沉浸理论视角下的虚拟交互与学习探究——兼论成人学习者“学习内存”的拓展

沉浸感是虚拟交互中经常呈现的一种状态.本文在研究和揭示虚拟交互、沉浸感学习其内在动力的基础上,论述了沉浸感、沉浸式交互与成人学习者"学习内存"的关系,并对成人学习者"学习内存"的构成、功能与拓展作了一定的阐述,分析探讨了虚拟交互与学习过程中,构建成人学习者沉浸感学习的依据、要素与实施策略.     

手势交互虚拟实验对学习体验的影响机制

手势交互作为一种理想的虚拟现实交互技术,其在虚拟实验中的应用能够很好地满足学习者多样化的交互需求并提升交互体验。然而,当前关于手势交互虚拟实验的研究大多聚焦于提高手势识别的准确率、设计开发不同领域的虚拟实验应用等方面,而对学习者在虚拟实验中的学习体验并未进行深入地研究。为了探索手势交互虚拟实验对学习者学习体验的影响机制,利用设计开发的基于Leap Motion的"计算机组成原理"虚拟实验,采用混合研究范式对学习者的沉浸感、学习动机和态度分别进行了测量与分析。结果表明:在手势交互虚拟实验中,学习动机作为中间因素会影响学习者的学习体验;身临其境的感觉和自然丰富的交互体验能够有效增强学习者的物理沉浸,进而提高学习者的学习动机,改善学习者的情感体验并增强其使用意愿,由此来促进学习者学习体验的提升。从改进实践的层面来看,未来应合理设计交互手势,创设高度沉浸的实验环境,优化虚拟实验任务设计,注重对学习反思的引导,以不断提升学习者在心理沉浸和学习效果方面的表现。     

虚拟现实沉浸式学习中的人机交互技术研究——以K12物理实验教学为例

传统物理实验教学存在实验器材受限、教学内容枯燥、学生参与度不足等困境。基于虚拟现实技术（以下简称VR）的沉浸式学习以学生为主体,提供沉浸式、交互性及可复用性的学习体验,可以很好地突破当前传统实验教学的瓶颈。针对当前虚拟学习环境中较为普遍的临场感缺乏和交互体验受限等问题,研究重点关注沉浸式学习中人机交互技术应用和学习者的力/触觉体验对实验学习效果的影响。将VR交互技术中的力反馈引入K12物理实验教学场景设计中,通过准实验评估力反馈在沉浸式学习中的应用效果。结果显示,在VR沉浸式学习中,使用力反馈技术可以显著提高学习者的真实感和交互效率,但对知识增益没有产生显著性影响。通过研究,为深入探索沉浸式学习中的人机交互设计、力反馈在科学教育等教学场景的应用及发展适宜性策略等提供借鉴。     

基于MR3DIT的泛在学习软硬件架构研究

泛在学习是一种具有广阔前景的新型学习方式,但目前尚缺乏有效的技术支撑实现。混合现实能够同时提供虚拟现实的沉浸感和增强现实的真实感,而三维交互能保持学习者在混合现实环境中学习时独有的沉浸感和真实感。因此,针对泛在学习的问题,结合混合现实和三维交互的优势,文章建构了基于MR3DIT的泛在学习软硬件架构,重点分析了其中软件架构的关键技术。文章指出,该架构能够在虚拟、现实和用户之间搭起一个交互反馈的信息回路,为实现沉浸式的泛在学习提供了完整有效的技术支撑。     

基于体验学习的教学游戏

计算机技术和网络技术的发展,赋予了“寓教于乐”新的实现方式——教学游戏。在教学游戏中,娱乐和教学是两个重要的因素,然而这两者并不是天然的结合体。体验学习为它们搭建了整合的平台。基于体验学习的教学游戏强调学习者的最佳体验,达到娱乐与教学的真正有机融合,即沉浸体验。Kristian Kiili提出的体验游戏模型就是一个很有价值的模型。它整合娱乐和体验学习,积极促进学习者获得沉浸体验。     

学习元宇宙之内涵、机理、架构与应用研究——兼及虚拟化身的学习促进效果

进入万物互联时代,学习必然是多维度、具身式、智能化的过程,数字化全域感知的交互式环境,正有力地促进着学习者高阶思维的发展。学习元宇宙(Metaverse for learning)是在元宇宙虚实融合一体化理念之基础上,面向学习者所营造的、多技术集成的沉浸式学习环境。学习元宇宙聚焦学习主体,关注在元宇宙场域中沉浸式环境的设计、交互式学习方式呈现和学习效果的评价,其研究主要在“环境”“方式”“效果”三方面展开。学习元宇宙的机理体现在“共同在场”“心流状态”“虚拟化身”,其主要特点在于学习过程的沉浸性、化身性、特殊性;同时,学习元宇宙具有“技术端、应用端、分析端”三端六层架构。为验证学习元宇宙中虚拟化身的学习成效,基于Minecraft和Roblox两种学习元宇宙形态,对67名被试者在体验三类拟真场景中的数据进行采集与分析,得到了在不同环境中“共同在场”“心流状态”“虚拟化身”三项体现学习元宇宙机理的指标表现。进而,引入心理生理分析技术,对学习者的心电数据(ECG)进行测试,发现在学习元宇宙中的“虚拟化身”能表征出促进学习效果的生理证据。研究结果表明:两种学习元宇宙形态对学习成效都有较好的表现。这为未来虚拟学习场景中的数字化身、虚拟人学习状态分析的设计与教学开展,提供了一定的理论依据与借鉴价值。     

高校混合式实验教学对学生学习成效与学习体验的影响--以“基础化学”课程为例

在信息技术和现代教学理念的双重推动下,高校实验教学正在转向混合式教学。在此背景下,文章构建了高校混合式实验教学模式,并以“基础化学”课程为例开展了为期3个月的教学实践。文章采用问卷调查、化学实验视频评价量表、访谈的研究方式获取数据,通过数据分析重点探讨了混合式实验教学对学生学习成效与学习体验的影响,结果发现:混合式实验教学能整体提升学生的学习兴趣、学习动机和实验操作技能;男生和女生在学习兴趣、学习动机、操作技能提升方面不存在显著差异;混合式实验教学能给学生带来更佳的学习体验,而积极的学习体验会正向促进学习成效。文章构建的高校混合式实验教学模式具有推广价值,对于促进高校实验教学改革、提升人才培养质量具有积极意义。     

沉浸式虚拟现实赋能学习的内在机理——沉浸感和情感体验对学习效果的多重影响

当前,沉浸式虚拟现实技术（IVR）在教育领域的应用备受关注。已有研究表明,IVR环境引发的沉浸感和情感体验对学生学习有重要影响,但二者如何影响学习效果还有待深入探索。以沉浸感（专注度、暂时抽离、穿越感、情感投入和享乐感）和情感（唤醒度和愉悦度）体验为自变量,以学生的学习效果（知识保留成绩和知识迁移成绩）为因变量进行实验研究发现：沉浸感体验中的专注度是影响IVR环境中学习者知识保留的重要因素,情感体验中的消极高唤醒情绪有助于提升IVR环境中学习者的知识保留;沉浸感体验中的享乐感是影响IVR环境中学习者知识迁移的重要因素,情感体验中的消极低唤醒情绪不利于IVR环境中学习者的知识迁移。基于此,IVR教学实践中既要注意平衡学习者的沉浸感体验和认知负荷,又要充分考虑学习者个体特征差异,还要重视学习者的情感体验。未来,还需在真实的教学情境中开展大规模长周期的实证研究,进一步验证认知与沉浸感、情感之间的复杂关系。     

自主学习能力对在线学习效果的影响机制探究——兼论在线学习交互体验的中介作用

围绕自主学习能力对在线学习效果的影响,文章基于实证数据分析发现,自主学习能力对在线学习效果的总效应显著,但主要体现为以交互体验为中介的间接效应;学习者之间的交互体验对深度学习效果的中介作用较明显。在线课程应有意识地培养学习者的自主学习能力,利用在线平台技术和学习行为大数据的支持,增强学习者的在线学习交互体验,从而助力于在线学习效果的提升。     

元宇宙场域下学习环境的变革

学习环境作为教育基础设施建设的重要组成部分,在元宇宙场域下得到创新发展,构建出新一代学习环境,即沉浸式智能学习环境。作为一种新型学习环境,沉浸式智能学习环境以多种技术融合构建而成,支持学习者以数字人身份在元宇宙场域中实现自然交互的学习活动,可以实现学习者感官、叙事、心理全方位的沉浸,并为学习者的学习活动提供智能化的支持服务。     

增强沉浸感能提高学习成效吗？——沉浸感对学习结果的影响及作用机制

虚拟现实（VR）的沉浸感会影响用户感知到的存在感、认知负荷和情绪等,进而促进或阻碍学习。已有文献中沉浸感对于学习结果影响的研究结论并不一致,其作用机制也没有得到充分探讨。研究基于沉浸感相关的研究,在消防安全教育中控制沉浸感水平（沉浸式VR体验和桌面式VR视频）,通过知识测试和量表的形式测量了128名大学生的学习效果（即时知识保留和延时知识保留）、认知负荷、情绪（效价和唤醒）、存在感和学习动机。研究发现：（1）沉浸式VR体验更有利于激发高唤醒的积极情绪,提高存在感和学习动机,但在认知负荷、知识的即时保留和长时保留方面与桌面式VR视频无显著差异。（2）情绪效价、存在感和学习动机在沉浸感影响学习的过程中发挥中介作用。研究结论揭示了VR环境中沉浸感对学习的作用机制,对VR技术课堂教育应用提供了方法论指导。     

境身合一:沉浸式体验的内涵建构、实现机制与教育应用--兼论AI+沉浸式学习的新场域

伴随着移动互联网+、扩展现实(XR)、泛在智能、大数据、5G、全息与传感等新技术的飞速发展,极大地赋能了人类的学习、工作与生活方式,沉浸式体验已越来越受到重视与应用。尤其在教育领域,沉浸式体验所具有的无边界、交互性、愉悦性、具身性等特征,创造出了更优质的学习空间,学习者可进行各种模拟体验,为其主动投入学习、提升认知、培养移情与关联能力等提供可能。沉浸式体验是由技术、内容、交互三大机制相互作用所共同构成“境身合一”般的场景与感官感受。这种境身合一的沉浸式学习体验,不仅可应用于认知领域、动作技能领域与情感领域的教与学;也可用于培养学习者的创新性思维和想象力,还可从游戏化智慧学习、XR+CPS仿真实验室、泛在协作学习场域、全域学习生态链、沉浸式群体探究学习和高自由度生成叙事学习空间等方面,进一步赋能AI+沉浸式学习新场域。     

形式差异的外部概念支架对学生游戏化学习心流和效果的影响

游戏化学习作为一种新型学习模式,能有效发挥游戏的教育价值并兼顾教学的知识传递性与学习趣味性的特点,提高学习者的积极性和参与度.文章基于概念支架理论,针对"装机模拟器(PC Building Simulator)"游戏设计了图文和视频两种外部概念支架,采用准实验研究法研讨不同支架条件下的学习者在游戏化学习过程中的心流体验和学习效果.结果表明:在游戏化学习环境中,外部概念支架能够帮助学习者在游戏内容和学科知识之间建立联系;同时,外部概念支架与无支架相比,学习者在游戏化学习过程中的学习效果存在显著差异;图文版外部概念支架使学习者在游戏化学习过程中的心流体验显著提高,并且学习者的心流体验与学习效果之间存在正相关性.     

游戏化学习环境下的教学设计原则

文章从分析如何带给学习者心流体验入手,系统并深入地阐释了游戏化学习状态下达到心流的教学设计关键环节设计原则,着重探讨了适应性、沉浸感、成就感、持续感的设计原则。文章认为,从带给学生心流体验入手,在以学为主的教学设计流程中合理设计相关环节引导学生进入心流体验,是提升游戏化学习效果的关键。     

城市视域下市民学习体验的特征分析

城市学习环境的建设和发展是学习型城市建设的重要支持,"人"开始成为社会和城市发展的关注重点,市民学习体验日益受到重视。文章以《2016中国城市智慧学习环境指数报告》的调查研究为基础,从城市"学习者"视角出发,深入地分析学习体验内涵,从学习投入、学习方式和学习成效三方面探寻市民学习体验特征,指出各城市间市民的学习体验感知度存在差异,学习投入、学习方式和学习成效间存在一定相关性,人均GDP与学习投入呈弱相关,市民学习体验的自我感知具有性别和年龄差异。     

教育游戏中心流体验与学习成效的关系

近年来教育游戏产业得以蓬勃发展。教育游戏由于其角色扮演、情境性、互动性等特征成为当前变革教学的重要方式。角色扮演类教育游戏成为学界的研究热点,而且在游戏化学习社区构建、课程设计、学科应用方面进行了卓有成效的探索,但却鲜有从教育游戏中的玩家状态尤其是个体心流体验的角度对教育游戏的学习成效进行研究。立足于这一研究目的,选用一款适合于学生使用的、以安全急救知识为题材的教育游戏,通过构建心流体验与学习效果之间的模型并进行检验分析,结果显示:心流体验与学习结果之间存在显著正相关;游戏频率、游戏经验与心流体验之间存在显著差异;性别、游戏偏好与心流体验之间不存在显著差异。     

学习者游戏经验差异影响游戏化学习的机制与对策——基于大理论视角的研究

学习者游戏经验差异是影响游戏化学习动机、体验与效果的重要因素,但其机制尚不明确,且未形成针对游戏经验差异的游戏化学习对策。鉴于此,研究基于大理论视角,构建游戏经验差异对游戏化学习的影响机制假设模型,并招募具有高、低游戏经验的大学生被试各25名,借助眼动仪与问卷采集被试游戏化学习时的视觉认知、学习动机、学习体验与学习效果数据,分析游戏经验差异对游戏化学习的影响并验证假设模型。结果表明：高游戏经验学习者内部动机、积极情绪与学习效果都相对更高,而低游戏经验学习者仅外部动机较高;游戏经验差异影响游戏化学习的机制表现为高游戏经验学习者能够通过降低外部动机、提高内部动机和积极情绪来提高学习效果,还能通过积极情绪体验获得高水平心流体验、感知成就与学习满意度。研究提出四条针对不同游戏经验学习者的游戏化学习设计对策：促成“外驱”向“内驱”转化、推动游戏化学习“挑战”与学习者“技能”高度匹配、诱发“积极情绪”以促进游戏化学习认知加工、巧用“游戏元素与机制”改善游戏化学习行为。     

网络学习空间中虚拟教师的社会形象研究

网络学习空间中虚拟教师的社会形象影响学习者的学习效果，而学习者对虚拟教师的社会形象存在学习偏好，但现有研究在设计虚拟教师社会形象时较少考虑学习者对偏好的自主选择性和灵活可编辑性。为此，文章依托社会代理理论、具身认知理论和情绪动机理论，提出了包含静态形象、动态形象、语音形象的虚拟教师社会形象设计框架。以此为指导，文章从社会形象环境、模型、数据库三个维度对虚拟教师的社会形象进行了系统性构建，并阐释了其在客户端的实现。之后，文章以小学视频课程学习为应用情境，分析了虚拟教师社会形象的偏好选择对学习效果的影响。文章提出的虚拟教师的社会形象设计框架和虚拟教师社会形象的系统性构建，对于促进网络学习空间中在线教学方式的创变、人机共融的师生协同生态重构具有重要的理论与实践价值。     

借力secondlife提升网络协作学习活动绩效的分析

虚拟协作活动的绩效直接影响网络协作学习的效果,而当前的网络协作学习中的协作活动却是绩效不高的,特别是广大中小学学习者参与的协作活动。本文试图通过secondlife和传统的学习管理系统的整合,给学习者提供具有沉浸性和形象性的协作学习活动氛围,从而提升协作活动绩效给网络协作学习注入新的力量。     

数字游戏中的学习脉络与场域生态

数字游戏的兴盛正悄然引发着游戏者/学习者身份与学习方式的双重嬗变,这种嬗变源自数字游戏体验所独有的娱乐、学习功能的双重性.游戏者/学习者通过思维导图、认知脚手架、认知整合与学习孵化器等形式,使游戏体验升华到学习体验.其学习脉络从个体认知、认知学徒制、团队/小组认知、分布式认知演进,形成一种复杂的场域生态与虚拟学习环境.