Wii教學情境
兩名音樂學院的教師和一組計算機科學專家一起為音樂指揮課程開發了一種基于Wii游戲系統的教學工具。在此工具中,包括固定在一個支架上內置紅外線攝像機的Wii遙控器,以及供學生使用的配有紅外線LED的特殊手套,或裝有LED的指揮棒。學生練習指揮技術時,在Wii遙控器中的攝像機能接收到手套或指揮棍上的LED發出的紅外線,“看到”他們的手或指揮棒的移動,并跟蹤拍攝下來,把信息發送到計算機上的特定軟件中。該軟件把人指揮時的運動和位置信息轉換成數字化形式,呈現在計算機屏幕上,并通過三維模型映射出人手或指揮棒的運動。
安德烈學習合唱和管弦樂隊指揮。利用這種新數字化記錄系統,他可以回放練習過程,檢查自己的指揮技術以及樂師是怎樣響應的。因為這套基于Wii開發的系統,只顯示他手的動作,因此安德烈能把注意力集中在手的姿勢和變化上,以便能設定自己的指揮風格。三維動作映射圖能讓安德烈和他的導師通過重疊不同的練習片段,比較其中相似的動作來觀察技術動作的一致性。他發現,這套新工具,比起以前采用錄像回放練習更有利于他了解自己指揮中的不足。
音樂學院教師也使用這套系統錄制他們自己的指揮,并聘請其他專業指揮家來參與錄制。這些影像記錄被作為范例提供給學生,供他們觀察每位指揮家獨特的動作元素和表演風格。學生還把這些片段與自己的指揮動作疊加做比較,以加強對動作的理解。安德烈知道他必須培養自己的風格。不過,若要清楚地看到他的技術如何不同于其他指揮家,這需要讓他的精力集中于細微且重要的變化來改善自己的表現——這套基于Wii的系統能幫助他實現。
Wii是什么
Wii的是任天堂公司發布的一款視頻游戲系統,采用的無線控制器能感知用戶的位置和動作,使用戶能夠通過肢體動作與游戲互動。例如,在網球游戲中,用戶揮動wii遙控器(又稱控制器或手柄),好像揮動的就是網球拍。遙控器中的傳感器通過無線傳輸這些動作信息到游戲控制臺,使得玩家在屏幕上對應的游戲角色能以同樣的弧度,同樣的速度揮動網球拍,把球回過網。
誰在使用Wii
自從2006年底誕生起,Wii就成為游戲社區的最愛,這套系統的優點是把傳統游戲體驗轉化成為身體活動。退休人員社區已正式使用該技術,用以支持老年人鍛煉身體。新發布的Wii Fit套件包含了一片Wii平衡板,這是一個全新的Wii控制裝置。它可以偵測到玩家身體模擬滑雪、呼啦圈以及瑜珈等運動,讓Wii的運動形式更上一層樓,成為—些職場人士流行的健身方式。物理治療師已經接受了Wii作為一種輔助工具,通過這種有趣的活動,來幫助病人恢復身體的平衡性、協調性、動作幅度和肌肉的張力等。
Wii遙控器還得到學術研究人員和黑客的青睞,他們試圖把Wii技術擴展到其他用途。使用自制硬件和開發的配套軟件,卡耐基梅隆大學人機交互研究所的一位博士研究生Johnny Lee創建了一套應用:使用Wii的技術與計算機及投影機配合,能將任何平面變成廉價的交互式電子白板。來自伊利諾斯大學和加利福尼亞大學伯克利分校的研究員,在Wii概念的基礎上開發了一個應用程序,讓遠程合作編舞成為可能。該應用能追蹤識別舞者的舞姿,并顯示在屏幕上;且這套應用系統能同時能顯示幾個地點的舞者,為他們提供了可共享的、虛擬的舞蹈合作體驗。亞利桑那州立大學生物醫學信息系教授進行了使用Wii游戲的訓練外科醫生的研究。他發現,學生玩Wii游戲時,需要眼手協調和手工靈巧才能完成游戲任務。比起不玩游戲的學生,這些學生的外科手術技能有更大的改善。
Wii如何工作
Wii遙控器包括一個能辨明動作力量和速度的加速計,和一個紅外線攝像頭,使用三角定位功能確定傳感器中紅外LED燈的相對位置。Wii遙控器傳輸運動和位置的信息以及用戶點擊遙控器按鈕的數據,通過藍牙無線技術傳輸到游戲控制臺,控制臺再連接到顯示設備(電視)。
許多非標準Wii應用則是調換傳感器和Wii遙控器的角色:固定控制器及其攝像頭,同時允許紅外LED燈移動。例如,讓一支裝有紅外LED燈的“筆”被裝有一臺Wii遙控器的紅外攝像機追蹤,當用戶用“筆”在墻上“寫”時,筆的移動信息被傳送到控制臺,同時配合相應軟件,就會在墻上和屏幕上顯示出書寫的內容——這就是簡易互動白板的原理。同樣,Wii技術已被用于開發頭部跟蹤工具,監測安裝在用戶頭部的LED相對顯示設備的位置,運用軟件調整圖像后,就能在屏幕上創建顯示出一個與現場高度—致的三維虛擬環境。
Wii應用的意義
雖然電腦游戲已被證明是在高等教育方面有效的教育和學習工具,而Wii游戲機展現的意義更多的是它系統中基于“感應位置和運動”這一理念的實現,這為創造新設備、新應用提供潛在機會。例如,麻省理工學院的研究員正在開發的應用程序;使用Wii遙控器作為Second Life(第二生命)游戲的輸入裝置,使用戶能夠快速、輕松地創建虛擬對象,并設定它們運作方式。使用這種輸入設備,無需親身前往就能夠在虛擬世界里實踐這些活動,給學生一個“安全”的環境來磨練可在現實世界運用的技能。
有何不足
在一些學校特別是K-12,愿意采用非傳統的方法,嘗試使用新技術,以吸引學生更積極參與學習活動。然而,以新穎的方式使用Wii技術,需要創建新應用程序和設備。因此要求開發者重新設計Wii的工作方式,并編寫出新的軟件。雖然硬件和材料對于這些項目來說價格便宜,但在開發方面卻使許多用戶望而卻步。另外,與其他計算機輸入裝置相比,Wii運動感應游戲在給用戶帶來新奇、充分滿足感的同時,也伴隨著許多令人意想不到的問題。首當其沖的就是Wii遙控器在游戲過程中,由于脫手而出對周圍的人或物體造成傷害的意外事件頻發。另外,不節制的頻繁使用也會導致肌肉勞損等運動傷害。
Wii應用的發展
Wii的成功,在于促進類似Wii的技術整合應用到其他領域,并擴大各種輸入設備的使用范圍。例如,蘋果的iPhone,包含了一個感應橫屏和豎屏顯示的動作傳感器,該裝置使界面總是正確的顯示。還有,以運動感應為基礎的控制設備與類似PowerPoint的軟件配合使用會在教學中產生更具吸引力、更具互動性的應用。類似與交互式白板的多點觸控界面深受用戶歡迎,并顯示出相當大的應用潛力,但其成本仍然相對較高是一個巨大的障礙。Wii類型的控制應用程序接口可以開發提供多點觸控的大多數功能,而僅需花費很少的經費。
對教學有什么影響
對于類似物理這樣的學科,Wii和它蘊含的技術將是很重要的教具。比如,讓學生與數字化形式模擬的物體以這樣的方式交互,能讓學生了解像“動量”這樣的因素是如何影響研究對象的運動。Wii還可用于為學生制作近似于真實動手操作的教學練習,如在醫療培訓中,一套Wii系統可以模擬插管或胸部壓縮。學習理論家正在研究讓學習和身體動作互動以加強學習者對內容理解和記憶的方法。
Wii提供給研究人員一種簡單,運動為基礎的輸入設備,以測試各種活躍的學習運動如何讓不同學習風格的學生受益。在有些科目中,使用功能全面的輸入設備能幫助一些學習者轉化為更高層次的參與并增強其學習效果。此外,用戶可以定制自己的角色和存儲資料在Wii遙控器,使他們能夠獲得他們的特定數字身份。這樣的Wii遙控器作為輸入設備的學習環境,讓學生“以自己的身份”更真實地參與到投票系統,或虛擬世界的互動中,是一種更具吸引力的學習經驗。
最近,任天堂公司跟美國音樂教育協會合作,采用Wii游戲機和新游戲Wii Music來開發制定音樂課程。美國51個城市學校的音樂教師將使用Wii Music來給小學生上音樂課,教授基本旋律和演奏課程。可見Wii正在以更好的方式進入課