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康奈尔大学研究成果:VR并不比传统实践教学优异

文章相关引用及参考:映维网

映维网 2019年02月09日)想象一下你正在某个位于浩瀚银河的虚拟现实模拟器中,周围是一系列的月相,而看似不远的万千星体正闪耀着点点光芒。在这个模拟里面,你没有实体,你与宇宙之间只隔着光剑风格的控制器,以及一组测试问题。

名为“Learning Moon Phases in Virtual Reality(在虚拟现实中学习月相)”的模拟隶属于康奈尔大学研究团队的一项多阶段实验,他们希望确定虚拟现实的沉浸特性是否能比传统的实践活动带来更优异的学习成果。这项实验是探索VR对学习影响的首批研究之一,同时没有发现实践活动,计算机模拟或VR学习之间存在显著的差异。

论文主要作者Natasha Holmes表示:“我们在教育领域看到过很多昙花一现的技术。尽管技术在课堂中的作用非常强大,但作为一名以学科为基础的教育研究员,我的工作是与真正的学生一起进行对照研究,从而探索这些工具将如何和何时影响学生,以及个中原因。”

共同作者(Virtual Embodiment Lab主任)Andrea Stevenson Won指出:“重要的是要理解技术的新颖性将如何影响人们对它的使用。用户对VR的热情能否转化为学习成果呢?”

研究人员将康奈尔大学本科生随机分配至三种学习方式:动手实践,计算机模拟以及VR。指令和测验问题尽可能保持彼此的紧密匹配,而相关活动都以普通天文学教程作为蓝本。

传统的动手实践包含三个组成部分:一个模仿太阳的灯光;一根短杆,顶端装有一个代表月亮的球体;学生将扮演地球并手持短杆。被试将球体保持在手臂长度并绕圆旋转,从而创建模仿月球相位的照明模式。

VR模拟和计算机模拟都由通信系,计算机科学系和天文学系的研究生和本科生团队设计,并包括准确的星图和天体的相对运动。在桌面PC的计算机模拟中,被试可以控制观察位置和平面透视,以及时间的进程。VR选项类似于计算机模拟,被试可以前后移动,改变月球轨道并选择不同的观察位置。

一些问题需要死记硬背,其他问题则需要建立心理模型和进行预测,因而研究人员可以探索不同类型的学习方式。不过,尽管三种教学方法存在根本性的差异,但根据评估前和评估后的结果,这三种教学方法的学习效果都相当出色。

论文首席作者天文学博士后Jack Madden指出:“学习成果的相似性特别有趣,因为VR被试在学习月相的同时需要掌握如何使用新技术。如果他们已经熟悉使用VR学习,结果又会如何呢?”

尽管学习成果可能相似,但被试对所述学习方法的态度却并不接近。在完成各自的任务后,每位被试都会体验另外两种学习方法。调查结果显示,78%的被试更喜欢VR学习方式,有学生形容这是“我见过最酷的东西”。

对于不喜欢VR学习方式的被试,有人对“过于强烈的感官输入感到不适”。另外有人认为过于逼真的沉浸感导致他们分心,无法集中于学习。

名为“Virtual Reality as a Teaching Tool for Moon Phases and Beyond”的论文已于2018 Physics Education Research Conference进行了介绍,并发布在《2018 Physics Education Research Conference Proceedings》。其他论文贡献者包括农业与生命科学学院传播学副教授Jonathon Schuldt,研究生Byungdoo Kim,Swati Pandita和Yilu Sun等等。

Swati Pandita说道:“下一迭代将研究虚拟化身对学习成果的影响。由于没有肉体,一些被试表示自己会感到紧张,同时指出说‘没有太空服,那我怎么能呼吸呢?’缺乏虚拟身体可能影响了他们自由探索环境的意愿。我们希望看看如果被试拥有虚拟化身,这是否会鼓励他们自由走动并更多地与环境交互。”

研究是在Mann Library的Virtual Embodiment Lab进行,同时是与物理系的合作,并得到了Oculus Education的支持。

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