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增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的教學(xué)媒體功能及選擇模型分析

2019-01-11 07:23:24
文山學(xué)院學(xué)報(bào) 2018年6期
關(guān)鍵詞:之塔效能現(xiàn)實(shí)

曹 知

(文山學(xué)院 信息科學(xué)學(xué)院,云南 文山 663099)

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)(Augmented Reality)作為虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的一種延伸,是將計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的虛擬對象與真實(shí)世界結(jié)合起來,構(gòu)造出虛實(shí)結(jié)合的虛擬空間[1]。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)具有虛實(shí)結(jié)合、實(shí)時(shí)交互、三維沉浸的特點(diǎn)[2]。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教學(xué)中有一定的應(yīng)用前景,相較傳統(tǒng)多媒體技術(shù),它擴(kuò)展了交互方式,增加教學(xué)形象性與直觀性。

近幾年有不少學(xué)者探討增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的教育應(yīng)用,CNKI數(shù)據(jù)(表1)反映出相關(guān)研究逐步升溫的態(tài)勢。從學(xué)科上來看,研究范疇較廣,物理、數(shù)學(xué)、生物、地理、化學(xué)以及語言學(xué)習(xí)等學(xué)科均有涉及,同時(shí)在STEAM教育、創(chuàng)客教育等模式上也有一些研究。

表1 CNKI中“增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)/AR”同時(shí)包含“教學(xué)/教育”主題檢索結(jié)果

從績效的角度來看,作為新興的媒體技術(shù),準(zhǔn)確把握其媒體特征及功能,才能在不同情景的教學(xué)應(yīng)用中發(fā)揮其優(yōu)勢。

1 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的媒體特征

媒體特征的分析,可以從呈現(xiàn)力、重現(xiàn)力、傳送能力、可控性、參與性等方面考慮[3]。

在呈現(xiàn)力、重現(xiàn)力、參與性方面,增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)有其優(yōu)勢。呈現(xiàn)力上,增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)在呈現(xiàn)事物的空間、時(shí)間、運(yùn)動、顏色、聲音等屬性上的能力較強(qiáng),能夠較為全面的表征事物的運(yùn)動狀態(tài)與規(guī)律。重現(xiàn)力上,增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的模型和場景都是可以重復(fù)呈現(xiàn)的,甚至交互的過程也可以記錄下來。參與性方面,增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)具有較強(qiáng)的人機(jī)交互特性,作為教學(xué)媒體開展教學(xué)活動時(shí),多感官和沉浸式的參與方式,使學(xué)習(xí)者可以在行為和情感上高度融入。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)所提供的極強(qiáng)的表現(xiàn)力和感染力,更容易促進(jìn)學(xué)習(xí)者的身心投入,引起學(xué)習(xí)者注意,提高學(xué)習(xí)興趣。

表2 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的媒體特性

2 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的媒體功能

“經(jīng)驗(yàn)之塔”理論對于探討增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的媒體功能和進(jìn)行媒體選擇具有一定的指導(dǎo)意義。

根據(jù)美國視聽教育家埃德加·戴爾(Edger Dale)的理論,在教學(xué)中經(jīng)驗(yàn)可以直接得到,也可以間接獲得,經(jīng)驗(yàn)按照其抽象程度,可以分為三大類十個(gè)層級,稱為“經(jīng)驗(yàn)之塔”(Cone of Experience)。抽象的經(jīng)驗(yàn)位于塔頂端,做的經(jīng)驗(yàn)位于塔底層,而處于中間層的媒體彌合著抽象經(jīng)驗(yàn)與做的經(jīng)驗(yàn)之間的鴻溝。

新的媒體出現(xiàn)之后,在教學(xué)領(lǐng)域往往較晚得到普及,增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)目前已經(jīng)具備了一些普及的條件,相關(guān)的軟硬件正在不斷發(fā)展。作為新興的教學(xué)媒體,增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)在“經(jīng)驗(yàn)之塔”中的地位值得探討。

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)在“經(jīng)驗(yàn)之塔”中的地位問題,涉及“經(jīng)驗(yàn)之塔”理論的演進(jìn)。石長征、許坦等人探討過計(jì)算機(jī)在“經(jīng)驗(yàn)之塔”中的位置問題,認(rèn)為國內(nèi)的改進(jìn)方式有三類[4],一是植入說,二是夾層說,三是重構(gòu)說。植入說和夾層說都是在原框架上的修補(bǔ)更新,而重構(gòu)說是對“經(jīng)驗(yàn)之塔”的再造。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)與計(jì)算機(jī)相比,它的媒體屬性更加豐富,如果使用重構(gòu)方式進(jìn)行劃分,產(chǎn)生的新問題可能會影響理論的權(quán)威性和實(shí)踐指導(dǎo)價(jià)值?!敖?jīng)驗(yàn)之塔”理論是在20世紀(jì)40年代發(fā)表的,之所以彌久不衰,一個(gè)重要的因素是其易用性和普適性。從這個(gè)角度出發(fā),保留經(jīng)驗(yàn)之塔的原有框架不失為一種具有實(shí)際意義的方式。

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)置入“經(jīng)驗(yàn)之塔”哪一層較為合適?“經(jīng)驗(yàn)之塔”理論按抽象程度進(jìn)行分類,認(rèn)為媒體處在“觀察的經(jīng)驗(yàn)”層次,提供替代性的經(jīng)驗(yàn)。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的媒體本質(zhì)也決定了其應(yīng)屬“觀察的經(jīng)驗(yàn)”這一大類。張燕翔等人通過實(shí)驗(yàn)實(shí)證發(fā)現(xiàn),與實(shí)物模型教學(xué)媒體相比,增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)教學(xué)媒體在“做的經(jīng)驗(yàn)”上得分稍低,但是在“觀察的經(jīng)驗(yàn)”和“抽象的經(jīng)驗(yàn)”上略高[5],這說明將增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)劃入“觀察的經(jīng)驗(yàn)”這一層并沒有與原有的理論框架沖突。具體到層級,除了考慮提供的經(jīng)驗(yàn)的具體程度,還應(yīng)考慮操作難度、成本等方面。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的集成性、交互性、沉浸性特征,使其能提供更為具體的經(jīng)驗(yàn),比“電影、電視”更能刺激感官通道。綜合考慮,增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)應(yīng)置入“電影、電視”與“參觀展覽”之間。這一劃分對教學(xué)中的媒體選擇具有重要意義。

圖1 “增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)”在“經(jīng)驗(yàn)之塔”中的位置

3 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的教學(xué)媒體選擇模型

一些學(xué)者基于不同的角度提出過媒體選擇模型。馮曉英等人基于遠(yuǎn)程教育環(huán)境提出了圍繞技術(shù)、教學(xué)、實(shí)現(xiàn)三個(gè)維度的模型[6]。石長征等人結(jié)合“經(jīng)驗(yàn)之塔”與其提出的“體驗(yàn)之塔”,給出了一個(gè)嵌套型的選擇模型,力求搭建一種不受媒體發(fā)展影響的可持續(xù)發(fā)展框架[4]。本文傾向于從績效的角度考慮媒體選擇,采用K.Lonigo提出的教學(xué)媒體選擇模型,主要考慮學(xué)習(xí)類型、成本、效能等因素[3]。

3.1 學(xué)習(xí)類型

根據(jù)教學(xué)目標(biāo)而確定的學(xué)習(xí)行為可以分為五個(gè)類型:學(xué)習(xí)事實(shí)性信息;學(xué)習(xí)對多種事物的識別能力;學(xué)習(xí)抽象的原理、概念、法則;學(xué)習(xí)解決某種問題的程序與方法;學(xué)習(xí)操作性技巧。

3.2 成本

成本包含費(fèi)用、人力、時(shí)間等方面。目前增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)在媒體制作成本上低于電影和計(jì)算機(jī)輔助教學(xué),成本花費(fèi)趨近于中等水平(M)。成本主要集中在資源的制作、設(shè)備費(fèi)用上,得益于手持式設(shè)備的普及和軟件資源的商業(yè)化開發(fā),近兩年使用成本已有所降低。

3.3 效能

媒體的效能用三個(gè)等級表示:高效能(HP)、局部效能(MP)、低效能(LP)。效能級別越高,說明越能迅速、準(zhǔn)確、有效的完成教學(xué)任務(wù)。針對不同學(xué)習(xí)類型,同一媒體會有不同的效能。與傳統(tǒng)電子媒體不同的是,增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)在學(xué)習(xí)操作性技能時(shí),由于其虛擬與現(xiàn)實(shí)的混合特征,可以達(dá)到較高的效能(HP)。波音公司較早嘗試將增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)用于飛機(jī)裝配上[7],提高了飛機(jī)線纜的布線效率,降低了錯(cuò)誤率。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)在職業(yè)技能培訓(xùn)、醫(yī)學(xué)、工程教育等方面的操作技能學(xué)習(xí)上也有較大的應(yīng)用潛力[8]。

在常用于教學(xué)的媒體中,靜止圖片、配音幻燈這兩種媒體綜合效能及能效比均較高,可以作為參照。成本上,靜止圖片的制作成本相對較低(L),配音幻燈的成本處于低到中水平(L-M);效能上,靜止圖片在五種學(xué)習(xí)類型中的效能分別為MP-HPMP-MP-LP(按3.1中出現(xiàn)先后排序),配音幻燈分別為MP-HP-MP-HP-LP[3]。綜合考慮學(xué)習(xí)類型、成本、效能,將各項(xiàng)指標(biāo)形象化展示,可以得出增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的媒體選擇范圍模型(圖2)。

圖2 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)媒體選擇范圍圖

通過對比發(fā)現(xiàn):這三種媒體中,增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)在學(xué)習(xí)操作性技能時(shí)是最優(yōu)的;由于當(dāng)前的成本因素,在其他學(xué)習(xí)類型中增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)并不是最優(yōu)媒體。

4 結(jié)語

與傳統(tǒng)電子媒體相比,增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)與虛擬現(xiàn)實(shí)都在沉浸感、交互性方面具有優(yōu)勢,但增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的虛實(shí)結(jié)合特點(diǎn),使其在教學(xué)應(yīng)用中有更廣泛的前景。根據(jù)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的媒體本質(zhì),可以將其劃分在“經(jīng)驗(yàn)之塔”中“觀察的經(jīng)驗(yàn)”類別,為學(xué)習(xí)提供替代性的經(jīng)驗(yàn)。尤其是在操作性技能經(jīng)驗(yàn)的獲得上,增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)是較優(yōu)的選擇。

安東尼·貝茨認(rèn)為不存在面面俱到的“超級媒體”,但有適合某一教學(xué)目標(biāo)的較優(yōu)媒體[3]。盡管增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)在呈現(xiàn)力、重現(xiàn)力、參與性等方面有顯著優(yōu)勢,但綜合分析當(dāng)前成本和效能,在進(jìn)行教學(xué)媒體選擇時(shí),增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)并非不同學(xué)習(xí)類型下的普適最優(yōu)解。

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