虛擬環(huán)境在未來高等教育中的應(yīng)用研究

丹妮拉·詹森 克里斯蒂安·圖梅爾 安佳·里赫特 英格麗德·伊森哈特 莫燦

摘 要：為了評估沉浸式虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境（VLE）在高等教育中的應(yīng)用潛力，更深入地了解學(xué)生在沉浸式虛擬環(huán)境中學(xué)習(xí)的體驗，文章先從工業(yè)4.0的角度對教育進行了描述，并對沉浸式學(xué)習(xí)以及VR技術(shù)的作用進行了全面的闡述。然后在此基礎(chǔ)上提出了沉浸式虛擬現(xiàn)實環(huán)境下測量用戶體驗的研究。最后概述和討論了初步結(jié)果，以便進一步研究。

關(guān)鍵詞：沉浸式學(xué)習(xí);用戶體驗;虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境;虛擬現(xiàn)實

中圖分類號：G434 ? ? ??文章編號：2095-624X（2019）18-0004-06

一、引言：基于工業(yè)4.0的教育學(xué)習(xí)

數(shù)字化對日常生活的影響越來越大，因為技術(shù)是實現(xiàn)互動、學(xué)習(xí)和獲取知識的重要途徑。工業(yè)4.0的發(fā)展帶來了新的技術(shù)機遇。工業(yè)4.0這個術(shù)語是在德國政府的高科技戰(zhàn)略下出現(xiàn)的，旨在展示第四次工業(yè)革命的潛力。工業(yè)4.0，也被稱為未來的工廠，意味著大部分的流程和產(chǎn)品都是數(shù)字化和自動化的。這是基于數(shù)字智能、交叉連接的系統(tǒng)，它允許自由組織生產(chǎn)。人、機器、系統(tǒng)、物流和產(chǎn)品直接在工業(yè)4.0中進行溝通和合作。

因此，工作流程和內(nèi)容、員工的能力以及教育培訓(xùn)也在發(fā)生變化。人與技術(shù)之間出現(xiàn)了新的合作形式，從而為教育和職業(yè)生活等各個領(lǐng)域帶來了新的可能性和新的挑戰(zhàn)。由于流程變得更加復(fù)雜、相互關(guān)聯(lián)和數(shù)字化，對員工的特定要求將會增加。目前和未來，終身學(xué)習(xí)、跨學(xué)科思考能力以及IT發(fā)展的能力正成為員工的基本要求，以確保在職人員的就業(yè)能力，而不僅僅是技術(shù)導(dǎo)向的職業(yè)。

隨著網(wǎng)絡(luò)化和數(shù)字化的發(fā)展，我們需要新的教育方式，使未來的員工能夠靈活應(yīng)對數(shù)字化工作環(huán)境的新挑戰(zhàn)和新要求。以技術(shù)為導(dǎo)向的教育焦點，通過理論知識的傳遞和實踐經(jīng)驗的反思以及問題導(dǎo)向的應(yīng)用，在教育的各個領(lǐng)域獲得了越來越多的重視。

考慮到這些發(fā)展，未來需要高素質(zhì)的員工。因此，教育，尤其是高等教育，需要適應(yīng)工業(yè)4.0帶來的變化，因為“作為現(xiàn)代大學(xué)核心的現(xiàn)行教育模式正在過時”。它越來越不能滿足即將進入全球知識經(jīng)濟的新一代學(xué)生的需求。新一代，也常被稱為“數(shù)字原生代1”或“千禧一代”，正處于上大學(xué)的年齡，這意味著這些人已經(jīng)在利用互聯(lián)網(wǎng)獲取信息、娛樂并將互聯(lián)網(wǎng)作為一種交流工具。Jonas補充道：“‘千禧一代當(dāng)然有先進的技術(shù)需求……因此，學(xué)生在變化，需要教授的內(nèi)容正在變化，甚至課堂環(huán)境（如技術(shù)）也在發(fā)生變化，因此，教學(xué)法也必須改變?！苯陙恚旅襟w以及翻轉(zhuǎn)課堂、慕課等新的教學(xué)模式已經(jīng)進入高等教育領(lǐng)域。然而，高等教育數(shù)字化的潛力尚未耗盡。

與此同時，大學(xué)也面臨新的挑戰(zhàn)，比如，一節(jié)課的學(xué)生人數(shù)高達2000人，尤其是STEM學(xué)科的學(xué)生，而且講堂過于擁擠，學(xué)生無法積極參與。這些挑戰(zhàn)還需要新的教學(xué)模式和學(xué)習(xí)形式，技術(shù)媒體可以在教學(xué)上對學(xué)習(xí)成果做出貢獻。

教育從課堂教學(xué)向虛擬教育的轉(zhuǎn)變正變得越來越重要。特別是在技術(shù)型學(xué)習(xí)領(lǐng)域，教育內(nèi)容的實踐經(jīng)驗往往是在真實的實驗室實驗中進行的，不符合工業(yè)4.0的要求。隨著科技的不斷發(fā)展和環(huán)境的不斷變化，對這類研究領(lǐng)域?qū)嵺`經(jīng)驗的要求也在不斷提高。

由于學(xué)生人數(shù)不斷增加，并不是所有的學(xué)生都有機會將理論知識和技能運用到實踐中去。除此之外，由于高成本、復(fù)雜性或其危險性，一些領(lǐng)域的研究在真正的實驗室中是無法進行的。具體來說，虛擬環(huán)境（VE）為所有學(xué)生提供了在課堂之外進行體驗式學(xué)習(xí)的機會。

在這種背景下，虛擬現(xiàn)實（VR）技術(shù)為高等教育的實踐體驗提供了新的機會，它們促進了虛擬現(xiàn)實中更自然的體驗。此外，VEs還為學(xué)生提供了一種無風(fēng)險的探索性學(xué)習(xí)，以及對復(fù)雜抽象過程和真實現(xiàn)象的可視化。在高等教育中加入虛擬環(huán)境和虛擬現(xiàn)實技術(shù)，為學(xué)生提供了更好的學(xué)習(xí)機會：

●理論知識經(jīng)驗

●技術(shù)媒體的使用和應(yīng)用

●虛擬化的過程

●以便為工業(yè)領(lǐng)域的未來工作環(huán)境做好準(zhǔn)備

二、高等教育中的沉浸式學(xué)習(xí)

VR被視為一種未來的技術(shù)，在工業(yè)和研究中越來越重要。硬件和技術(shù)的快速發(fā)展推動了這一領(lǐng)域的進步，例如，新的交互工具和跟蹤系統(tǒng)。隨著技術(shù)的進步和VR技術(shù)（如頭戴式顯示器（HMD））的日益普及，且更容易使用和HMDs成本的降低，它們進入大學(xué)變得更加容易。

Hoffmann & Hu將VR定義為“一種高度交互式和動態(tài)的模擬形式，在這種形式中，計算機生成的世界或環(huán)境可以‘進入，其中的三維（3D）對象可以使用視覺、聽覺和觸覺等感官進行‘探索?！盫R可以從不同的角度來考慮：

●VR專注于技術(shù)方面（D內(nèi)容）

●VR作為一種新型的人機交互方式（HCI）

●VR的心理或心理體驗

關(guān)于學(xué)習(xí)，第二和第三種觀點是必不可少的。為了滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，必須提高沉浸式硬件與學(xué)生之間的溝通與互動。

VR技術(shù)具有身臨其境的效果，這種效果最初是由技術(shù)效果引起的。沉浸感是VR的核心元素，它區(qū)別于其他人機界面或媒體。在這種情況下，一個中心假設(shè)是VR技術(shù)會讓玩家更沉浸在虛擬現(xiàn)實中，反過來，更高的沉浸感會讓玩家獲得更好的學(xué)習(xí)效果。

要理解沉浸感，有兩種現(xiàn)有的沉浸感視角：技術(shù)視角和用戶視角或心理視角。VR系統(tǒng)沉浸式的技術(shù)能力意味著用戶被VR包圍，從而消除了虛擬世界和用戶之間的障礙。這就導(dǎo)致了更高層次的用戶注意力和關(guān)注。

用戶在VR環(huán)境下的心理體驗通常通過術(shù)語“用戶體驗”（user experience，UX）來概括，用戶體驗又可以細分為沉浸感、現(xiàn)場感、流感等特定的理論構(gòu)造，具體運用如下：

Murray對沉浸有一個廣泛的定義，他將其定義為一種狀態(tài)，在這種狀態(tài)中，用戶被另一種聲稱完全關(guān)注的現(xiàn)實所包圍。Witmer & Singer將沉浸感描述為一種“心理狀態(tài)”，并表示通過有效地將用戶與現(xiàn)實世界隔離開來，表明“他們沉浸在虛擬世界中的程度（將會增加）”。此外，他們認為，更強沉浸感的虛擬現(xiàn)實會產(chǎn)生更高層次的存在感。Wirth & Hofer也同意這種觀點。與這種心理學(xué)觀點相反，Slater & Wilbur將沉浸感定義為VR系統(tǒng)的技術(shù)特征，并將其理解為沉浸技術(shù)的結(jié)果。

“存在”被定義為“在一個地方或環(huán)境中的主觀體驗，即使一個人的物理位置在另一個地方或環(huán)境中”。在VE的語境中，存在指的是VE的體驗，而不是身體上的。這一概念起源于1970年VR誕生之初的技術(shù)研究。存在是虛擬現(xiàn)實領(lǐng)域中影響最大、研究最多的概念。與沉浸不同，“存在”通常被理解為用戶變量而不是技術(shù)特征。

除媒體工廠影響存在外，人格特質(zhì)、人口學(xué)因素等個體相關(guān)變量也影響存在。增加在VE中花費的時間是另一個影響因素，它既可以因為調(diào)整和了解而提高存在感，也可以因為負面影響隨著時間的推移而減少存在感。對存在和表現(xiàn)之間關(guān)系的研究主要基于相關(guān)性研究。因此，在進一步的研究中，可能影響存在和表現(xiàn)的因素必須通過實驗加以控制。Wirth & Hofer補充說，這種媒體具有特殊的功能，可以促進存在感，被稱為沉浸式。他們具有很高的沉浸感。媒體的沉浸感越強，用戶就越有可能在VE中體驗到存在感。

Flow被定義為在平穩(wěn)進行的活動中的無反射合并，這些活動在高應(yīng)變的情況下得到了控制。此外，當(dāng)需求和能力得到平衡時，某人處于流動狀態(tài)。Flow是三種結(jié)構(gòu)中最一般的概念，因為體驗并不局限于媒體的使用，而是限于一系列活動。這一概念起源于幸福研究，最初用于日?；顒?。研究表明，流動狀態(tài)對信息處理、認知負荷和生理過程有影響。

考慮到目前的技術(shù)水平，我們可以假設(shè)，當(dāng)用戶與虛擬現(xiàn)實交互時，沉浸感更強的技術(shù)會帶來更好的用戶體驗。問題是沉浸感在多大程度上影響VLE的任務(wù)表現(xiàn)，以及沉浸感如何以一種積極的方式支持學(xué)習(xí)過程。Moreno & Mayer指出：“基本思想是，那些通過參與學(xué)習(xí)任務(wù)而學(xué)習(xí)的學(xué)生，在環(huán)境中具有更高的生活意識，與那些以旁觀者的身份參與學(xué)習(xí)任務(wù)的學(xué)生相比，可能學(xué)得更深入?！?/p>

將VR技術(shù)應(yīng)用到教學(xué)和學(xué)習(xí)場景中可以進一步提高學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗，使他們更加沉浸和參與學(xué)習(xí)過程。沉浸在虛擬世界中，學(xué)生可以體驗虛擬物體，并與環(huán)境進行互動。因此，我們可以鼓勵學(xué)生從建構(gòu)主義的角度來看待學(xué)習(xí)過程，讓學(xué)生在情境化、問題導(dǎo)向的情境中，以積極、自制的方式學(xué)習(xí)。VE提供了一種設(shè)置，使學(xué)習(xí)過程更加個性化，更符合學(xué)生的要求，并提供了更高的學(xué)習(xí)自主權(quán)。為了證實這一假設(shè)，需要進一步的實驗證據(jù)，特別是如果沉浸式VLE是一種合適的教育工具。因此，本文進行了用戶研究。

三、用戶研究：在沉浸式虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境中測量用戶體驗

1.研究設(shè)計

本研究主要研究用戶特征和用戶界面特征對學(xué)生體驗、激活和任務(wù)表現(xiàn)的影響。本研究的主要目的是能夠測量沉浸式虛擬現(xiàn)實中的用戶體驗及其與任務(wù)性能的關(guān)系。因此，更多的證據(jù)表明用戶如何發(fā)現(xiàn)沉浸式虛擬現(xiàn)實，以及哪些方面影響虛擬現(xiàn)實中的任務(wù)性能（圖1）。

為了了解哪些用戶和用戶界面因素影響用戶體驗、激活和任務(wù)性能，在開發(fā)的VLE中進行了一個對照實驗。將對照實驗設(shè)置為實驗研究設(shè)計（圖2）。

2.硬件設(shè)置

在硬件設(shè)置方面，有兩種實驗性硬件條件：沉浸式和非沉浸式。沉浸式包括頭戴式顯示器（HMD）（本研究中使用Oculus Rift dk2），而非沉浸式是沒有HMD的電腦版本。受試者隨機分為實驗條件組（HMD）和對照條件組（電腦）。

（1）以計算機為控制條件。本研究使用的是一臺27英寸顯示器，分辨率為1920 x 1200的戴爾電腦。在實驗中，參與者用鼠標(biāo)控制他們的視野，用鍵盤和wasd鍵控制他們的移動。向前和向后，他們使用W/S鍵，而他們使用A/D鍵來在VLE中向左和向右移動。

（2）以O(shè)culus Rift為實驗條件。在本研究中，使用Oculus Rift開發(fā)工具包dk2，這是第二個開發(fā)工具包版本。Oculus Rift是一種HMD，這意味著參與者頭上戴著一個頭盔或數(shù)據(jù)眼鏡形式的移動可視化交互系統(tǒng)設(shè)備。Oculus Rift的屏幕為5.7英寸，分辨率為1920×1080。安裝在眼鏡上的傳感器可以根據(jù)頭部的旋轉(zhuǎn)、彎曲、升降確定在室內(nèi)的位置。攝像機記錄下了眼鏡內(nèi)的紅外LED。HMD的主要目的是將用戶轉(zhuǎn)移到一個虛擬現(xiàn)實中。Oculus Rift在VLE上的移動相當(dāng)于帶有WASD鍵的計算機。與計算機不同的是，Oculus Rift控制著視野。

3.Minecraft作為虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境的設(shè)置

為了便于分析，開放世界沙盒游戲Minecraft被設(shè)計為VLE。它適用于工程、物理、地理等不同的學(xué)術(shù)學(xué)習(xí)情境，也適用于創(chuàng)造力、團隊合作、特定技能等非技術(shù)學(xué)習(xí)情境。此外，Minecraft還提供了以一種自由、活躍和實驗性的方式探索虛擬世界的機會，以構(gòu)建新對象。不需要學(xué)生或教師的編程能力，由于成本、時間和個人資源的原因，這有助于在教育中應(yīng)用。此外，Minecraft已經(jīng)成功地應(yīng)用于學(xué)習(xí)環(huán)境。

在這項研究中，作為VLE設(shè)置的Minecraft概念遵循參考文獻的游戲設(shè)計步驟：定義目標(biāo)群體，定義游戲的學(xué)習(xí)成果，定義游戲，塑造游戲理念和詳細闡述游戲的細節(jié)（故事情節(jié)），（技術(shù)）實施。

大學(xué)生和16～18歲的高中生是目標(biāo)群體，因為他們是幾年后進入就業(yè)市場的下一代。因此，他們必須在教育的早期階段就為復(fù)雜、數(shù)字化和不斷變化的需求做好準(zhǔn)備。在這種背景下，解決問題的能力變得越來越重要。在VLE中，需要解決的任務(wù)是按照工業(yè)4.0的要求設(shè)計的。因此，選擇了解決問題的任務(wù)，參與者必須解決一個邏輯問題任務(wù)。在一個工業(yè)工廠里，學(xué)生們是一家生產(chǎn)軟飲料，尤其是檸檬水的公司的員工。

此外，學(xué)習(xí)成果的定義對于透明的教學(xué)和學(xué)習(xí)過程至關(guān)重要。這樣，學(xué)生就能在學(xué)習(xí)過程中評估自己的決定、行動和結(jié)果。我們?yōu)閂LE定義了以下學(xué)習(xí)結(jié)果。

（1）空間定位：學(xué)生需要對工業(yè)區(qū)有一個大致的了解，他們需要在這里建造無人駕駛的軌道交通線路。

（2）決策：在了解了區(qū)域概況和建設(shè)交通路線的各種可能性之后，他們必須根據(jù)任務(wù)的要求做出決策，比如效率和速度。

（3）解決問題：工業(yè)區(qū)存在一定的障礙，如筒倉、汽車等，必須在選擇和建設(shè)運輸路線時加以考慮。

（4）精神動作技能：學(xué)生必須使用適當(dāng)?shù)挠布?，并在虛擬環(huán)境中導(dǎo)航。

4.實驗任務(wù)

這個實驗任務(wù)模擬了一個解決問題的過程。解決問題的任務(wù)需要以一種自主的、積極的方式來尋找解決方案。學(xué)生們的任務(wù)是建造一條無人駕駛的鐵路運輸線路，以便將貨物從倉庫運送到工廠。作為解決任務(wù)的要求，參與者必須以高效、節(jié)約資源、快速的方式在軌道上構(gòu)建運輸路線。

在完成任務(wù)前，參與者可以選擇輸入教程，這樣他們就可以了解VE和控制系統(tǒng)的運動和視野。在教程中，參與者可以學(xué)習(xí)和練習(xí)使用Minecraft的基礎(chǔ)知識，特別是如何鋪設(shè)和移除軌道，以及如何在VE中移動。實驗組的學(xué)生還可以通過本教程熟悉HMD和沉浸式效果。

一種專門編寫的工具記錄以下性能參數(shù)可測量任務(wù)性能：時間、使用的軌道數(shù)、刪除軌道數(shù)形式的錯誤以及每個參與者的行走距離。此外，一個屏幕捕捉軟件在解決任務(wù)時記錄學(xué)生在VLE中的運動。為了在實驗過程中測量參與者的生理狀態(tài)，生物反饋傳感器在實驗過程中測量皮膚電導(dǎo)率三次。為了在不參與任何任務(wù)的情況下對每個參與者進行基線測量，先要提前記錄一分鐘的基線，這對在任務(wù)期間的生理測量具有參考價值。完成任務(wù)后，進行第三次測量。

5.測量和變量

為了評估VLE中個體相關(guān)變量、用戶界面沉浸能力、用戶體驗、激活和任務(wù)性能之間的關(guān)系，研究人員定義了一組獨立變量和因變量。

作為自變量，我們研究了以下結(jié)構(gòu)：

●人口統(tǒng)計數(shù)據(jù) 比如年齡和性別

●人格特質(zhì) 五大庫存

●與技術(shù)交互時控制重點（KUT）

●游戲行為或使用游戲的頻率

●空間認知 問卷空間策略 QSS

●沉浸式傾向 沉浸式傾向問卷 ITQ

●用戶界面的沉浸能力

所有變量均以預(yù)先填寫調(diào)查問卷的形式進行信息收集。

作為因變量，我們使用了三個變量：

●UX通過以下量表測量：沉浸式（沉浸式體驗問卷，IEQ），存在（存在問卷，PQ），流量（Flow Short Scala，F(xiàn)SC）和游戲體驗（游戲體驗調(diào)查問卷，GEQ）

●使用兩種工具測量激活：基于主觀報告的問卷以及通過電皮膚活動（EDA）進行的心理生理學(xué)測量。

●性能通過不同參數(shù)測量：時間，使用的導(dǎo)軌數(shù)量，移除導(dǎo)軌數(shù)量形式的錯誤以及每個參與者的行進距離。

用戶體驗是通過以下結(jié)構(gòu)實現(xiàn)的：沉浸感、存在感、流感和游戲體驗。對于已經(jīng)存在的結(jié)構(gòu)，使用基于主觀報告的可靠有效的工具作為測量UX的常用方法。問卷前和問卷后的所有問題都按照六個等級進行了回答，范圍從1完全不同意到6完全同意。

為了補充這些，心理生理學(xué)測量提供了一種客觀的、非侵入性的方法來收集VLE體驗期間的生理激活。Mandryk研究表明，生理指標(biāo)可以作為電腦游戲用戶體驗的客觀指標(biāo)。

各種方法（自我報告、定量問卷、客觀生理測量）構(gòu)成了VLE中學(xué)生有意識和潛意識體驗的復(fù)雜而詳細的描述。

四、樣本與結(jié)果

1.樣本

為了檢驗整個研究過程，包括測量儀器、VLE的任務(wù)難度以及研究的技術(shù)過程，我們對10名15～29歲參與者（MW=24，9;SD=4，48;n=7名女性）進行了調(diào)查。大多數(shù)參與者都在玩數(shù)字游戲，大部分是在智能手機上，平均每周玩游戲的時間為3.75小時。同樣，70%的參與者已經(jīng)使用過兩次VR技術(shù)。至于Minecraft，50%的參與者已經(jīng)玩過它了，但不超過兩次。

2.相關(guān)方法

為了進一步了解用戶特征、用戶界面特征和用戶體驗、激活和任務(wù)執(zhí)行之間的關(guān)系，我們使用了一種探索性的方法。數(shù)據(jù)采用IBM SPSS統(tǒng)計軟件進行分析。

考慮到樣本很?。╪=10），我們發(fā)現(xiàn)各獨立變量和因變量之間初始存在顯著相關(guān)性。自變量沉浸傾向與子量表游戲、涉入與焦點、因變量沉浸體驗、存在、流動、游戲體驗之間存在顯著相關(guān)性（圖5）。

在其他自變量和因變量之間，在分析中沒有發(fā)現(xiàn)顯著相關(guān)性。

因變量沉浸體驗僅與因變量游戲體驗的負面影響、緊張/煩惱、流動、挑戰(zhàn)和正面影響分量表相關(guān)。因變量的存在與流動、分量表的積極影響、能力和GEQ的感官以及想象沉浸感顯著相關(guān)。分析表明，流動和存在之間存在顯著的相關(guān)性，并與GEQ的子量表正面影響、能力和感官以及想象沉浸感之間存在顯著的相關(guān)性。

從用戶特征的特殊角度出發(fā)，我們通過分析發(fā)現(xiàn)了以下顯著的相關(guān)性：神經(jīng)質(zhì)程度高（五大）的參與者的流動體驗較低（r=-.68、p！.05），在子量表中的正面影響（r=-.69，p！.05），能力（r=-.75，p！.05）和GEQ的感官以及想象力的沉浸（r=-.68，p！.05）的值較低。經(jīng)驗開放性越高（五大）的參與者在ITQ的子量表焦點中得分越高（r=.72，p！.05）。空間策略整體/以自我為中心（QSS）的參與者較顯著，流動體驗較高（r=.72，p！.05）、子量表正面影響（r=.8，p！.05）、能力（r=.78，p！.05）、參與（r=.66，p！.05）的值較高?？刂泣c越高的參與者在與技術(shù)交互時，GEQ的分量表負面影響值越低（r=-.74，p！.05）。

3.屏幕錄制分析

在任務(wù)的處理過程中，一個屏幕捕捉軟件記錄下學(xué)生在VLE中的運動。根據(jù)選擇的無人駕駛交通路線的策略，我們對這些記錄進行定性分析，確定了三種不同的戰(zhàn)略：

（1）在開始任務(wù)之前提供當(dāng)前位置的概述

（2）在進入工業(yè)區(qū)之前，先提供一個概述

（3）直接鋪設(shè)導(dǎo)軌而不進行概述

經(jīng)常使用的策略是第二個。六名學(xué)生先走進工業(yè)區(qū)，考察周圍的環(huán)境和障礙，得到了一個概覽。其中一些學(xué)生使用了一種修改過的策略：他們先去了那個地區(qū)的橋梁，從那里他們開始鋪設(shè)鐵路，然后他們從目標(biāo)到橋梁鋪設(shè)鐵路。三個學(xué)生使用第三種策略：在沒有得到該區(qū)域的概覽的情況下，他們通過鋪設(shè)鐵軌立即開始了這項任務(wù)。從任務(wù)績效的定量分析表明，學(xué)生完成任務(wù)的時間從3個半鐘頭到8個鐘頭不等。這項任務(wù)平均在四個半鐘頭內(nèi)完成。軌道的平均使用量為130條軌道。在浸入式條件下使用導(dǎo)軌的數(shù)量也沒有顯著差異。無法找到策略與任務(wù)性能參數(shù)時間、使用軌道數(shù)、刪除軌道數(shù)形式的錯誤以及每個參與者的行走距離之間的聯(lián)系。為了將任務(wù)性能、使用的策略和用戶體驗聯(lián)系起來，需要進行進一步的分析。

五、討論及未來工作

關(guān)于沉浸式VLE中用戶特征對UX的影響，初步結(jié)果顯示存在影響。特別是，不確定、焦慮或緊張的用戶體驗到的VLE不太積極，并且不像那些性格更活躍和開放的用戶那樣投入。這些結(jié)果表明，用戶特征和特征對VLE體驗有正面或負面的關(guān)鍵影響。因此，可以假設(shè)它們對任務(wù)性能有影響，從而對學(xué)習(xí)過程產(chǎn)生影響。需要進行進一步的研究以調(diào)查在這種情況下哪些用戶特征具有中心功能。Wunsch等人指出，人格特征提供了一種解釋用戶如何感知、處理、評價和體驗媒體的方法。此外，用戶參與VE的沉浸性傾向會影響流動體驗以及VLE的挑戰(zhàn)性。通過ITQ，可能會識別到從VLE中獲得最大優(yōu)勢的學(xué)生。因此，就培養(yǎng)學(xué)習(xí)過程而言，用戶沉浸式VLE是合適的。

與文獻綜述相比，沉浸傾向與存在無顯著相關(guān)性。Witmer & Singer假設(shè)“如果高ITQ分?jǐn)?shù)反映了更大的融入或沉浸的傾向，那么在ITQ得分高的個體在接觸特定VE時應(yīng)該反映更多的PQ存在感”。在這一點上，還需要進一步的研究。

關(guān)于通過構(gòu)造存在、流動、沉浸和游戲體驗操作的因變量和UX，可以做如下陳述。存在和流動與VLE和能力的積極體驗相關(guān)，這反過來又意味著存在和流動對VLE中的任務(wù)執(zhí)行產(chǎn)生影響。這與Witmer & Singer的觀點一致，他們已經(jīng)證明PQ與VE中的任務(wù)績效測量呈正向關(guān)聯(lián)。在進一步的步驟中，必須根據(jù)它們與VLE中的體驗存在和流動的關(guān)系來分析VLE中任務(wù)執(zhí)行的結(jié)果。此外，流動和存在對用戶在VLE中的感官和想象沉浸感產(chǎn)生影響。

不能確定用戶界面技術(shù)對因變量沉浸感、存在感、流動和游戲體驗有顯著影響。此時，在后續(xù)的研究中，用戶界面對用戶體驗和任務(wù)性能的影響需要用更大的樣本進行更深入的研究。

這種沉浸式VLE對用戶體驗和任務(wù)性能影響的預(yù)測試的探索性分析證實了一些理論假設(shè)，但也與其他假設(shè)相矛盾。相關(guān)方法顯示了自變量和因變量之間的初始顯著相關(guān)性，尤其是衡量用戶體驗的變量之間。然而，這些相關(guān)性并不能解釋獨立變量和因變量之間的因果關(guān)系。因此，為了驗證這些初步發(fā)現(xiàn)，必須用更大的樣本來研究這些相關(guān)性。對于給定結(jié)果的所有解釋都將在后續(xù)研究中加以說明。另外，我們詳細分析了硬件對任務(wù)性能的存在、流動、沉浸和游戲體驗的影響。因此，更深入地了解參與者的經(jīng)歷，將使我們對本次研究的重點有更多不同的看法。

六、展望（前景）

后續(xù)研究的預(yù)測試通過解決Minecraft中VLE的一項任務(wù)，讓我們第一次深入了解了學(xué)生的心理體驗。

文獻綜述表明，沉浸感被假設(shè)為更好學(xué)習(xí)的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)。為了證實這一假設(shè)，還需要進一步的研究，特別是研究用戶特征對用戶體驗和任務(wù)績效的影響，以及用戶體驗和任務(wù)績效之間是如何相互關(guān)聯(lián)的。

預(yù)測試的結(jié)果表明，個人特征和特性會影響用戶在VLE中的體驗。因此，可以預(yù)期，對于一些用戶來說，在VLE中學(xué)習(xí)比其他用戶有更大的好處。但必須評估哪些用戶特征會產(chǎn)生影響，如年齡、性別和玩數(shù)字游戲的經(jīng)驗，必須確定這些因素。后續(xù)的大樣本研究旨在根據(jù)沉浸式VLE設(shè)置用戶配置文件，特別是對沉浸式VLE在學(xué)習(xí)過程中具有優(yōu)勢的人。這有助于更深入地了解學(xué)生在教育方面的具體偏好以及他們對未來工作生活的準(zhǔn)備。

在進一步的研究中，我們必須從教師的角度出發(fā)，因為對教師來說，在虛擬環(huán)境中進行教學(xué)、學(xué)習(xí)和工作是一種挑戰(zhàn)。他們必須了解VLE的教學(xué)和技術(shù)特點，以便在教學(xué)過程中恰當(dāng)?shù)貞?yīng)用它們。因此，將沉浸式虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用于中小學(xué)和高校的學(xué)習(xí)場景中，對教育數(shù)字化具有特殊的意義。

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基金項目：本文為2019年廣州市創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育：高等學(xué)校第十批教育教學(xué)改革研究項目課題“基于vr虛擬現(xiàn)實技術(shù)與民間美術(shù)的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程與教學(xué)研究”（2019JG241）研究成果之一;2019年廣東省教育科研項目：廣州航海學(xué)院教學(xué)科學(xué)研究項目“沉浸式增強現(xiàn)實對設(shè)計專業(yè)教學(xué)的啟示”研究成果。

作者簡介：丹妮拉·詹森，德國亞琛工業(yè)大學(xué)IMA/ZLW & IfU研究所集群學(xué)習(xí)與知識管理中心（ZLW）“敏捷管理與電子文人”研究小組的研究員;

克里斯蒂安·圖梅爾，荷蘭國際集團（Ing）博士，德國亞琛工業(yè)大學(xué)IMA/ZLW & IfU研究所集群學(xué)習(xí)與知識管理中心（ZLW）“敏捷管理與電子文人”研究小組的研究員和組長;

安佳·里赫特，德國亞琛工業(yè)大學(xué)機械工程學(xué)院敏捷管理初級教授，博士，德國亞琛工業(yè)大學(xué)IMA/ZLW & IfU研究中心（ZLW & IfU）理事會主任;

英格麗德·伊森哈特，博士，德國亞琛工業(yè)大學(xué)IMA/ZLW & IfU研究所集群的副主任。

譯者簡介：莫燦（1982—），男，湖南永州人，碩士，研究方向：民俗藝術(shù)與數(shù)字媒體藝術(shù)。