沉浸式虚拟现实何以赋能科学实验学习——临场感与认知负荷的平衡OA北大核心CSSCI
实验教学是培养学生科学素养和创新能力的重要途径,而沉浸式虚拟现实(Immersive virtual reality,IVR)在创新科学实验教学方式方面展现出巨大潜力。尽管IVR环境增强了学习者在学习活动中的临场感,但同时也增加了他们的认知负荷。当前的研究尚未明确临场感和认知负荷在IVR环境中如何共同作用并影响学习效果。为此,研究聚焦于科学实验情境,从多个维度细致考察学习者在IVR实验学习中的临场感和认知负荷体验,采用主观报告的方式,收集了95名大学生的IVR实验体验数据,并采用偏最小二乘结构方程建模(partial least squares structural equation modelling)方法进行数据分析,揭示IVR实验学习中临场感和认知负荷之间的复杂关系。研究发现,物理和自我临场感会通过激发关联认知负荷提升实验学习效果;来自教学设计的外部认知负荷会通过削弱物理临场感体验降低学习效果;来自交互设计的外部认知负荷会通过削弱自我临场感体验降低学习效果。上述研究发现为IVR实验内容设计和IVR支持的科学实验教学提供了重要启示。
张慕华;祁彬斌;黄志南;
首都师范大学初等教育学院,北京100048北京师范大学智慧学习研究院,北京100875教育部教育技术与资源发展中心(中央电化教育馆),北京100031
教育学
沉浸式虚拟现实科学教育虚拟实验认知负荷临场感
《远程教育杂志》 2024 (005)
P.53-64 / 12
教育部人文社会科学研究青年基金“沉浸式虚拟现实环境中认知负荷的多维测评和干预策略研究”(项目编号:21YJC880095);教育部人文社会科学研究青年基金“虚拟实验环境下触觉交互支持的操作学习模型及效果验证研究”(项目编号:23YJCZH170);北京市教育科学“十四五”规划2024年度重点课题“沉浸式虚拟现实赋能科学教育提质增效的循证研究”(项目编号:BAGA24039)的研究成果。
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