图情学科虚拟现实情境学习系统模型构建与教学实践研究

李俊炀 彭国超 张宁 梁嘉政

摘 要： ［目的／ 意义］ 基于信息系统理论， 提出一种面向图情学科教学的ＶＲ 情境学习系统模型， 让学习者在沉浸式体验中获得知识并提升知识的理解水平， 并为后续相关研究提供参考。［方法／ 过程］ 研究基于设计科学研究方法， 为ＶＲ 情境学习系统设计提出了４ 项基本原则， 据此进行系统设计与开发， 选取来自信息管理与信息系统专业的学生， 通过实验和问卷对系统进行了评估， 验证了系统设计原则的可用性和有效性。［结果／ 结论］研究发现ＶＲ 情境能增强学习者的学习沉浸感， 并能有效提升学习效果、丰富学习体验、提高学习兴趣。

关键词： 信息管理与信息系统； 情境学习； 虚拟现实； 设计科学研究

ＤＯＩ：１０．３９６９ ／ ｊ．ｉｓｓｎ．１００８－０８２１．２０２３．０８．０１３

〔中图分类号〕ＴＰ３１１； Ｇ６４２ ０ 〔文献标识码〕Ａ 〔文章编号〕１００８－０８２１ （２０２３） ０８－０１３９－１１

虚拟现实（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｒｅａｌｉｔｙ， ＶＲ）技术是一种利用计算机模拟真实环境， 使得用户能与环境交互的技术。ＶＲ 技术改变了当下数字信息资源在二维平面中的呈现和传播方式， 同时也改变了人们对信息的获取和感知方式［１］ 。２０２２ 年１１ 月１ 日， 工业和信息化部、教育部、文化和旅游部、国家广播电视总局、国家体育总局五部门印发《虚拟现实与行业应用融合发展行动计划（２０２２—２０２６ 年）》， 重点强调要加速和深化ＶＲ 技术在教育培训、文化旅游等多行业多场景应用落地， 提升全产业链条供给能力［２］ 。在新文科建设的背景下， 图情学科应充分利用新兴信息技术赋能学科的教学与研究， 推动学科教学模式的创新， 促进学科的交叉融合， 拓展和发掘图情学科研究新的增长点与发展机遇。

１ 研究背景

图情学科是一种强调理论、方法和技术应用的应用型学科， 具有很强的实践性［３］ 。其中， 信息管理与信息系统专业（以下简称“信管”）是一门处于人类行为信息和物体信息交融汇聚点的“永续性社会建设” 专业［４］ 。这意味着， 信管专业会随着社会、组织及个人的变化， 以及信息技术的革新而不断地发展与进步［５］ 。但是， 这种发展的随附性也为该专业的教学大纲、教学理论和教学方法的适用性带来了可持续性的问题。

ＶＲ 技术的特点是能提供一种“边做边学”（Ｌｅａｒｎ－ｂｙ－ｄｏｉｎｇ）方法的体验， 将学习重点从“陈述性知识” 转移到“面向实践” 的内容［６］ 。Ｈａｍ⁃ｉｌｔｏｎ Ｄ 等［７］ 的研究表明， 目前将ＶＲ 技术作为学习工具的学科主要是医学、自然科学（生物学、化学、物理学）和人文地理学， 研究关注在ＶＲ 技术如何影响学生的信息获取动力和知识认知能力等方面。Ｈｕａｎｇ Ｈ Ｍ 等［８］ 开发的ＶＲ 医疗学习系统验证了ＶＲ 情境学习有助于激发学生的学习动机， ＶＲ技术的特性对学生的学习效果产生了积极影响。

Ｐａｒｏｎｇ Ｊ 等［９］ 在对比ＶＲ 教学和多媒体幻灯片教学的研究结论也表明， ＶＲ 沉浸式学习环境更能激发学生学习的兴趣和动力。在图情领域， 王铎等［１０］认为ＶＲ 技术相比于２Ｄ 平面视频， 可以产生更强的临场感， 使得用户表现出更好的信息接受效果。刘锦宏等［１１］ 的研究发现， 在同样的学习内容的条件下， ＶＲ 阅读的学习效果比普通阅读的效果更好。张磊等［１２］ 研究指出， 在ＶＲ 阅读环境下， 用户希望虚拟环境中能有较多的可交互元素。

当前， 大多数研究者关注于ＶＲ 技术对用户学习行为的影响， 尚未有研究利用ＶＲ 技术结合问题式教学模式来提升学生专业学习效果和理解水平的实证研究。本研究旨在探索ＶＲ 技术在图情学科教学中使用的可行性和有效性。通过利用ＶＲ 技术为图情学科的学习者提供一种虚拟学习情境， 帮助学习者理解理论知识， 增加实践经验， 从而增强学习体验和提升学习效果。

２ 相关理论与研究

２ １ 情境学习理论

情境学习（Ｓｉｔｕａｔｅｄ Ｌｅａｒｎｉｎｇ） 理论强调知识和情境的相互作用［１３］ 。在情境设计时通常会选择参考真实且较为复杂的情境， 让学习者在学习过程中自主提出问题， 并驱动自我去解决问题。情境学习理论的本质是让学习者积极参与陌生的环境进行实地考察， 并沉浸其中获取知识和经验［１４］ 。情境学习的主要参与者是专家（领导者）和学习者（新手）。专家掌握情境详细且真实的情况， 能对现状提出建设性的想法， 不同的专家之间存在交流互动［１５］ ；学习者通常没有先验知识， 需不断地与专家进行交流学习， 逐步掌握该情境的实际现状与存在的问题， 如图１ 所示。

２ ２ 具身认知理论

具身认知（Ｅｍｂｏｄｉｅｄ Ｃｏｇｎｉｔｉｏｎ） 理论认为， 人的认知体验不能脱离身体感受， 人的理解能力依赖于身体在认知过程中发挥的作用［１７］ 。如图２ 所示，具身认知理论主要基于两种假设： ①行为： 认知涉及身体与大脑的相互作用； ②意识： 这些相互作用會在大脑中表现出来［１８］ 。

２ ３ 多媒体学习理论

多媒体学习（Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｌｅａｒｎｉｎｇ）理论是学者Ｍａｙｅｒ Ｒ Ｅ［２０］ 提出的一种基于计算机的辅助学习形式。他对人如何处理信息做出３ 点假设： ①双通道假设： 人类学习时会同时调用语言系统（口语叙述）和视觉系统（文字、图片、音频和视频）两个通道； ②容量有限假设： 两个通道传递信息和处理信息的能力是有限的； ③主动加工假设： 人的感官会积极主动地参与认知过程， 而不仅仅是被动的接收信息来学习， 如图３ 所示， 在学习过程中， 学习者会将学习对象的声音和图像表征与自身长期记忆中的先验知识结合起来［２１］ 。

２ ４ 建构主义理论

建构主义（Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｖｉｓｔ Ｔｈｅｏｒｙ）教学方法认为，学习应该是积极主动的， 教学设计者应该为学习者创造一个有利于知识构建的情境， 让学习者在目标明确的真实情境下学习［２３］ 。通过帮助学习者将新的信息与现有的经验相结合， 让学习者在先前知识的基础上建立新的知识［２４］ 。

２ ５ 问题式学习法

问题式学习（Ｐｒｏｂｌｅｍ－ｂａｓｅｄ Ｌｅａｒｎｉｎｇ） 方法是一种以学习者为中心的学习方法， 通过将学习者带入实践情境中， 让学习者从实践中自主发现问题，并应用理论知识和技能提出可行的解决方案［２５］ 。这种方法通常以案例学习的模式被使用， 利用文字描述构建出学习情境， 并将学习内容在情境中表现出来。

３ 研究方法和设计原则

本研究利用ＶＲ 技术将一个信管专业的课程教学案例进行实例化， 创作了一个ＶＲ 情境学习系统，该系统通过模拟案例的真实情境来帮助学生获取案例信息， 让学生能更好地理解案例内容， 更精准地分析案例问题， 并针对案例提出可行的解决方案，使学生能从“实践” 中学习专业知识与方法。

３ １ 设计科学研究方法

设计科学研究（Ｄｅｓｉｇｎ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ， ＤＳＲ）方法的特点之一是能呈现出理论知识的迭代过程，根据案例的选择对设计知识的贡献分析， 突出案例研究的设计理论知识贡献， 以供后来者参考［２６］ 。该方法广泛应用于计算机科学、教育学、工程学等多个领域。使用ＤＳＲ 方法首先要识别当前案例学习过程中存在的问题及问题间的相关性， 随后提出在ＶＲ 环境下的解决方案， 并依照方案设计和开发制作人工制品（模型、理论、应用、系统等）， 最后评估该设计和人工制品对解决问题的适用性及可行性［２７］ 。ＤＳＲ 方法的特点是使用迭代的方式， 将设计阶段、开发阶段、评估阶段发现的新知识与现有知识比较， 持续补充和改进现有知识与理论， 并依照改进后的理论改进系统设计， 最终在经过数次循环后， 得到一个成熟有效的结论， 如图４ 所示。

３ ２ 案例背景

本研究以中山大学信息管理学院的“信息管理与信息系统” 专业本科选修课程“信息系统分析与设计” 为例。该课程的教学情境基于一个真实的企业案例， 并以此设计教学内容。学生的学习目标是运用信息系统理论， 为一家企业设计一种能满足其各个部门信息需求的管理信息系统。学生需要访谈各个部门的领导， 分析其部门工作职能和需求，并结合信息系统分析和设计的相关理论知识， 提出一个面向整个企业的综合性管理信息系统的设计方案。

３ ３ 系统设计原则

在过往的课堂教学中， 案例信息主要是以纸质文档或电子文档的形式获取， 然而， 在这种方法里， 学生可获取信息的方式较为单一。为了增强学习知识的灵活性， 同时又能提升学习的深度， 本研究融合以上所述的情景学习理论、具身认知理论、多媒体学习理论、建构主义理论和问题式学习理法， 提炼出以下４ 项设计原则， 如图５ 所示。并且基于信息系统设计与开发理论， 从内容、场景和功能３ 个模块开展了ＶＲ 情境学习系统的分析与设计， 建构了ＶＲ 情境学习系统的总体框架。

３ ３ １ 原则１： 集成复用多样的信息资源类型

ＶＲ 情境下的信息资源可以从独立到整体进行构建［２９］ 。各种信息都可以从中抽取出相应的特征，组成一个独立的特征元素集合成为信息资源元数据； 随后通过对信息资源的属性判别， 以文本、图片、音频、视频、３Ｄ 模型等资源类型进行整体分类， 并可在这些类型之间进行相应的转化。

３ ３ ２ 原则２： 聚合表现多元的知识内容获取

在ＶＲ 情境下， 知识可以通过多重表征和富语义呈现， 学习的质量、强度、深度、广度都与普通的学习方法不同， 存在着多面性的体验， 学生学习过程中有着较强的自主性［３０］ 。学生能自主把握学习的节奏， 自由地从多种不同的渠道获取信息， 并通过自己的思考将信息整理融合， 以此激发学生知识发现和知识构建的能力。

３ ３ ３ 原则３： 创建具象化的虚拟认知情境

使用ＶＲ 技术能用叙事的形式， 通过对时间、空间、场景的模拟， 再现案例的发生情境， 让学生身临其境地参与到案例进程当中［３１］ 。学生在阅读文字案例时， 会在大脑中形成抽象的案例场景以帮助自己理解。ＶＲ 技术则可以具象化地构建出案例中的人物、建筑及其空间位置布局， 帮助学生沉浸到案例内容中， 使学生快速理解案例环境， 提升案例分析能力。

３ ３ ４ 原则４： 提供以身体为认知通道的交互体验

基于ＶＲ 技术的感知体验主要由学生、环境、媒介３ 个维度构成， 在ＶＲ 环境下与虚拟环境进行越多交互体验， 学生能获得的真实感越强［３２］ 。不同的交互功能， 能调动人体不同的感知通道。当多种感知通道同时激活时， 学生的具身体验感增加，更容易理解抽象内容， 提高学习效果［３３］ 。

４ ＶＲ 情境學习系统设计与开发

４ １ 设计研究流程

依据设计科学研究方法， 本研究按照以下几个步骤展开：

①发现问题： 寻找影响学生从文本中获取和理解案例信息的阻碍因素； 分析用户对ＶＲ 案例系统的需求， 包括功能需求和非功能需求； ②提出建议：根据①制定在ＶＲ 环境中解决问题的方案， 明确若干个研究目标； ③设计和开发： 根据①、②设计和开发ＶＲ 情境学习系统； 开发环境配置Ｕｎｉｔｙ３Ｄ２０２１ ２ ８ 版本， ３ｄｓＭａｘ， Ｃ＃语言； ④对ＶＲ 情境学习系统进行测试和评估； ⑤整理ＶＲ 情境学习系统的评估结果， 生成文档。将与①、③、④相关的评估结果反馈到相应步骤， 并重复该步骤。

４ ２ ＶＲ 情境学习系统总体框架设计

ＶＲ 情境学习系统的基本架构由５ 个层级组成，系统的设计原则决定了各层级应当包含的主体要素， 如图６ 所示。

应用层面向用户呈现ＶＲ 情境学习系统， 让用户的感官系统能直接与ＶＲ 人物、ＶＲ 物品、ＶＲ 环境交互， 并构建出ＶＲ 场景的整体感官交互体验。交互层主要负责系统功能模块的实现， 用户在使用这些功能的过程中， 会充分调动身体感知， 从而达到与ＶＲ 中的人、物、环境交互的目的。数据层通过建设ＶＲ 模型资源库， 为ＶＲ 情境学习系统设计和建造过程提供支撑。ＶＲ 模型资源库可以从单独个体模型和整体模型两个方面建设。在新的个体或场景模型设计中， 能随时从ＶＲ 模型资源库中调用现有模型， 快速配置到开发环境。技术层指导ＶＲ场景建设与功能开发需要使用的相关技术， 包括软件系统的开发技术、３Ｄ 模型制作技术、场景渲染技术、虚拟引擎软件的使用技术等。硬件层用于保障ＶＲ 情境学习系统能流畅运作， 包括运行该系统的高性能ＰＣ 主机， 提供ＶＲ 视觉及听觉功能的ＶＲ头盔， 提供ＶＲ 操作功能的ＶＲ 手柄， 以及提供ＶＲ体感功能的ＶＲ 行走仪。

４ ３ 系统模块设计

ＶＲ 情境学习系统主要由ＶＲ 场景、ＶＲ 功能、ＶＲ 内容３ 个模块组成， 如圖７ 所示。

①ＶＲ 场景模块中包含虚拟人物、虚拟物体、虚拟环境３ 种类型的虚拟资源， 将何时、何地、何人、何事等场景构成要素具象化体现出来（原则２）；

②ＶＲ 功能模块主要利用ＶＲ 技术模拟现实世界的物理交互逻辑， 让用户能自由调动感知器官， 用多种方式自由体验（原则１， 原则４）。例如， 添加在ＶＲ 场景中使用“瞬间移动” 传送功能， 用户能更快速地在虚拟世界中移动； 用户可以随时随地“空中悬浮” 打开地图， 获取人物或房间的位置信息。本研究加入了双移动模式， 其一为传送， 其二为ＶＲ行走仪。用户可以根据自我喜好选择一种单独使用或两种同时使用。ＶＲ 内容模块用多种信息资源类型呈现案例信息， 用户在ＶＲ 场景中可以根据自己的喜好和需求自由选择资源类型（原则３）。

４ ４ 系统体验流程

ＶＲ 情境学习系统按照１ ∶１ 的比例真实还原了案例中描述的相关场景， 包括办公室、厂房、仓库、车辆、停车坪、卸货区、职工等场景要素。旨在提升ＶＲ 情境学习的真实感， 让学生感到在现实中开展“现场实地” 调研的体验。

图８ 展示了ＶＲ 情境学习系统的用户体验流程。用户可以选择阅读纸质案例文本或进入ＶＲ 案例获取案例信息， 完成后对已获得的信息进行分析， 根据当前的分析结果判断是否需要反复阅读或使用ＶＲ 案例， 最终得出案例分析结果。

５ ＶＲ 情境学习系统测试与评估

本研究旨在证明ＶＲ 情境学习系统在学习过程中信息获取的有效性以及对现实问题描述分析的适用性， 并用问卷的形式调查课程学习者是否认为ＶＲ 情境学习系统对他们理解案例和完成案例分析有帮助。

实验测试与评估条件： ①硬件： 高性能台式计算机、显示器、ＨＴＣ ＶＩＶＥ ＰＲＯ 头盔， 定位器、ＶＲ手柄控制器、ＶＲ 行走仪； ②场所： 中山大学信息管理学院， “ＶＲ＋文化” 实验室。

５ １ 测 试

本研究在测试阶段开展了开发人员测试和实验室人员测试两种类型的系统测试方法。开发人员测试是开发人员参照系统设计与开发需求， 阶段性地完成开发工作并测试系统的可用性和稳定性。实验室人员测试是非开发人员对照ＶＲ 情境学习系统的设计与开发需求， 逐步逐个进行功能性和非功能性测试， 共进行了５ 轮测试。参照每轮的测试结果，持续改进了ＶＲ 情境学习系统的设计。

５ ２ 评 估

５ ２ １ 预实验

受试者选取担任过或正在担任“信息系统分析与设计” 课程助教的３ 名博士研究生和１ 名硕士研究生， 以及修习过本门课程的２ 名本科生参与ＶＲ 情境学习预实验。其中男性４ 人， 女性２ 人。有ＶＲ 体验经验者３ 人， 无ＶＲ 体验经验者３ 人。

实验过程中， 每人体验平均总耗时４０ 分钟，其中５～１０ 分钟学习和熟悉ＶＲ 情境学习系统使用教程， ３０ 分钟自由探索体验。在受试者体验完ＶＲ 情境学习系统后， 填写问卷。研究人员针对预实验数据进行分析， 并根据分析结果对问卷的问题和选项进行修正， 以论证问卷设计的有效性。

５ ２ ２ 正式实验

受试者选取正在修习中山大学信息管理学院本科教学课程“信息系统分析与设计” 的全体学生，共３０ 名， 皆为大学二年级本科生， 且专业都为信息系统与信息管理， 年龄在１９ ～２１ 岁区间， 共进行了３０ 场有效实验。其中男生占比４６ ７％， 女生占比５３ ３％。实验前体验过ＶＲ 的占比３６ ７％， 实验前未体验过ＶＲ 的占比６３ ３％。

实验过程如图９、图１０ 所示， 受试者首先学习ＶＲ 情境学习系统《使用教程》， 随后便可根据系统提示自由体验。

实验结束后， 受试者需要填写实验问卷， 问卷包含量表题和开放问题两种题型。

５ ３ 评估结果

研究使用ＳＰＳＳ 对问卷量表题进行信度分析，各指标维度Ｃｒｏｎｂａｃｈ α 系数都大于０ ７， 说明具有内部一致性， 信度水平较高。受试者对ＶＲ 情境学习系统有用性的评价平均值介于“同意” 与“非常同意” 之间， 系统的易用性、沉浸性、交互性、具身感知４ 个维度的态度则介于“一般” 和“同意”之间， 说明受试者对该系统表现出较为认可态度。

６ 研究结果讨论

本研究基于设计科学研究方法， 提出４ 项虚拟现实情境学习系统的设计原则， 构建出相应的系统模型， 并采用实验和问卷的方式对系统进行了评估， 评估过程中按照参加顺序对受试者从Ｐ１～Ｐ３０进行编号， 得出以下研究结果。

６ １ 具象化的认知情境能显著提升学习效果

６ １ １ ＶＲ 环境有利于激发学习动力

ＶＲ 环境是ＶＲ 场景模块的主要组成部分， 包含除人物和物体以外的空间、地表、方位等信息。问卷结果显示， 有７０％参与实验的受试者提到了“空间” “位置” “地点” “布局” “分布” 這些空间名词。建筑、案例相关人物、案例相关地点的具体位置是受试者最关注的３ 个要素。根据情境学习理论， 学习者会积极参与陌生环境的实地考察工作。实验观察发现， 超过半数的受试者在体验过程中表现出了对ＶＲ 环境的自主探索行为。如Ｐ２３、Ｐ２９ 表示“想看到其他相关信息”。建构主义理论鼓励学习者在情境中使用交流和互动的方法来发现知识［３４］ 。实验观察发现， 在目标地点和位置都相当明确的情况下， 受试者仍然会选择停下或偏移当前路线， 仔细观察附近的环境并尝试与之交互。有超过２／３ 的受试者在案例信息获取完成后， 依然会对ＶＲ 场景进行深度探索。

６ １ ２ ＶＲ 场景有助于强化认知与记忆

ＶＲ 场景是ＶＲ 情境具象化的基础， 由虚拟人物、虚拟物体、虚拟环境融合构建而成。受先验知识影响， 受试者会尝试将自我认知和想象的场景与ＶＲ 场景进行比较。如Ｐ３ 提到“对我想象中的建筑布局作了印证， 更清楚地了解了职员所处的位置”，表明当人的意识与环境匹配时， 会加强对当下情境的理解。Ｐ１９ 认为“加深了案例信息的印象， 记忆更长久”， 说明ＶＲ 场景的具身体验对记忆能力有强化效果。系统提供的地图功能在实验中获得了较高的认可度（平均分４ １３ 分）， 如Ｐ４、Ｐ１７、Ｐ２２ 认为“地图工具能很好地帮助了解环境”， 说明适当地提供学习工具可以帮助学习者快速熟悉和适应环境。

６ １ ３ ＶＲ 情境能帮助深入理解知识内容

具象化的认知情境原则提出， 学习者会将先前的知识与情境学习的经验联系起来， 并形成或构建出自己的知识。问卷结果显示， 有８３ ３％的受试者认为ＶＲ 案例显著提高了他们对案例内容的理解。

受试者表示， ＶＲ 情境帮助他们理解了案例人物之间的关系， 理解了不同案例人物的工作职责和能力，理解了之前一直困惑的案例人物的工作内容。情境学习理论认为传统学习是抽象的， 不便于内容的理解。ＶＲ 情境学习系统通过将知识内容具象化， 直观地呈现在受试者的面前， 弥补了部分学习者因缺乏实践经验而难以想象情境的问题， 降低了知识理解的门槛。

６ ２ 多样的信息资源类型能增强学习体验

多样化信息资源类型ＶＲ 内容模块包含文字、图片、语音、视频、３Ｄ 模型多种资源类型， 并且对相关的人物和物体进行了特征区分标注。例如，人物的具象化能帮助受试者通过性别、外貌、服装、声音快速识别和记忆其身份与工作内容。Ｐ１２、Ｐ１５、Ｐ１８、Ｐ２２ 认为“这些信息资源让他们更容易理解案例情境”， 这反映出多样化的ＶＲ 内容资源降低了学习难度， 使受试者获取案例信息更加的简单与直观， 增强了学习体验。

６ ３ 多元的知识内容获取方式能提高学习兴趣

现实中知识的主要载体是文字， 而ＶＲ 情境中的知识与信息的载体则是由多元化的情境要素构成， 包括人物、物品、建筑、环境等。由多元知识内容获取原则可知， 相比于仅使用文字表述， 不同的知识载体能提供多元化的知识内容， 从而更有效地提高学习者的学习效果。如Ｐ５、Ｐ１２、Ｐ３０ 认为“案例人物、地图、车辆、道路、厂房、办公室、仓库中的货物等” 一切与案例内容相关或非相关的情境要素， 都对他们的学习和理解案例产生了积极作用。

６ ４ 身体感知交互体验能增加沉浸感

６ ４ １ 智能化交互可有效提升真实感

身体感知交互体验原则提出， 人在交互体验中会调动视觉、听觉、身体等方面的感知通道， 使他们与虚拟世界充分交互， 从而获得沉浸感体验， 提升整体体验的真实感。如Ｐ１８、Ｐ１９ 认为“与人物的交互加深了案例信息的理解”。ＶＲ 情境学习系统中智能化交互功能主要体现为虚拟人物和虚拟物体能实时判定受试者的位置， 并对受试者触发相应的动作。与此同时， 受试者可以做出一些行为予以反馈， 例如开门、抓取、放下、点击、行走、跑步等动作。Ｐ９、Ｐ２１、Ｐ２６ 认为“智能化交互功能让他们体验到了真实感”。这说明当人与虚拟场景互动时， 会增加人与场景相互协作及相互影响的机会， 这种互动能提高用户在ＶＲ 场景的真实感体验［２５］ 。

６ ４ ２ 受试者对ＶＲ 场景有较强的可交互性需求

部分受试者认为无法与ＶＲ 场景中出现的非案例相关的人物、物体进行对话和交互， 降低了他们的真实感。这说明对ＶＲ 场景添加场景要素时， 应当同时考虑添加交互功能或物理反馈效果， 否则会影响整体的真实感体验。除此之外， Ｐ１４ 认为“与人物的对话不够智能化， 希望能在对话中加入智能语音”。程序化的固定交流模式不足以满足对话功能体验， 也从侧面证明了智能化交互对体验有着正面提升效果。

７ 未来改进建议

７ １ 丰富ＶＲ 内容， 避免简单重复文字信息

ＶＲ 情境学习系统中的ＶＲ 文档和人物对话有着与现实文档相同的案例内容。部分受试者希望在ＶＲ 环境中获取到与文档不同的或更为详细的内容信息。与此同时， 结合实验过程中的观察和问卷结果发现， 受试者会对已知或没有挑战性的内容感到枯燥或厌倦［３５］ 。因此， 本研究建议增加对案例内容的注释， 帮助学生提升理解。通过对案例文本内容进行可视化和多媒体化， 并为文本添加注释标签， 将两者相互关联， 让学生在ＶＲ 场景中进行人物对话或阅读文本时， 可根据需求自行体验。

７ ２ 注重其他ＶＲ 资源展示的必要性与合理性

为了真实还原案例发生的原现实场景， ＶＲ 情境学习系统按照案例企业实际的空间布局， 添加了一部分与案例文本内容非相关的ＶＲ 资源， 例如厂房、工人、运输车等。本研究发现， 受试者对于非内容相关的ＶＲ 资源展示持两种相反的态度， 一种认为这些资源的展示帮助自己理解了案例发生的场景； 另一种则认为这些资源是多余的存在。對此，本研究建议在保证与案例内容相关的ＶＲ 资源完整展示的前提下， 综合考虑用户对其他ＶＲ 资源展示的需求， 通过评估与判断该类型ＶＲ 资源展示的必要性与合理性， 适当地加入高质量其他ＶＲ 资源。

７ ３ 增强学生ＶＲ 技术素养培训， 优化ＶＲ 交互体验

本研究发现， 近２／３ 的受试者从未体验过ＶＲ设备。受试者对如何使用ＶＲ 设备的熟悉程度不足， 导致其在实验开始的一段时间内主要专注于如何顺利地在ＶＲ 场景中操控“自己” 方面， 分散了受试者学习和体验ＶＲ 案例的注意力。对此， 本研究建议为学生提供更多的ＶＲ 课程及应用体验机会， 培养和提升学生的ＶＲ 技术适应力。同时， 设计更简易操作的界面和交互功能， 提供简洁易懂的操作教程， 使得学生能快速适应ＶＲ 环境并投入学习中。

８ 总 结

研究结果表明， ＶＲ 情境学习系统在信息管理与信息系统教学中具有良好的学习提升效果。在适用情境学习方法的不同内容场景下， 该系统模型可以提供ＶＲ 实例化建设指导。例如在图情学科专业学习， 以及图书馆、文化馆、博物馆等公共文化服务学习等领域具有广泛的适用性。

本研究也存在着一定局限性。首先， 受试者在数量上受限于正在学习“信息系统分析与设计”课程的学生， 难以扩大样本量， 未来可考虑跨学年增加样本数量。ＶＲ 设备操控适应性因人而异， 部分交互功能设计体验不够友好， ＶＲ 信息的呈现方式和效果仍有优化提升空间， 同时还需避免造成或徒增受试者的认知负荷。

参考文献

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（责任编辑： 陈 媛）