体感交互技术在教育中的应用现状述评

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1、理论前沿体感交互技术在教育中的应用现状述评荨荨体感交互技术在教育中的应用现状述评*李青1、2王青2(1.北京师范大学教育技术学院，北京1000875；2.北京邮电大学网络教育学院，北京1000876)[摘要]体感技术是人机交互历史上的一次革命，它以躯体动作、声音等自然语言来操纵多媒体设备，提供了革命性的体验。目前，体感技术研究集中在感应精度与深度方面，在教育应用领域也有一些前沿探索和实验。该技术自体感游戏开始之际便进入了大众视野，在实现技术上可分为惯性感测、光学感测以及惯性及光学联合感测三类，微软的Kinect采用了

2、光学测感和声学感知技术。在教育应用方面，体感游戏开始进入课堂，就取得了较好的影响。它在语言、数学、科学、物理、特殊教育等不同学科领域内均有应用，通过三个典型案例详细讨论了其具体的教学步骤。体感技术在教学中作为教/学工具、教学内容和教学环境，可用于情境化学习、个别化学习以及游戏化学习三类教学形式，并根据不同用途具有多个整合关键点。总之，体感技术应用在教育中具有体验优、多感官、以学生为中心和支持合作学习的优势，但现阶段在部署、教学法和评价上还存在一些问题。[关键词]体感技术；交互；教育游戏；应用现状[中图分类号]G434

3、[文献标识码]A[文章编号]1672—0008（2015）01—0048—09一、引言务[3]。同时，体感技术也开始在教育中催生出新的应体感技术（motionsensing）又称动作感应控制技用，并正在改变和扩展学习的交互方式。2015年第1期总第226期术、体感交互技术，它是一种直接利用躯体动作、声音、眼球转动等方式与周边的装置或环境互动，由机二、相关文献研究器对用户的动作识别、解析，并做出反馈的人机交互体感技术从推广流行至今仅短短数年时间，但技术[1][2]其在技术和应用两个方面都颇具成果。基于对现有。它强调创造

4、性地运用肢体动作、手势、语音等现实生活中已有方式和计算机交互，而无需为人相关文献的整理，体感技术实现方面的研究主要集机互动额外学习，从而减轻了人们对鼠标、键盘等非中在对于感应深度和精度的探索上。如，JanSmisek自然的操控方式的依赖，缓解了手指与鼠标、键盘的等人将Kinect作为3D测量设备，研究了Kinect的紧张关系，使用户关注于任务本身。深度测量精度和错误率，设计了一个以Kinect为硬智能手机用户对体感应该不陌生，转动手机就件平台的测量工具，并在其中整合了坐标体系和标可以在横屏和竖屏之间切换，晃动一下就可

5、切换歌准手势[4]。K.Khoshelham调查了Kinect侦测、获取的曲；玩小球游戏的时候，仿佛手里平端着一块板，上数据质量，提出了一种误差分析数学模型，证实误差面的球会根据倾斜角度不同来回滚动……这些都是会随着感应器离操作物体距离的增加而增大[5]。Di体感技术的具体应用。这种自然的人机交互体验不Xu、JianfeiCai等人优化了Kinect的融合技术，针对仅使很多日常操作变得更加便捷，而且还能够在无嘈杂环境中使用Kinect会产生的离散数据，提出了需触碰的情况下处理诸如3D建模、搭配衣物、训练消除离散群的方

6、案[6]。车力军和孙峰分析了3G手机运动员，以及在手术过程中放大查看医学图像等任作为游戏控制器的技术和3D显示技术，预测了体感*基金项目：本文为国家科技重大专项课题“基于Web的无线泛在业务环境体系架构、关键技术研究与演示验证”项目（课题编号:2012ZX03005008）的研究成果之一。48JOURNALOFDISTANCEEDUCATIONTheoryFront游戏的下一步技术与应用发展[7]三、体感技术的发展和实现技术。贾立等综合帧间差分法与LK光流法，提出了纷乱场景下特定运动（一）发展进程目标体态识别抗干扰算

7、法，并在Kinect平台上实体感技术进入大众视野，始于2004年索尼公司现[8]推出的一款PS2游戏机的配件—EyeTOY，如图1。在体感设备的创新应用方面也有一些研究。例（左）所示，它带来了一种新颖的人机交互方式。在游如，Gallo,L.研发了一个无需操作、且具有高度互动戏中，EyeTOY上的摄像头会将电视前的玩家扫描并性的医学影像系统控制器，将Kinect作为输入设备，整合到游戏画面中，玩家可以在游戏场景中挥动双帮助用户在一定的距离内，通过手和手臂的手势与手来进行拳击、放烟花等游戏。系统互动。该系统不需要复杂的校

8、准，适合在需要灭真正展现这项技术商业价值的是任天堂游戏机菌的手术室中使用[9]。DanielSales等研发了一种基Wii上配备的Wiimote手柄，如图1（中）所示，它能于人工神经网络的自主导航系统，以Kinect作为传够完美捕捉用户动作。Wiimote内安装了一个三轴加感器检测、识别不同的环境，将机器人自主导航到达速度传感器，能够在XYZ三