--- schema_version: "library-reader-v1" source_type: "original_book" title: "数字技术研究" author: null edition: null publisher: null year: null isbn: "9787308182003" library_document_id: "ae053936-f6b1-488b-8973-bb2332d1be14" source_sha256: "1a6cda221ba572f8ffe55f36ef953b84b543948c733ea6f02b0ecb557e5fa999" pdf_physical_page_count: 790 pdf_physical_page_index_base: 0 range_start: 480 range_count: 10 html_url: "https://workshop.closeclaw.top/api/ai/read/ae053936-f6b1-488b-8973-bb2332d1be14?start=480&limit=10" markdown_url: "https://workshop.closeclaw.top/api/ai/read/ae053936-f6b1-488b-8973-bb2332d1be14.md?start=480&limit=10" previous_url: "https://workshop.closeclaw.top/api/ai/read/ae053936-f6b1-488b-8973-bb2332d1be14.md?start=470&limit=10" next_url: "https://workshop.closeclaw.top/api/ai/read/ae053936-f6b1-488b-8973-bb2332d1be14.md?start=490&limit=10" --- # 数字技术研究 > 页码规则：PDF_PHYSICAL_PAGE_INDEX 是从 0 开始的权威文件物理页索引；PRINTED_PAGE 是页面中识别出的印刷页码，可能为空，二者不得混用。 ## PDF_PHYSICAL_PAGE_INDEX=480 | PRINTED_PAGE=456 hcii/200 Schön,D.(1994) The Reflective Practioner. London:Ashgate. Wodiczko,K.(1999) Critical Vehicles.Cambridge,MA:MIT Press. Wolf,T. ,Rode,J. ,Sussman,J. and Kellogg, K. (2006) Dispelling Design as the Black Art' of CHI. Proceedings of the Conference onHuman Factors in ComputingSystems(SGICHI06),ACM. 引用项目： Afterlife (2009),James Auger andJimmy Loizeau Back,Here Below,Formidable(2011),Marguerite Humeau Biojewellery(2003),Nikki Stott,Tobi Kerridge and Ian Thompson Evidence Dolls (2005) ,Tony Dunne and Fiona Raby Faraday Chair (1995),Tony Dunne Life Counter (2001) ,Ippei Matsumoto Life Support(2008),Revital Cohen Nipple Chair (2001) ,Tony Dunne and Fiona Raby The Cloud Project (2009),Zoe Papadopoulou and Cathrine Kramer Toaster Project (2009),Thomas Thwaites 数字技术研究(世哲手册) 456 ## PDF_PHYSICAL_PAGE_INDEX=481 | PRINTED_PAGE=304 / 303 第四部分 数字研究的环境与工具 在前一部分，我们讲到了数字研究的各种理论方法，但数字交互界面的发展也为我们提供了广泛的技术与数字环境。本部分，我们将为大家挑选几个研究项目，这些项目运用了多个不同的数字技术完成，引用了各式各样的实践场所。每一章都回顾了数字技术研究的特定领域，引用了关键的文本与研究，并用一个研究案例证明了研究此类数字技术时的思考、可能性与局限性。 在第20章，萨拉·普赖斯考察了有形技术——即可以抓握的技术，其计算能力嵌入在日常产品或环境中，这些产品与环境可以无线连接到各种形式的数字表征上，交互取决于对物质产品及/或身体行为的控制。该章探讨了教育情境中的有形研究，用一个研究案例介绍了该领域的几个重要研究方法，概述了对研究设计及评估，尤其是与物理一数字映射、参与概念、不同设计参数及协作等概念相关的重要研究问题形成的挑战。 在第21章，利亚·比希利也探讨了计算的“物质”层面，但本章的重点在于探讨新物质如何推动了交互设计研究者对新技术的设计与创建。作者借用了物质科学与工程领域的发展，讨论了纸张、布、涂料、木头等物质如何被用于创造令人激动的新型电器，以及这些以物质为基础的连接器、感应器及执行器是如何被交互设计者、计算机科学家与工程师构建并使用的，文章重点讨论了电子织物、可穿戴计算与教育技术。 第22章由伊夫·霍根撰写，本章探讨的依旧是物质性与有形性，以触觉界面为主要关注点。文章强调了触觉在我们与世界的日常交互中的重要性，而技术进步使得交互系统得以借助触觉模式而提升，令“触觉”再次受到了人们的关注。文章描绘了触觉交互的基本概念、不同的执行器技术及触觉界面设计方法。对该领域近期最新研究的回顾主要着眼于各个应用领域，强调了触觉交互界面设计领域的重要研究挑战。 304 303 ## PDF_PHYSICAL_PAGE_INDEX=482 | PRINTED_PAGE=NOT_DETECTED 第23章的作者是伊冯·罗杰斯、尼古拉·尤伊尔和保罗·马歇尔。他们从特定技术扩展开来，更广泛地考察了多用户显示，尤其是评估多用户协作的好处。该章的主题是对实验室研究与现场调查的对比。作者认为，每种方法都可以推进另一种方法的发展：现场调查提供了“语境背景”，使研究者意识到某种技术的实际使用最可能(而非应该)是怎样的。该章的重点是多用户显示，但其讨论与问题也可以更广泛地应用于多数基于新技术的研究。 第 24 章由 Yoosoo Oh 和 Woontack Woo 撰写，考察了以无处不在的虚拟现实系统为基础的物理一数字综合环境。这些系统将虚拟现实的各个层面移用于物理空间。该章介绍了无处不在的虚拟现实的含义，描述了其主要特征。作者还运用一个研究案例来描述了无处不在的虚拟现实环境，该环境能够通过将新的虚拟实体补充到现有现实实体中来模拟智能空间，反之亦然。 第25章由泰·霍利特和凯文·利安得撰写，该章将目光转移到基于位置的技术与环境领域，比如地理信息系统和全球定位系统、无线网络、移动设备与传感器。该章考虑了跟踪与理解用户等一般性问题，对感知技术进行了深入思考，表明这些技术如何开创了新的可能性，将丰富的环境与个人数据嵌入到位置数据中。该章描述了两个典型情境——健康研究、教育及基于游戏的学习的研究——随后展现了在研究基于位置的技术以及基于位置的环境时的问题与挑战。 在第26章，尼尔·温特斯继续以“移动技术”为主题，但将之置于国际发展背景中。该章强调了移动技术在该领域的缓慢进程，以及理解移动学习给发展目标带来的贡献时持续存在的困难。文章回顾了国际上近来关于移动学习的几份报告，以确定这些技术在实践中是如何被理解与例证的。该章承认在发展中地区工作时面临的挑战，引用了最近的文献，指出了根据当地文化来看待技术调节学习活动的重要性，以理解移动学习在发展中地区所扮演的角色。 ## PDF_PHYSICAL_PAGE_INDEX=483 | PRINTED_PAGE=305 第27章与第28章分别由凯瑟琳·比维斯和柯尔斯蒂·杨撰写，将着眼点转向对在线情境的分析。第27章主要关注的是教育情境中基于数字游戏的研究。通过线上或移动互联网技术进行的基于游戏的学习，被认为给当代教学提供了创新性、有效性与可接触性等可能，然而以这些领域为着眼点的研究支离破碎，令人们对其使用情况不甚了解。该章强调了该领域的跨学科属性，使用了差异性较大的研究方法与路径，每项研究都有其自身的认识论框架与假设。文章以“第二人生”为例，对这些方法进行了探讨，讨论了各研究传统间持续存在的紧张关系，概述了需要进一步研究的问题，并提出了对未来的见解。 第28章分析了社交网站(考察其功能、教育、时代、性别与文化、身份与社会关系/网络)及继而出现的可用于社会研究的问题。文章分析了第二代互联网平台的兴起，尤其是通过社交媒体创造的在线内容，如何让人们洞悉个人生活及(地区与全球)群体与社会的转型。本章最后指出了社会科学家们利用社交网络作为研究背景与数据源存在的挑战与潜能。 第29章由卡斯卡·波拉斯卡-波姆斯塔和萨拉·贝尔纳迪尼撰写，将目光转向作为一种方法的学习者建模环境(LMEs)，该环境能够支持学习，并可用以研究学习行为。学习者建模成为确定所有学习者建模环境特征的核心，是能够让交互与教学支持实时满足个体学习者需求的技术促进教育工具的必要前提。该章利用了多种方法，对学习者建模领域进行了条理分明的描述，讨论了学习者建模的主要方法，强调了与学习者建模环境设计相关的重要研究问题。 本部分的最后一章关注的是现实世界中产品设计的“创新”方法，强调了需要实现发明(想出新主意)与探究(理解这个世界如何运转)之间的平衡。在本章中，拉斯·埃里克·霍姆奎斯特提出了一个创新框架，旨在将两种关键特征结合起来，以培育“真正的”创新。本章用几个案例来例证这一创新过程，提供的一些建议可用于未来的数字技术研究。 305 ## PDF_PHYSICAL_PAGE_INDEX=484 | PRINTED_PAGE=NOT_DETECTED ## PDF_PHYSICAL_PAGE_INDEX=485 | PRINTED_PAGE=307 / 461 第20章 有形界面:技术与学习交互 引 言 随着近年来计算与网络的发展，有形界面等新的交互界面类型，以及与技术的新型交互形式也出现了。“有形界面”通常是指通过一些接口，将计算能力嵌入在日常产品或定制物品中，而这些产品或物品能够通过无线网络连接到各种形式的数字表征上。越来越小的微芯片与数字感应技术的出现，意味着产品与环境中的嵌入技术正变得越来越普遍。 在人机交互领域，此类技术或许可以描述为有形界面(Fitzmauriceet al.，1995)、有形交互（Ullmerand Ishii，2001）及有形字节（Ishii andUllmer，1997)。沙伊尔和霍内克尔(Shaerand Hornecker,2010:4)给出的定义正好描述了本章的目的，“创建一些界面，为数字信息与控制提供有形表征，使用户得以确实用自己的双手抓住数据”，因而从物理层面控制了这些相应的表征。该术语之下主要囊括了三类系统：结构组件包、口令与约束系统、交互界面。 与有形设施的交互取决于对物理产品与/或行为物理形态的控制，利用触觉与物理性，为我们提供了与世界进行日常交互与体验的机会。这些技术的一个关键特征是其设计的高度灵活性及设计空间的扩展程度。这些特征也适用于物品本身，比如，物品的形态、大小、颜色、重量与材质；适用于可作用于这些物品上的行为，比如，这些行为可以是有冲击力的、要求与产品发生物理接触(如抓、握)，也可以是没有冲击力的(如手势)；也适用于相关的数字信息。以声音、叙述、图像、文本或动画体现出来的数字信息，可以与产品(如Zuckerman et al.,2006)、环境(如Klopfer andSquire,2007;Price atal.,2010)或行为(如 Price and Rogers,2003;Raffle et al.,2006)进行灵活组合，提供基于抽象概念或旨在提升某项任务关键要素的情境相关信息，或用户正在使用的概念。与各类表征媒介或媒介组合建立联系的可能性，为我们设计信息产品与学习表征带来了新的机会与挑战。同时，在研究这些技术、环境及人们与这些内容的交互时，也需要进行独到的思考。 307 461 ## PDF_PHYSICAL_PAGE_INDEX=486 | PRINTED_PAGE=462 从研究方法来讲，有形界面提供了一个复杂的研究领域。一个关键因素是在研究有形环境时要思考的变量的数目。另一个因素是研究方法的选择，因为有形界面涉及独特、新奇、非现成的技术，并且关乎不同的学科视角，包括计算机科学、艺术与设计、心理学及更广义的社会科学。本章旨在概述研究设计与评估的这些难点，着重关注的是有形学习环境与学习交互情境(可能有助于用户界面设计)领域的研究，而不是有形界面的建立或开发过程。本章首先回顾了该领域的相关研究，介绍了几个重要的研究方法。这就为教育情境中有形产品的使用这一典型案例提供了语境。通过这个案例，本章将探索几个关键的研究问题—比如物理一数字映射概念、参与概念、不同设计参数的效应等。最后，本章将概述未来的几个关键性研究方向与相关挑战。 文献回顾 本节将回顾这些技术目前在研究中的应用情况，为本章的解释性研究案例提供语境，该案例研究的是科学学习情境中对有形界面的使用情况。对有形技术的研究涉及许多不同的方面，包括系统或环境的设计与创建(往往采取循环参与设计法）、观察与分析用户交互(在现场或实验室）、测量与研究问题相关的交互的特定特征，比如物理一数字映射的设计、学习结果、参与等。有形界面被设计用于各类情境，包括博物馆展览（Horn et al.，2008;Wall andWang,2009)、交互音乐装置(Jorda,2003)、支持计划与决策的工具等(Underkofflerand Ishii,1999)。许多基于有形技术的项目专门探讨了学习领域的应用，强调了交互的各个方面，从设计如何影响交互、学习过程与社会交互，到参与和教育性娱乐，还有各类着眼于特殊需要学习者的研究。过去十多年来，人们开发了多个针对不同情境的有形学习系统。对这些系统的研究主要让我们了解到参与度和愉悦度，映射到学习活动中、通过有形界面提高学习活动的技术成就等，人们对于交互的协作形式的认识日益加深，也让我们对于具体交互形式在数字学习环境中的作用产生了更多兴趣。 数字技术研究(世哲手册) 308 462 ## PDF_PHYSICAL_PAGE_INDEX=487 | PRINTED_PAGE=309 / 463 早期的有形技术案例使用的是人们喜爱且熟悉的玩具，比如球、积木，通过数字化将发光二极管(LED)或加速计嵌入到这些玩具中。“比特球”是一个透明的球，使用加速计，能记录并传输自身的运动信息(Resnicket al.，1996);“堆叠编程珠”是由汇编程序块组成的，孩子们可以以此探索动态行为模式(Resnick et al.,1998;见图20.1);而“系统块”和“流量块”则根据物品的组合方式生成行为的视觉表征(Resnick et al.,1998;Zuckerman et al.,2006;见图20.2)。在另外一些研究中，积木被用作有形的编程元素来简化孩子们的编程任务，孩子们可将这些拥有不同功能的积木进行排列来完成编程(WyethandPurchase,2002;Schweikardt and Gross,2008)。 其他类型的装配或结构工具包使得孩子们能够建立自己的个性化模型，刺激他们的创造力与想象力。比如，Topobo积木(Raffleetal.，2004)能让孩子们用嵌入数字元件的积木来搭造动物，这些元件可以记忆并再现物理动作，让孩子们了解运动与运动力(见图20.3)。这种建模过程被认为有助于加深用户对事物功能的理解(KlopferandSquire,2007)，使孩子们有机会通过亲自创作的表征——能够体现孩子活动与思想的物品——来表达自我(Marshallet al.,2003)，并在此过程中习得知识。 第20章有形界面:技术与学习交互 309 463 ## PDF_PHYSICAL_PAGE_INDEX=488 | PRINTED_PAGE=464 数字技术研究(世哲手册) 464 ## PDF_PHYSICAL_PAGE_INDEX=489 | PRINTED_PAGE=465 熟悉的事物能吸引孩子们的参与，而接触有形系统中模棱两可或不那么熟悉的表征，则有助于调动孩子们的好奇心与探索欲（Rogerset al.，2002)。Chromarium是一个通过物理与数字工具探索颜色混合的系统，该系统认为，当物品与不太熟悉的(数字)表征相关时，孩子们更愿意参与和思考。随后的研究也表明，一定程度的模糊性能刺激孩子们的兴趣、好奇与思考(Price et al.,2003;Randellet al.,2004)。与Topobo 积木不同的是，在这种情况下，知识是经由(导向结论的)钻研产生的，而不是在表现中形成的。此时的创造性空间略少，表明表现系统与解释系统适应于不同的学习活动与过程。 研究还证明，有形环境能激励协作式交互。结合了桌面环境的有形界面(Reactable:Jordà,2003;Sensetable:Patten et al. ,2001;LightTable:Price andPontualFalcão,2009)表明，可共享界面特征有助于增加协作，这些界面能承载面对面交互与多用户同时交互，因而能促进沟通。近来的研究表明，这些交互属性能支持富有成效的协作式知识创建(Fleck etal.,2009;PontualFalcãoand Price,2010) 另一类研究围绕与有形产品的积极交互这一属性而展开。安特尔(Antle)及其同事通过有形环境中的隐喻概念对此进行了探讨，尤其是与“具身”交互相关的内容(Antle,2009;Macaranas et al.,2012)—特别是用于理解示意动作与系统反馈间隐喻映射的设计如何提高了学习成绩。比如，学习者使用SpringBoard探讨了“社会公正”等抽象的“平衡”概念，人们可借助于自己的身体平衡程度来理解，因为其能够直观地显示与各种社会公正问题相关的平衡问题(Antle et al.,2011)。 有关有形界面与学习的其他实证研究调查了这些技术在支持有特殊教育需求的儿童中的价值。早期研究表明，有形系统鼓励社会活动，培育了社会交往，促进了技能发展。研究发现，某项针对1到4岁儿童开发的有形应用提供了更多的面部、手势与语言交互机会，并放慢了相互作用的节奏，这点被认为是对界面的更多控制(Hengeveld et al.,2009)。对自闭症儿童的研究发现，使用Topobo积木比传统的乐高玩具更能带动孩子们的旁观、合作与平行游戏(Farr et al.,2010a)。而且，经过数字提升的玩具车组“增强版骑士城堡”能鼓励同一组儿童的更多合作，减少孤立玩耍(Farr et al.,2010b)。当前研究调查的是有形环境如何让有学习障碍的儿童拥有更独立的探索能力(如PontualFalcão and Price,2012)。研究试图让教育者了解有利于学习障碍学生的有形技术的特征，鼓舞不同学习群体都能使用的产品的设计。截至目前的研究发现表明，重要的设计元素包括即时系统反馈(行为一执行就有反馈)、物理层面与概念层面的行为与效果间的清晰映射、比声音更有效的视觉表征与空间配置的使用(Pontual Falcão and Price,2012)。 第20章 有形界面：技术与学习交互 310 311 465 下一段：[继续读取](https://workshop.closeclaw.top/api/ai/read/ae053936-f6b1-488b-8973-bb2332d1be14.md?start=490&limit=10)