情景化体感互动系统在教育中的应用：自闭症儿童新型的训练方式

1. 引言

“早在80年代和90年代，许多科学家指出，计算机以及后来的超媒体可以用作学习的认知工具，并概述了计算机对学习过程的许多潜在优势。然而，这种观点在科学和文学界引发了分歧，这是可以理解的，因为技术已经侵入了书本主导的领域。

虽然没人能质疑书本作为学习工具的有效性，但根据阿什福德大学最近的一项研究，电子学习正在逐渐兴起。这表明，通过适当的修改（合适的软件、充分的培训等），用户不仅可以接收信息，还可以在精神、学习和情感层面上提升自己的技能。计算机及其软件的不断发展，证实了电子学习在未来的潜力。如今，有成千上万的PC游戏，如果加以适当管理，可以用作教育材料。

2. 学习中的电脑游戏

根据JISC的定义，“基于游戏的学习”（GBL）指使用游戏进行学习或教育的不同类型的软件应用。JISC还称这些游戏应用为“严肃游戏”。“严肃游戏”不仅提供了独特的学习方式，还提供了支持学习者和导师之间社交互动的潜力。“虽然基于游戏的软件工具和环境可能在非正式学习环境中为学习者提供丰富的学习体验，但将有效的GBL方法整合到正式学习环境中为开发者、教育家和导师带来了有趣的挑战和好处”。“基于电脑游戏的学习倡导者认为，电脑游戏有潜力改变学生的学习方式，并以传统教育无法做到的方式激励和吸引新一代学习者”。

使用电脑游戏以及一般的游戏进行教育，支持了学习过程的多个方面：“学习者被鼓励结合不同领域的知识，在某一时刻选择解决方案或做出决定，学习者可以测试根据他们的决定和行动游戏结果如何变化，学习者被鼓励与其他团队成员联系并讨论和协商后续步骤，从而提高他们的社交技能”。“这种学习过程对应于在游戏中‘做、反思、理解和应用’的学习过程”。在游戏过程中，采用了多种互动学习技术，其中之一是通过错误学习的技术，因为每次失败后用户都会收到反馈。此外，反馈不仅有负面方面，也可以是正面的。这类游戏提供了比传统方法更多的能力，因此学生有可能不断提升自己。“通过游戏学习比单纯阅读更有动力。学生喜欢玩游戏，因为他们设定了长期目标（打败游戏、其他玩家等），并获得奖励，如分数、价格和声望。此外，游戏的过程具有吸引力：游戏过程（做、思考、决策）在每一刻都具有挑战性（身体、智力和/或情感上）”。

“教育游戏的主要特点是教学内容与游戏特点融合。游戏应具有激励性，使学习者在游戏环境中反复循环。通过重复，例如玩游戏，学习者预计会根据游戏互动和反馈的情感或认知反应引发出理想的行为”。

“如果有效且一致和相关地使用基于游戏的学习，它可以支持学习者更多选择如何学习（体验性），并提供个性化学习体验的潜力”。“教师必须创建不仅符合学生兴趣和学习风格的学习文化，还要创建积极参与问题的学习环境，使学生能够理解复杂的情况”。

“有几类电脑游戏可供选择。其中我们可以区分动作游戏、冒险游戏、模拟游戏、格斗游戏、益智游戏、角色扮演游戏、体育游戏和策略游戏”。无论选择哪种类型的游戏，我们始终要记住“如果游戏的挑战与玩家的技能相匹配，游戏可以促进‘流动体验’。如果游戏提供的挑战不足，玩家最终会感到无聊。如果游戏提供的挑战过多，玩家可能会感到焦虑或在无休止的失败后放弃。如果游戏的挑战与玩家的技能相等，玩家会进入流动通道”。

“有效使用基于游戏的学习的好处是显著的。动机是有效学习的关键方面，但这种动机需要通过反馈响应、反思和积极参与来维持，以实现设计的学习目标。将一系列工具整合在一起一直是电子学习的一个关键挑战。这就是为什么基于游戏的学习提供了将不同认知工具整合在一起的能力，例如讨论论坛、公告板和概念映射软件”。

3. 情景化体感互动系统在学习过程中的应用

“情景化体感互动系统背后的技术通过结合基于RGB相机、深度感应和精心设计的用户互动设计，提供增强的游戏和娱乐体验”。

“情景化体感互动系统系统通过三种技术跟踪用户的身份：面部识别、服装颜色跟踪和身高估算”。像其他典型的电脑游戏一样，情景化体感互动系统依赖于用户与电脑之间的互动。“人机交互（HCI）是信息技术学科的基本支柱。任何互动计算系统都涉及一个或多个界面，用户可以通过这些界面提供命令并获得结果。图形用户界面的发展使用户能够使用各种软件应用程序，无论他们的电脑技能水平如何。自然用户界面的发展提供了更直观的与计算设备互动的方式。自然用户界面的发展预计将使用户能够以最快的速度学习如何使用界面”。

“HCI设计应考虑人类行为的许多方面，以便有用。人类与机器互动的复杂程度有时与交互方法本身的简单性相比是不可见的。现有的界面在复杂程度上有所不同，既因为功能性/可用性的程度，也因为市场上的机器的财务和经济方面”。

“随着便携设备的兴起，例如平板电脑和智能手机，以及像微软Kinect、任天堂WiiMote和Playstation Move这样的运动感应控制器，人们对开发新的互动教学方法表现出了巨大的兴趣和动机”。

4. 情景化体感互动系统在课堂中的应用

情景化体感互动系统于2016年首次出现在国内机构，随即其出现促使教育工作者评估其在教育中的可行性。“情景化体感互动系统在其技术互动性方面进行评估，这是教育互动的重要方面”。

情景化体感互动系统作为教学工具，由于其支持的多种互动类型，能够增强课堂互动并增加学生参与的机会，因为它支持教育策略应鼓励学生通过身体动作、手势和语音与内容互动，而不使用键盘或鼠标。

另一方面，情景化体感互动系统作为学习工具的功能可以从两个主要方面进行分析。首先，它是一个刺激工具。如果课程计划和互动设计得当，情景化体感互动系统启用的课堂应具备创造愉快和有趣的互动类型的功能，以激发学生的动机。其次，情景化体感互动系统可以与软件程序结合使用，以增强其作为学习工具的作用。教育软件旨在促进个人知识表示的构建。由于情景化体感互动系统可以从用户处收集信息，学生可以通过将信息输入程序为其多媒体作品增加创意。

目前，许多机构老师已经在课堂上使用情景化体感互动系统。“情景化体感互动系统使老师能够在传统和非传统的教育环境中以创新和身临其境的方式与学生互动”。这些方法使学习更具吸引力和互动性。例如，以下是许多正在使用情景化体感互动系统进行教育的示例：

• 基于认知的学习：通过认知和交互来教授生活中场景。
• 体育和健康教育：使用设备进行互动和健身活动。
• 语言学习：通过互动游戏和活动来学习发音。

5. 结论

情景化体感互动系统作为一种互动学习工具，在教育领域显示出了巨大的潜力。其通过自然用户界面提供的丰富互动方式，可以为学生，尤其是自闭症儿童，提供更有效的学习体验。未来的研究应致力于进一步探索和验证情景化体感互动系统在教育中的具体应用和效果。