基于体感技术的体验式教学模式创新与实践

张量 金益 滕刚

摘 要：随着信息技术的发展，越来越多新兴技术被用于改进课堂教学，教学模式也随之不断进化。针对传统动画教学中课程训练周期长、主观评价方式衡量标准难统一等问题，文章将kinect体感技术引入课堂，并从互动体验、探究学习和反馈评价三个方面进行了研究和探讨。结论表明，基于体感技术的体验式教学能够提高学习者的学习参与度、激发学习兴趣，促进实现计算机辅助下的自主学习。

关键词：体感技术；体验式教学；自主学习；kinect

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：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

随着现代信息技术、多媒体技术和网络通信技术的迅猛发展，越来越多新技术、新设备被运用于改进课堂教学，教学模式也随之进化。在新媒体联盟（New media consortium，NMC）2015-2017年度报告中，将可穿戴技术、增强现实技术以及虚拟现实技术列为教育领域的重要技术，并指出它们将在未来的1-5年中影响并促进教育的变革[1]。其中，增强现实技术（Augmented Reality，简称AR）因其能够将真实世界与虚拟信息无缝融合而倍受国内外教育界学者的关注。Google、Microsoft、Apple等巨头竞相布局，构建基于AR的教育生态系统，谷歌Google glass、微软HoloLens以及Kinec体感设备等硬件也层出不穷。

在动画产业领域，由于高技能复合型动画人才的紧迫需求，对高校动画艺术教育提出了新的挑战。然而目前，大多动画教学依然采用着以教师为主导的传统授课方式[2-4]，学生缺少思考和探索，对知识难以产生深刻的印象，也难以激发学生学习兴趣和学习主动性[3]。本文在分析传统动画教学特点与不足的基础上，將kinect体感技术与动画教学相结合，从互动体验、探究学习和反馈评价三个方面对基于体感技术体验式教学模式进行了研究和探讨。

二、传统动画教学的不足与瓶颈

（一）面授教学周期长成效慢

大部分动画课程具有实践性强并需要大量时间训练的特点；同时，由于学生个体能力的差异，教师在课程教学和实际指导中通常需要一对一、手把手教学[4]。然而，大多数高校由于班级人数多，教师很难在课堂上有限的时间内对学生进行逐个辅导和有针对性的教学[5]。针对传统动画教学模式的弊端，专家学者们尝试着通过改进教学方法和运用新技术来提高教学效果。如谢媛等人在动画运动规律课程教学中运用网络数字技术进行以学生为主体的教学[2]，宗传玉等人基于互联网技术进行了混合式教学模式的研究[3]，郭文婧等人将翻转课堂引入传统教学，提出了互动式反馈教学模式[5]。但是，教学内容不够直观，训练方式单一，教师一对一指导导致人才培养周期长等问题依然没有因为信息化教学的引入而得到显著的改观。

（二）主观评价衡量标准难统一

在评价机制方面，由于艺术类课程通常采用作品考核的方式，评价方式只能以教师主观打分为主。然而主观评价方式通常很难有一个公平、统一的衡量标准。加拿大安大略艺术与设计学院采用了在教师指导下的反复检查修改，最终依据详细评分模块进行分项打分的方式进行作品考核与评价[6]。国内李菲茗等人尝试通过增加学生互评环节来增加最终评价的公正性，并对基于网络平台学生互评的评价模式及其对评分准确性的影响进行了研究[7]。然而，不管是教师打分还是学生互评依然不能避免主观评价的弊端，很难达到一致公平、统一量化的要求。

三、Kinect体感技术的特点与优势

Kinect是微软推出的一款3D体感设备。它不需要佩戴任何辅助设备即可动态提取运动人体骨骼并实时捕捉运动特征，如图1所示。这一特性通常被用于捕捉人体动作和手势来实现人机交互操作。而在动画教学领域，这一特性使它能够直观地展示人体骨骼运动，天然地符合动画运动规律课程的需求。

同时，它还具备语音识别以及可编程人机交互等特点。由于其直观、新颖的交互展示能力，自然、灵活的交互方式，使其必然能够在教育领域发挥巨大作用。例如：微软公司利用Kinect开发了一款为虚拟人“Avatar”配音的教学游戏，帮助小学生克服阅读障碍。Washington Bothell的两位学生使用Kinect实现了一个可通过肢体进行交互控制的二次曲线数学教学软件[8]。Xdigit通过游戏的方式帮助儿童进行算数学习[9]。武汉大学与华中科技大学将Kinect结合到教室投影仪上，使得老师能够通过手势和语音即控制投影呈现的内容，实现控制幻灯片、黑板以及基本的文档操作。Kinect体感技术的高度体验性使其在教育领域中具有天然优势，它更加强调数学的生活性、趣味性、科学性以及情境性，从而提高了学生的参与度以及学习热情。

四、基于体感技术的体验式教学模式

根据Kinect设备的特点，本文设计了以体感技术为核心的体验式教学模式，主要分为：互动体验、探究学习和反馈评价三个环节。

（一）互动体验教学直观生动

利用Kinect设备的体验度和沉浸感，学生可以根据教学案例中设定的情节体验各种动作的表演方式，同时通过体感设备实时观看自己骨骼的运动和变化情况。结合Uinty3D平台的简单开发，甚至可以实现让一个虚拟人物模型进行同步动作，如图2所示。教师也能够更加生动，直观地讲解动画运动规律等课程的知识要点，让学生更好地理解运动规律以及动画制作原理，如图3所示。同时，它还能够通过创设虚拟学习情景，增加学习内容的形象性和趣味性，激发学生学习和探究的欲望。

（二）探究学习环节提升兴趣

利用Kinect技术能够实时捕捉角色动作特征的特点，可以一改传统教学与训练过程中教师统一布置任务，学生“依葫芦画瓢”完成的模式。以行走动画为例，学习者可以在理解基本行走动作基础上，通过Kinect记录自行表演的步态，探究不同步态下骨骼运动的相似和区别之处，并尝试各种不同步态效果动画的制作，如图4所示。

（三）反馈评价助力自主学习

由于Kinect实时捕捉的人体骨骼以及关节点位置等动作特征是可量化的，这些量化特征可以作为衡量最终作品优劣的评价标准并反馈给学习者。同时，学习者还能对比分析自己作品与真实动作间的差别与差距并依此进行修改。可量化的反馈评价方式，从一定意义上实现了由计算机辅助的自主学习过程。

五、结束语

Kinect体感技术在课堂教学中的应用在丰富学习内容呈现方式的同时也增强了互动性，使学习者能够体验到生动的、沉浸感强的、自主探索的互动学习内容。在体验式教学中，互动体验环节能够让学生从一开始就参与到教学活动中来，探究学习部分充分体现了以学习者为中心的教学理念，引导其独立思考并解决问题，培养其探究式的知识构建方式。可量化的反馈评价方式有效避免了主观评价方法衡量标准不统一的问题。Kinect体感技术以及其他增强现实技术还有更多的特點有待进一步发掘，如何充分利用新技术新设备在教学内容、教学方法和教学模式上进行创新和改进，真正实现信息技术与教育教学的深度融合，值得广大学者进一步的探索和研究。

参考文献：

[1]高媛，黄荣怀.《2017新媒体联盟中国高等教育技术展望：地平线项目区域报告》解读与启示[J].电化教育研究，2017，38（4）：15-22.

[2]谢媛.数字技术在动画运动规律课程教学中的运用[J].美术教育研究，2018（03）：151.

[3]宗传玉.“互联网+教育”背景下“动画运动规律”课程混合式教学模式研究[J].美与时代（上），2017（11）：105-106.

[4]孙鹏.应用型本科教学改革探究——以大连科技学院动画运动规律课程为例[J].美术教育研究，2018（03）：128-129.

[5]郭文婧.动画运动规律课程设计创新及教学模式探究[J].美术教育研究，2017（24）：127.

[6]刘若一.加拿大高等院校动画教育研究[D].南京艺术学院，2013.

[7]李菲茗，李晓菲，黄亚平，等.训练对同伴互评评分准确性的影响——以“三维动画设计与建模”课程为例[J].中国远程教育，2018（05）：63-67+78.

[8]徐显龙，苏小兵，吴永和，等.面向电子书包应用的课堂教学行为模式分析[J].现代远程教育研究，2013（2）：84-91+106.

[9]钱冬明，管珏琪，郭玮.电子书包终端技术规范设计研究[J].华东师范大学学报（自然科学版），2012（2）：91-98.