林亭宇 常光云 朱敬東

摘? ?要：信息化時(shí)代的舞蹈課堂需不斷革新，但由于缺乏對舞蹈教學(xué)的多元整合，仍普遍存在課堂效率低且無法高效匹配學(xué)生、教學(xué)方式單一且學(xué)習(xí)時(shí)空受限、師生整體實(shí)踐反思薄弱等問題。文章依據(jù)OPST框架，采用調(diào)查研究法、行動研究法等研究方式，在設(shè)計(jì)目標(biāo)、教學(xué)法、空間及技術(shù)上提出了基于人工智能的舞蹈實(shí)訓(xùn)空間設(shè)計(jì)方案，并切實(shí)打造出人工智能舞蹈實(shí)訓(xùn)空間1.0。

關(guān)鍵詞：OPST框架;舞蹈;空間再設(shè)計(jì);智能舞蹈實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)

中圖分類號：G481 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1673-8454（2021）09-0026-05

《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011—2020年）》提出，應(yīng)大力探索現(xiàn)代信息技術(shù)與教育的全面深度融合，充分發(fā)揮教育信息化在教育改革和發(fā)展中的支撐與引領(lǐng)作用。而《地平線報(bào)告》（2016高等教育版）則提出“學(xué)習(xí)空間的再設(shè)計(jì)將成為教育技術(shù)發(fā)展的長期趨勢”[1]，因?yàn)樗粌H能打破傳統(tǒng)教育方式與教學(xué)行為的桎梏，更能滿足以學(xué)術(shù)或職業(yè)為導(dǎo)向下的多元化培養(yǎng)需求。由此，針對目前舞蹈教學(xué)普遍存在痛點(diǎn)與難點(diǎn)，本研究在OPST框架的基礎(chǔ)下，設(shè)計(jì)出人工智能的舞蹈實(shí)訓(xùn)空間模型，通過搭建出能夠支撐多元教學(xué)模式的智能物聯(lián)舞蹈空間，進(jìn)而將混合式教學(xué)模式融入其中，以實(shí)現(xiàn)舞蹈課堂的時(shí)空延展及師生的深度互動，推動學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)，滿足針對每位學(xué)生點(diǎn)對點(diǎn)的精準(zhǔn)點(diǎn)評，提高舞蹈課堂的學(xué)習(xí)效率。

一、舞蹈教學(xué)及空間研究現(xiàn)狀

針對舞蹈教學(xué)及空間的研究，有舞者聚焦舞蹈課程內(nèi)容與理念，如林懷民從舞蹈本源出發(fā)，創(chuàng)立“云門舞蹈教室”并提出“創(chuàng)意身體”的舞蹈藝術(shù)理念[2];鄧佑玲從舞蹈感知出發(fā)，發(fā)起“民族美育·彩虹舞蹈教室”課程，呼吁在舞蹈中熱愛各族文化，增進(jìn)各族情誼[3]。有設(shè)計(jì)者再造舞蹈教室，如ANZAS舞蹈教室通過對空間元素進(jìn)行一系列的改造，打造出周身迷霧漸變、腳下清晰明朗的效果，再通過以黃色為主調(diào)，增設(shè)預(yù)備空間及由大到小的圓點(diǎn)裝飾等方式來增加期待感、舒適感及轉(zhuǎn)換感[4]。有學(xué)者創(chuàng)新舞蹈教學(xué)模式，如程起龍等將微課及翻轉(zhuǎn)課堂與舞蹈基訓(xùn)課程相融合[5]。有研究者開發(fā)新型舞蹈教學(xué)工具，如以Fumihide Tanaka等為代表的東京索尼與加州大學(xué)共同研究的交互式機(jī)器人舞蹈室項(xiàng)目，其中QRIO機(jī)器人被賦予各種編排好的舞蹈序列，能夠?qū)崟r(shí)模仿伙伴的動作，與幼兒形成點(diǎn)對點(diǎn)的互動[6];Hogg Jeannette等為代表的美國舞蹈廳項(xiàng)目開展了健康指導(dǎo)時(shí)間觀察系統(tǒng)（SOFIT）和直接心率監(jiān)測法的研究，以確保學(xué)生在舞蹈課堂獲得最高效的健康收益[7]。

由以上分析可以看出，目前對舞蹈教學(xué)及空間的優(yōu)化呈分散狀態(tài)，課程理念、教學(xué)模式、空間布設(shè)及智能化技術(shù)成果未得到協(xié)調(diào)融合。Radcliffe[8]認(rèn)為，在信息化社會，信息技術(shù)、教學(xué)法和學(xué)習(xí)空間三者之間應(yīng)是相互作用的，在課堂教學(xué)過程中需綜合考慮三者的作用關(guān)系。因此，舞蹈教學(xué)空間的再設(shè)計(jì)應(yīng)充分整合信息技術(shù)與教學(xué)理論發(fā)展成果，構(gòu)建更加符合舞蹈教學(xué)特征的空間環(huán)境。

二、OPST框架下基于人工智能的舞蹈實(shí)訓(xùn)模型設(shè)計(jì)

1.智能舞蹈實(shí)訓(xùn)模型設(shè)計(jì)的研究方法及過程

本研究采用調(diào)查研究法、解釋結(jié)構(gòu)模型法、行動研究法進(jìn)行研究。前期通過調(diào)查研究法進(jìn)行了文獻(xiàn)調(diào)查，梳理出舞蹈教學(xué)及空間目前的研究現(xiàn)狀，并定位于研究假設(shè)、內(nèi)容及方法，進(jìn)行了理論梳理，找尋并提出目前舞蹈教學(xué)所存在的問題。進(jìn)而基于OPST框架，梳理出智能物聯(lián)的舞蹈實(shí)訓(xùn)空間各要素與教學(xué)系統(tǒng)之間的相互關(guān)系，并整合出舞蹈實(shí)訓(xùn)教學(xué)空間的結(jié)構(gòu)模型、教學(xué)模式、空間架構(gòu)及核心技術(shù)。中期采用了行動研究法，與學(xué)校合作并開展研討，著手建設(shè)舞蹈實(shí)訓(xùn)教學(xué)空間1.0。通過組織學(xué)校一線教師及專家共同探討目前舞蹈教學(xué)所存在難點(diǎn)及痛點(diǎn)，初步制定出五個核心舞蹈基本動作，經(jīng)過對舞蹈基本動作評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的核準(zhǔn)，進(jìn)而攻關(guān)了智能識別相關(guān)數(shù)學(xué)算法難題，最終開發(fā)出智能化舞蹈訓(xùn)練系統(tǒng)。而后期將通過研究AI技術(shù)與舞蹈實(shí)訓(xùn)教學(xué)的融合度與作用邊界，開發(fā)出升級版的AI舞蹈實(shí)訓(xùn)教學(xué)系統(tǒng)，打造舞蹈實(shí)訓(xùn)教學(xué)空間2.0，并推廣至武術(shù)、禮儀等相關(guān)專業(yè)。研究方法及過程如圖1所示。

2.模型設(shè)計(jì)

華子荀等在綜合分析PST框架的基礎(chǔ)上，認(rèn)為“總體設(shè)計(jì)”作為PST框架的首個關(guān)注點(diǎn)，需要解決設(shè)計(jì)目的與期望效果等問題，由此提出了基于目標(biāo)導(dǎo)向的OPST框架，包括“目的—教學(xué)法—空間—技術(shù)”（OPST）四個環(huán)節(jié)[9]。本研究基于OPST框架的學(xué)習(xí)空間再設(shè)計(jì)流程，構(gòu)建出基于人工智能的舞蹈實(shí)訓(xùn)空間模型，如圖2所示。

（1）設(shè)計(jì)目標(biāo)

本研究擬通過人工智能等先進(jìn)技術(shù)來重構(gòu)智能化的舞蹈實(shí)訓(xùn)空間，促進(jìn)教學(xué)模式的變革與創(chuàng)新，優(yōu)化舞蹈教學(xué)過程，以期打破舞蹈教學(xué)桎梏，擴(kuò)展舞蹈教學(xué)時(shí)空，并提高教師及學(xué)生的信息素養(yǎng)，推動學(xué)?，F(xiàn)代化進(jìn)程，為“人工智能+教育”的研究和實(shí)踐提供參考。

（2）教學(xué)法

舞蹈教學(xué)普遍存在三大矛盾：舞蹈基本動作是舞蹈學(xué)習(xí)的基石，學(xué)生掌握程度卻參差不齊;糾正學(xué)生基本動作是教學(xué)重點(diǎn)，逐一糾正卻是教學(xué)難點(diǎn)與盲點(diǎn);學(xué)生需認(rèn)真地反復(fù)練習(xí)，但對自身動作標(biāo)準(zhǔn)度的判斷卻是盲點(diǎn)。基于此，本研究擬通過智能技術(shù)與舞蹈學(xué)科的融合，探索設(shè)計(jì)線上線下相結(jié)合、課前課中課后相銜接的創(chuàng)新型混合式舞蹈教學(xué)模式，實(shí)現(xiàn)“AI教書，教師育人;線下學(xué)習(xí)，線上研討;課中訓(xùn)練，課外反思”的教學(xué)理念，充分釋放學(xué)生自主學(xué)習(xí)的動力，破解舞蹈教學(xué)的痛點(diǎn)與難點(diǎn)，促進(jìn)教學(xué)模式的變革與創(chuàng)新，并提高教師和學(xué)生的信息素養(yǎng)?；旌鲜轿璧附虒W(xué)模式如圖3所示。

（3）空間再設(shè)計(jì)

學(xué)習(xí)空間（Learning Spaces）包括正式、非正式和虛擬三種形式[10]。本研究通過舞蹈教室再設(shè)計(jì)并搭建出虛擬舞蹈學(xué)習(xí)空間，以實(shí)現(xiàn)對混合式舞蹈教學(xué)模式的支持，達(dá)到延展舞蹈教學(xué)時(shí)空、豐富教學(xué)交互、推動學(xué)生內(nèi)隱式學(xué)習(xí)發(fā)展、增強(qiáng)師生愉悅體驗(yàn)的效果。舞蹈教室空間架構(gòu)如圖4所示。

①舞蹈教室再設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)智服。通過在教室中布設(shè)智能數(shù)據(jù)展示屏，能夠直觀地展示出可視化數(shù)據(jù)，包括學(xué)生的訓(xùn)練情況、班級的訓(xùn)練情況、活躍班級的排行、最優(yōu)學(xué)生PK榜及當(dāng)日最美動作的展示照片等模塊，以此讓教學(xué)有據(jù)可依。

教學(xué)智撐。在教室中布設(shè)適量的AI舞蹈實(shí)訓(xùn)互動屏，并在其中安裝智能舞蹈實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，以此輔助教師進(jìn)行教學(xué)，能讓學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)、模擬演練，并獲得實(shí)時(shí)智能評價(jià)報(bào)告。

設(shè)備智管。為實(shí)現(xiàn)每一位舞者都能在舞臺綻放的目標(biāo)，通過對教室的燈光、音響、多媒體展示及自動錄播系統(tǒng)等設(shè)備的再設(shè)計(jì)，打造出模擬舞臺的效果。此沉浸式空間不僅能喚醒師生對舞蹈更深沉的感受，更能激發(fā)出學(xué)生的創(chuàng)造性思維。教室中的全部設(shè)備可通過使用手機(jī)或管理屏進(jìn)行一體化智能管理。

環(huán)境智控。教室的環(huán)境改造則應(yīng)用到物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，能全面支持對教室的電源、窗簾、空調(diào)等環(huán)境設(shè)施的智能控制。通過手機(jī)端或管理屏的智能管控以提高環(huán)境管理效率，減輕操作負(fù)擔(dān)。

多功能現(xiàn)代化空間設(shè)計(jì)。舞蹈教室的再設(shè)計(jì)集成了先進(jìn)的信息技術(shù)手段，以多種先進(jìn)終端為載體，營造出充盈的現(xiàn)代感。教師和學(xué)習(xí)者可依托教室開展舞蹈課、以班級為單位的小型演出、學(xué)術(shù)報(bào)告、研討會等教學(xué)活動，為師生創(chuàng)設(shè)出集教學(xué)、排練、錄播、演出等功能于一體的現(xiàn)代化教學(xué)環(huán)境。

②虛擬舞蹈學(xué)習(xí)空間搭建

基于移動端的舞蹈在線學(xué)習(xí)平臺分設(shè)教師端與學(xué)生端兩個部分。通過自主學(xué)習(xí)、協(xié)作學(xué)習(xí)、教師引導(dǎo)等應(yīng)用，借助智能舞蹈系統(tǒng)所記錄的訓(xùn)練原生數(shù)據(jù)，一方面，學(xué)生可以反復(fù)回看自己的訓(xùn)練視頻并查看報(bào)告，或是對比觀看教師及同學(xué)的視頻，由此可為經(jīng)驗(yàn)薄弱的學(xué)生提供實(shí)效性參考，使學(xué)生在反思和總結(jié)中獲得新的知識與技能，提高信息素養(yǎng)及元認(rèn)知能力，為其自發(fā)性主動學(xué)習(xí)及同伴協(xié)作學(xué)習(xí)提供幫助;另一方面，教師基于智能大數(shù)據(jù)分析對學(xué)生訓(xùn)練畫像及班級訓(xùn)練畫像精準(zhǔn)把控，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)教學(xué)。教師也可通過回看學(xué)生訓(xùn)練視頻、查看訓(xùn)練數(shù)據(jù)與報(bào)告、判定研討評析觀點(diǎn)的價(jià)值意義性等方式來擴(kuò)大學(xué)生學(xué)習(xí)評價(jià)的覆蓋面，增強(qiáng)對學(xué)生的多元化評價(jià)。

（4）核心技術(shù)

本研究的核心為AI舞蹈實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，采用AI、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)開發(fā)出基于舞蹈基本動作的智能訓(xùn)練與輔助教學(xué)系統(tǒng)，包含自主學(xué)習(xí)、模擬演練、智能評價(jià)、師生在線評價(jià)與研討、學(xué)情報(bào)表數(shù)據(jù)支撐等功能模塊。系統(tǒng)中的人體行為特征采集使用XBOX ONE Kinect體感2.0攝像頭。與普通高清攝像機(jī)的采集方式相比，這種方式能精準(zhǔn)、全面地采集學(xué)生的行為特征，精細(xì)到各關(guān)節(jié)的三維坐標(biāo)信息，從數(shù)據(jù)采集的前端保證數(shù)據(jù)分析的準(zhǔn)確性。同時(shí)，系統(tǒng)中的人體行為分析引擎通過視頻及圖像分析技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對人體關(guān)鍵點(diǎn)、人體屬性、手勢行為、人像分割等的精確分析，從而實(shí)現(xiàn)學(xué)生基本動作與專家動作的智能識別、對比與分析。由此，在設(shè)定動作判定標(biāo)準(zhǔn)等信息后，可實(shí)時(shí)反饋出個性化訓(xùn)練評價(jià)報(bào)告。

在進(jìn)入AI舞蹈實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)后，學(xué)生首先可通過人臉識別或用戶名進(jìn)行登錄，隨后可選擇具體動作進(jìn)入模擬訓(xùn)練，該階段攝像頭將實(shí)時(shí)采集訓(xùn)練數(shù)據(jù)，步驟可細(xì)化為先播放動作的注意事項(xiàng)及視頻。點(diǎn)擊開始按鈕后，進(jìn)入“321”倒計(jì)時(shí)準(zhǔn)備階段，正式開始時(shí)，學(xué)生根據(jù)語音節(jié)拍進(jìn)行測試，屏幕左側(cè)為教師標(biāo)準(zhǔn)視頻，右側(cè)為學(xué)生實(shí)時(shí)訓(xùn)練畫面。訓(xùn)練完成后，訓(xùn)練視頻經(jīng)過人體行為分析引擎，實(shí)時(shí)反饋出訓(xùn)練報(bào)告，同時(shí)系統(tǒng)將會記錄訓(xùn)練數(shù)據(jù)并存入數(shù)據(jù)庫，形成統(tǒng)計(jì)分析報(bào)表，為在線舞蹈學(xué)習(xí)平臺的學(xué)習(xí)研討提供大數(shù)據(jù)支撐。AI舞蹈實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)作業(yè)流程如圖5所示。

三、案例分析

本研究與杭州某重點(diǎn)示范中職學(xué)校進(jìn)行合作研究，共同研討了舞蹈教學(xué)模式的構(gòu)建、傳統(tǒng)舞蹈空間的升級、舞蹈教學(xué)難題的破解等問題。進(jìn)一步通過行動研究法、訪談法等多種方式，面向舞蹈教學(xué)應(yīng)用中的實(shí)際需要，以基于人工智能的舞蹈空間設(shè)計(jì)模型為指導(dǎo)，通過對教學(xué)法、空間及技術(shù)的協(xié)調(diào)化融合再設(shè)計(jì)，打造出智能舞蹈實(shí)訓(xùn)空間1.0。

智能舞蹈實(shí)訓(xùn)空間1.0的建設(shè)包括三個階段。在設(shè)計(jì)階段，本研究結(jié)合前期所設(shè)計(jì)出的智能舞蹈實(shí)訓(xùn)教學(xué)空間結(jié)構(gòu)模型，與舞蹈教師及專家開展課題研討，擬根據(jù)舞蹈學(xué)科強(qiáng)調(diào)扎實(shí)基本功的特點(diǎn)，落實(shí)學(xué)校所需，設(shè)計(jì)出左踢腿、右踢腿、下腰、劈叉及把下扳腿五個核心基本動作及相應(yīng)功能。旨在通過構(gòu)建智能化的舞蹈實(shí)訓(xùn)空間，來優(yōu)化學(xué)校的舞蹈教學(xué)過程，破解舞蹈教學(xué)中的難點(diǎn)和痛點(diǎn)，促進(jìn)教學(xué)模式的變革與創(chuàng)新，同時(shí)提高全校教師和學(xué)生的信息素養(yǎng)，推動學(xué)校現(xiàn)代化進(jìn)程。在改造階段，首先進(jìn)行更專業(yè)化的舞蹈教室裝修，鋪設(shè)更適合舞蹈實(shí)訓(xùn)的地面、鏡子，教室屋頂、墻壁的顏色搭配等也進(jìn)行了優(yōu)化改造;其次升級了教室燈光、多媒體、空調(diào)、窗簾等設(shè)備，使其基于智能物聯(lián)并一鍵可控;最后引進(jìn)了四塊AI舞蹈實(shí)訓(xùn)互動屏，并嵌入AI舞蹈實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)。根據(jù)前期設(shè)計(jì)，本階段通過細(xì)化舞蹈動作的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、優(yōu)化智能識別數(shù)學(xué)算法等實(shí)現(xiàn)了5個基本動作及其相應(yīng)的教學(xué)功能。在使用階段，通過組織教師和個別學(xué)生開展相應(yīng)的測試教學(xué)，對AI舞蹈實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試與完善，與此同時(shí)，再通過校內(nèi)小范圍的“實(shí)驗(yàn)教學(xué)—反思研討—修改完善”來保證混合式教學(xué)模式的可行性及空間搭建的合理性。

智能舞蹈實(shí)訓(xùn)教學(xué)空間1.0的教學(xué)過程包括三個階段：課前階段，學(xué)生在移動端通過觀看教師示范視頻及動作要點(diǎn)進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。課中階段，通過智能技術(shù)、視頻技術(shù)的介入，實(shí)現(xiàn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)舞蹈動作或個性化模擬訓(xùn)練，借助XBOX ONE Kinect體感2.0攝像頭來采集學(xué)生的訓(xùn)練動作，進(jìn)行智能分析后，根據(jù)學(xué)生所做舞蹈動作的標(biāo)準(zhǔn)程度及動作要點(diǎn)得出智能評價(jià)報(bào)告。課后階段，師生對訓(xùn)練視頻及學(xué)情報(bào)表數(shù)據(jù)進(jìn)行展示，教師可在線指導(dǎo)，學(xué)生可互評點(diǎn)贊、對比反思等。圖6、圖7為訓(xùn)練實(shí)景及報(bào)告。

本案例中的智能舞蹈實(shí)訓(xùn)空間1.0基于OPST框架創(chuàng)設(shè)，充分發(fā)揮了目標(biāo)引領(lǐng)下“教學(xué)法—空間—技術(shù)”三者相輔相成的優(yōu)勢。首先，通過“課前—課中—課后”的混合式教學(xué)模式框架把課堂教學(xué)和在線學(xué)習(xí)兩者多方面的優(yōu)勢充分混合，形成“1+1>2”的巨大能量。其次，通過對舞蹈教室的再設(shè)計(jì)，包括軟硬件環(huán)境、功能及交互的設(shè)計(jì)，使實(shí)訓(xùn)空間符合中職學(xué)生的心理、年齡、認(rèn)知水平及認(rèn)知能力等特點(diǎn)，同時(shí)符合舞蹈教學(xué)的基本規(guī)律，能夠幫助學(xué)生在“樂學(xué)”中改變學(xué)習(xí)態(tài)度、改善學(xué)習(xí)方法，有效促進(jìn)學(xué)習(xí)。而對虛擬舞蹈學(xué)習(xí)空間的營造，有利于同伴合作討論學(xué)習(xí)策略的實(shí)施，能夠?qū)崿F(xiàn)課中階段的拓展延伸，形成課中課后、線上線下相結(jié)合的混合式模式設(shè)計(jì)，有利于提升師生的溝通協(xié)作能力及信息素養(yǎng)。最后，充分利用人工智能、人臉識別等先進(jìn)技術(shù)，同時(shí)囊括互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等基本技術(shù)，將其較好地融入實(shí)訓(xùn)空間，更能切實(shí)支撐教學(xué)模式的順利實(shí)施。智能舞蹈實(shí)訓(xùn)教學(xué)空間1.0建成并完善后，已接納包括杭州市副市長、教育局局長及同行學(xué)校10多次的參觀學(xué)習(xí)，得到了教育界的普遍認(rèn)可。

四、結(jié)語

目前教學(xué)空間方面的研究主要以普遍意義上的智慧教室、未來教室居多，對于職業(yè)教育領(lǐng)域的實(shí)訓(xùn)教學(xué)空間研究較少。本研究在前人研究的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步聚焦職業(yè)教育領(lǐng)域舞蹈實(shí)訓(xùn)教學(xué)空間與智能技術(shù)、移動互聯(lián)技術(shù)的融合。通過梳理實(shí)訓(xùn)教學(xué)空間的構(gòu)成要素，分析該空間要素與教學(xué)系統(tǒng)的互動關(guān)系，以期對舞蹈智能教學(xué)空間的研究提供新的補(bǔ)充和創(chuàng)新。

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（編輯：王曉明）

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