左边是虚拟教室的鸟瞰图;右边是四种注视可视化条件的屏幕截图
教师需要了解他们的材料,但他们也必须保持学生的参与和兴趣。其中一部分包括与他们所有的学生进行眼神交流。
一个多学科研究团队在沉浸式虚拟现实(VR)教室中测试了几种数据可视化方法,为教师提供了一种衡量他们的注意力分布的方法。这项研究的意义可以为未来的虚拟现实课堂模拟提供信息,并为希望微调其非语言行为的教师提供工具。
Andrea Stevenson Won是农业与生命科学学院传播学副教授、虚拟化身实验室主任,也是《Just Look at Them!》通过虚拟现实中的数据可视化鼓励对教师凝视行为的自我反思”,该研究于5月11日至16日在檀香山举行的计算机协会计算系统中的人为因素会议上发表。
共同主要作者是虚拟化身实验室研究员兼交互设计师Yejoon Yoo;乔纳森·西格尔,信息科学领域的博士生。另一位合著者是北德克萨斯大学学习技术系助理教授阿勒希娅·泰勒·海耶斯。
与西格尔一起在会议上发表论文的Yoo说:“眼神交流对于保持学生的注意力非常重要。”“而且确实没有足够的工具让你反思自己的教学行为,因为你没有记录自己教学生的过程,也没有在教学时让别人给你反馈。”
VR模拟器最早的一些应用包括虚拟教室模拟,它允许教师磨练关键技能,包括非语言行为。
研究人员进行了两项初步研究,测量了不同类型的视线分布数据可视化的有效性。参与者(主要担任助教的大学生)在虚拟教室中扮演一名教师的角色,向30名虚拟“学生”代理——替身(由计算机程序创建和控制的虚拟人类代表)讲课。
每个参与者都戴着VR头显,在四种不同的实验条件下教五分钟的课:控制(没有注视数据可视化);用柱状图测量每个虚拟形象的注视分布,当学生被注视时,注视分布增加,当他们没有被注视时,注视分布减少;在两种情况下,凝视分布是通过虚拟形象的不透明度来衡量的(当人们看着它时,要么变得模糊,要么变得模糊)。
在第一项研究中,作者使用参与者的头部位置作为凝视分布测量的代理。第二项研究使用实际的眼动追踪来测量凝视。在这两项研究中,参与者报告说,条形图条件对改善他们在实验中的凝视行为最有帮助,而他们发现控制条件的帮助最小。
美国宇航局任务负荷指数(NASA Task load Index)测量的认知负荷在数据可视化条件下有所增加,但Yoo说,改善非语言行为的能力可能值得增加精神负担。她说:“我们发现,可视化实际上帮助他们表现得更好,所以我认为在认知负荷增加和表现改善之间存在权衡。”
元说,她计划在今年夏天扩大这项研究,记录教师在课堂上的行为。
“让教师获得他们的凝视分布的实时反馈是虚拟现实的一个令人兴奋的应用,”元说,“但是如何表示凝视的研究很少。鉴于Yejoon对UX(用户体验)设计的兴趣,她是解决这个问题的理想人选。”