國立中央大學網路學習科技研究 王緒溢 助理教授

如果有一天教室變成遊樂場,別露出驚愕或意外神情。微軟 Kinect 感應器讓原本的 Xbox 360 遊戲機變身成一種互動式教學工具,學生只要舉手投足、跑跳搖擺,就能把遊戲概念與學習結合,學習有了嶄新的體驗和樂趣。

Kinect 是一套搭配 Xbox 360 主機的周邊感應設備。它不需要手持或踩踏控制器,而是使用語音指令或手勢來捕捉使用者的肢體動作,或是進行臉部辨識。感應器也內建麥克風,可以用來識別語音指令。

在強調個人化學習以及遊戲式學習的時代,Kinect 的創新特性引起教育者躍躍欲試;發展各式體感教學、倡導身體的活動與學習,是目前 Kinect 應用在教育的主流趨勢。例如以遊戲互動發展學習與評量,讓數學、天文、歷史、地理等學科不再是寫在課本上的白紙黑字,而是身歷其境的太空影像、世界地圖和歷史情境。Kinect 也能對藝術科目-如音樂節奏或美術繪圖,提供模擬訓練,或是利用其語音辨識功能,做口語練習。

另一方面,有些教材運用了 Kinect 的物件辨識功能,展現虛實整合效果,顯著提升學習的趣味性。例如,透視真人模特兒的骨架以學習人體結構,或是運用對應的圖像,製作互動藝術劇場等。除此之外,電腦遊戲公司也運用 Kinect 製作出新一代的互動學習軟體,從遊戲式訓練到腦力訓練一應俱全。

以下我們將介紹三個運用 Kinect 的課程教案,並附上相關影片和網址,有興趣的讀者可以點閱參考。

Kinect 專題:魚兒飛躍時 (When Fish Fly)

閱讀是學習活動重要的一環,電子書包的基本功能當然就是要能夠支援各式電子書 (e-book) 的閱讀,其中包括文字、圖片、聲音、動畫與影片等動靜態格式與影音內容,並在閱讀的同時提供相關工具讓學生可以在上面註記、剪貼,以便結合個人學習記錄。某知名的電子書閱讀器在美國與許多學校合作,推動讓學生攜帶電子書閱讀器及預載的教科書上課,但執行一段時間之後,多數均無疾而終,問題點即出在電子書閱讀器的原始設計是希望取代傳統紙張,為了模擬紙張效果及提供長時間閱讀的省電設計,因此只能閱讀靜態格式,無法滿足 e 世代除了上課用教科書之外的需求。

搜尋 (Research)

2011 年 11 月的微軟 PiL 全球教育論壇中展示了以西雅圖的漁港 - Pike Fish Place 為背景,由學生自己設計的體驗遊戲:「魚兒飛躍時 (When Fish Fly)」。這是個嘗試以一學期為期限的專題式學習計畫,希望透過遊戲設計來進行 21 世紀的學習。為了完成遊戲,學生必須發掘漁港的歷史演變、經濟發展和買賣交易,實際模擬魚市場情境,同時還需要電腦多媒體科技、配樂、美術設計、專案管理和商業觀念…等能力;最重要的訓練學生們分析一個專案的完成須要那些工作項目以及執行順序,並且透過協同合作來完成,讓每個人的專長都可以發揮,這套教案的最終目標為建立一種主動學習的教育模式。

Kinect 體育教案:海東國小體感教室

走進台南海東國小體育教室,我們看到兩兩成雙的學童分別站在大型螢幕前,一副起跑就緒的模樣。接著老師發號施令,只見學童擺動雙手、抬起雙腳,宛若運動選手競賽的標準姿勢,拼命地在鋪墊上跑跑跳跳。這就是海東國小運用遊戲主機 Xbox 360 與 Kinect 感應器,首創的體感融入教學場景。

海東國小的體感科技應用主要在體育課,透過遊戲的模擬動作,強化學童跑步和跳遠的正確姿勢和技巧。該校發現,透過體感教學能在虛擬實境中培養學生的自信,尤其可以鼓勵不擅長運動的學生勇敢表現。另外,海東國小也把體感教學的特色和優點融入學校運動會和社團,特別是天候欠佳的日子,社團活動 (如打桌球) 也能在體感教室進行無礙。

體感課程有很多好處,更多練習機會是其一。以跳遠為例,先前場地只有一個,每位學生一堂課幾乎輪不到三次;現在一間體感教室有六台 Kinect 設備,每人至少有三次試跳機會。

在次數增多之外,孩童也比較專心聽老師解說基本動作。現在,老師會先讓學童面對螢幕遊戲自然跑跳,看遊戲結果後,再詳細解說手腳要怎樣擺動才是正確的姿勢。因為姿勢越正確,遊戲當中的跑者就跑越快,相反的,姿勢不正確就跑很慢。學童立即就看出差異,也很快能調整出正確姿勢,這是以往在操場教學無法達到的效果。

Kinect 數學教案:體感學習體驗

由兩位華盛頓大學電腦系學生合作設計的「Kinect Math - 體感學習體驗」,是運用 Kinect 感應器驅動的數學課程。這套作品贏得 2011 年由 Kinect Education 舉辦的「What Will You Create?」競賽的最佳 App 獎項。Kinect Math 讓教師利用互動方式在課堂上教授抽象的數學觀念,而學生也透過即時顯示的視覺方式,更容易理解數學觀念。

這套程式有著無窮的應用和擴充性,只要簡單加入動作,就能學習數學圖表的觀念,宛如為數學教育開啟另一扇窗,將能吸引不同年紀的學習者,特別是那些對傳統數學課本一籌莫展的學生。這支 Kinect 程式最大特點是語音互動和雙人活動,它運用肢體來探索數學曲線圖表的意義,也能用於學習生活不同領域的測量 (例如政治、財務等)。

開發者之一的 Jeb Pavleas 表示,Kinect Math 的設計目的是讓教師能重新協助數學欠佳的學生,讓他們實際體會抽象的數學觀念。他們希望數學老師能在教學過程中把 Kinect Math 整合到數學課程,讓學生有機會除了傳統的書本之外,還有其他學習數學的方法。另一位開發成員 Jack Chang 本身是個電玩迷,愛玩遊戲更甚於閱讀課本。有一天他想到:「為什麼不讓學習如同玩遊戲一般有趣呢?於是他重回課堂,專研如何讓學習更有趣的教學法,並把心得應用在新應用程式的開發。」

開發團隊預計在 2011 年底公開第一個版本的原始碼,廣納其他人士的構想、以臻完善,並將在明年第一季推出下個新版。

教案摘要

     
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