Avatar虚拟环境支持CALLA模式的教学研究*

刘哲雨 王志军 倪晓萌



Avatar虚拟环境支持CALLA模式的教学研究*

刘哲雨1王志军1倪晓萌2

（1．天津师范大学教育科学学院，天津 300381；2．密西根州立大学教育学院，密歇根州东兰辛 48824）

基于Avatar的学习系统设计为英语学习者提供了专属的、富有沉浸感的网络三维虚拟现实（Virtual Reality，VR）环境，延伸了课堂所无法实现的交互体验。认知学术语言学习方法（The Cognitive Academic Language Learning Approach，CALLA）成功地促进了学习者语言学习策略的训练，在英语学习中得到广泛应用。文章以Avatar支持CALLA模式的机制设计为研究思路，以细化师生的活动任务和评价指标为实施指南，开展了Avatar虚拟环境支持CALLA模式的英语教学活动，并通过实证研究验证了该模式在中学英语教学中的有效性。

Avatar；CALLA模式；英语教学；实证研究；VR

在信息技术助力教育现代化的进程中，网络信息技术手段促进教育教学改革的效果越来越明显。如何挖掘现有的网络技术手段来创建拥有真实感的学习情境（如沉浸式虚拟学习环境等），如何创新学习环境、将学习情境与教学模式相融合，是教育技术领域的重要研究方向。英语学习非常依赖于这种拥有真实感的学习情境。与数学等课程不同的是，英语学习需要以社会交往、互动交流为学习的逻辑出发点及归宿；与语文等母语课程不同的是，英语学习缺乏天然的社交环境，需要创建学习环境或学习支持系统。在英语学习环境的建构中，网络虚拟现实技术提供了支持平台，教学模式提供了设计策略。结合两者，本研究的思路确定为面向英语教学的Avatar网络虚拟学习环境（下文简称Avatar虚拟环境）与CALLA模式的深度融合研究。

一 研究背景分析

1 学习策略缺失呼唤CALLA模式

英语学习中很重要的一点是掌握如何学习语言、如何使用语言的技能。某些英语教学忽视了“学习策略”，最终造成语言的交际功能和工具性能的缺失。学生提取教学过程中相关学习策略的能力、将学习策略迁移到自主学习过程中的能力，是英语学习中至关重要的两种能力。

CALLA模式是由O’Malley和Chamot为美国中小学的二语学习者而设计的，其教学模型如图1所示。该模式为训练二语学习策略训练提供了可操作的、处方性的实施步骤与框架[1]。通过教学和实验，相关专家和学者已经证实了CALLA模式可以有效地促进英语教学。使用CALLA模式指导教学，能够提高学生的学习兴趣、积极性和自主学习能力等[2][3]，最终达到提升元认知能力的教育目标。

本研究提出在CALLA模式中，初期阶段由教师讲授学习策略，随着学生使用学习策略的熟练程度的提高，教师的提示逐渐减少，直至学生开始独立地使用学习策略后，教师就退出教学功能，转为监测与评价功能。由此可见，教师任务的规模由大变小，与此形成互补的是学生任务的规模由小变大，并由被动转向主动、自动。随着学习策略的迁移，教师要注意到教学设计的重心也在同步发生变化。为了使CALLA模式得到更好的推广，本研究开发了教学设计的重心发展模型，如图2所示。该模型不仅体现了基于CALLA模式的课堂教学过程，更为其它表达平台（如网络虚拟学习环境）实施CALLA模式提供了设计参考与操作指导。

图1 CALLA模式的教学模型（中文版）

图2 教学设计的重心发展模型

2 Avatar虚拟环境为CALLA模式英语教学提供网络表达平台

英语语境可分为文化语境和情景语境两个类别，其中，情景语境是具体的语言运用语境[4]。沉浸式学习环境成功地支持了英语视听教学模式，为英语教学提供了基于多感觉通道的情景语境。作为独特的多媒体教学形态，沉浸式视听教学环境在多媒体画面语言的指导下[5]，构建出一种以英语语言自身特点为基础的、充满视觉冲击力的三维虚拟现实场景，让学生完全专注其中（Concentration）、享受其中（Enjoyment），Avatar正是这样一种以视听教学为基础的、可以支持英语沉浸式学习的VR环境。

Avatar虚拟环境原名阿凡达教室（Avatar Classroom），是2012年由Preibisch P和Edgar E开发的网络虚拟教室，与Second Life相比，Avatar更加注重教学与评价功能。在虚拟教室中，教师通过阿凡达这种虚拟形象出现在学生面前，并指导学生在一系列虚拟现实的场景下进行学习。Avatar虚拟环境可分为签到区、授课区、会议（讨论）区、测试（评价）区共四个区域（教室）。身临其中，教师可以通过语音或即时通信工具提供指导，学生可以进行测验、参与讨论活动。此外，Avatar虚拟环境还提供评分表、考试系统、作业提交系统、网页对讲机和选择工具等。在这些系统工具的支持下，现实中的教学活动都可以在网络环境下开展。

二 Avatar虚拟环境支持CALLA模式的机制设计

1 动机促进机制

在利用Avatar虚拟环境促进英语学习动机的过程中，需要把握动机前提、动机诱因、动机调节、动机引导以及动机固化等五个环节。本研究设计了与这五个环节相匹配的动机促进机制模型（如图3所示），并对每个环节的支撑理论进行了阐释。

在该模型的指导下，教师可以充分地利用Avatar的多样化支持工具有效地促进学习动机。其中，Avatar支持的多媒体格式包括图片、文字、PPT演示文稿、视频等，可以全面地呈现学习内容及学习结果，强化学生对学习结果的期望，产生个性化的学习愿景，调节学习结果与行为预期的对比，引导学生发挥自我效能感，切实促进英语的学习动机。Avatar的调节机制通过一对一、一对多、多对多等三种互动交流方式，体现教师的主导价值和学习共同体的作用。Avatar的引导机制中还有多种“虚拟奖励”和“虚拟惩罚”措施，如答题与表现良好，座椅就上升一阶，直观地显现相对评价结果。Avatar的固化机制中借助了环境、认知与行为的三者交叉互动，激发英语学习的内在学习动机。

需要强调的是，若过于强调外在动机，即通过Avatar工具的“虚拟奖励”和“虚拟惩罚”措施来激发与维持学生的学习动机，而轻视内在的学习动机，那么势必会对英语学习的可持续性发展产生负面影响。因此，灵活运用Avatar的多样化支持工具激发学生的求知欲，将任务环境与学生的切实需求紧密联系，才是真正促进英语学习动机的“正能量”。

图3 动机促进机制模型

图4 归因干预机制模型

2 归因干预机制

在反馈与评价功能的基础上，本研究构建了归因干预机制模型，如图4所示。Avatar虚拟环境的反馈与评价功能有以下特点：①归因干预，改善学习动机；②积极、实时的反应；③小单元任务进步测试与评价；④学生自定义学习程度与节奏；⑤最大程度地降低错误发生的可能性。利用Avatar虚拟环境支持CALLA模式中的归因干预，需要教师依据学习结果的成功与否采取相应的干预策略：当学生成功时，引导学生将成功归结为能力的作用，即稳定因素归因（或能力归因）；当学生失败时，控制外界信息，训练学生将自我归因疏导至努力等可控因素上，即可控因素归因（或努力归因），久而久之，形成坚定的信心和持久的努力[6]。

在Avatar虚拟环境与CALLA模式的融合研究及实践探索中，无论是英语教学CALLA模式对学习策略的训练，还是Avatar虚拟环境支持CALLA模式中的归因干预训练，二者都属于元认知范畴内的训练，因此从元认知角度高屋建瓴，使策略和归因两个因素与元认知体系的关系得到协调，可以更好地保持并迁移本实验的训练效果。

3 情境创设机制

在调研中发现，英语教师都提出了一个共同的需求——学习情境需要与教学内容密切匹配。具体地说，中小学英语教师希望多媒体教学软件能将每一个阶段的知识串联成一个含有情节或具有角色扮演体验的故事；大学英语教师则期待学习内容的“情境意义”或“情境价值”，即教学内容能够通过情境的加工而更具有学习意义或切身性。基于互动体验的Avatar虚拟环境可以出色地构造语言交际场景，展现学生与教师共同参与“表演”的故事情节。同时，Avatar虚拟环境提供语音与文字两种交流工具，使教学内容形式多媒体化、趣味化，与实际生活、历史事件密切联系，生成具有切身性、实用性的虚拟情境教材，促进学生学习的意义建构。

4 焦虑控制机制

在英语学习中，焦虑（Anxiety）是主要的情感变量——适度焦虑可以促进学习，但过度焦虑必然抑制学习[7]。Avatar将现实问题与虚拟环境、任务、事件相结合，通过任务的切身性通道提升了学习动机；学生通过变换性别、肤色、装束等外在特征，在一定程度上降低了原有的交际疑惧；师生实时沟通，教师能够及时传递对学生的引导与鼓励，提高了学生的交际信心。

本实验设计鼓励学生大胆尝试与猜测、提高对模糊感受的容忍度；帮助学生克服怕出丑的心理障碍，敢于发言，战胜自己的“面子问题”；强调学生的交际欲望和表达动机，并降低焦虑；当学生表达水平有限时，灵活变换语言表达的形式（如借助虚拟现实中的肢体语言等）。

表1 CALLA模式中教师和学生的任务

三 Avatar虚拟环境支持CALLA模式英语教学的实施设计

1 实施教学的任务设计

本研究将Avatar虚拟环境支持CALLA模式的实施过程解析为：在Avatar虚拟环境下实施对CALLA模式中教师任务（TA）模块的支持和对学生任务（SA）模块的支持，如表1所示。

根据表1，“TA-2-3”教师描绘先前教学过程中学习策略的发生，描述自己获得新知或解决问题的过程[8]。如案例中“Ask for and give directions”的学习，可用三维场景中的人物肢体动作完成英语描述中的动作，示范预测的策略、表达形式的策略，学生边模仿演示、边通过麦克风完成口语表达或通过对话窗口完成文字表达。“TA-3-2”设计任务驱动、提高参与，可以采取任务驱动法、示范模仿法、分层次—差异教学法、境脉法、角色扮演法、小组协作法、头脑风暴法、竞赛法等。“SA-3-6有声思维”、“SA-3-7有形思维”中学生展示自己的策略选择与运用，既是一个知识体系结构化、认知结构稳固化的过程，也是一个策略抽象化、模型化的过程。

Avatar可以通过丰富的媒体形式辅助教师进行部分管理工作，主要是内容明确的、需要不断重复的任务，如发布公告、指导小组协作学习、管理学生的咨询等。同样，Avatar也适合支持小组教学，帮助学生监控学习过程、协调与学习同伴的交互、把握学习进度、记录提问与回答；教师则可以依据监控记录对教学决策进行科学的调整。

2 实施教学的评价设计

Avatar虚拟环境支持CALLA模式的英语教学效果评价设计为两个环节：①首先由教师设置评价的任务或问题，每个学生在Avatar虚拟环境中完成任务后，通过交流工具、利用言语信息（语音或文字）向教师说明在问题解决的过程中自己是如何回忆策略、提取策略并运用策略的。②教师对学生使用策略解决问题取得的绩效进行评价，即完成总结性评价。

在Avatar虚拟环境与CALLA模式的融合形态中，学生的最终评价综合了模式本身的核心价值评价（如CALLA的核心价值在于应用策略）与学习效果（如学业成绩）的总结性评价。其中，第一个环节要注意的是，汇报策略的使用情况是考核成绩的重要依据，需要教师与学生进行一对一的通信，在总结提升阶段再选取代表性答案进行交流学习；而在第二个环节中参考心理学阅读研究的原则[9]，学习成果评价要兼顾时间原则、数量原则和准确度原则。

四 Avatar虚拟环境支持CALLA模式英语教学的实证研究

1 被试单位基本情况

在本研究的实验地区，多所中学通过信息技术进课堂带动教学改革，重视教师的理念提升，他们对本项目的英语教学实证研究给予了大力支持。为了保证本次研究的有效性，各个实验校的领导和老师们积极组织配合，选择了3位英语教师参与本次实验，每位教师负责2个班级的平行教学，共有6个班级，每班学生约30名。因版面所囿，在此仅呈现本研究中的一组对照试验，其它两组统计结论与此一致。

2 无关变量的控制

（1）与教师教学有关的要素

参加对照实验的两组被试由同一位教师负责教学，分成实验班与控制班（Y1-1，Y1-2）。

（2）与学生学习有关的要素

监控实验班与控制班的实验前英语学业成绩是否存在显著性差异，本实验设计了被试的遴选制度。

3 被试的遴选

为了严格控制被试的选择性偏差，本研究采用两级遴选制度：①将入学成绩和随机抽取的两次形成性评价成绩进行对照折线分析，初步遴选出相对最为接近的两个对照班级；②以最邻近的一次形成性评价成绩作为前测成绩。从平均值和标准差的基本统计情况分析出：两班成绩均值、标准差基本相同（如表2所示），说明两组成绩的数据变化趋势、分布走向非常相似。

表2 （Y1-1，Y1-2）前测成绩统计结果

最后，对实验班与控制班前测成绩的显著性差异进行独立样本检验，如表3所示。统计结果显示：实验班与控制班（Y1-1，Y1-2）的前测成绩没有显著性差异。

表3 （Y1-1，Y1-2）前测成绩独立样本t检验

4 数据分析

实验班经过培训后，实施Avatar虚拟环境支持CALLA模式的英语教学活动，第一个周期的实验结束后对实验班与控制班（Y1-1，Y1-2）的后测成绩进行独立样本检验，如表4所示。根据统计结果得出显著性（）的值为0.004，即=0.004<0.01，说明两班学生的后测成绩差异性非常显著。

表4 （Y1-1，Y1-2）后测成绩独立样本t检验

5 实验结论

通过本实验，验证了Avatar虚拟环境支持CALLA模式在中学英语教学中的有效性。

五 结语

在智慧教育及数字化教育的背景下，Avatar虚拟环境支持CALLA模式英语教学的探索可以扩展至自主学习模式和协作模式。Avatar虚拟环境无论是在平台功能上，还是在内容设计上，都能够为实施英语教学新模式提供支持和保障。

本实验验证了Avatar虚拟环境支持CALLA模式在中学英语教学中的有效性，这一结论同样可以延伸至其它学段。鉴于此，本研究计划在后续阶段，针对这一结论在高等教育中的应用变迁情况做进一步探讨。

参考文献：

[1]苏远连,张耀冰.西方外语学习策略训练研究综述[J].国外外语教学,2003,(3):43-48.

[2]徐平.CALLA模式在大学专业英语教学中的应用研究[D].上海:上海外国语大学,2009:41.

[3]范彩霞.CALLA模式在《英语国家概况》教学中的应用[J].牡丹江师范学院学报(哲学社会科学版),2010,(1):63-65.

[4]张德禄,李艳.语境理论与视听教学[J].外语电化教学,2004,(4):11-16.

[5]王志军,王雪.多媒体画面语言学理论体系的构建研究[J].中国电化教育,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]王志军,温小勇,施鹏华.技术支持下思维可视化课堂的构建研究——以小学语文阅读教学为例[J].中国电化教育,2015,(6):116-121.

[9]闫国利,熊建萍,臧传丽等.阅读研究中的主要眼动指标评述[J].心理科学进展,2013,(4):589-605.

编辑：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

本文为天津市哲学社会科学规划项目“多媒体画面语言学促进优质信息化教育资源发展和应用研究”（项目编号：TJJX15-022）、天津市高校“优秀青年教师资助计划”（项目编号：ZX110QN019）、天津师范大学教学改革项目“以职业分析为逻辑起点的教育技术专业课程改革”（项目编号：201146）的阶段性研究成果。

2016年1月8日

刘哲雨，讲师，在读博士，研究方向为多媒体画面语言学、教学设计、深度学习等，邮箱为zheyuliu@126.com。