促進(jìn)學(xué)習(xí)情境轉(zhuǎn)化的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)學(xué)習(xí)資源設(shè)計(jì)研究

王志軍　劉瀟

摘要：有效學(xué)習(xí)的發(fā)生依賴(lài)于學(xué)習(xí)情境由始源情境（受客觀條件制約的現(xiàn)實(shí)世界）向目標(biāo)情境（有利于學(xué)習(xí)者知識(shí)建構(gòu)的情境）轉(zhuǎn)化，AR技術(shù)的出現(xiàn)為賦能情境學(xué)習(xí)、變革學(xué)習(xí)方式創(chuàng)造了條件。然而，當(dāng)前的AR學(xué)習(xí)資源設(shè)計(jì)理念與方法尚未完全適應(yīng)學(xué)習(xí)者的需求，致使現(xiàn)有的許多AR學(xué)習(xí)資源未能在推動(dòng)情境轉(zhuǎn)化方面充分發(fā)揮作用。該文基于多媒體畫(huà)面語(yǔ)言的視角提出了優(yōu)化AR學(xué)習(xí)資源的新理念與新方法，力圖通過(guò)系統(tǒng)、科學(xué)的設(shè)計(jì)促使AR學(xué)習(xí)資源畫(huà)面在學(xué)習(xí)者頭腦中形成“亮點(diǎn)”新質(zhì)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)情境的轉(zhuǎn)化。其中，新理念包括：AR學(xué)習(xí)資源畫(huà)面的全新內(nèi)涵、由學(xué)習(xí)資源畫(huà)面引發(fā)的“新質(zhì)”是實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)情境轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵因素、符合學(xué)習(xí)者認(rèn)知規(guī)律的AR學(xué)習(xí)資源畫(huà)面設(shè)計(jì)是形成“亮點(diǎn)”新質(zhì)的重要途徑;新方法是通過(guò)構(gòu)建AR學(xué)習(xí)資源畫(huà)面設(shè)計(jì)理論模型與操作模型，促使AR學(xué)習(xí)資源畫(huà)面設(shè)計(jì)成為規(guī)范、具體、流程性的設(shè)計(jì)活動(dòng)。

關(guān)鍵詞：增強(qiáng)現(xiàn)實(shí);AR畫(huà)面;情境轉(zhuǎn)化;新質(zhì)

中圖分類(lèi)號(hào)：G434 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

一、引言

情境認(rèn)知理論（Situated Cognition Theory）主張認(rèn)知對(duì)情境的依賴(lài)性，強(qiáng)調(diào)信息并非心靈（包括大腦和控制系統(tǒng)）自身的產(chǎn)物，而是智能體和環(huán)境耦合的結(jié)果?，F(xiàn)實(shí)世界（Reality，簡(jiǎn)稱(chēng)R）為學(xué)習(xí)者提供了情境認(rèn)知的環(huán)境基礎(chǔ)，其所包含的多種刺激與支持條件可以使學(xué)習(xí)者在真實(shí)的學(xué)習(xí)情境中更為自然地展現(xiàn)學(xué)習(xí)過(guò)程。盡管如此，未加干預(yù)的現(xiàn)實(shí)世界仍存弊端：其受客觀條件約束，在表達(dá)抽象知識(shí)方面存在較大局限，難以為學(xué)習(xí)者提供充足的信息資源，不利于認(rèn)知的形成和學(xué)習(xí)的真正發(fā)生。因此，如何豐富始源情境（學(xué)習(xí)者所處的現(xiàn)實(shí)世界），以使其轉(zhuǎn)化為更有利于學(xué)習(xí)者獲取知識(shí)、技能和態(tài)度的目標(biāo)情，進(jìn)而促成學(xué)習(xí)方式的變革，是迫切需要解決的問(wèn)題。

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（Augmented Reality，以下簡(jiǎn)稱(chēng)AR）技術(shù)的出現(xiàn)，將現(xiàn)實(shí)世界與數(shù)字媒體的優(yōu)勢(shì)結(jié)合起來(lái)，為賦能情境學(xué)習(xí)、變革學(xué)習(xí)方式創(chuàng)造了條件。許多研究者將實(shí)現(xiàn)個(gè)性化、協(xié)作式、情景化學(xué)習(xí)視為AR教育應(yīng)用的主要目的。然而，技術(shù)在教育中的運(yùn)用不僅要“合目的”，還要“合規(guī)律”。只有明確了學(xué)習(xí)者的真正需求，變“人適應(yīng)技術(shù)”為“技術(shù)適應(yīng)人”之后，AR技術(shù)的教育優(yōu)勢(shì)才能得到充分發(fā)揮。作為AR技術(shù)的主要承載物，AR學(xué)習(xí)資源可以在始源情境的基礎(chǔ)上疊加虛擬化的學(xué)習(xí)內(nèi)容，以幫助學(xué)習(xí)者形成有利于知識(shí)建構(gòu)的目標(biāo)情境，并通過(guò)這種情境促成學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變。因此，應(yīng)將AR學(xué)習(xí)資源設(shè)計(jì)作為變革學(xué)習(xí)方式的重要起點(diǎn)。

大量研究證明，AR學(xué)習(xí)資源在增進(jìn)知識(shí)深度理解、提升動(dòng)手實(shí)踐能力、促進(jìn)參與和協(xié)作等方面具有較大的理論潛力。但仍有研究發(fā)現(xiàn)，AR學(xué)習(xí)資源在實(shí)際應(yīng)用中存在認(rèn)知超載現(xiàn)象、注意力隧道效應(yīng)、學(xué)習(xí)群體差異性等問(wèn)題。這說(shuō)明，現(xiàn)有的AR學(xué)習(xí)資源在推動(dòng)學(xué)習(xí)情境轉(zhuǎn)化的過(guò)程中，缺乏足夠的力度，當(dāng)前的AR設(shè)計(jì)理念與方法尚未完全適應(yīng)學(xué)習(xí)者的需求。因此，AR學(xué)習(xí)資源亟待優(yōu)化，亟需引入設(shè)計(jì)的新理念與新方法。

二、促進(jìn)學(xué)習(xí)情境轉(zhuǎn)化的AR設(shè)計(jì)新理念

（一）AR學(xué)習(xí)資源畫(huà)面是一種具有全新內(nèi)涵的媒體畫(huà)面類(lèi)型

從技術(shù)角度看，AR學(xué)習(xí)資源可分為基于圖像AR（Image-based AR）和基于位置AR（Location-based AR）兩種類(lèi)型。無(wú)論哪種類(lèi)型，在完成識(shí)別過(guò)程后，都將向?qū)W習(xí)者顯示的物理元素添加增強(qiáng)資產(chǎn)（Augmented Assets），包括圖片、文字、聲音、視頻、動(dòng)畫(huà)和3D模型等（如圖1所示）。這些學(xué)習(xí)資源內(nèi)容通常以畫(huà)面的形式呈現(xiàn)，用于學(xué)習(xí)過(guò)程時(shí)可以被學(xué)習(xí)者直接感知和體驗(yàn)，是學(xué)習(xí)者探索現(xiàn)實(shí)世界的補(bǔ)充元素，也是幫助其深度認(rèn)識(shí)始源情境的關(guān)鍵，因此AR學(xué)習(xí)資源中對(duì)學(xué)習(xí)有直接影響的、學(xué)習(xí)者接觸最為頻繁的應(yīng)是AR學(xué)習(xí)資源畫(huà)面。

顯然，AR學(xué)習(xí)資源畫(huà)面是一種具有全新內(nèi)涵的媒體畫(huà)面（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“AR畫(huà)面”），是AR學(xué)習(xí)資源優(yōu)化的重點(diǎn)內(nèi)容。

1.AR畫(huà)面的內(nèi)涵

AR畫(huà)面，是將虛擬畫(huà)面疊加于現(xiàn)實(shí)世界中而形成的畫(huà)面，其中，虛擬畫(huà)面對(duì)現(xiàn)實(shí)世界起“增強(qiáng)”作用，可有效促進(jìn)學(xué)習(xí)者對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的深度理解。概括來(lái)講，AR畫(huà)面是一種基于數(shù)字化屏幕呈現(xiàn)的，利用圖、文、聲、像、交等多種視、聽(tīng)覺(jué)媒體要素綜合表現(xiàn)的，將虛擬畫(huà)面與現(xiàn)實(shí)世界畫(huà)面按一定約束關(guān)系疊加而成的新型媒體畫(huà)面。其中起“增強(qiáng)”作用的虛擬畫(huà)面可稱(chēng)為“增強(qiáng)畫(huà)面”，即“A畫(huà)面”;通過(guò)對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的攝取而得到的畫(huà)面可稱(chēng)為“現(xiàn)實(shí)畫(huà)面”，即“R畫(huà)面”。但從本質(zhì)看，AR畫(huà)面的綜合組成元素仍是圖、文、聲、像、交，仍具備多媒體畫(huà)面的一般特征，所以還是屬于多媒體畫(huà)面的一種，不過(guò)又附加了與傳統(tǒng)多媒體畫(huà)面不同的全新特征。

2.AR畫(huà)面的全新特征

AR畫(huà)面區(qū)別于傳統(tǒng)多媒體畫(huà)面的特征在于“空間視角”“深層交互”和“具身形態(tài)”。

（1）采用了“空間視角”而非“平面視角”

視角的不同取決于畫(huà)框運(yùn)動(dòng)方式的不同。傳統(tǒng)的多媒體畫(huà)面采用“平面視角”，畫(huà)框獨(dú)立于外部世界而靜止，畫(huà)面內(nèi)容只能以多變的形式去適應(yīng)畫(huà)框不變的長(zhǎng)寬比，現(xiàn)實(shí)世界與虛擬畫(huà)面彼此隔離。AR畫(huà)面采用了“空間視角”，畫(huà)框可以由學(xué)習(xí)者操縱并與外部世界產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，畫(huà)面內(nèi)容不再受畫(huà)框比例的限制，現(xiàn)實(shí)世界與虛擬畫(huà)面彼此融合。

（2）實(shí)現(xiàn)了“深層交互”而非“淺層交互”

交互功能的不同取決于“智能度”（即學(xué)習(xí)者獲得的自主性）和“融入度”（學(xué)習(xí)者對(duì)交互功能的難覺(jué)察性）兩個(gè)指標(biāo)。傳統(tǒng)的多媒體畫(huà)面需要學(xué)習(xí)者通過(guò)操縱鍵盤(pán)、鼠標(biāo)等設(shè)備，利用菜單、按鈕等有形控件來(lái)完成對(duì)預(yù)設(shè)畫(huà)面的切換，交互的“智能度”和“融入度”較低，處于“淺層交互”的水平;AR畫(huà)面允許學(xué)習(xí)者利用集成了很多感應(yīng)器的手套、戒指、控制棒等自然特殊設(shè)備來(lái)依據(jù)自己的興趣和需求操縱3D模型等畫(huà)面要素，明顯的交互標(biāo)識(shí)大量減少，交互的“智能度”和“融入度”較高，處于“深層交互”的水平。

（3）呈現(xiàn)了“具身形態(tài)”而非“離身形態(tài)”

呈現(xiàn)形態(tài)的不同取決于畫(huà)面所基于的認(rèn)知基礎(chǔ)。傳統(tǒng)的多媒體畫(huà)面基于“離身認(rèn)知”而設(shè)計(jì)，視畫(huà)面要素為符號(hào)，直接對(duì)學(xué)習(xí)者的心智產(chǎn)生影響，學(xué)習(xí)者的身體在認(rèn)知過(guò)程中不發(fā)揮作用。在這種畫(huà)面中，各種媒體符號(hào)是機(jī)械構(gòu)建的，畫(huà)面所營(yíng)造的學(xué)習(xí)情境是“靜態(tài)預(yù)設(shè)”的。AR畫(huà)面基于“具身認(rèn)知”而設(shè)計(jì)，將學(xué)習(xí)者的身體運(yùn)動(dòng)（如傾斜、旋轉(zhuǎn)、縮放等手勢(shì)）作為重要組成部分，畫(huà)面要素借助身體對(duì)學(xué)習(xí)者的心智產(chǎn)生重要影響。在這種畫(huà)面中，各種媒體符號(hào)是自組織組建的，畫(huà)面所營(yíng)造的學(xué)習(xí)情境是“動(dòng)態(tài)生成”的。

（二）由AR畫(huà)面引發(fā)的“新質(zhì)”是實(shí)現(xiàn)由始源情境向目標(biāo)情境轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵因素

1.“新質(zhì)”的形成是AR畫(huà)面的重要功能

“新質(zhì)”，又稱(chēng)“格式塔質(zhì)（Gestalt Value）”，是知覺(jué)與畫(huà)面客觀刺激之差。具體來(lái)說(shuō)，學(xué)習(xí)者在觀看AR畫(huà)面時(shí)所知覺(jué)到的內(nèi)容并非基本要素（AR畫(huà)面客觀刺激）本身，而是在基本要素發(fā)生合理衍變的基礎(chǔ)上，通過(guò)感官系統(tǒng)的感知體驗(yàn)和運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)作內(nèi)化，實(shí)現(xiàn)對(duì)畫(huà)面信息的深度加工，進(jìn)而在大腦中產(chǎn)生了超出畫(huà)面刺激之外新的知覺(jué)成分，這便是“新質(zhì)”。學(xué)習(xí)者通過(guò)將“新質(zhì)”與直接感知到的畫(huà)面內(nèi)容疊加在一起，形成對(duì)知識(shí)的深度理解。可見(jiàn)，AR畫(huà)面并非是只允許學(xué)習(xí)者被動(dòng)接受的客觀存在物，其重要價(jià)值在于為學(xué)習(xí)者提供信息加工的原材料，進(jìn)而幫助其形成“新質(zhì)”。

2.“新質(zhì)”在促進(jìn)情境轉(zhuǎn)化方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用

從現(xiàn)象學(xué)視角看，AR技術(shù)在人與真實(shí)世界中搭建了一個(gè)虛擬的層面，體現(xiàn)為“人—（技術(shù)）—世界”的關(guān)系。借助該圖式，可以將學(xué)習(xí)者與始源情境的關(guān)系表示為“學(xué)習(xí)者—（AR畫(huà)面）—始源情境”。

由始源情境向目標(biāo)情境轉(zhuǎn)化的過(guò)程實(shí)際上是學(xué)習(xí)者利用AR畫(huà)面對(duì)始源情境進(jìn)行“解蔽”的過(guò)程：AR畫(huà)面豐富了始源情境提供給學(xué)習(xí)者的感覺(jué)材料，延伸了學(xué)習(xí)者的視、聽(tīng)、觸覺(jué)體驗(yàn)，讓學(xué)習(xí)者在感知體驗(yàn)與動(dòng)作內(nèi)化的過(guò)程中獲得包含有“新質(zhì)”的知覺(jué)，進(jìn)而強(qiáng)化對(duì)始源情境的理解，此時(shí)，目標(biāo)情境便形成了。可見(jiàn)，“新質(zhì)”是始源情境順利轉(zhuǎn)化為目標(biāo)情境的關(guān)鍵，而AR畫(huà)面在其中居于重要位置，決定著“新質(zhì)”的質(zhì)與量。

（三）符合學(xué)習(xí)者認(rèn)知規(guī)律的AR畫(huà)面設(shè)計(jì)是形成“亮點(diǎn)”新質(zhì)的重要途徑

“新質(zhì)”是“情境轉(zhuǎn)化”的必要不充分條件，即由始源情境向目標(biāo)情境的過(guò)渡需要“新質(zhì)”的參與，但“新質(zhì)”的出現(xiàn)未必能真正實(shí)現(xiàn)情境轉(zhuǎn)化。當(dāng)“新質(zhì)”符合學(xué)習(xí)者的認(rèn)知規(guī)律時(shí)，這種“新質(zhì)”就是“亮點(diǎn)”，能為學(xué)習(xí)者帶來(lái)和諧的知覺(jué)美感，有助于加深其對(duì)始源情境的理解，進(jìn)而起到加速情境轉(zhuǎn)化的作用;當(dāng)“新質(zhì)”與學(xué)習(xí)者的認(rèn)知規(guī)律不一致時(shí)，這種“新質(zhì)”就是“敗筆”，會(huì)給學(xué)習(xí)者帶來(lái)失和的知覺(jué)效果，并使其對(duì)始源情境感到困惑，反而會(huì)阻礙情境轉(zhuǎn)化的形成。因此，我們必須為確保學(xué)習(xí)者大腦中形成的“新質(zhì)”是“亮點(diǎn)”而非“敗筆”進(jìn)行系統(tǒng)、科學(xué)的深入研究。

作為“新質(zhì)”形成的基礎(chǔ)，AR畫(huà)面中構(gòu)成要素的不同類(lèi)型、屬性與相互組合，會(huì)為學(xué)習(xí)者帶來(lái)不同的知覺(jué)感受和認(rèn)知負(fù)荷。由于人的工作記憶容量有限，認(rèn)知負(fù)荷的水平與學(xué)習(xí)者的信息加工能力息息相關(guān)。研究者認(rèn)為，由學(xué)習(xí)材料的組織與呈現(xiàn)方式所帶來(lái)的外在認(rèn)知負(fù)荷是無(wú)效的，會(huì)占用大量工作記憶資源，大大影響了學(xué)習(xí)者對(duì)信息的深度加工，不利于其對(duì)始源情境的理解。因此，要想讓“新質(zhì)”形成并成為“亮點(diǎn)”，必須對(duì)AR畫(huà)面進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，盡可能降低由畫(huà)面引起的外在認(rèn)知負(fù)荷。

“如何將A畫(huà)面合理疊加于R畫(huà)面之上”是AR畫(huà)面設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問(wèn)題。從哲學(xué)角度看，R畫(huà)面所表達(dá)的是一種現(xiàn)象，學(xué)習(xí)者在單純觀看R畫(huà)面時(shí)，往往只能看到物質(zhì)的表面，在大腦中所反映的意象也只能體現(xiàn)物質(zhì)的客觀性，未必能對(duì)物質(zhì)的本質(zhì)特征進(jìn)行準(zhǔn)確把握，即“眼見(jiàn)不一定為實(shí)”。A畫(huà)面的作用在于為學(xué)習(xí)者提供認(rèn)知的“支架”，幫助其形成對(duì)R畫(huà)面的深度理解?？梢?jiàn)，A、R畫(huà)面的疊加是“新質(zhì)”形成的關(guān)鍵，由合理疊加而產(chǎn)生的“新質(zhì)”是“亮點(diǎn)”，有助于學(xué)習(xí)者準(zhǔn)確把握始源情境的本質(zhì)特征，從而達(dá)到“透過(guò)現(xiàn)象看本質(zhì)”的重要目標(biāo);由失當(dāng)疊加而產(chǎn)生的“新質(zhì)”是“敗筆”，可能會(huì)歪曲學(xué)習(xí)者對(duì)始源情境本質(zhì)的理解。

綜上所述，符合學(xué)習(xí)者認(rèn)知規(guī)律的AR畫(huà)面設(shè)計(jì)是形成“亮點(diǎn)”新質(zhì)并加速情境轉(zhuǎn)化的重要途徑，其主要任務(wù)是：充分利用AR技術(shù)虛實(shí)融合、實(shí)時(shí)交互和三維配準(zhǔn)的特征，通過(guò)對(duì)A畫(huà)面的設(shè)計(jì)和對(duì)R畫(huà)面攝取時(shí)的干預(yù)，使得由二者疊加而成的AR畫(huà)面能夠有效實(shí)現(xiàn)如圖2所示的情境轉(zhuǎn)化過(guò)程。

三、促進(jìn)學(xué)習(xí)情境轉(zhuǎn)化的AR設(shè)計(jì)新方法

運(yùn)用AR學(xué)習(xí)資源促進(jìn)學(xué)習(xí)情境轉(zhuǎn)化，需要以科學(xué)的AR畫(huà)面設(shè)計(jì)模型為指導(dǎo)，使設(shè)計(jì)成為規(guī)范、具體、流程性的活動(dòng)，進(jìn)而充分發(fā)揮AR技術(shù)的教育應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

AR畫(huà)面設(shè)計(jì)模型包括理論模型和操作模型兩類(lèi)。理論模型從理論分析的層面指明AR畫(huà)面設(shè)計(jì)需要重點(diǎn)注意的內(nèi)容以及總體的設(shè)計(jì)思路;操作模型則在理論模型的基礎(chǔ)上構(gòu)建，并以流程圖形式呈現(xiàn)，對(duì)于普通設(shè)計(jì)者更具實(shí)用價(jià)值。

（一）AR畫(huà)面設(shè)計(jì)的理論模型構(gòu)建

1.理論依據(jù)

（1）多媒體畫(huà)面語(yǔ)言學(xué)對(duì)AR畫(huà)面設(shè)計(jì)的啟示

多媒體畫(huà)面語(yǔ)言學(xué)（Linguistics for Multimedia Design，LMD）是專(zhuān)門(mén)針對(duì)多媒體畫(huà)面設(shè)計(jì)而提出的，旨在使信息化教學(xué)中多媒體學(xué)習(xí)材料的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)和應(yīng)用有章可循。多媒體畫(huà)面語(yǔ)言學(xué)的突出貢獻(xiàn)在于其從系統(tǒng)論的觀點(diǎn)出發(fā)，充分考慮了教學(xué)系統(tǒng)各要素之間的相互關(guān)聯(lián)與作用，構(gòu)建出包括畫(huà)面語(yǔ)義學(xué)、畫(huà)面語(yǔ)用學(xué)和畫(huà)面語(yǔ)構(gòu)學(xué)在內(nèi)的研究框架，全方位揭示了可能會(huì)影響“新質(zhì)”形成的諸多因素，是指導(dǎo)多媒體畫(huà)面設(shè)計(jì)、輔助形成“亮點(diǎn)”新質(zhì)的理想方案。

AR畫(huà)面本質(zhì)上是一種多媒體畫(huà)面，其設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)遵循多媒體畫(huà)面語(yǔ)言學(xué)的研究框架來(lái)進(jìn)行;同時(shí)，AR畫(huà)面又具有區(qū)別于傳統(tǒng)多媒體畫(huà)面的“虛實(shí)融合”特征，其設(shè)計(jì)不僅要考慮同類(lèi)畫(huà)面要素之間的匹配關(guān)系，還應(yīng)當(dāng)關(guān)注不同類(lèi)型畫(huà)面（即A畫(huà)面和R畫(huà)面）要素之間的相互關(guān)聯(lián)。

（2）概念整合理論對(duì)AR畫(huà)面設(shè)計(jì)的啟示

概念整合理論（Conceptual Blending Theory，簡(jiǎn)稱(chēng)CBT）似為概念整合是建立在來(lái)自不同認(rèn)知域的輸入空間基礎(chǔ)之上的。兩個(gè)輸入空間之間存在部分匹配關(guān)系，當(dāng)這種匹配發(fā)生時(shí)，就會(huì)在類(lèi)屬空間中映射出它們共有的一些抽象結(jié)構(gòu)，從而定義出跨空間映射的核心內(nèi)容，進(jìn)而發(fā)展出合成空間的新創(chuàng)結(jié)構(gòu)。

如果將AR畫(huà)面中的“A畫(huà)面”和“R畫(huà)面”視為兩種不同的信息輸入空間，AR畫(huà)面實(shí)際上就是由二者疊加而成的一種“合成畫(huà)面”。根據(jù)概念整合理論，要想讓AR畫(huà)面產(chǎn)生便于學(xué)習(xí)者接受的真正有意義的知識(shí)“新創(chuàng)”結(jié)構(gòu)，具有超越A、R畫(huà)面的“1+1>2”的學(xué)習(xí)功效，必須保證原有A、R畫(huà)面元素間在類(lèi)屬空間具有一些共同的抽象結(jié)構(gòu)，進(jìn)而運(yùn)用合理的畫(huà)面設(shè)計(jì)使兩個(gè)畫(huà)面發(fā)生匹配，實(shí)現(xiàn)有機(jī)融合。

（3）多媒體學(xué)習(xí)認(rèn)知理論對(duì)AR畫(huà)面設(shè)計(jì)的啟示

梅耶（Mayer）教授及其研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建的多媒體學(xué)習(xí)認(rèn)知理論（Multimedia Learning Theory）著力探究不同的多媒體學(xué)習(xí)材料設(shè)計(jì)如何影響學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)，描述和解釋了多媒體情境下學(xué)習(xí)的發(fā)生機(jī)制，可作為多媒體畫(huà)面設(shè)計(jì)的解釋性理論基礎(chǔ)。

在多媒體學(xué)習(xí)認(rèn)知理論中，多媒體（Multimedia）是指用“語(yǔ)詞”（Word）和“畫(huà)面”（Hicture）共同呈現(xiàn)材料。如果將該理論擴(kuò)展至AR畫(huà)面，可以發(fā)現(xiàn)該畫(huà)面中的“多媒體”包含兩層含義：從A、R畫(huà)面之間的關(guān)聯(lián)來(lái)看，R畫(huà)面可視為“畫(huà)面”部分，而A畫(huà)面中的文本及符號(hào)可視為“語(yǔ)詞”部分;從A畫(huà)面中各媒體元素的關(guān)聯(lián)來(lái)看，“畫(huà)面”包括圖片、視頻、動(dòng)畫(huà)、3D模型等內(nèi)容，“語(yǔ)詞”則包括文本、聲音等元素。因此，AR畫(huà)面設(shè)計(jì)應(yīng)緊密?chē)@多媒體的兩層含義而展開(kāi)。

（4）體驗(yàn)學(xué)習(xí)理論對(duì)AR畫(huà)面設(shè)計(jì)的啟示

體驗(yàn)學(xué)習(xí)理論（Experiential Learning Theory）闡明了學(xué)習(xí)者是如何通過(guò)個(gè)體經(jīng)驗(yàn)來(lái)建構(gòu)意義的。庫(kù)伯（Kolb）描述了包含四階段（具體經(jīng)驗(yàn)→反思觀察→抽象概念→主動(dòng)驗(yàn)證）的體驗(yàn)式學(xué)習(xí)圈，認(rèn)為具體經(jīng)驗(yàn)是學(xué)習(xí)者觀察和反思的基礎(chǔ)，通過(guò)觀察可以使學(xué)習(xí)者形成對(duì)抽象概念的理解，并將其付之于新情境下進(jìn)行測(cè)試。

學(xué)習(xí)者利用AR畫(huà)面進(jìn)行的學(xué)習(xí)也遵循體驗(yàn)式學(xué)習(xí)圈的流程。R畫(huà)面提供了學(xué)習(xí)者所熟悉的真實(shí)情境，并利用A畫(huà)面幫助學(xué)習(xí)者形成具體經(jīng)驗(yàn)，這種經(jīng)驗(yàn)的獲得直接決定了后三個(gè)階段的形成。因此，AR畫(huà)面設(shè)計(jì)應(yīng)充分了解學(xué)習(xí)者的知識(shí)基礎(chǔ)和認(rèn)知特點(diǎn)，力圖幫助學(xué)習(xí)者形成其所熟悉的具體經(jīng)驗(yàn)。

（5）具身認(rèn)知理論對(duì)AR畫(huà)面設(shè)計(jì)的啟示

具身認(rèn)知（Embodied Cognition）理論的出現(xiàn)，對(duì)教育領(lǐng)域產(chǎn)生了巨大影響。關(guān)于“具身認(rèn)知”是什么，目前學(xué)界尚未給出一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的定義。鄭旭東等采用了“作為與環(huán)境融為一體”的具身理解，指出認(rèn)知、身體與環(huán)境之間是緊密相連、不可分割的，它們共同構(gòu)成了一個(gè)動(dòng)態(tài)的統(tǒng)一體。

具身認(rèn)知理論重視身體和環(huán)境在認(rèn)知中的重要作用，強(qiáng)調(diào)環(huán)境、身體與認(rèn)知三者彼此存在交互關(guān)系，這和AR畫(huà)面重視“虛實(shí)融合”的觀點(diǎn)不謀而合。多媒體畫(huà)面本身具有營(yíng)造學(xué)習(xí)情境的功能，AR畫(huà)面的設(shè)計(jì)也應(yīng)著力為營(yíng)造具身化的學(xué)習(xí)情境做出貢獻(xiàn)。具體來(lái)說(shuō)，AR畫(huà)面設(shè)計(jì)需重視具身學(xué)習(xí)的三個(gè)重要參數(shù)：身體的參與程度、姿態(tài)與學(xué)習(xí)內(nèi)容的匹配程度以及沉浸的感知程度。

2.構(gòu)建思路

（1）AR畫(huà)面設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)：“亮點(diǎn)”新質(zhì)的形成

多媒體畫(huà)面設(shè)計(jì)規(guī)則的功能在于規(guī)范基本要素在畫(huà)面上的變化、布置及搭配（即“衍變方式”），使其在學(xué)習(xí)者的知覺(jué)中產(chǎn)生可成為“亮點(diǎn)”的新質(zhì)。對(duì)于AR畫(huà)面設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，也應(yīng)當(dāng)將“亮點(diǎn)”新質(zhì)的形成作為設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)，力圖使學(xué)習(xí)者能真正從AR畫(huà)面中受益，并獲得“AR>A+R”的效果。

（2）AR畫(huà)面設(shè)計(jì)的重點(diǎn)內(nèi)容：虛實(shí)畫(huà)面的有效融合

“新質(zhì)”的來(lái)源主要有兩類(lèi)：A、R畫(huà)面基本要素之間的合理衍變和A畫(huà)面中各基本要素之間的合理衍變。在AR畫(huà)面中，R畫(huà)面是通過(guò)對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的攝取而獲得的，是無(wú)法預(yù)設(shè)的，A畫(huà)面必須根據(jù)R畫(huà)面中的內(nèi)容而設(shè)計(jì)。因此，去掉R畫(huà)面單獨(dú)考慮A畫(huà)面中各基本要素如何衍變是沒(méi)有意義的，應(yīng)當(dāng)將A、R畫(huà)面要素的搭配問(wèn)題作為設(shè)計(jì)時(shí)首要考慮的內(nèi)容。根據(jù)概念整合理論對(duì)本研究的啟示，只有當(dāng)A、R畫(huà)面實(shí)現(xiàn)有效融合時(shí)，才能促使“亮點(diǎn)”新質(zhì)的產(chǎn)生。因此，“虛實(shí)畫(huà)面的有效融合”是AR畫(huà)面設(shè)計(jì)的重點(diǎn)內(nèi)容。

（3）AR畫(huà)面設(shè)計(jì)的基本流程：語(yǔ)義融合+語(yǔ)用融合+語(yǔ)構(gòu)融合

結(jié)合多媒體畫(huà)面語(yǔ)言學(xué)的研究框架以及AR畫(huà)面設(shè)計(jì)的重點(diǎn)內(nèi)容，可以將AR畫(huà)面設(shè)計(jì)的基本流程制定為：虛實(shí)畫(huà)面的語(yǔ)義融合設(shè)計(jì)、語(yǔ)用融合設(shè)計(jì)以及語(yǔ)構(gòu)融合設(shè)計(jì)三大階段。

畫(huà)面語(yǔ)義融合設(shè)計(jì)：考慮A、R畫(huà)面中各要素之間的語(yǔ)義邏輯關(guān)系，關(guān)注各要素與教學(xué)內(nèi)容之間的匹配關(guān)系，實(shí)現(xiàn)AR畫(huà)面的“信息架構(gòu)”。

畫(huà)面語(yǔ)用融合設(shè)計(jì)：考慮使學(xué)習(xí)者通過(guò)AR畫(huà)面建立知識(shí)與自身的關(guān)聯(lián)，關(guān)注A、R畫(huà)面中構(gòu)成要素與教學(xué)環(huán)境（學(xué)習(xí)者、教師、媒介）之間的匹配關(guān)系，使之與特定的學(xué)習(xí)方式相適應(yīng)，實(shí)現(xiàn)AR畫(huà)面的“功能架構(gòu)”。

畫(huà)面語(yǔ)構(gòu)融合設(shè)計(jì)：考慮在A、R畫(huà)面疊加之后，能使學(xué)習(xí)者形成“亮點(diǎn)”新質(zhì)，關(guān)注A、R畫(huà)面中構(gòu)成要素之間的匹配關(guān)系，實(shí)現(xiàn)AR畫(huà)面的“知覺(jué)表達(dá)”。該設(shè)計(jì)是AR畫(huà)面設(shè)計(jì)的最后一個(gè)階段，是在充分考慮語(yǔ)義融合和語(yǔ)用融合的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，目的在于形成集內(nèi)容、功能和知覺(jué)表達(dá)為一體的AR畫(huà)面，切實(shí)解決情境轉(zhuǎn)化的問(wèn)題。

（4）AR畫(huà)面設(shè)計(jì)的幾種類(lèi)型：注釋設(shè)計(jì)、場(chǎng)景設(shè)計(jì)、交互設(shè)計(jì)

依據(jù)Santos等人的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，學(xué)習(xí)者可以通過(guò)AR應(yīng)用獲得包括真實(shí)世界注釋、上下文可視化和視覺(jué)一觸覺(jué)可視化在內(nèi)的三種學(xué)習(xí)體驗(yàn)。AR畫(huà)面設(shè)計(jì)的作用在于通過(guò)注釋設(shè)計(jì)、場(chǎng)景設(shè)計(jì)和交互設(shè)計(jì)來(lái)對(duì)上述三種學(xué)習(xí)體驗(yàn)進(jìn)行優(yōu)化，進(jìn)而提升學(xué)習(xí)效果。

注釋設(shè)計(jì)：強(qiáng)調(diào)對(duì)A畫(huà)面的視聽(tīng)覺(jué)設(shè)計(jì)，用于對(duì)R畫(huà)面中的要素進(jìn)行簡(jiǎn)單注解，如表1所示。

場(chǎng)景設(shè)計(jì)：強(qiáng)調(diào)對(duì)R畫(huà)面的干預(yù)，通過(guò)適當(dāng)?shù)匕才臨畫(huà)面要素，來(lái)為A畫(huà)面中抽象的知識(shí)內(nèi)容提供合理的語(yǔ)境，如表2所示。

交互設(shè)計(jì)：關(guān)注學(xué)習(xí)者在進(jìn)行AR畫(huà)面組接時(shí)，如何充分發(fā)揮其主觀能動(dòng)性，如表3所示。

3.理論模型的結(jié)構(gòu)與內(nèi)容

本研究提出一個(gè)AR畫(huà)面設(shè)計(jì)理論模型，如下頁(yè)圖3所示。該模型指出了AR畫(huà)面設(shè)計(jì)的兩層框架：認(rèn)知層中的理論可以為AR畫(huà)面設(shè)計(jì)提供解釋性依據(jù)，以滿足學(xué)習(xí)者的兩大訴求：知識(shí)呈現(xiàn)要符合認(rèn)知加工規(guī)律、畫(huà)面設(shè)計(jì)要符合藝術(shù)審美規(guī)律;設(shè)計(jì)層可劃分為畫(huà)面語(yǔ)義融合設(shè)計(jì)層、畫(huà)面語(yǔ)用融合設(shè)計(jì)層和畫(huà)面語(yǔ)構(gòu)融合設(shè)計(jì)層，分別用于實(shí)現(xiàn)AR畫(huà)面的信息架構(gòu)、功能架構(gòu)和知覺(jué)表達(dá)。從畫(huà)面語(yǔ)構(gòu)融合設(shè)計(jì)的內(nèi)容來(lái)看，需要基于AR技術(shù)的三大特征（虛實(shí)融合、實(shí)時(shí)交互、三維配準(zhǔn)）來(lái)進(jìn)行三類(lèi)設(shè)計(jì)（注釋設(shè)計(jì)、場(chǎng)景設(shè)計(jì)和交互設(shè)計(jì)）。

4.理論模型的特征與意義

總體而言，AR畫(huà)面設(shè)計(jì)理論模型具有結(jié)構(gòu)化的特征。設(shè)計(jì)是一項(xiàng)充滿不確定性、模糊的認(rèn)知活動(dòng)，與設(shè)計(jì)者自身的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)、能力素質(zhì)存在很大的關(guān)系，將設(shè)計(jì)過(guò)程結(jié)構(gòu)化有助于科學(xué)、系統(tǒng)地考慮設(shè)計(jì)問(wèn)題，有助于清晰定義設(shè)計(jì)問(wèn)題的解決過(guò)程，減少失誤。本研究構(gòu)建的理論模型理順了AR畫(huà)面設(shè)計(jì)與認(rèn)知理論之間的因果或相互關(guān)系，為后續(xù)操作模型的構(gòu)建提供了可指導(dǎo)的框架。

（二）AR畫(huà)面設(shè)計(jì)的操作模型構(gòu)建

1.構(gòu)建思路

操作模型的構(gòu)建需要回答兩個(gè)問(wèn)題：一是如何根據(jù)教學(xué)內(nèi)容選擇合適的設(shè)計(jì)類(lèi)型（注釋設(shè)計(jì)、場(chǎng)景設(shè)計(jì)和交互設(shè)計(jì)）？二是各類(lèi)設(shè)計(jì)的影響因素有哪些？為找尋這些問(wèn)題的答案，本研究邀請(qǐng)了從事AR教育、多媒體畫(huà)面設(shè)計(jì)等研究領(lǐng)域的16位專(zhuān)家，通過(guò)意見(jiàn)征詢的方式獲得了來(lái)自專(zhuān)家的寶貴意見(jiàn)，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了歸納和總結(jié)。

（1）AR畫(huà)面設(shè)計(jì)類(lèi)型與教學(xué)內(nèi)容的匹配度分析

為了解各類(lèi)設(shè)計(jì)所適合表達(dá)的教學(xué)內(nèi)容，本研究首先確定了知識(shí)的幾種類(lèi)別。多媒體畫(huà)面語(yǔ)言學(xué)中的教學(xué)內(nèi)容，傾向于按照知識(shí)的屬性進(jìn)行分類(lèi)，將其劃分為“事實(shí)性知識(shí)”“概念性知識(shí)”“程序性知識(shí)”和“元認(rèn)知知識(shí)”。安德森對(duì)布盧姆的教學(xué)目標(biāo)分類(lèi)學(xué)進(jìn)行了修訂，并對(duì)上述四類(lèi)知識(shí)進(jìn)行了細(xì)化，如下頁(yè)表4所示。

利用“問(wèn)卷星”將所有知識(shí)類(lèi)型呈現(xiàn)出來(lái)，邀請(qǐng)專(zhuān)家根據(jù)不同設(shè)計(jì)進(jìn)行匹配知識(shí)的多項(xiàng)選擇，通過(guò)征詢得到了各知識(shí)類(lèi)型的被選擇比率，如表5所示。

結(jié)合表4、表5可知，在若干知識(shí)類(lèi)型中，元認(rèn)知知識(shí)不適合用AR畫(huà)面來(lái)呈現(xiàn)，AR畫(huà)面的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在對(duì)事實(shí)性知識(shí)、概念性知識(shí)和程序性知識(shí)的表達(dá)上。其中，AR畫(huà)面在表達(dá)程序性知識(shí)時(shí)，應(yīng)當(dāng)首選“交互設(shè)計(jì)”;在表達(dá)事實(shí)性知識(shí)和概念性知識(shí)時(shí)，應(yīng)當(dāng)綜合考慮注釋設(shè)計(jì)、場(chǎng)景設(shè)計(jì)和交互設(shè)計(jì)。

（2）各類(lèi)AR畫(huà)面設(shè)計(jì)的影響因素分析

確定AR學(xué)習(xí)效果的影響因素，并梳理各因素之間的關(guān)系，有助于使AR畫(huà)面設(shè)計(jì)模型的構(gòu)建做到“把握重點(diǎn)、有的放矢”。

研究分為三個(gè)階段，第一階段通過(guò)對(duì)AR教育應(yīng)用相關(guān)研究的分析，初步確定影響各類(lèi)AR畫(huà)面學(xué)習(xí)效果的重要因素（教師、學(xué)習(xí)者、媒介維度）;第二階段通過(guò)第一輪專(zhuān)家意見(jiàn)征詢對(duì)初步確定的影響因素進(jìn)行修改和完善，有效控制AR研究的廣度;第三階段通過(guò)第二輪專(zhuān)家意見(jiàn)征詢確定各影響因素的重要等級(jí)（1～5分，分?jǐn)?shù)越高表明該影響因素越重要），確定各因素之間的相互關(guān)系，為有效實(shí)施AR畫(huà)面設(shè)計(jì)提供可執(zhí)行化的準(zhǔn)確依據(jù)。各類(lèi)AR畫(huà)面設(shè)計(jì)的影響因素按重要性排序結(jié)果如表6所示。

由表6可知，三類(lèi)AR畫(huà)面的學(xué)習(xí)效果影響因素均分屬于教學(xué)內(nèi)容、教師、學(xué)習(xí)者、媒介/環(huán)境四大維度，具體設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)在對(duì)上述維度進(jìn)行充分分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行。同時(shí)，各影響因素在不同設(shè)計(jì)類(lèi)別中的權(quán)重有所差異，這表明在AR畫(huà)面的語(yǔ)義和語(yǔ)用設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，需依據(jù)畫(huà)面設(shè)計(jì)類(lèi)型的不同，區(qū)別化分析各維度的影響因素。

2.操作模型的結(jié)構(gòu)與內(nèi)容

（1）AR畫(huà)面設(shè)計(jì)操作模型的結(jié)構(gòu)

本研究在理論模型的基礎(chǔ)上，提出一個(gè)AR畫(huà)面設(shè)計(jì)操作模型。該模型將對(duì)教學(xué)內(nèi)容的分析作為設(shè)計(jì)的起點(diǎn)，根據(jù)理論模型中提到的三類(lèi)設(shè)計(jì)（注釋設(shè)計(jì)、場(chǎng)景設(shè)計(jì)、交互設(shè)計(jì)）形成三分支結(jié)構(gòu)，每個(gè)分支遵循相似的設(shè)計(jì)流程（關(guān)聯(lián)匹配、要素選擇、屬性設(shè)置），但在具體的設(shè)計(jì)內(nèi)容方面又各具特色。

無(wú)論是采用“注釋設(shè)計(jì)”“場(chǎng)景設(shè)計(jì)”還是“交互設(shè)計(jì)”，其設(shè)計(jì)終點(diǎn)都是形成一個(gè)完整的AR畫(huà)面，該畫(huà)面能夠?qū)崿F(xiàn)A、R畫(huà)面的合理疊加，幫助學(xué)習(xí)者形成大腦中的“亮點(diǎn)”新質(zhì)。值得注意的是，上述三類(lèi)設(shè)計(jì)各自具有獨(dú)立性，但并非相互排斥。在一個(gè)成熟的AR畫(huà)面中，可以包含一類(lèi)或是多類(lèi)設(shè)計(jì)，因此在具體的設(shè)計(jì)過(guò)程中，也要考慮不同設(shè)計(jì)類(lèi)別之間的關(guān)系。AR畫(huà)面設(shè)計(jì)操作模型的整體結(jié)構(gòu)如圖4所示。

圖4展示了AR畫(huà)面設(shè)計(jì)的操作流程，與圖3所示的理論模型相對(duì)應(yīng)。教學(xué)內(nèi)容分析（知識(shí)類(lèi)型、知識(shí)難度）位于畫(huà)面語(yǔ)義融合層，主要圍繞AR學(xué)習(xí)資源的核心信息——“學(xué)習(xí)內(nèi)容”進(jìn)行信息架構(gòu)設(shè)計(jì)，從而做好信息基礎(chǔ)處理工作;學(xué)習(xí)者分析、教師分析、媒介/環(huán)境分析位于畫(huà)面語(yǔ)用融合層，需要建立在學(xué)習(xí)內(nèi)容的完整表征和架構(gòu)之上，來(lái)進(jìn)行相關(guān)信息的功能架構(gòu)設(shè)計(jì)，從而起到學(xué)習(xí)內(nèi)容和AR畫(huà)面的橋梁式銜接作用;AR畫(huà)面的形成直接依賴(lài)于畫(huà)面語(yǔ)構(gòu)融合設(shè)計(jì)，A、R畫(huà)面的有效融合需滿足關(guān)聯(lián)匹配的要求，而這一目的的實(shí)現(xiàn)依賴(lài)于要素的合理選擇以及在確定要素后屬性的科學(xué)設(shè)置。

（2）AR畫(huà)面設(shè)計(jì)操作模型的內(nèi)容

AR畫(huà)面設(shè)計(jì)類(lèi)型的確定是以對(duì)教學(xué)內(nèi)容所屬知識(shí)類(lèi)型的分析為基礎(chǔ)的。知識(shí)類(lèi)型集1、2、3所代表的內(nèi)容如表5所示。在確定AR畫(huà)面設(shè)計(jì)類(lèi)型后，需要對(duì)教學(xué)內(nèi)容的知識(shí)難度、學(xué)習(xí)者、教師、媒介/環(huán)境等進(jìn)行分析，需要重點(diǎn)分析的影響因素參如表6所示。設(shè)計(jì)過(guò)程共包含三大步驟，其中要素選擇、屬性設(shè)置的結(jié)果直接決定了關(guān)聯(lián)匹配的效果，因此有必要對(duì)AR畫(huà)面的構(gòu)成要素及屬性進(jìn)行詳細(xì)的分析。AR畫(huà)面作為一種新型多媒體畫(huà)面，其構(gòu)成要素較傳統(tǒng)多媒體畫(huà)面更為復(fù)雜。Diaz等將AR應(yīng)用中的內(nèi)容劃分為兩大類(lèi)別：靜態(tài)和動(dòng)態(tài)。其中，靜態(tài)內(nèi)容是指在用戶交互過(guò)程中外觀不會(huì)發(fā)生改變的文本、視覺(jué)線索或3D模型;動(dòng)態(tài)內(nèi)容則會(huì)隨時(shí)間發(fā)生變化并產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)流，如動(dòng)畫(huà)或視頻。該觀點(diǎn)具有一定的合理性，但其忽視了AR畫(huà)面“虛實(shí)融合”的重要特征。AR畫(huà)面由A、R畫(huà)面疊加而成，因此其構(gòu)成要素需要從A畫(huà)面和R畫(huà)面各自的組成及其相互關(guān)聯(lián)來(lái)進(jìn)行分析。

a.A畫(huà)面（增強(qiáng)畫(huà)面）的構(gòu)成要素及屬性

A畫(huà)面是AR畫(huà)面中起增強(qiáng)作用的虛擬畫(huà)面，處于“虛實(shí)分離”的狀態(tài)。3D模型、文本、靜態(tài)圖（圖片、靜止圖像）、動(dòng)態(tài)像（動(dòng)畫(huà)、視頻）等媒體符號(hào)是AR畫(huà)面的構(gòu)成要素，但更準(zhǔn)確地說(shuō)，它們主要從屬于A畫(huà)面。通過(guò)對(duì)這些要素的分析，可以發(fā)現(xiàn)，A畫(huà)面中涵蓋了傳統(tǒng)多媒體畫(huà)面中的所有媒體符號(hào)，即：圖—圖片、靜止圖像;文—文本;聲—解說(shuō)、背景音樂(lè)、音響效果;像—?jiǎng)赢?huà)、視頻;交—交互。

對(duì)于3D模型來(lái)說(shuō)，在多媒體畫(huà)面的五大媒體要素中，似乎很難將其歸到某一特定類(lèi)別，原因是：當(dāng)3D模型剛剛呈現(xiàn)時(shí)，其處于靜止?fàn)顟B(tài)，屬于“圖”的范疇。但不同于普通的靜態(tài)圖，3D模型還可以自動(dòng)播放或被學(xué)習(xí)者操控并發(fā)生外觀上的改變，此時(shí)該模型又屬于“像”的范疇，而且是一種包含了“交”的“像”。究竟應(yīng)該將3D模型視為靜態(tài)還是動(dòng)態(tài)內(nèi)容呢？本研究認(rèn)為，3D模型可同時(shí)從屬于“圖”或“像”，靜態(tài)的3D模型可視為“三維圖”，而動(dòng)態(tài)的3D模型則可視為“三維動(dòng)畫(huà)”，具體的設(shè)計(jì)應(yīng)遵循學(xué)習(xí)需要而進(jìn)行。

A畫(huà)面中各要素的屬性如表7所示。

b.R畫(huà)面（現(xiàn)實(shí)畫(huà)面）的構(gòu)成要素及屬性

R畫(huà)面是通過(guò)對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的攝取而得到的畫(huà)面，是現(xiàn)實(shí)世界在屏幕中的真實(shí)反映。R畫(huà)面的一個(gè)重要特征是可以隨著攝取到的真實(shí)場(chǎng)景的變化而發(fā)生同步變化。這種“變化”和A畫(huà)面中“像”的變化存在差別：A畫(huà)面中的“像”主要指動(dòng)畫(huà)和視頻，其變化產(chǎn)生于二維平面當(dāng)中，且可以被預(yù)先設(shè)計(jì);R畫(huà)面的變化則屬于三維空間的動(dòng)態(tài)變化，相對(duì)于二維平面的變化更為復(fù)雜。同理，當(dāng)攝取到的真實(shí)場(chǎng)景沒(méi)有發(fā)生變化時(shí)，也不能簡(jiǎn)單地將R畫(huà)面視為“圖片”“圖像”等靜態(tài)畫(huà)面。

因此，R畫(huà)面既不是動(dòng)畫(huà)也不是視頻，既不是圖片也不是圖像。我們很難對(duì)R畫(huà)面的構(gòu)成要素進(jìn)行確切地描述，也就是說(shuō)，R畫(huà)面的構(gòu)成要素具有不確定性，它們不是“靜態(tài)預(yù)設(shè)”的，而是“動(dòng)態(tài)生成”的，需要結(jié)合具體的、實(shí)時(shí)的情境進(jìn)行分析。但無(wú)論由攝像頭攝入的內(nèi)容是什么，R畫(huà)面中的要素都可分為景、場(chǎng)和交三大類(lèi)。

“景”是指R畫(huà)面（由取景框攝入的現(xiàn)實(shí)世界）中的學(xué)習(xí)對(duì)象及其關(guān)聯(lián)客觀存在物，是一種“疊加”的景，是由取景框?qū)φ鎸?shí)的景進(jìn)行選取和運(yùn)動(dòng)后產(chǎn)生的結(jié)果。

“場(chǎng)”是指R畫(huà)面中各類(lèi)“景”之間的相互影響與相互作用。事實(shí)上，學(xué)習(xí)者的個(gè)別差異性體現(xiàn)在對(duì)“場(chǎng)”而非“景”的理解。

“交”是指R畫(huà)面的組接功能，具體體現(xiàn)為呈現(xiàn)R畫(huà)面的屏幕角度發(fā)生變化，或是由學(xué)習(xí)者直接對(duì)實(shí)物進(jìn)行操縱等情況。

R畫(huà)面中各要素的屬性如表8所示。

（3）A、R畫(huà)面的關(guān)聯(lián)要素及屬性

AR畫(huà)面并不是A、R畫(huà)面的簡(jiǎn)單疊加，而是應(yīng)當(dāng)能在A、R畫(huà)面疊加之后形成二者均不具備的“亮點(diǎn)”新質(zhì)。因此，必須考慮兩種畫(huà)面之間的關(guān)聯(lián)，并將其作為AR畫(huà)面的一個(gè)關(guān)鍵要素。具體來(lái)講，A、R畫(huà)面的關(guān)聯(lián)要素屬性包括時(shí)間關(guān)聯(lián)、空間關(guān)聯(lián)、內(nèi)容關(guān)聯(lián)和動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)，如表9所示。

時(shí)間關(guān)聯(lián)表示A、R畫(huà)面呈現(xiàn)的先后順序;空間關(guān)聯(lián)表示A、R畫(huà)面的相對(duì)位置;內(nèi)容關(guān)聯(lián)表示A、R畫(huà)面所表達(dá)知識(shí)的相關(guān)性;動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)表示A、R畫(huà)面在動(dòng)/靜方面的相對(duì)狀態(tài)。值得注意的是，以上四種關(guān)聯(lián)屬性是相互影響、相互制約的，在設(shè)計(jì)AR畫(huà)面時(shí)，需要對(duì)其綜合考慮。

3.操作模型的特征與意義

AR畫(huà)面設(shè)計(jì)操作模型整體呈現(xiàn)流程圖形式，在關(guān)鍵分支和步驟節(jié)點(diǎn)都指明了需要重點(diǎn)關(guān)注的內(nèi)容。總體而言，該模型具有較強(qiáng)的實(shí)用性和可操作性，包含兩方面的意義：一是在操作層面為設(shè)計(jì)者搭建了理論與實(shí)踐的橋梁，使得理論分析更加“落地”，從而為設(shè)計(jì)者的實(shí)踐活動(dòng)提供有價(jià)值的參考;二是為下一步的命題推理以及模型的多維驗(yàn)證奠定基礎(chǔ)，保證操作模型建立在科學(xué)研究的基礎(chǔ)之上，并為AR畫(huà)面設(shè)計(jì)規(guī)則的提煉提供依據(jù)。

四、結(jié)語(yǔ)

情境的創(chuàng)設(shè)，是實(shí)現(xiàn)有效學(xué)習(xí)的重要條件。但學(xué)習(xí)者所處的現(xiàn)實(shí)世界作為一種始源情境，在提供足夠信息資源方面受限。由始源情境向目標(biāo)情境的轉(zhuǎn)化，需要AR學(xué)習(xí)資源的參與。由“畫(huà)面”所產(chǎn)生的“新質(zhì)”，是實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)情境轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵，A、R畫(huà)面的合理疊加有助于使“新質(zhì)”成為“亮點(diǎn)”，從而形成對(duì)始源情境本質(zhì)的理解。

本研究將科學(xué)的AR畫(huà)面設(shè)計(jì)視為產(chǎn)生“亮點(diǎn)”新質(zhì)、解決情境轉(zhuǎn)化問(wèn)題的重要途徑，在分析AR畫(huà)面內(nèi)涵、特征的基礎(chǔ)上，著力實(shí)現(xiàn)A、R畫(huà)面的合理疊加，構(gòu)建AR畫(huà)面設(shè)計(jì)的理論模型和操作模型，使AR畫(huà)面設(shè)計(jì)成為系統(tǒng)化、科學(xué)化的過(guò)程，保證AR學(xué)習(xí)資源的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)有章可循。

本研究屬于AR畫(huà)面設(shè)計(jì)研究的初步嘗試，得到的兩大模型均屬于階段性成果。后續(xù)研究將嘗試由操作模型推理得出若干命題，圍繞命題開(kāi)發(fā)AR應(yīng)用，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、訪談、視頻分析等研究，從多維角度驗(yàn)證模型的科學(xué)性和合理性，并通過(guò)大數(shù)據(jù)的方法做更為深入的數(shù)據(jù)論證，最終得出有利于學(xué)習(xí)情境轉(zhuǎn)化的AR畫(huà)面設(shè)計(jì)規(guī)則。