基于體感技術的體驗式教學模式創新與實踐

張量 金益 滕剛

摘 要：隨著信息技術的發展，越來越多新興技術被用于改進課堂教學，教學模式也隨之不斷進化。針對傳統動畫教學中課程訓練周期長、主觀評價方式衡量標準難統一等問題，文章將kinect體感技術引入課堂，并從互動體驗、探究學習和反饋評價三個方面進行了研究和探討。結論表明，基于體感技術的體驗式教學能夠提高學習者的學習參與度、激發學習興趣，促進實現計算機輔助下的自主學習。

關鍵詞：體感技術；體驗式教學；自主學習；kinect

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：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

隨著現代信息技術、多媒體技術和網絡通信技術的迅猛發展，越來越多新技術、新設備被運用于改進課堂教學，教學模式也隨之進化。在新媒體聯盟（New media consortium，NMC）2015-2017年度報告中，將可穿戴技術、增強現實技術以及虛擬現實技術列為教育領域的重要技術，并指出它們將在未來的1-5年中影響并促進教育的變革[1]。其中，增強現實技術（Augmented Reality，簡稱AR）因其能夠將真實世界與虛擬信息無縫融合而倍受國內外教育界學者的關注。Google、Microsoft、Apple等巨頭競相布局，構建基于AR的教育生態系統，谷歌Google glass、微軟HoloLens以及Kinec體感設備等硬件也層出不窮。

在動畫產業領域，由于高技能復合型動畫人才的緊迫需求，對高校動畫藝術教育提出了新的挑戰。然而目前，大多動畫教學依然采用著以教師為主導的傳統授課方式[2-4]，學生缺少思考和探索，對知識難以產生深刻的印象，也難以激發學生學習興趣和學習主動性[3]。本文在分析傳統動畫教學特點與不足的基礎上，將kinect體感技術與動畫教學相結合，從互動體驗、探究學習和反饋評價三個方面對基于體感技術體驗式教學模式進行了研究和探討。

二、傳統動畫教學的不足與瓶頸

（一）面授教學周期長成效慢

大部分動畫課程具有實踐性強并需要大量時間訓練的特點；同時，由于學生個體能力的差異，教師在課程教學和實際指導中通常需要一對一、手把手教學[4]。然而，大多數高校由于班級人數多，教師很難在課堂上有限的時間內對學生進行逐個輔導和有針對性的教學[5]。針對傳統動畫教學模式的弊端，專家學者們嘗試著通過改進教學方法和運用新技術來提高教學效果。如謝媛等人在動畫運動規律課程教學中運用網絡數字技術進行以學生為主體的教學[2]，宗傳玉等人基于互聯網技術進行了混合式教學模式的研究[3]，郭文婧等人將翻轉課堂引入傳統教學，提出了互動式反饋教學模式[5]。但是，教學內容不夠直觀，訓練方式單一，教師一對一指導導致人才培養周期長等問題依然沒有因為信息化教學的引入而得到顯著的改觀。

（二）主觀評價衡量標準難統一

在評價機制方面，由于藝術類課程通常采用作品考核的方式，評價方式只能以教師主觀打分為主。然而主觀評價方式通常很難有一個公平、統一的衡量標準。加拿大安大略藝術與設計學院采用了在教師指導下的反復檢查修改，最終依據詳細評分模塊進行分項打分的方式進行作品考核與評價[6]。國內李菲茗等人嘗試通過增加學生互評環節來增加最終評價的公正性，并對基于網絡平臺學生互評的評價模式及其對評分準確性的影響進行了研究[7]。然而，不管是教師打分還是學生互評依然不能避免主觀評價的弊端，很難達到一致公平、統一量化的要求。

三、Kinect體感技術的特點與優勢

Kinect是微軟推出的一款3D體感設備。它不需要佩戴任何輔助設備即可動態提取運動人體骨骼并實時捕捉運動特征，如圖1所示。這一特性通常被用于捕捉人體動作和手勢來實現人機交互操作。而在動畫教學領域，這一特性使它能夠直觀地展示人體骨骼運動，天然地符合動畫運動規律課程的需求。

同時，它還具備語音識別以及可編程人機交互等特點。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域發揮巨大作用。例如：微軟公司利用Kinect開發了一款為虛擬人“Avatar”配音的教學游戲，幫助小學生克服閱讀障礙。Washington Bothell的兩位學生使用Kinect實現了一個可通過肢體進行交互控制的二次曲線數學教學軟件[8]。Xdigit通過游戲的方式幫助兒童進行算數學習[9]。武漢大學與華中科技大學將Kinect結合到教室投影儀上，使得老師能夠通過手勢和語音即控制投影呈現的內容，實現控制幻燈片、黑板以及基本的文檔操作。Kinect體感技術的高度體驗性使其在教育領域中具有天然優勢，它更加強調數學的生活性、趣味性、科學性以及情境性，從而提高了學生的參與度以及學習熱情。

四、基于體感技術的體驗式教學模式

根據Kinect設備的特點，本文設計了以體感技術為核心的體驗式教學模式，主要分為：互動體驗、探究學習和反饋評價三個環節。

（一）互動體驗教學直觀生動

利用Kinect設備的體驗度和沉浸感，學生可以根據教學案例中設定的情節體驗各種動作的表演方式，同時通過體感設備實時觀看自己骨骼的運動和變化情況。結合Uinty3D平臺的簡單開發，甚至可以實現讓一個虛擬人物模型進行同步動作，如圖2所示。教師也能夠更加生動，直觀地講解動畫運動規律等課程的知識要點，讓學生更好地理解運動規律以及動畫制作原理，如圖3所示。同時，它還能夠通過創設虛擬學習情景，增加學習內容的形象性和趣味性，激發學生學習和探究的欲望。

（二）探究學習環節提升興趣

利用Kinect技術能夠實時捕捉角色動作特征的特點，可以一改傳統教學與訓練過程中教師統一布置任務，學生“依葫蘆畫瓢”完成的模式。以行走動畫為例，學習者可以在理解基本行走動作基礎上，通過Kinect記錄自行表演的步態，探究不同步態下骨骼運動的相似和區別之處，并嘗試各種不同步態效果動畫的制作，如圖4所示。

（三）反饋評價助力自主學習

由于Kinect實時捕捉的人體骨骼以及關節點位置等動作特征是可量化的，這些量化特征可以作為衡量最終作品優劣的評價標準并反饋給學習者。同時，學習者還能對比分析自己作品與真實動作間的差別與差距并依此進行修改。可量化的反饋評價方式，從一定意義上實現了由計算機輔助的自主學習過程。

五、結束語

Kinect體感技術在課堂教學中的應用在豐富學習內容呈現方式的同時也增強了互動性，使學習者能夠體驗到生動的、沉浸感強的、自主探索的互動學習內容。在體驗式教學中，互動體驗環節能夠讓學生從一開始就參與到教學活動中來，探究學習部分充分體現了以學習者為中心的教學理念，引導其獨立思考并解決問題，培養其探究式的知識構建方式。可量化的反饋評價方式有效避免了主觀評價方法衡量標準不統一的問題。Kinect體感技術以及其他增強現實技術還有更多的特點有待進一步發掘，如何充分利用新技術新設備在教學內容、教學方法和教學模式上進行創新和改進，真正實現信息技術與教育教學的深度融合，值得廣大學者進一步的探索和研究。

參考文獻：

[1]高媛，黃榮懷.《2017新媒體聯盟中國高等教育技術展望：地平線項目區域報告》解讀與啟示[J].電化教育研究，2017，38（4）：15-22.

[2]謝媛.數字技術在動畫運動規律課程教學中的運用[J].美術教育研究，2018（03）：151.

[3]宗傳玉.“互聯網+教育”背景下“動畫運動規律”課程混合式教學模式研究[J].美與時代（上），2017（11）：105-106.

[4]孫鵬.應用型本科教學改革探究——以大連科技學院動畫運動規律課程為例[J].美術教育研究，2018（03）：128-129.

[5]郭文婧.動畫運動規律課程設計創新及教學模式探究[J].美術教育研究，2017（24）：127.

[6]劉若一.加拿大高等院校動畫教育研究[D].南京藝術學院，2013.

[7]李菲茗，李曉菲，黃亞平，等.訓練對同伴互評評分準確性的影響——以“三維動畫設計與建模”課程為例[J].中國遠程教育，2018（05）：63-67+78.

[8]徐顯龍，蘇小兵，吳永和，等.面向電子書包應用的課堂教學行為模式分析[J].現代遠程教育研究，2013（2）：84-91+106.

[9]錢冬明，管玨琪，郭瑋.電子書包終端技術規范設計研究[J].華東師范大學學報（自然科學版），2012（2）：91-98.