受训者觉得AR眼动追踪对训练有用吗?这种感受与实际学习收益相符吗?

受训者和设计者都看好AR眼动追踪在训练中的前景,但现有研究测量的是设计和注意力,而非学习收益。

直接答案

受训者和这类系统的开发者普遍认为AR眼动追踪是一种有前景的训练工具,但证据尚不能表明它能带来可测量的学习收益。现有研究描述了与外科受训者的共同设计、可运行的模拟器概念,以及可作为训练效果替代指标的注意力模式——但没有任何一项研究报告了使用与不使用该技术的学习结果对照比较[1][2][5]。

5篇文献引用

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受训者参与设计工具,能说明有用性,却说明不了学习效果

在外科训练中,支持AR眼动追踪的论据是通过与实际使用它的受训者直接合作建立起来的。一项与外科受训者开展的共同设计研究,产出了面向未来内镜教学中协作式AR眼动追踪的用户知情设计指南,目标是改进训练模块并将AR融入手术室教学[1]。这反映的是受训者和设计者认为系统应该做什么——他们的需求和优先事项——而不是检验使用它是否让人更熟练。

其他训练领域也出现同样的模式。一个有轨电车司机模拟器项目结合了模拟器技术、增强现实和眼动追踪,针对视觉注意力,回应了作者所称的交通训练中一项公认需求[2]。该研究报告了概念和早期反馈,但不包含学习收益或训练效果的定量测量[2]。所以热情是真实的,也建立在真实的训练问题上;只是尚未转化为可测量的提升。

为什么视线本身可能是有用的训练信号

其基本思路是:一个人看向哪里,能透露他如何分配注意力,而注意力正是训练试图塑造的一部分。在扩展现实中,眼动追踪数据已被用于研究AR和VR中的注意力模式,用这些数据训练的机器学习模型可以预测是否存在干扰物,以及用户控制注意力的程度[5]。如果视线能标记出受训者何时被拉离任务,教练或系统原则上就可以当场作出反应。

这是从追踪通向教学的一条可行路径,但它只是一种可能性,而非已证实的益处。注意力研究显示,在这些环境中视线携带了关于注意力的信息[5];它并未显示把这些信息反馈给受训者能改善其表现。关于AR和VR中眼动追踪的综述指出了它在航空和军事训练中的作用,以及交互式AR所依赖的实时视线追踪[4],这解释了为什么在结果数据滞后的情况下,这种方法仍不断吸引投入。

工程实现比教学证据走得更远

已发表工作中相当一部分是关于让硬件至少能正常工作。一个外科训练平台将HoloLens增强现实头显与独立的眼动仪配对使用,并关注系统设计与校准[3]。校准之所以重要,是因为只有当系统能可靠地知道受训者看向哪里时,视线追踪才有用;这是工程问题,不是教学法问题。

正是这一缺口使问题难以得到干净的回答。设计研究告诉我们工具可以造出来,受训者对它应如何运作有看法[1][3];模拟器工作告诉我们组合系统可以实现和演示[2];综述工作告诉我们该技术已在高风险训练中站稳脚跟[4]。这些都没有提供好奇的读者最想要的那种比较:接受AR眼动反馈训练的受训者与未接受该训练的受训者,在同一技能上的测量对比。

什么才能真正判定它是否有助于学习

这组材料中最直接的证据是关于注意力的,它指向一条前进路径,而非一个定论。由于基于视线的模型可以预测AR和VR中的分心和注意力控制[5],未来研究可以把这些预测作为中间指标,然后检验注意力被标记的受训者最终是否表现更好。在这一联系得到检验之前,注意力仍只是研究者视为与训练效果相关的指标,而非训练得到改善的证明。

对于正在判断是否该相信这一说法的读者,实际的解读是:有用性主张建立在受训者共同设计和早期反馈之上[1][2],学习主张则建立在以注意力替代技能之上[5]。两者都是合理的起点,但都不等同于显示出收益。对于受训者的热情是否与实际学习相符,诚实的回答是:热情有据可查,而这些研究尚未测量学习。

本文引用的文献

1

聚焦专家:与外科受训者共同设计增强现实眼动追踪系统以改进内镜教学

一项与外科受训者开展的共同设计研究,产出了设计未来用于内镜教学的协作式AR眼动追踪系统的用户知情指南,关注的是用户需求而非学习结果。

2

用于有轨电车司机模拟器训练的增强现实眼动追踪:概念、实现与早期反馈

介绍了一个结合模拟器技术、增强现实和眼动追踪的有轨电车司机模拟器训练系统,包括其概念、实现和早期反馈,但没有学习收益或训练效果的定量测量。

3

将眼动追踪整合到增强现实系统用于外科训练

一个外科训练平台将HoloLens增强现实系统与眼动仪结合,强调系统设计与校准,而非对学习收益的实证测量。

4

AR/VR中的眼动追踪:技术综述与未来方向

一篇技术综述指出,AR/VR中的眼动追踪有助于航空和军事背景下的训练,实时视线追踪对交互式AR很重要,但未提供关于学习收益的实证数据。

5

“看”进扩展现实中的注意力模式:一项基于眼动追踪的研究

用AR和VR环境中的眼动追踪数据训练的机器学习模型,可以预测干扰物的存在和用户的注意力控制能力,但在不同条件之间迁移时性能会下降。