Avatar虛擬環境支持CALLA模式的教學研究*

劉哲雨 王志軍 倪曉萌

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Avatar虛擬環境支持CALLA模式的教學研究*

劉哲雨1王志軍1倪曉萌2

（1．天津師范大學教育科學學院，天津 300381；2．密西根州立大學教育學院，密歇根州東蘭辛 48824）

基于Avatar的學習系統設計為英語學習者提供了專屬的、富有沉浸感的網絡三維虛擬現實（Virtual Reality，VR）環境，延伸了課堂所無法實現的交互體驗。認知學術語言學習方法（The Cognitive Academic Language Learning Approach，CALLA）成功地促進了學習者語言學習策略的訓練，在英語學習中得到廣泛應用。文章以Avatar支持CALLA模式的機制設計為研究思路，以細化師生的活動任務和評價指標為實施指南，開展了Avatar虛擬環境支持CALLA模式的英語教學活動，并通過實證研究驗證了該模式在中學英語教學中的有效性。

Avatar；CALLA模式；英語教學；實證研究；VR

在信息技術助力教育現代化的進程中，網絡信息技術手段促進教育教學改革的效果越來越明顯。如何挖掘現有的網絡技術手段來創建擁有真實感的學習情境（如沉浸式虛擬學習環境等），如何創新學習環境、將學習情境與教學模式相融合，是教育技術領域的重要研究方向。英語學習非常依賴于這種擁有真實感的學習情境。與數學等課程不同的是，英語學習需要以社會交往、互動交流為學習的邏輯出發點及歸宿；與語文等母語課程不同的是，英語學習缺乏天然的社交環境，需要創建學習環境或學習支持系統。在英語學習環境的建構中，網絡虛擬現實技術提供了支持平臺，教學模式提供了設計策略。結合兩者，本研究的思路確定為面向英語教學的Avatar網絡虛擬學習環境（下文簡稱Avatar虛擬環境）與CALLA模式的深度融合研究。

一 研究背景分析

1 學習策略缺失呼喚CALLA模式

英語學習中很重要的一點是掌握如何學習語言、如何使用語言的技能。某些英語教學忽視了“學習策略”，最終造成語言的交際功能和工具性能的缺失。學生提取教學過程中相關學習策略的能力、將學習策略遷移到自主學習過程中的能力，是英語學習中至關重要的兩種能力。

CALLA模式是由O’Malley和Chamot為美國中小學的二語學習者而設計的，其教學模型如圖1所示。該模式為訓練二語學習策略訓練提供了可操作的、處方性的實施步驟與框架[1]。通過教學和實驗，相關專家和學者已經證實了CALLA模式可以有效地促進英語教學。使用CALLA模式指導教學，能夠提高學生的學習興趣、積極性和自主學習能力等[2][3]，最終達到提升元認知能力的教育目標。

本研究提出在CALLA模式中，初期階段由教師講授學習策略，隨著學生使用學習策略的熟練程度的提高，教師的提示逐漸減少，直至學生開始獨立地使用學習策略后，教師就退出教學功能，轉為監測與評價功能。由此可見，教師任務的規模由大變小，與此形成互補的是學生任務的規模由小變大，并由被動轉向主動、自動。隨著學習策略的遷移，教師要注意到教學設計的重心也在同步發生變化。為了使CALLA模式得到更好的推廣，本研究開發了教學設計的重心發展模型，如圖2所示。該模型不僅體現了基于CALLA模式的課堂教學過程，更為其它表達平臺（如網絡虛擬學習環境）實施CALLA模式提供了設計參考與操作指導。

圖1 CALLA模式的教學模型（中文版）

圖2 教學設計的重心發展模型

2 Avatar虛擬環境為CALLA模式英語教學提供網絡表達平臺

英語語境可分為文化語境和情景語境兩個類別，其中，情景語境是具體的語言運用語境[4]。沉浸式學習環境成功地支持了英語視聽教學模式，為英語教學提供了基于多感覺通道的情景語境。作為獨特的多媒體教學形態，沉浸式視聽教學環境在多媒體畫面語言的指導下[5]，構建出一種以英語語言自身特點為基礎的、充滿視覺沖擊力的三維虛擬現實場景，讓學生完全專注其中（Concentration）、享受其中（Enjoyment），Avatar正是這樣一種以視聽教學為基礎的、可以支持英語沉浸式學習的VR環境。

Avatar虛擬環境原名阿凡達教室（Avatar Classroom），是2012年由Preibisch P和Edgar E開發的網絡虛擬教室，與Second Life相比，Avatar更加注重教學與評價功能。在虛擬教室中，教師通過阿凡達這種虛擬形象出現在學生面前，并指導學生在一系列虛擬現實的場景下進行學習。Avatar虛擬環境可分為簽到區、授課區、會議（討論）區、測試（評價）區共四個區域（教室）。身臨其中，教師可以通過語音或即時通信工具提供指導，學生可以進行測驗、參與討論活動。此外，Avatar虛擬環境還提供評分表、考試系統、作業提交系統、網頁對講機和選擇工具等。在這些系統工具的支持下，現實中的教學活動都可以在網絡環境下開展。

二 Avatar虛擬環境支持CALLA模式的機制設計

1 動機促進機制

在利用Avatar虛擬環境促進英語學習動機的過程中，需要把握動機前提、動機誘因、動機調節、動機引導以及動機固化等五個環節。本研究設計了與這五個環節相匹配的動機促進機制模型（如圖3所示），并對每個環節的支撐理論進行了闡釋。

在該模型的指導下，教師可以充分地利用Avatar的多樣化支持工具有效地促進學習動機。其中，Avatar支持的多媒體格式包括圖片、文字、PPT演示文稿、視頻等，可以全面地呈現學習內容及學習結果，強化學生對學習結果的期望，產生個性化的學習愿景，調節學習結果與行為預期的對比，引導學生發揮自我效能感，切實促進英語的學習動機。Avatar的調節機制通過一對一、一對多、多對多等三種互動交流方式，體現教師的主導價值和學習共同體的作用。Avatar的引導機制中還有多種“虛擬獎勵”和“虛擬懲罰”措施，如答題與表現良好，座椅就上升一階，直觀地顯現相對評價結果。Avatar的固化機制中借助了環境、認知與行為的三者交叉互動，激發英語學習的內在學習動機。

需要強調的是，若過于強調外在動機，即通過Avatar工具的“虛擬獎勵”和“虛擬懲罰”措施來激發與維持學生的學習動機，而輕視內在的學習動機，那么勢必會對英語學習的可持續性發展產生負面影響。因此，靈活運用Avatar的多樣化支持工具激發學生的求知欲，將任務環境與學生的切實需求緊密聯系，才是真正促進英語學習動機的“正能量”。

圖3 動機促進機制模型

圖4 歸因干預機制模型

2 歸因干預機制

在反饋與評價功能的基礎上，本研究構建了歸因干預機制模型，如圖4所示。Avatar虛擬環境的反饋與評價功能有以下特點：①歸因干預，改善學習動機；②積極、實時的反應；③小單元任務進步測試與評價；④學生自定義學習程度與節奏；⑤最大程度地降低錯誤發生的可能性。利用Avatar虛擬環境支持CALLA模式中的歸因干預，需要教師依據學習結果的成功與否采取相應的干預策略：當學生成功時，引導學生將成功歸結為能力的作用，即穩定因素歸因（或能力歸因）；當學生失敗時，控制外界信息，訓練學生將自我歸因疏導至努力等可控因素上，即可控因素歸因（或努力歸因），久而久之，形成堅定的信心和持久的努力[6]。

在Avatar虛擬環境與CALLA模式的融合研究及實踐探索中，無論是英語教學CALLA模式對學習策略的訓練，還是Avatar虛擬環境支持CALLA模式中的歸因干預訓練，二者都屬于元認知范疇內的訓練，因此從元認知角度高屋建瓴，使策略和歸因兩個因素與元認知體系的關系得到協調，可以更好地保持并遷移本實驗的訓練效果。

3 情境創設機制

在調研中發現，英語教師都提出了一個共同的需求——學習情境需要與教學內容密切匹配。具體地說，中小學英語教師希望多媒體教學軟件能將每一個階段的知識串聯成一個含有情節或具有角色扮演體驗的故事；大學英語教師則期待學習內容的“情境意義”或“情境價值”，即教學內容能夠通過情境的加工而更具有學習意義或切身性。基于互動體驗的Avatar虛擬環境可以出色地構造語言交際場景，展現學生與教師共同參與“表演”的故事情節。同時，Avatar虛擬環境提供語音與文字兩種交流工具，使教學內容形式多媒體化、趣味化，與實際生活、歷史事件密切聯系，生成具有切身性、實用性的虛擬情境教材，促進學生學習的意義建構。

4 焦慮控制機制

在英語學習中，焦慮（Anxiety）是主要的情感變量——適度焦慮可以促進學習，但過度焦慮必然抑制學習[7]。Avatar將現實問題與虛擬環境、任務、事件相結合，通過任務的切身性通道提升了學習動機；學生通過變換性別、膚色、裝束等外在特征，在一定程度上降低了原有的交際疑懼；師生實時溝通，教師能夠及時傳遞對學生的引導與鼓勵，提高了學生的交際信心。

本實驗設計鼓勵學生大膽嘗試與猜測、提高對模糊感受的容忍度；幫助學生克服怕出丑的心理障礙，敢于發言，戰勝自己的“面子問題”；強調學生的交際欲望和表達動機，并降低焦慮；當學生表達水平有限時，靈活變換語言表達的形式（如借助虛擬現實中的肢體語言等）。

表1 CALLA模式中教師和學生的任務

三 Avatar虛擬環境支持CALLA模式英語教學的實施設計

1 實施教學的任務設計

本研究將Avatar虛擬環境支持CALLA模式的實施過程解析為：在Avatar虛擬環境下實施對CALLA模式中教師任務（TA）模塊的支持和對學生任務（SA）模塊的支持，如表1所示。

根據表1，“TA-2-3”教師描繪先前教學過程中學習策略的發生，描述自己獲得新知或解決問題的過程[8]。如案例中“Ask for and give directions”的學習，可用三維場景中的人物肢體動作完成英語描述中的動作，示范預測的策略、表達形式的策略，學生邊模仿演示、邊通過麥克風完成口語表達或通過對話窗口完成文字表達。“TA-3-2”設計任務驅動、提高參與，可以采取任務驅動法、示范模仿法、分層次—差異教學法、境脈法、角色扮演法、小組協作法、頭腦風暴法、競賽法等。“SA-3-6有聲思維”、“SA-3-7有形思維”中學生展示自己的策略選擇與運用，既是一個知識體系結構化、認知結構穩固化的過程，也是一個策略抽象化、模型化的過程。

Avatar可以通過豐富的媒體形式輔助教師進行部分管理工作，主要是內容明確的、需要不斷重復的任務，如發布公告、指導小組協作學習、管理學生的咨詢等。同樣，Avatar也適合支持小組教學，幫助學生監控學習過程、協調與學習同伴的交互、把握學習進度、記錄提問與回答；教師則可以依據監控記錄對教學決策進行科學的調整。

2 實施教學的評價設計

Avatar虛擬環境支持CALLA模式的英語教學效果評價設計為兩個環節：①首先由教師設置評價的任務或問題，每個學生在Avatar虛擬環境中完成任務后，通過交流工具、利用言語信息（語音或文字）向教師說明在問題解決的過程中自己是如何回憶策略、提取策略并運用策略的。②教師對學生使用策略解決問題取得的績效進行評價，即完成總結性評價。

在Avatar虛擬環境與CALLA模式的融合形態中，學生的最終評價綜合了模式本身的核心價值評價（如CALLA的核心價值在于應用策略）與學習效果（如學業成績）的總結性評價。其中，第一個環節要注意的是，匯報策略的使用情況是考核成績的重要依據，需要教師與學生進行一對一的通信，在總結提升階段再選取代表性答案進行交流學習；而在第二個環節中參考心理學閱讀研究的原則[9]，學習成果評價要兼顧時間原則、數量原則和準確度原則。

四 Avatar虛擬環境支持CALLA模式英語教學的實證研究

1 被試單位基本情況

在本研究的實驗地區，多所中學通過信息技術進課堂帶動教學改革，重視教師的理念提升，他們對本項目的英語教學實證研究給予了大力支持。為了保證本次研究的有效性，各個實驗校的領導和老師們積極組織配合，選擇了3位英語教師參與本次實驗，每位教師負責2個班級的平行教學，共有6個班級，每班學生約30名。因版面所囿，在此僅呈現本研究中的一組對照試驗，其它兩組統計結論與此一致。

2 無關變量的控制

（1）與教師教學有關的要素

參加對照實驗的兩組被試由同一位教師負責教學，分成實驗班與控制班（Y1-1，Y1-2）。

（2）與學生學習有關的要素

監控實驗班與控制班的實驗前英語學業成績是否存在顯著性差異，本實驗設計了被試的遴選制度。

3 被試的遴選

為了嚴格控制被試的選擇性偏差，本研究采用兩級遴選制度：①將入學成績和隨機抽取的兩次形成性評價成績進行對照折線分析，初步遴選出相對最為接近的兩個對照班級；②以最鄰近的一次形成性評價成績作為前測成績。從平均值和標準差的基本統計情況分析出：兩班成績均值、標準差基本相同（如表2所示），說明兩組成績的數據變化趨勢、分布走向非常相似。

表2 （Y1-1，Y1-2）前測成績統計結果

最后，對實驗班與控制班前測成績的顯著性差異進行獨立樣本檢驗，如表3所示。統計結果顯示：實驗班與控制班（Y1-1，Y1-2）的前測成績沒有顯著性差異。

表3 （Y1-1，Y1-2）前測成績獨立樣本t檢驗

4 數據分析

實驗班經過培訓后，實施Avatar虛擬環境支持CALLA模式的英語教學活動，第一個周期的實驗結束后對實驗班與控制班（Y1-1，Y1-2）的后測成績進行獨立樣本檢驗，如表4所示。根據統計結果得出顯著性（）的值為0.004，即=0.004<0.01，說明兩班學生的后測成績差異性非常顯著。

表4 （Y1-1，Y1-2）后測成績獨立樣本t檢驗

5 實驗結論

通過本實驗，驗證了Avatar虛擬環境支持CALLA模式在中學英語教學中的有效性。

五 結語

在智慧教育及數字化教育的背景下，Avatar虛擬環境支持CALLA模式英語教學的探索可以擴展至自主學習模式和協作模式。Avatar虛擬環境無論是在平臺功能上，還是在內容設計上，都能夠為實施英語教學新模式提供支持和保障。

本實驗驗證了Avatar虛擬環境支持CALLA模式在中學英語教學中的有效性，這一結論同樣可以延伸至其它學段。鑒于此，本研究計劃在后續階段，針對這一結論在高等教育中的應用變遷情況做進一步探討。

參考文獻：

[1]蘇遠連,張耀冰.西方外語學習策略訓練研究綜述[J].國外外語教學,2003,(3):43-48.

[2]徐平.CALLA模式在大學專業英語教學中的應用研究[D].上海:上海外國語大學,2009:41.

[3]范彩霞.CALLA模式在《英語國家概況》教學中的應用[J].牡丹江師范學院學報(哲學社會科學版),2010,(1):63-65.

[4]張德祿,李艷.語境理論與視聽教學[J].外語電化教學,2004,(4):11-16.

[5]王志軍,王雪.多媒體畫面語言學理論體系的構建研究[J].中國電化教育,2015,(7):42-48.

[6]Borkowski J G. Effects of attribution training on strategy based reading comprehension in learning disable student[J]. Journal of Educational Psychology,1988,(80):46-53.

[7]Saito Y, Garza T J, Horwitz E K. Foreign language reading anxiety[J]. The Modern Language Journal, 1999,(2):202-218.

[8]王志軍,溫小勇,施鵬華.技術支持下思維可視化課堂的構建研究——以小學語文閱讀教學為例[J].中國電化教育,2015,(6):116-121.

[9]閆國利,熊建萍,臧傳麗等.閱讀研究中的主要眼動指標評述[J].心理科學進展,2013,(4):589-605.

編輯：小米

Instructional Research on CALLA Mode Supported by Avatar Virtual Environment

LIU Zhe-yu1WANG Zhi-jun1NI Xiao-meng2

The design of Avatar-based learning system provided exclusive and immersive network virtual reality environment to English learners, extending the interactive experience which was not obtained in classroom. The cognitive academic language learning approach (CALLA) successfully promoted learners’ English learning strategy instruction and has been widely employed in English learning. Taking the mechanism design of CALLA model supported by Avatar as basic idea, active task specifying teacher-student and evaluation indicators as implementation guide, the English teaching activity of CALLA model supported by Avatar virtual environment was conducted. The effectiveness of this mode applied in English teaching was verified through empirical study.

Avatar; CALLA model; English teaching; empirical study; VR

G40-057

A

1009—8097（2016）07—0044—07

10.3969/j.issn.1009-8097.2016.07.007

本文為天津市哲學社會科學規劃項目“多媒體畫面語言學促進優質信息化教育資源發展和應用研究”（項目編號：TJJX15-022）、天津市高校“優秀青年教師資助計劃”（項目編號：ZX110QN019）、天津師范大學教學改革項目“以職業分析為邏輯起點的教育技術專業課程改革”（項目編號：201146）的階段性研究成果。

2016年1月8日

劉哲雨，講師，在讀博士，研究方向為多媒體畫面語言學、教學設計、深度學習等，郵箱為zheyuliu@126.com。