关键词：
古筝
认知负荷
人因出错
多通道交互
软硬件系统设计
摘要：
随着计算机技术和信息化教育的快速发展,利用计算机来辅助老师教学和学生练习的现象越来越普遍。智能设备为学员提供了个性化、随时随地学习的条件,学员学习乐器的方式从老师面对面授课和课后自主练习的模式发展到了智能设备辅助老师的教学过程以及学员的练习过程。传统乐器教学中老师在课后难以实时的辅导学生练习,导致学员课后练习效率低,老师需要重复辅导学员的薄弱环节,目前吉他、钢琴等智能乐器,其教学模式没有针对性解决传统教学的这一问题,而是将目标放在随时随地趣味学习上,这使得对学员的指导更片面。部分智能乐器只能提示弹奏位置和节奏,指法、姿势等教学环节只是通过视频展示,因此设计出一个能够在初学者课后练习时全面并高效提供弹奏信息的人机交互弹奏提示系统是目前需要重点解决的问题。对此开展了以下工作:(1)基于认知负荷理论在教学设计的运用。结合古筝特点和认知负荷效应提出对应的设计要求和解决思路。应当通过弹奏位置可视化、多通道提示、及时反馈提示等方式降低外在认知负荷。通过游戏化弹奏、客观评价学员能力、针对复杂任务提前拆解等方式控制外在认知负荷。(2)观察初学者的练习过程,收集练习中产生的错误项。结合人因出错分类方法和古筝老师经验将错误分为动作类错误和声音类错误两大类及其下属的七小类,同时归纳错误产生的一般原因,再挖掘出错的源头-出错因子,获得14个出错因子,最终建立了对应的追溯表。将出错因子匹配对应可能的解决思路,为后续方案细节设计提供方向性指导。(3)基于设计要求、解决思路、出错因子追溯表,结合练习要点,同时避免单一感官通道传达信息的高耦合带来的学习困难,来优化设计方案。最终方案为运用触觉、听觉、视觉传达信息的多通道交互古筝辅助练习方案。在三个通道上把古筝弹奏练习要点和提示设计建立了联系。(4)整体方案包含了振动义甲的指法提示设计和造型设计、弹奏位置可视化设计、演奏练习数据可视化设计、伴学APP和Web管理后台设计。多端设备可以帮助学员高效、便捷的练习。通过传统练习和佩戴设备练习效果的对照实验对系统进行了评估,验证系统的有效性和可行性。
