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基于增强现实技术的特殊儿童新型教学方式调研简析-伍朝志博士

2021-01-15

基于增强现实技术的特殊儿童新型教学方式简析

教学作为一种实践活动,总是在一定情境中展开的。教学情境的不断创新与其多样化,为教学任务的展开产生了有效、有力、有益的影响。于是,情境教学理论与实践在我国基础教育领域取得了卓越性成就,并被广泛地认同、遵循和发展。然而,随着信息技术的快速发展,虚拟情境教学己然成为一种具有美好前景的新型教学方式。将增强现实技术(Augmented Reality,AR)整合到教育环境中,可以让学生获得可视化的、浸润式的学习体验,打破传统教育虚实的壁垒,为学习提供新的机会与方式。

针对智力障碍的特殊儿童群体(以下统称特殊儿童),将虚拟情境运用于特殊教育领域,或特殊教育领域主动拥抱和恰当运用这一技术成果,将会带来教育面貌的划时代革新。但必须承认,对于特殊儿童群体,在虚拟情境下的学习理论研究及实践探索刚起步,主要存在、但不限于以下问题:○1关于虚拟情境课程开发的依据与相应的模式,尚待研究;○2虚拟情境教学干预设计与实施的可能途径,需深入探究;○3虚拟情境教学干预的循证与评鉴方式、及其实用性和有效性,需综合评估。

一、虚拟情境的课程设计

鉴于特殊儿童群体的个体差异、障碍程度的复杂性与特殊性,及相应课程开发理念的不断深化,虚拟情境课程设计中不仅要吸取课程论的基本思想,借鉴普通中小学课程设计的实践方式,更要结合该群体的特殊性与特殊教育的复杂性,进行具有针对性的设计与开发,才能满足此类儿童的需要。

主要包括课程目标、课程理念、课程要素、课程组织等。在课程目标指向上,立足儿童的身心发展,兼顾教育与康复,开发综合实践类虚拟情境课程。在课程设计理念上,以适性发展、生活适应、科技辅助、核心素养等作为儿童虚拟情境课程设计的价值取向。在课程设计要素方面,构建了虚拟情境课程要素结构模型,遵循着学情分析、目标拟定、内容选择、情境创设、功能评价的五个要素有机结合与相互协调,每一个要素在设计中都要考虑其它要素的功能及可行性。在课程组织方式上,构建以“教康一体”为目标,以“潜能开发”与“缺陷补偿”两大类内容组成的“一体两翼”课程结构。

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图1 关系图                

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图2特殊儿童虚拟情境课程要素模型

二、虚拟情境教学实施方式

从现实需求来看,伴有脑瘫的特殊儿童更需进行上肢动作能力训练,以便更好的满足生活与学习需求。传统的以手法操作或简单康复训练器械辅助的康复训练模式单调乏味、效率偏低,难以满足特殊儿童趋于健康成长需要,这类特殊儿童群体的康复训练形式急需调整。有研究表明,通过调动脑瘫儿童训练的积极性,提升训练的参与度,从而有效提升康复效果;而且肌肉在更多的运动单位参与动作完成情况下,训练效果更好。

首先,开发信息化环境下的特殊儿童个性化教学平台载体,实现特殊儿童群体教学实施中的生态评估、课程拟定、教学实施与综合评鉴四个方面的典型应用功能;其次,按照虚拟情境课程组织分类,对“潜能开发”与“缺陷补偿”两大类教学的概念、特点、实施策略分别进行阐释;最后,分别进行面向“潜能开发”与“缺陷补偿”的虚拟情境教学实施,开展教学反思,提出优化方案。如此,克服以往研究中重理论思辨,轻扎根实践的弊端,完成真正意义的因材施教、以及儿童个性化教育中的信息化教学载体建设和教学实施。

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图3 特殊儿童群体的个性化教学内容

三、虚拟情境教学的评估

2007年世界卫生组织正式发布《国际功能、残疾和健康分类(儿童与青少年版)》(International  Classification  of  Functioning,Disability  and Health,Children and Youth Version, ICF-CY),ICF-CY是儿童和青少年健康和功能表现体系。ICF-CY通过一个系统量表来评估特殊儿童和青少年群体的四个方面的状况。ICF-CY量表是以金字塔结构的四层编码方式来描述功能和残疾以及背景性因素的,它一共包含了四种成分,包括:身体功能(用字母b表示),含精神功能、感觉功能与疼痛、发音和言语功能等8个章节;身体结构(用字母s表示),含神经系统的结构、眼耳与有关结构、与运动有关的结构等8个章节;活动和参与(用字母d表示),含学习和应用知识、一般任务与要求、交流、自理等9个章节;环境因素(用字母e表示),含产品和技术、态度、服务体质和政策等5个章节。每个章节,编码从一级分类到三级或四级分类,越往下分类越细致、描述越具体。

在特殊儿童群体的教育康复评定工作中,ICF-CY是一项重要工具,它为评定工作提供了科学的理论架构、具体的评估内容,以及规范的术语系统。在基于虚拟情境的特殊儿童教育康复实验中,可将其应用于实验的评估阶段。但ICF-CY中条目体系过于庞大,且部分内容并不适合用于教育康复评估;另外,其条目的评分细则相对模糊,容易产生较大的评分者效应,故在研究中决定编制ICF-CY自理项量表,并将其运用于单一被试实验的跟踪评估。秉持ICF理念,在ICF-CY的理论架构上筛选和编制出的自理项量表,能够对特殊儿童的身体功能与结构、活动和参与和背景因素等方面进行科学全面的评估。

(1)评估目的

在体感游戏训练中,会根据伴有脑瘫的特殊儿童的特点选择相应的训练目标,评估采用微软公司基于Kinect开发的《你的塑身进化2012》( Your Ship磂 Fitness Evolved 2012 )虚拟情境中的“warm up”模块开展干预。评估也会根据其特点和训练的内容进行选择。研究探讨在虚拟情境的干预下,伴有脑瘫的特殊儿童动作的协调性方面的改善情况。运动能力的协调性是指运动时,身体作用肌群的时机正确、动作方向及速度恰当,稳定且有韵律性。

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图4 《你的塑身进化2012 飓风》虚拟情境“warm up”界面

(2)评估指标

从身体功能(b)、身体结构(s)、活动和参与(d)、环境因素(e)四个领域的指标进行分析与甄别,最后确定选用d4(活动)为作为第一级指标,以d445(手和手臂的使用)为第二级指标,以“d4453(转动或旋转手或手臂)为第三级指标标,第二级评估内容足“用手指、手和手臂旋转、转动或弯曲一物体。此项指标在虚拟情境中的“warm up”模块康复训练中可以理解为“打气”动作。评分标准:在对ICF-CY量表进行学习和整理后,结合学生特点对“活动-参与”领域部分的条目进行筛选和细化,在保持原细则条目条码的基础上根据学生情况,增加五级分项的具体描述,具体评分权重为,0、不存在障碍,可以独立完成手臂上下移动;1、双手手臂动作都能做该动作,但力度不够,障碍度小于25%;2、一只手臂能够完成,另一只手臂存在明显困难,障碍度小于50%;3、部分手能指完成,不能用手臂完成,完全没有力量,需要他人的帮助才能完成,障碍程度界于50-95%;4、完全不具备该能力。

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图5《新体感脑力锻炼:看时间摆指针》体感游戏

《新体感脑力锻炼》(DR. Kawashima’s Body And Brain Exercises)是一款以身体动作来挑战各式各样的问题并测验“脑年龄”的游戏,“看时间摆指针”是其中的一项数学认知类小游戏。该游戏要求学生能够认读时间,并根据提供的时间用双臂作为时针与分针,来摆出相应的时间。该游戏在训练学生时间认读能力的同时,也训练到学生的手臂控制及手眼协调能力。

(3)评估方法

本研究中研究人员,由主试本人与学校评估组老师共同组成,两位评估老师均受过特殊儿童教育诊断与评估专业训练,并受过ICF-CY评估技能培训。

①测验法

在实验的整个过程中,由两位评估者根据评估条目及其赋值,对被试上肢运动能力进行跟踪评估,了解其在虚拟情境干预下上肢运动能力的变化情况。 

②访谈法

通过访谈个案学生的任课老师、班主任和家长,了解被试上肢运动能力运动发展现状和特点,以及其在学校和家庭生活中表现出来的运动能力的变化。