條件限制，當下在線體育學習模式中，教師多借助學習通等教學平臺的課堂互動模塊或微信、釘釘?shù)燃磿r通訊軟件的消息發(fā)送功能，提供一些延遲性的文字或語音結(jié)果反饋。這些結(jié)果反饋無法達到線下體育課堂中教師“言傳身教”式結(jié)果反饋的效果，也不利于提高運動技能學習績效[6][7]。

為緩解在線體育教學中追加反饋直觀性差、信息效能低的問題，筆者采用人工VA作為太極拳學習的追加反饋工具，借助文本KP、矢量圖KP、語音KP、視頻KP等VA，向?qū)W生提供太極拳動作評價和動作指導，試圖降低太極拳在線學習的認知負擔，提高太極拳在線學習的學習績效。本研究嘗試回答：VA能否提高太極拳動作在線學習的學習績效。

二、視頻標注輔助的太極拳在線學習

本研究將VA引入太極拳在線學習，設(shè)計了一種VA輔助的太極拳在線教學模式，借助人工VA輔助的追加反饋，開展太極拳動作在線教學動作示范和“糾正”等教學活動，減輕傳統(tǒng)追加反饋向?qū)W生施加的動作學習或反思改進認知負擔。VA輔助的太極拳在線教學模式的實施框架如圖1所示。

圖1 視頻標注輔助的太極拳在線學習框架圖

在圖1中，VA輔助的太極拳在線學習實施框架由錄制太極拳動作教學視頻、添加VA并發(fā)布教學視頻、教師或者同行實施追加反饋等教學活動構(gòu)成。具體實施過程是：第一，錄制太極拳動作教學視頻。根據(jù)教學任務(wù)，教師錄制太極拳教學視頻，邊講解太極拳動作要領(lǐng)，邊示范動作。第二，添加VA并發(fā)布教學視頻。教師借助VA工具軟件(如Advene)，通過添加文本、矢量圖、超鏈接等格式VA，制作包含VA的太極拳動作教學內(nèi)容視頻，并發(fā)布到網(wǎng)絡(luò)學習平臺。第三，學習太極拳動作視頻并練習。利用網(wǎng)絡(luò)學習平臺和VA工具軟件，學生借助VA快速地檢索定位動作教學視頻，查看演示或者動作要領(lǐng)講解，進行太極拳動作學習和練習。第四，錄制太極拳動作學習視頻。學生根據(jù)自身學習進度錄制個人太極拳動作練習視頻，并在規(guī)定的時間內(nèi)通過網(wǎng)絡(luò)學習平臺完成提交。第五，教師或者同行實施追加反饋(以VA形式)。教師或者學生同行觀看學生提交的太極拳動作練習視頻，使用VA工具軟件添加VA(以矢量圖或者視頻格式的VA為主)，對當前太極拳動作練習視頻進行評價，形成追加反饋并返回給學生本人。第六，查看追加反饋并改正錯誤太極拳動作。學生首先通過網(wǎng)絡(luò)學習平臺和VA工具軟件，借助文本格式的VA信息快速地定位太極拳缺陷動作；然后利用矢量圖或者視頻格式的VA信息，直觀地理解太極拳動作要領(lǐng)和反思動作缺陷并練習改正。

與傳統(tǒng)的太極拳在線學習相比，VA輔助的太極拳在線學習是一種更為科學的太極拳在線學習。在“發(fā)布教學視頻”和“教師或者同行實施追加反饋”中，太極拳在線學習分別增加了“添加VA”和“VA形式的追加反饋”等兩個教學活動。

三、實驗及研究發(fā)現(xiàn)

(一)實驗對象

參與者是來自某高校“大學體育(太極拳)”在線學習2個年級的普通大學生，學習時間為2020～2021學年第一學期。為了對比分析，以學生選課班級為教學組織單位，把學生隨機地確定為實驗組和對照組。

(二)實驗方法及數(shù)據(jù)處理

某高校“大學體育(太極拳)”2020～2021學年第一學期在實驗組和對照組中分別開展視頻標批注輔助的太極拳在線學習和傳統(tǒng)太極拳在線學習。為評價VA輔助的太極拳在線學習的教學效果，在學期期末開展了課程評價和滿意度問卷調(diào)查。課程評價按照百分制從太極拳動作技巧成績、表現(xiàn)力成績兩個方面，對每個學生太極拳動作學習績效進行評價。滿意度問卷調(diào)查主要從學習效果、交互性等方面對太極拳在線學習績效進行評價(如表1)，問卷調(diào)查結(jié)果采用李克特量表法進行離散化(最高滿意度為5分)。

表1 太極拳在線學習滿意度問卷調(diào)查問題表

(三)結(jié)果與發(fā)現(xiàn)

由于實驗組和對照組的學生的太極拳動作技巧成績、表現(xiàn)力成績均符合正態(tài)分布，本研究采用t-檢驗(亦稱student t檢驗，是用T分布理論來推論差異發(fā)生的概率，從而比較兩個平均數(shù)的差異是否顯著)進行統(tǒng)計分析，分析結(jié)果如表2所示。從表2中的數(shù)據(jù)可以看出，實驗組學生的太極拳動作技巧學習績效和動作表現(xiàn)力學習績效高于對照組學生。實驗組學生的太極拳動作技巧評分(79.7±10.01)比對照組動作技巧評分(71.8±12.35)提高了11.0%，存在著顯著性差異p=0.023<0.05，t=1.54。同樣，實驗組學生的太極拳動作表現(xiàn)力得分(80.1±3.45)比對照組學生(71.7±3.98)提高了11.7%，存在顯著性差異p=0.009<0.05，t=2.72。實驗結(jié)果表明，VA可以顯著提高太極拳動作在線學習的學習績效。

表2 太極拳在線學習成績分析表

離散后的太極拳在線學習滿意度問卷調(diào)查結(jié)果具有良好的信度(克隆巴赫系數(shù)是0.79)。滿意度調(diào)查的平均分是3.70，問題5和問題6的評分比其他問題得分要高，這表明學生對太極拳在線學習持積極態(tài)度，對于在線學習的師生交流方式和教學方法較為認可。

問題3和問題4分別與太極拳在線學習的動作技巧評價和表現(xiàn)力評價的理解程度有關(guān)。滿意度問卷調(diào)查結(jié)果顯示，問題3實驗組的評分(4.15)比對照組(3.67)高13.1%，問題4實驗組評分(4.11)比對照組評分(3.09)高33.01%。這表明學生更容易理解VA輔助的太極拳在線學習模式的動作技巧評價和表現(xiàn)力評價。然而，實驗組和對照組的顯著性僅體現(xiàn)在動作技巧評分上，太極拳表現(xiàn)力差異性卻不顯著。

此外，問題1與太極拳理論學習有關(guān)，其評分最低(2.97)，而實驗組和對照組的問題2評價得分(3.66)高于問題1評價得分(2.97)，這些數(shù)據(jù)說明學生對太極拳在線理論學習的效果不滿意，而對太極拳動作技巧學習的滿意度較高。

四、研究討論與結(jié)論

(一)追加反饋對太極拳在線學習學習績效的影響

學習績效與學習積極性和能動性具有顯著相關(guān)性。以VA為主的高效的追加反饋降低了學生的認知負荷，提高了學生的學習積極性，學生太極拳在線學習的有效學習投入增加，其學習績效也獲得了提高。在反饋評價環(huán)節(jié)中增加VA信息后，借助所見即所得的VA，學生可以快速定位缺陷動作，高效地完成運動技能動作要點和理論知識的重構(gòu)[2][4]，降低了知識傳授的信息損耗，使太極拳動作“練習”和“糾正”的學習績效得到了提高。這些與已有研究結(jié)論一致。認知負荷的降低表現(xiàn)為學生的自我能效提高，愉悅性學習和正向評價等積極評價增多，學習績效也會顯著提高[6][7][8]。實驗組學生期末考試動作技巧和表現(xiàn)力成績分別比對照組高了11%(達到79.7±10.01)和11.7%(達到80.1±3.45)，且動作技巧得分方面實驗組和對照組之間存在顯著差異。同時，從問卷調(diào)查結(jié)果數(shù)據(jù)看，實驗組的課程滿意度調(diào)查平均分(3.93)比對照組的平均分(3.46)高，特別是實驗組問題2評分(3.77)比對照組評分(3.54)高13.58%。

(二)以視頻標注的追加反饋提高了太極拳在線學習的學習投入

實驗數(shù)據(jù)表明，實驗組問題4和問題3的評分分別比對照組高 13.1%和33.01%，而且實驗組與對照組對問題3的評分存在顯著性差異。究其原因，傳統(tǒng)太極拳在線學習多以網(wǎng)絡(luò)學習平臺的互動工具為載體實施追加反饋[8]，評價信息抽象且與動作視頻弱關(guān)聯(lián)，需要采用大量的文字信息才能描述清楚評價對象動作缺陷，且容易導致認知偏差而產(chǎn)生無效信息，影響了學生開展太極拳動作同行學習評價的效率和投入積極性[4][7]。在VA輔助的太極拳在線學習中，利用所見即所得的VA可以幫助評價對象準確地理解追加反饋所描述的太極拳動作技巧要領(lǐng)和表現(xiàn)力要點，便于學生開展反思型學習，提高了師生之間的交互效率，增益了學生學習行為控制，增加了太極拳在線學習的學習投入[9]。實驗組問題5的評分(4.37)比對照組(3.76)高16.22%，學生和教師或者同行的交流積極性更高、更有效。積極主動的學習可以顯著地提高學習績效[7][9]。

(三)太極拳在線學習存在淺層次的認知投入

表現(xiàn)力和理論學習涉及人類高層次認知，強調(diào)將知識內(nèi)化，形成有效的知識和技能遷移轉(zhuǎn)化[10][11]。實驗數(shù)據(jù)顯示，在課程評價方面，實驗組動作技巧的成績顯著，但是與對照組相比，實驗組學生的表現(xiàn)力得分卻沒有顯著提高。在滿意度調(diào)查方面，實驗組和對照組的問題1的得分都是所有問題中最低分。這說明，太極拳在線學習存在“學習層次淺”等質(zhì)量危機，學生對太極拳在線學習依舊停留在“跟著學”的淺層次認知上，深層次投入不夠。因此，即使采用VA的追加反饋，仍不能提高太極拳表現(xiàn)力的學習績效和提高學生的理論學習滿意度。

在線教學、混合式教學在我國高校各學科間已得到迅速發(fā)展，太極拳被認為是最適合開展在線學習的體育項目之一。太極拳動作學習是一個教師向?qū)W生實施信息傳遞、及時反饋和行為控制以獲得最優(yōu)學習績效的過程。傳統(tǒng)的太極拳在線學習實施追加反饋時增加了學生的認知負荷，降低了學生的自我能效。VA輔助的太極拳在線學習借助所見即所得的追加反饋，可以緩解學生的認知負荷，增益太極拳練習動作和規(guī)范動作之間的誤差控制，減少太極拳在線教學的“練習”和“糾正”的信息損耗，增加在線學習的有效投入，提高了太極拳在線學習的動作技巧績效和表現(xiàn)力績效。本研究結(jié)果也表明，VA輔助的太極拳在線學習仍存在 “學習層次淺”等質(zhì)量危機。