VR和情緒誘發(fā)對(duì)學(xué)習(xí)影響的腦機(jī)制及優(yōu)化策略研究

□王 雪 牛玉潔 賈薪卉 劉伊祉蘭 蘭翠玲

一、引言

2023年，中共中央、國(guó)務(wù)院印發(fā)《數(shù)字中國(guó)建設(shè)整體布局規(guī)劃》，明確提出建設(shè)數(shù)字中國(guó)是數(shù)字時(shí)代推進(jìn)中國(guó)式現(xiàn)代化的重要引擎，是構(gòu)筑國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)新優(yōu)勢(shì)的有力支撐。以人工智能（Artificial Intelligence，AI）、虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual Reality，VR）、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（Augmented Reality，AR）、元宇宙（Metaverse）等為代表的一系列前沿技術(shù)既是當(dāng)今研究和教育實(shí)踐領(lǐng)域的熱點(diǎn)問(wèn)題，也是數(shù)字中國(guó)建設(shè)的新基礎(chǔ)設(shè)施（雒亮，等，2022；翟雪松，等，2023a）。其中，因VR 技術(shù)的不斷發(fā)展完善，VR 設(shè)備和資源成本的不斷降低，以及VR環(huán)境的高沉浸、高感知和高互動(dòng)性，使得VR 技術(shù)在教育教學(xué)中的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，成為教育數(shù)字化建設(shè)的重要組成部分。

然而，當(dāng)前關(guān)于VR 技術(shù)能否促進(jìn)學(xué)習(xí)體驗(yàn)與效果的研究結(jié)論仍不統(tǒng)一（劉勇，等，2023；王雪，等，2019；朱繹霏，等，2023）。如何依據(jù)學(xué)習(xí)者在VR 環(huán)境下的認(rèn)知規(guī)律尤其是大腦認(rèn)知規(guī)律，設(shè)計(jì)并使用適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)和學(xué)習(xí)策略，將VR 技術(shù)的特點(diǎn)與教育教學(xué)的實(shí)際需求深度融合，是亟待解決的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題（高明，等，2022）。有研究發(fā)現(xiàn)，學(xué)習(xí)者在VR 情境下的情緒體驗(yàn)對(duì)學(xué)習(xí)效果具有重要影響（沈夏林，等，2020），積極的情緒狀態(tài)可以通過(guò)提高動(dòng)機(jī)（侯冠華，等，2023）、增強(qiáng)自信心（Immordino-Yang，et al.，2007）、提高創(chuàng)造力（He，2023），最終促進(jìn)學(xué)習(xí)（陳佳雪，等，2018）。情緒誘發(fā)作為一種外在的學(xué)習(xí)干預(yù)策略，已經(jīng)被證實(shí)對(duì)提升情緒和學(xué)習(xí)的有效性（Park，et al.，2015），但大多被應(yīng)用于真實(shí)的教學(xué)情境，還鮮有研究將其應(yīng)用于VR 虛擬教學(xué)情境，對(duì)于融入情緒誘發(fā)策略后的VR情境下的學(xué)習(xí)者認(rèn)知規(guī)律問(wèn)題更是缺乏深入探索。

因此，本研究嘗試將探究VR 環(huán)境下的腦認(rèn)知規(guī)律視角和探究設(shè)計(jì)使用適當(dāng)?shù)腣R 學(xué)習(xí)策略視角有機(jī)融合。首先，將情緒誘發(fā)策略融入VR 學(xué)習(xí)來(lái)激發(fā)學(xué)習(xí)者的積極情緒；其次，借助EEG（Electroencephalogram，EEG）技術(shù)追蹤學(xué)習(xí)者的大腦認(rèn)知過(guò)程，探究VR 學(xué)習(xí)以及融入情緒誘發(fā)后的VR 學(xué)習(xí)的腦機(jī)制問(wèn)題；最后，提煉出VR 教育應(yīng)用的優(yōu)化策略，以期為VR 環(huán)境下的大腦認(rèn)知規(guī)律探索及VR 教育應(yīng)用的良性發(fā)展提供參考和借鑒，從而進(jìn)一步推動(dòng)高質(zhì)量的教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型以及數(shù)字中國(guó)建設(shè)。

二、文獻(xiàn)綜述

（一）VR 教育應(yīng)用的相關(guān)研究

VR 可提供個(gè)性化與真實(shí)化的教育活動(dòng)實(shí)施場(chǎng)景再現(xiàn)（楊曉哲，等，2019），形象生動(dòng)呈現(xiàn)教學(xué)信息，支持情境學(xué)習(xí)，提供知識(shí)建構(gòu)場(chǎng)域，實(shí)現(xiàn)多樣化交互。近年來(lái)，一部分研究發(fā)現(xiàn)在教學(xué)中使用VR 技術(shù)確實(shí)能夠促進(jìn)學(xué)習(xí)，具體表現(xiàn)為提高學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)成績(jī)（毛耀忠，等，2023）和知識(shí)遷移效果（Dalgarno，et al.，2010），改善學(xué)習(xí)過(guò)程中的情感體驗(yàn)（高楠，等，2023）和共情水平（王浩，等，2023），提升學(xué)生的空間推理技能（柳瑞雪，等，2022）等。但也有研究對(duì)VR教育應(yīng)用的有效性提出質(zhì)疑，認(rèn)為VR 環(huán)境會(huì)給學(xué)習(xí)者帶來(lái)較高的認(rèn)知負(fù)荷，降低了學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，進(jìn)而使學(xué)習(xí)者獲得知識(shí)的量減少（Makransky，et al.，2019）?？梢?jiàn)，VR 技術(shù)的應(yīng)用不一定能改善學(xué)習(xí)。有研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，學(xué)習(xí)者的情緒體驗(yàn)是VR 環(huán)境學(xué)習(xí)成效的重要影響因素（Benedek，et al.，2014）。根據(jù)多媒體學(xué)習(xí)認(rèn)知情感理論（Moreno，2005，2006），情感因素會(huì)通過(guò)增加或減少認(rèn)知因素來(lái)影響學(xué)習(xí)，合適的情感狀態(tài)能夠驅(qū)使學(xué)習(xí)者投入更多的認(rèn)知資源主動(dòng)加工學(xué)習(xí)信息。因此，學(xué)習(xí)者情感體驗(yàn)的喚醒程度不同，VR 學(xué)習(xí)效果也有所不同（張慕華，等，2022）。

除此之外，明確VR 技術(shù)如何影響學(xué)習(xí)，即VR學(xué)習(xí)的認(rèn)知機(jī)制是有效設(shè)計(jì)和使用VR 學(xué)習(xí)資源的關(guān)鍵問(wèn)題。隨著生理測(cè)量技術(shù)的發(fā)展，研究者開始借助眼動(dòng)追蹤、腦電等生理指標(biāo)測(cè)量技術(shù)深入探究VR情境下的認(rèn)知機(jī)制。劉妍等（2021）使用眼動(dòng)技術(shù)探究VR 環(huán)境對(duì)深度投入的作用機(jī)制，發(fā)現(xiàn)在VR 環(huán)境下視聽感官體驗(yàn)越強(qiáng)烈、學(xué)習(xí)體驗(yàn)區(qū)別越大、情感投入越多、越能提升學(xué)業(yè)成績(jī)。巴切維丘特等（Baceviciute，et al.，2022）使用眼動(dòng)和腦電技術(shù)探究VR 環(huán)境下的冗余原理，即在兩個(gè)不同的感覺(jué)通道（聽覺(jué)和視覺(jué)）上同時(shí)呈現(xiàn)相同的信息會(huì)導(dǎo)致認(rèn)知超載并可能妨礙學(xué)習(xí)（Mayer，2021），結(jié)果表明參與者確實(shí)在冗余信息處理上投入了更多的腦認(rèn)知資源。周圣雄（2021）使用腦電技術(shù)探究VR 游戲?qū)φJ(rèn)知能力的影響，研究表明游戲?qū)ψ⒁庹J(rèn)知和決策認(rèn)知有促進(jìn)作用。然而，由于VR 與生理測(cè)量技術(shù)的結(jié)合尚在發(fā)展當(dāng)中，受技術(shù)等問(wèn)題的限制，相關(guān)研究數(shù)量較少，VR環(huán)境下的腦認(rèn)知規(guī)律仍有待深入探索。探究VR 環(huán)境下學(xué)習(xí)的腦機(jī)制具有深遠(yuǎn)的意義，一方面可拓展人類在新技術(shù)環(huán)境下的學(xué)習(xí)規(guī)律，促進(jìn)認(rèn)知科學(xué)向前發(fā)展；另一方面可為設(shè)計(jì)符合VR 環(huán)境下人類大腦認(rèn)知規(guī)律的VR 學(xué)習(xí)資源和VR 教學(xué)策略提供科學(xué)依據(jù)，真正實(shí)現(xiàn)“以學(xué)習(xí)者為中心”的VR 教育應(yīng)用。

（二）情緒誘發(fā)策略及其教育應(yīng)用的相關(guān)研究

情緒可以影響人的工作記憶，并進(jìn)一步影響選擇、組織、整合等認(rèn)知功能（Ashby，et al.，1999；Fredrickson，et al.，2001）。當(dāng)學(xué)習(xí)者處于積極情緒狀態(tài)時(shí)，會(huì)更加重視某項(xiàng)活動(dòng)的享樂(lè)結(jié)果，更迫切地需要通過(guò)采取某種行動(dòng)來(lái)維持或提高當(dāng)前的愉悅情緒，因而會(huì)投入更多的努力（Wegener，et al.，1994）。當(dāng)學(xué)習(xí)者處于消極情緒狀態(tài)時(shí)，則會(huì)引發(fā)解決麻煩的動(dòng)機(jī)，也能夠促進(jìn)其在嚴(yán)肅重要任務(wù)中的表現(xiàn)（Friedman，et al.，2007）。有研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，積極情緒能激活學(xué)習(xí)者長(zhǎng)時(shí)記憶中更多的先前知識(shí)，從而幫助學(xué)習(xí)者產(chǎn)生更廣泛的聯(lián)結(jié)，獲得更豐富、更多樣化的信息（Isen，et al.，1985）。因此，通過(guò)適當(dāng)?shù)氖侄握{(diào)節(jié)和干預(yù)學(xué)習(xí)者的情緒狀態(tài)對(duì)學(xué)習(xí)投入和學(xué)習(xí)成效都有積極作用。

情緒誘發(fā)是一種情緒干預(yù)手段，是指運(yùn)用心理學(xué)的方法，通過(guò)一系列程序（如，展示情緒材料或模擬情緒性情景等）來(lái)誘發(fā)個(gè)體產(chǎn)生特定情緒狀態(tài)的過(guò)程（鄭璞，等，2012）。在教育領(lǐng)域，應(yīng)用情緒誘發(fā)策略能夠在一定程度上促進(jìn)學(xué)習(xí)者的多媒體學(xué)習(xí)效果（陳佳雪，等，2018）。常見(jiàn)的情緒誘發(fā)方法包括圖片、音樂(lè)、電影、回憶和游戲等（謝韻梓，等，2016）。其中，游戲是一種行之有效的情緒誘發(fā)手段，且已有研究對(duì)教育游戲能否誘發(fā)學(xué)習(xí)者的積極情緒做出嘗試（馬穎峰，等，2017）。例如，張?jiān)孪愕龋?013）使用三款不同類型的教育游戲誘發(fā)學(xué)業(yè)情緒，發(fā)現(xiàn)成就目標(biāo)與學(xué)業(yè)情緒存在不同程度的相關(guān)關(guān)系；發(fā)表在Nature雜志上的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，在電子游戲中，人腦的紋狀體會(huì)釋放內(nèi)源性多巴胺，多巴胺能性神經(jīng)傳遞與學(xué)習(xí)、注意、感覺(jué)有關(guān)（Koepp，et al.，1998）。但還未有研究將情緒誘發(fā)策略應(yīng)用于VR 學(xué)習(xí)中，對(duì)情緒誘發(fā)策略如何影響VR 學(xué)習(xí)的機(jī)制問(wèn)題也缺乏深入探索。

（三）不同腦區(qū)和波段的EEG 信號(hào)及相關(guān)研究

EEG 信號(hào)是使用電生理指標(biāo)來(lái)反映大腦活動(dòng)的數(shù)據(jù)，從頻域上看可以分為Delta、Theta、Alpha、Beta、Gamma 五個(gè)波，但Delta 波主要在極度疲勞和嗜睡狀態(tài)下出現(xiàn)，而Theta 波在精神病患者或普通成人感到嚴(yán)重挫敗時(shí)出現(xiàn)（王忠民，等，2022；翟雪松，等，2023b），在學(xué)習(xí)場(chǎng)景中不易出現(xiàn)，Alpha、Beta、Gamma 波能夠在一定程度上反映學(xué)習(xí)者的認(rèn)知情況與情緒狀態(tài)。近年來(lái)國(guó)內(nèi)外研究者們開始借助EEG 采集和分析技術(shù)檢測(cè)學(xué)習(xí)者在各類技術(shù)情境（包括VR）下的大腦認(rèn)知過(guò)程與規(guī)律。Alpha 波與注意力和放松程度有關(guān)，產(chǎn)生于自上而下的注意力高度集中的任務(wù)當(dāng)中（Benedek，et al.，2014），一項(xiàng)研究分析了學(xué)習(xí)者使用的VR 系統(tǒng)和傳統(tǒng)的2D 桌面完成空間導(dǎo)航任務(wù)時(shí)的腦認(rèn)知活動(dòng)差異，發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)者使用VR 系統(tǒng)時(shí)產(chǎn)生了更多與任務(wù)相關(guān)的Alpha 波的變化（Kober，et al.，2012）。Beta 波與視覺(jué)注意相關(guān)（Wróbel，2000），有研究發(fā)現(xiàn)與使用2D 學(xué)習(xí)材料相比，學(xué)習(xí)者使用VR 材料學(xué)習(xí)時(shí)大腦的Beta 波活動(dòng)更大（Schubring，et al.，2020），反映了更高程度的視覺(jué)注意。Gamma 波的變化與快樂(lè)和悲傷的情緒有關(guān)（Park，et al.，2011）。有學(xué)者（Wang，et al.，2023）為探究VR 對(duì)創(chuàng)造力表現(xiàn)和沉浸感的影響，讓學(xué)生使用VR 和教學(xué)PPT 分別開展創(chuàng)造性活動(dòng)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)者的VR 學(xué)習(xí)與Gamma 腦電波活動(dòng)顯著相關(guān)。

根據(jù)國(guó)際10-20 腦電系統(tǒng)，大腦主要分為中央、額葉、頂葉、左顳葉、右顳葉、枕葉6 個(gè)區(qū)域（王斌，等，2022），與人類的情緒和認(rèn)知等活動(dòng)相關(guān)。例如，額葉與情緒有關(guān)，左前額葉皮層區(qū)域?qū)ｉT負(fù)責(zé)積極情緒的體驗(yàn)和表達(dá)，或接近動(dòng)機(jī)，而右前額葉皮層區(qū)域涉及消極情緒的體驗(yàn)和表達(dá)，或退縮動(dòng)機(jī)（Davidson，et al.，2000；Heller，et al.，1993）；額葉中間部位通常用于研究情緒反應(yīng)（Bos，et al.，2006；Chen，et al.，2015）。前額葉與元認(rèn)知加工有關(guān)（叢佩瑤，等，2022）。右側(cè)頂葉皮層在調(diào)節(jié)情感處理（Schutter，et al.，2001；Smith，et al.，1987）和情緒喚醒中發(fā)揮作用。數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中數(shù)字的語(yǔ)義編碼向頂葉皮質(zhì)匯聚，形狀編碼向雙側(cè)枕顳皮質(zhì)匯聚（Piazza，et al.，2016）。左顳葉前區(qū)在聽覺(jué)語(yǔ)言感知方面起一定作用（Matsumoto，et al.，2011），且左側(cè)顳上回參與單詞理解的加工（Roux，et al.，2015）。

總的來(lái)說(shuō)，Alpha、Beta、Gamma 波段能夠更多反映學(xué)習(xí)過(guò)程中的腦認(rèn)知和情緒特征，且與認(rèn)知行為相關(guān)性更為突出的腦區(qū)是額葉、頂葉、枕葉等；與情緒更相關(guān)的是額葉、顳葉、頂葉等腦區(qū)。

（四）述評(píng)與研究問(wèn)題的提出

綜上，VR 對(duì)學(xué)習(xí)的影響結(jié)論尚未統(tǒng)一，情緒是影響VR 學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)和效果的重要因素，VR 的學(xué)習(xí)機(jī)制尤其是腦機(jī)制仍需進(jìn)一步深入探索；游戲作為一種有效的情緒誘發(fā)策略能夠激發(fā)學(xué)習(xí)者的情緒，但少有研究將游戲作為情緒誘發(fā)策略應(yīng)用于VR 學(xué)習(xí)當(dāng)中，更缺乏對(duì)情緒誘發(fā)策略如何影響VR 學(xué)習(xí)的深入探究；EEG 技術(shù)作為一種客觀測(cè)量工具，可為探究VR學(xué)習(xí)中認(rèn)知和情緒的腦機(jī)制提供有效的技術(shù)手段。

因此，本研究以游戲作為情緒誘發(fā)策略引入VR學(xué)習(xí)中，借助EEG 設(shè)備和相關(guān)測(cè)量工具，深入探討VR和情緒誘發(fā)策略對(duì)學(xué)習(xí)影響的腦機(jī)制問(wèn)題，將解決以下四個(gè)研究問(wèn)題：

問(wèn)題1：VR 及VR 融入情緒誘發(fā)對(duì)學(xué)習(xí)者的腦波有何影響？

問(wèn)題2：VR 及VR 融入情緒誘發(fā)對(duì)學(xué)習(xí)者的情緒狀態(tài)有何影響？

問(wèn)題3：VR 及VR 融入情緒誘發(fā)對(duì)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)和學(xué)習(xí)效果有何影響？

問(wèn)題4：學(xué)習(xí)者的腦波與情緒狀態(tài)、學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)和學(xué)習(xí)效果的關(guān)聯(lián)機(jī)制是什么？

三、方法

（一）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與被試

研究采用單因素被試間實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，共包括三個(gè)實(shí)驗(yàn)分組：VR 融入情緒誘發(fā)組、VR 組和視頻組（控制組）。自變量為學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)方式（融入情緒誘發(fā)策略的VR 學(xué)習(xí)、VR 學(xué)習(xí)以及視頻學(xué)習(xí)），因變量包括學(xué)習(xí)者的腦波信號(hào)、情緒狀態(tài)、學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)與學(xué)習(xí)效果，控制變量為與學(xué)習(xí)內(nèi)容相關(guān)的先前知識(shí)水平。

從天津市某大學(xué)招募被試92 人，去除先前知識(shí)水平較高以及腦波數(shù)據(jù)測(cè)量中斷的被試13 人，最終保留79 人（男生11 人，女生68 人，年齡在17 至29歲之間），將男生和女生分別隨機(jī)分配至三個(gè)實(shí)驗(yàn)組中，每組被試分別為26 或27 人。

（二）學(xué)習(xí)材料與情緒誘發(fā)游戲

1.學(xué)習(xí)材料

本研究的學(xué)習(xí)材料選自極倍信息科技（上海）有限公司的學(xué)習(xí)資源庫(kù)中的化學(xué)課程--《結(jié)構(gòu)異構(gòu)》，主要內(nèi)容為結(jié)構(gòu)異構(gòu)的概念、應(yīng)用及性質(zhì)，具有交互功能，如，學(xué)習(xí)者可消除化學(xué)原子間的化學(xué)鍵、完成選擇題、添加氫原子等。此課程具有桌面式VR 和視頻兩個(gè)版本（見(jiàn)圖1），學(xué)習(xí)內(nèi)容和交互功能完全一致，僅呈現(xiàn)方式和交互方式不同。被試可直接觀看視頻版學(xué)習(xí)材料，通過(guò)鼠標(biāo)完成交互功能；被試使用桌面式VR 版本學(xué)習(xí)材料時(shí)，則需佩戴配套的3D 眼鏡，使用配套的激光筆完成交互功能，將獲得沉浸于化學(xué)分子世界并與之互動(dòng)的虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景體驗(yàn)。

圖1 學(xué)習(xí)材料

2.情緒誘發(fā)游戲

本研究使用的情緒誘發(fā)游戲命名為“化了個(gè)化”，使用Java 語(yǔ)言開發(fā)，僅供VR 融入情緒誘發(fā)組的學(xué)習(xí)者在VR 學(xué)習(xí)前使用，用于激發(fā)他們的積極情緒。有研究表明使用圓形與擬人化的面部表情符號(hào)來(lái)呈現(xiàn)信息，能夠誘發(fā)學(xué)習(xí)者產(chǎn)生積極的情感反應(yīng)（Mayer，et al.，2014；Wang，et al.，2023）。同時(shí)，也有研究發(fā)現(xiàn)游戲帶來(lái)的高參與度和情感投入也可以誘發(fā)學(xué)習(xí)者的積極情緒狀態(tài)（Ninaus，et al.，2019）。結(jié)合上述研究發(fā)現(xiàn)，本研究從視覺(jué)呈現(xiàn)和游戲機(jī)制兩方面誘發(fā)學(xué)習(xí)者的積極情緒：在游戲中的化學(xué)原子的圓形中進(jìn)一步添加擬人化表情，賦予情感元素，直觀上給予學(xué)習(xí)者愉悅的感受（如圖2a）；玩游戲時(shí)每點(diǎn)擊一張圖片才會(huì)露出下一層圖片，同時(shí)該圖片將存儲(chǔ)于下方木筐中，若木筐中存在三張相同的圖片則將之消除，若下方存放圖片超過(guò)7 個(gè)則會(huì)觸發(fā)游戲失敗，學(xué)習(xí)者每點(diǎn)擊一個(gè)圖片都需要經(jīng)過(guò)嚴(yán)密的思考，時(shí)刻激發(fā)學(xué)習(xí)者的勝負(fù)欲，調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)者的積極情緒（如圖2b）。

圖2 情緒誘發(fā)游戲

（三）實(shí)驗(yàn)測(cè)量工具及變量

本研究使用的實(shí)驗(yàn)測(cè)量工具如表1所示。

表1 實(shí)驗(yàn)測(cè)量工具及功能

（四）實(shí)驗(yàn)流程

實(shí)驗(yàn)流程主要包括以下步驟（見(jiàn)圖3）：

圖3 實(shí)驗(yàn)流程

實(shí)驗(yàn)前：被試在主試的引導(dǎo)下進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，并填寫人口學(xué)信息統(tǒng)計(jì)與先前知識(shí)測(cè)驗(yàn)問(wèn)卷，隨后被隨機(jī)分配到三個(gè)實(shí)驗(yàn)組中。

實(shí)驗(yàn)中：（1）主試為被試佩戴腦電儀；（2）隨后VR融入情緒誘發(fā)組的被試先使用電腦玩情緒誘發(fā)游戲，其他兩組跳過(guò)此步驟；（3）被試填寫情緒前測(cè)問(wèn)卷；（4）被試學(xué)習(xí)對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)材料并完成包含的交互任務(wù)，腦電儀同時(shí)記錄被試的腦波信號(hào)；（5）被試填寫情緒后測(cè)問(wèn)卷。

實(shí)驗(yàn)后：被試完成學(xué)習(xí)后，填寫學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)量表并完成學(xué)習(xí)效果測(cè)試。

四、數(shù)據(jù)分析

（一）腦波數(shù)據(jù)分析

根據(jù)前述的與VR 情境下學(xué)習(xí)有關(guān)的腦區(qū)及腦波類型，本研究導(dǎo)出前中央、額葉、頂葉、左顳葉、右顳葉、枕葉6 個(gè)腦區(qū)的Alpha、Beta、Gamma 三種腦波數(shù)據(jù)，探究VR 學(xué)習(xí)及融入情緒誘發(fā)策略的VR 學(xué)習(xí)的腦機(jī)制問(wèn)題。總的來(lái)說(shuō)，學(xué)習(xí)者的Alpha、Beta、Gamma 波呈現(xiàn)出一致的規(guī)律，即均在枕葉區(qū)表現(xiàn)最為活躍，在左右側(cè)顳葉和額葉區(qū)也較為活躍，在前中央?yún)^(qū)則表現(xiàn)得最為穩(wěn)定和不活躍，如圖4所示。

圖4 腦波總體情況

由于人類個(gè)體大腦認(rèn)知加工存在差異，三組的各項(xiàng)腦波數(shù)據(jù)不具備正態(tài)分布特征，因此使用非參數(shù)檢驗(yàn)（Kruskal-Wallis H Test）分析三組間的差異。三組被試的各項(xiàng)腦波指標(biāo)的中位值（Me）、四分位距（IQR）如表2所示。

表2 腦波描述性分析結(jié)果（Me±IQR）

圖5所示的各腦區(qū)的三種腦波非參數(shù)檢驗(yàn)分析結(jié)果表明，除了左右側(cè)顳葉區(qū)域的Alpha 波以及頂葉區(qū)域的Alpha 波和Beta 波之外，其余各項(xiàng)腦波指標(biāo)均存在顯著的組間差異，且在活躍度上均為VR融入情緒誘發(fā)組高于VR 組和視頻組。

圖5 各腦區(qū)的三種腦波非參數(shù)檢驗(yàn)分析

對(duì)于各腦區(qū)的Alpha 波來(lái)說(shuō)：前中央?yún)^(qū)的VR融入情緒誘發(fā)組顯著高于VR 組（p=0.042）；額葉區(qū)的VR 融入情緒誘發(fā)組顯著高于VR 組（p=0.009），邊緣顯著高于視頻組（p=0.052）；枕葉區(qū)的VR 融入情緒誘發(fā)組、VR 組分別顯著和邊緣顯著高于視頻組（p=0.003；p=0.060）。Alpha 波主要在人類處于放松狀態(tài)時(shí)出現(xiàn)（應(yīng)鑫，2022），說(shuō)明VR 融入情緒誘發(fā)組的學(xué)習(xí)者比VR 組和視頻組更為放松。

對(duì)于各腦區(qū)的Beta 波來(lái)說(shuō)：前中央?yún)^(qū)的VR 融入情緒誘發(fā)組顯著高于VR 組（p=0.040）；額葉區(qū)的VR 融入情緒誘發(fā)組顯著高于VR 組（p=0.009），邊緣顯著高于視頻組（p=0.052）；左側(cè)顳葉區(qū)的VR 融入情緒誘發(fā)組顯著高于VR 組（p=0.039）；右側(cè)顳葉區(qū)的VR 融入情緒誘發(fā)組顯著高于視頻組（p=0.023）；枕葉區(qū)的VR 融入情緒誘發(fā)組和VR 組都顯著高于視頻組（p=0.016；p=0.045）。Beta 波主要產(chǎn)生于人類的思維高度集中時(shí)（李含雨，2022），說(shuō)明VR 融入情緒誘發(fā)組的學(xué)習(xí)者比VR 組和視頻組的思維更為活躍。

對(duì)于各腦區(qū)的Gamma 波來(lái)說(shuō)：前中央?yún)^(qū)的VR融入情緒誘發(fā)組邊緣顯著高于VR 組（p=0.099），顯著高于視頻組（p=0.019）；額葉區(qū)的VR 融入情緒誘發(fā)組邊緣顯著高于VR 組（p=0.051）；左側(cè)顳葉區(qū)的VR 融入情緒誘發(fā)組顯著高于VR 組和視頻組（p=0.040；p=0.013）；右側(cè)顳葉區(qū)的VR 融入情緒誘發(fā)組顯著高于視頻組（p=0.008）；頂葉區(qū)的VR 融入情緒誘發(fā)組顯著高于視頻組（p=0.011）；枕葉區(qū)的VR 融入情緒誘發(fā)組和VR 組都邊緣顯著高于視頻組（p=0.064；p=0.050）。Gamma 波與人類的認(rèn)知記憶等活動(dòng)密切相關(guān)（荀興苗，2021），說(shuō)明VR 融入情緒誘發(fā)組的學(xué)習(xí)者與VR組和視頻組的相比產(chǎn)生了更多的認(rèn)知記憶加工。

三組的腦波地形圖如圖6所示。總的來(lái)說(shuō)，VR組和VR 融入情緒誘發(fā)組的Alpha 波、Beta 波、Gamma 波均在枕葉區(qū)有強(qiáng)烈的平均功率譜能量，在額葉、雙側(cè)顳葉區(qū)有較強(qiáng)的平均功率譜能量，且VR 融入情緒誘發(fā)組的腦波能量高于VR 組和視頻組，VR組的腦波能量也高于視頻組。

（二）情緒、學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)與學(xué)習(xí)效果數(shù)據(jù)分析

三組被試的情緒、學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)和學(xué)習(xí)效果的各項(xiàng)數(shù)據(jù)符合正態(tài)分布，其平均值及標(biāo)準(zhǔn)差如表3所示。

表3 三組被試的情緒、學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)及學(xué)習(xí)效果數(shù)據(jù)（M±SD）

首先，前測(cè)積極情緒具有顯著的組間差異，VR融入情緒誘發(fā)組顯著高于視頻組（p=0.006），也顯著高于VR 組（p=0.036）；但前測(cè)消極情緒以及后測(cè)積極、消極情緒都沒(méi)有顯著的組間差異。

其次，內(nèi)部動(dòng)機(jī)水平具有邊緣顯著的組間差異，VR 融入情緒誘發(fā)組邊緣顯著和顯著高于VR 組、視頻組（p=0.077；p=0.039）；外部動(dòng)機(jī)水平不具有顯著的組間差異。

最后，遷移測(cè)試成績(jī)具有顯著的組間差異，VR融入情緒誘發(fā)組顯著高于VR 組與視頻組（p=0.036；p＜0.001），VR 組也顯著高于視頻組（p=0.012）；保持測(cè)試成績(jī)上，VR 融入情緒誘發(fā)組高于視頻組和VR組，但沒(méi)有達(dá)到統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上的顯著差異。

（三）學(xué)習(xí)者的腦波與情緒、學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)和學(xué)習(xí)效果的相關(guān)性分析

為了深入分析學(xué)習(xí)者各腦區(qū)的不同類型腦波與學(xué)習(xí)者情緒狀態(tài)、學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)和學(xué)習(xí)結(jié)果的關(guān)聯(lián)規(guī)律，對(duì)腦波數(shù)據(jù)與其他各項(xiàng)數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)如下規(guī)律。

腦波數(shù)據(jù)與情緒狀態(tài)之間的相關(guān)性：學(xué)習(xí)者的前測(cè)積極情緒與其右側(cè)顳葉的Beta 波及前中央、左側(cè)顳葉、右側(cè)顳葉的Gamma 波顯著正向相關(guān)（r=0.284，p=0.011；r=0.267，p=0.017；r=0.264，p=0.019；r=0.296，p=0.008），后測(cè)積極情緒與左側(cè)顳葉的Gamma 波顯著正向相關(guān)（r=0.260，p=0.021）。

腦波數(shù)據(jù)與學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)之間的相關(guān)性：學(xué)習(xí)者的外部動(dòng)機(jī)水平與其左側(cè)顳葉和右側(cè)顳葉的Beta 波、Gamma 波顯著正向相關(guān)（r=0.247，p=0.028；r=0.247，p=0.028；r=0.267，p=0.017；r=227，p=0.044）。

腦波數(shù)據(jù)與學(xué)習(xí)效果之間的相關(guān)性：學(xué)習(xí)者的遷移測(cè)試成績(jī)與其前中央的Beta 波、Gamma 波顯著正向相關(guān)（r=0.324，p=0.004；r=0.234，p=0.038）。

五、綜合討論

（一）VR 及VR 融入情緒誘發(fā)對(duì)學(xué)習(xí)者的腦波有何影響？

第一，學(xué)習(xí)者的Alpha 波、Beta 波、Gamma 波在不同腦區(qū)的變化規(guī)律呈現(xiàn)出一致性，即三種類型的腦波均在枕葉區(qū)最為活躍，在額葉和左、右側(cè)顳葉區(qū)也較為活躍。與郭鑫（2022）研究發(fā)現(xiàn)的Alpha 波在額葉和枕葉、Beta 波在枕葉的神經(jīng)震蕩較為明顯，以及林榮棋（2021）研究發(fā)現(xiàn)的枕葉Gamma 波在學(xué)習(xí)者記憶、編碼期間持續(xù)性活躍的研究結(jié)論一致。

第二，VR 組學(xué)習(xí)者枕葉的Alpha 波、Beta 波和Gamma 波均顯著或邊緣顯著高于視頻組，這表明在VR 環(huán)境下學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)者的枕葉區(qū)域的Alpha、Beta、Gamma 腦波活躍度更高。這是因?yàn)檎砣~作為視覺(jué)皮質(zhì)中樞主要負(fù)責(zé)視覺(jué)處理，VR 學(xué)習(xí)環(huán)境通過(guò)更為沉浸立體的視覺(jué)呈現(xiàn)給學(xué)習(xí)者帶來(lái)了更多的視覺(jué)刺激（徐桂芝，等，2018），因此調(diào)動(dòng)了與視覺(jué)處理相關(guān)的腦區(qū)的更多加工。其中，Alpha 波段主要與放松度有關(guān)（Alarcao，et al.，2017），表明VR 學(xué)習(xí)增加了學(xué)習(xí)者的放松度和愉悅程度；Beta 波與積極思考、注意力程度有關(guān)（都俊朕，等，2022），表明VR 學(xué)習(xí)促進(jìn)了學(xué)習(xí)者的積極思考，同時(shí)提高了學(xué)習(xí)者的注意力；Gamma 波則主要對(duì)應(yīng)高級(jí)認(rèn)知（錢浩悅，等，2018），表明VR 學(xué)習(xí)提高了學(xué)習(xí)者信息加工中的高級(jí)認(rèn)知水平。綜上，VR 組與視頻組的腦波差異情況一定程度上揭示了學(xué)習(xí)者在VR 情境下學(xué)習(xí)的腦機(jī)制。

第三，將情緒誘發(fā)策略融入VR 學(xué)習(xí)時(shí)，學(xué)習(xí)者的大腦認(rèn)知又發(fā)生了新的變化規(guī)律。VR 融入情緒誘發(fā)組在前中央、額葉區(qū)的Alpha 和Beta 波都顯著高于VR 組，在前中央、額葉、左側(cè)顳葉區(qū)域的Gamma波也顯著或邊緣顯著高于VR 組。VR 融入情緒誘發(fā)組在枕葉和額葉區(qū)域的Alpha 波顯著或邊緣顯著高于視頻組，在右側(cè)顳葉、枕葉和額葉區(qū)域的Beta 波顯著或邊緣顯著高于視頻組，在前中央、雙側(cè)顳葉、頂葉、枕葉區(qū)域的Gamma 波均顯著或邊緣顯著高于視頻組。總的來(lái)說(shuō)，以游戲作為VR 學(xué)習(xí)的情緒誘發(fā)策略，學(xué)習(xí)者在后續(xù)學(xué)習(xí)時(shí)額葉和枕葉區(qū)域的Alpha波、額葉區(qū)域的Beta 波、右側(cè)顳葉區(qū)域的Gamma 波的活躍度都顯著提高。原因可能是通過(guò)情緒誘發(fā)策略增加了學(xué)習(xí)者VR 學(xué)習(xí)時(shí)的放松度，促進(jìn)學(xué)習(xí)者積極思考的同時(shí)提高了其注意力，與戴維森（Davidson，2000）和陳朋等（2018）關(guān)于情緒誘發(fā)策略與腦區(qū)活動(dòng)相關(guān)的結(jié)論一致。并且，由于右側(cè)顳葉的Gamma 波段的變化主要與快樂(lè)的情緒有關(guān)（梁明晶，2022），這說(shuō)明情緒誘發(fā)策略融入VR 學(xué)習(xí)后確實(shí)提高了學(xué)習(xí)者VR 學(xué)習(xí)時(shí)的積極情緒。綜上，VR融入情緒誘發(fā)組與VR 組和視頻組的腦波差異情況也在一定程度上揭示了情緒誘發(fā)策略影響VR 學(xué)習(xí)的腦認(rèn)知規(guī)律。

（二）VR 及VR 融入情緒誘發(fā)對(duì)學(xué)習(xí)者的情緒狀態(tài)有何影響？

本研究發(fā)現(xiàn)VR 融入情緒誘發(fā)組學(xué)習(xí)者的前測(cè)積極情緒顯著高于VR 組和視頻組，但是三組的前測(cè)消極情緒和后測(cè)積極、消極情緒都不存在顯著差異。這表明游戲作為一種情緒誘發(fā)策略可以誘發(fā)學(xué)習(xí)者的積極情緒，這與馬穎峰等（2017）的研究結(jié)論一致。然而，誘發(fā)的積極情緒沒(méi)有延續(xù)到VR 學(xué)習(xí)結(jié)束之后，且學(xué)習(xí)者僅使用VR 學(xué)習(xí)時(shí)也不能獲得積極的情緒體驗(yàn)。結(jié)合上述的腦波分析結(jié)果，經(jīng)由情緒誘發(fā)策略干預(yù)的學(xué)習(xí)者在VR 學(xué)習(xí)時(shí)與快樂(lè)情緒相關(guān)的右側(cè)顳葉的Gamma 波顯著更活躍，表明學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過(guò)程中確實(shí)處于更積極的情緒狀態(tài)當(dāng)中，只不過(guò)在學(xué)習(xí)結(jié)束后的情緒測(cè)量采用主觀報(bào)告方式，此種方式主觀性較強(qiáng)，有可能因?qū)W習(xí)結(jié)束后學(xué)習(xí)者的疲憊感等影響測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

（三）VR 及VR 融入情緒誘發(fā)對(duì)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)和學(xué)習(xí)效果有何影響？

在學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)上，VR 組與視頻組的內(nèi)部動(dòng)機(jī)水平無(wú)顯著性差異，但VR 融入情緒誘發(fā)組的內(nèi)部動(dòng)機(jī)水平顯著高于VR 組和視頻組，且三組間的外部動(dòng)機(jī)水平也不具有顯著的組間差異。這表明，VR 學(xué)習(xí)環(huán)境并沒(méi)有幫助學(xué)習(xí)者獲得更高的內(nèi)外部學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，但當(dāng)在VR 學(xué)習(xí)前融入情緒誘發(fā)策略時(shí)，幫助學(xué)習(xí)者獲得了更高水平的內(nèi)部學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，這與張為忠等（2022）的研究結(jié)論一致。這是因?yàn)閂R 融入情緒誘發(fā)組學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)開始前已經(jīng)處于積極的情緒狀態(tài)，且在學(xué)習(xí)過(guò)程中與積極情緒相關(guān)的大腦右側(cè)顳葉的Gamma 波也更為活躍，而積極情緒與學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)存在相互促進(jìn)的關(guān)系（王雪，等，2020），積極的情緒狀態(tài)幫助學(xué)習(xí)者產(chǎn)生了更高的內(nèi)部動(dòng)機(jī)水平。

在學(xué)習(xí)效果上，VR 組和VR 融入情緒誘發(fā)組的遷移測(cè)試成績(jī)均顯著高于視頻組，表明學(xué)習(xí)者在VR情境下能夠取得更好的學(xué)習(xí)效果，這或許是因?yàn)閂R設(shè)備和資源營(yíng)造出的身臨其境的虛擬世界和更為逼真的交互體驗(yàn)，幫助學(xué)習(xí)者建立起更多的與其內(nèi)在認(rèn)知的聯(lián)系，產(chǎn)生了深度的認(rèn)知加工，最終獲得了更好的遷移應(yīng)用效果（Price，et al.，2021）。另外，更重要的是本研究還發(fā)現(xiàn)VR 融入情緒誘發(fā)組學(xué)習(xí)者的遷移測(cè)試成績(jī)顯著高于VR 組，這表明使用情緒誘發(fā)游戲作為情緒誘發(fā)策略是一種有效的VR 學(xué)習(xí)干預(yù)策略，其誘發(fā)的學(xué)習(xí)者的積極情緒狀態(tài)可轉(zhuǎn)化為更高水平的內(nèi)部動(dòng)機(jī)，幫助學(xué)習(xí)者主動(dòng)自發(fā)地參與學(xué)習(xí)活動(dòng)，投入更多的認(rèn)知加工資源，從而獲得了更好的學(xué)習(xí)效果。

由上述分析可見(jiàn)，在教學(xué)中運(yùn)用VR 技術(shù)不一定會(huì)幫助學(xué)習(xí)者獲得更高的動(dòng)機(jī)水平和更好的學(xué)習(xí)效果，但融入適當(dāng)?shù)膶W(xué)習(xí)干預(yù)策略（如情緒誘發(fā)策略）后能夠促進(jìn)學(xué)習(xí)者獲得更為積極的情緒狀態(tài)、產(chǎn)生更高水平的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，進(jìn)而促進(jìn)學(xué)習(xí)者深度加工和理解學(xué)習(xí)內(nèi)容、發(fā)生有意義的學(xué)習(xí)。

（四）學(xué)習(xí)者的腦波與情緒狀態(tài)、學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)和學(xué)習(xí)效果的關(guān)聯(lián)機(jī)制是什么？

學(xué)習(xí)者的前測(cè)積極情緒與右側(cè)顳葉的Beta 波和雙側(cè)顳葉、前中央的Gamma 波正向相關(guān)，后測(cè)積極情緒與左側(cè)顳葉的Gamma 波正向相關(guān)，這表明積極情緒與顳葉、前中央的腦波活動(dòng)密切相關(guān)，且Beta與Gamma 波更能表現(xiàn)能量波動(dòng)較大的積極情緒（苗敏敏，等，2021；王忠民，等，2021）。因此，更容易表現(xiàn)出學(xué)習(xí)者情緒狀態(tài)的腦波指標(biāo)為顳葉、前中央的Beta波、Gamma 波，可為后續(xù)的相關(guān)研究提供一定的參考。

學(xué)習(xí)者的外部動(dòng)機(jī)水平與顳葉的Beta 波、Gamma 波有正向相關(guān)性，即顳葉區(qū)的Beta 波與Gamma波越活躍、學(xué)習(xí)者的外部動(dòng)機(jī)水平就越高，這與喬志梅等（2005）的研究結(jié)論一致。因此，顳葉的Beta 波、Gamma 波的活躍程度更易表現(xiàn)出學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)水平，可作為學(xué)習(xí)過(guò)程中學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)的腦波指標(biāo)表征。

學(xué)習(xí)者的遷移測(cè)試成績(jī)與前中央的腦波有正向相關(guān)關(guān)系，這與鮑曼等（Bowman，et al.，2018）研究結(jié)果一致。且本研究還進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)者的遷移測(cè)試成績(jī)與前中央的Beta 波、Gamma 波正向相關(guān)，即前中央的Beta 波與Gamma 波越活躍，學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)效果越好，這說(shuō)明前中央的Beta 波與Gamma 波對(duì)學(xué)習(xí)效果具有促進(jìn)作用。因此，可以認(rèn)為大腦前中央的腦波活動(dòng)對(duì)記憶整合與概念學(xué)習(xí)等認(rèn)知過(guò)程非常重要。

綜上所述，顳葉、前中央?yún)^(qū)域的Beta 波、Gamma波越活躍，學(xué)習(xí)者的情緒狀態(tài)越積極、學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)水平越高、學(xué)習(xí)效果也越好。如前所述，學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)與情緒密切相關(guān)，二者存在相互促進(jìn)的關(guān)系，也可稱為情緒即動(dòng)機(jī)（鄒吉林，等，2011），二者能夠共同促進(jìn)學(xué)習(xí)效果的提升。

六、總結(jié)與展望

本研究創(chuàng)新性地將游戲作為情緒誘發(fā)策略融入VR 學(xué)習(xí)中，借助EEG 設(shè)備和相關(guān)測(cè)量工具，深入探討VR 學(xué)習(xí)和融入情緒誘發(fā)策略的VR 學(xué)習(xí)的腦機(jī)制問(wèn)題，依據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，總結(jié)出如下VR 教育應(yīng)用的優(yōu)化策略和使用EEG 技術(shù)開展腦機(jī)制研究的建議，以期為VR 環(huán)境下的大腦認(rèn)知規(guī)律探索及VR 教育應(yīng)用的良性發(fā)展提供參考，從而為我國(guó)教育元宇宙的發(fā)展乃至高質(zhì)量的數(shù)字中國(guó)建設(shè)貢獻(xiàn)力量。

首先，樂(lè)學(xué)始于善誘--在VR 學(xué)習(xí)前運(yùn)用合理的情緒誘發(fā)策略，誘發(fā)學(xué)習(xí)者帶著積極的情緒開始學(xué)習(xí)。本研究使用游戲作為情緒誘發(fā)的手段，并成功誘發(fā)了學(xué)習(xí)者在VR 學(xué)習(xí)前的積極情緒，學(xué)習(xí)過(guò)程中與積極情緒相關(guān)的腦波活躍度更高，學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)和學(xué)習(xí)成績(jī)也顯著更高，但學(xué)習(xí)結(jié)束后的情緒后測(cè)沒(méi)有顯示出更高的積極情緒。因此，一方面后續(xù)研究可采用更為靈敏的情緒測(cè)量方法；另一方面后續(xù)的VR 教學(xué)可以使用多種類型的游戲來(lái)誘發(fā)學(xué)習(xí)者的積極情緒，本研究使用的為益智類的游戲，除此之外還可使用角色扮演類、動(dòng)作類（競(jìng)速游戲、射擊游戲、音樂(lè)游戲、動(dòng)作冒險(xiǎn)類等）、策略類（塔防類、棋牌戰(zhàn)略類、即時(shí)策略類）和模擬類等，游戲的形式可以是合作或者競(jìng)爭(zhēng)。另外還可依據(jù)實(shí)際情況嘗試采用更為豐富適合的情緒誘發(fā)手段，例如，使用情緒性的圖片、音頻、電影片段、閱讀文本等方式，激發(fā)學(xué)習(xí)者產(chǎn)生更為持久的積極情緒。

其次，善學(xué)成于動(dòng)機(jī)--對(duì)VR 學(xué)習(xí)資源進(jìn)行情緒設(shè)計(jì)，幫助學(xué)習(xí)者處于持續(xù)穩(wěn)定的積極情緒狀態(tài)、維持較高的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)水平、進(jìn)而獲得更好的學(xué)習(xí)效果。本研究中VR 組與視頻組的情緒狀態(tài)和學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)都沒(méi)有顯著差異，導(dǎo)致VR 學(xué)習(xí)方式也未能幫助學(xué)習(xí)者全面提高學(xué)習(xí)效果。因此，可通過(guò)情緒設(shè)計(jì)的方法增加VR 學(xué)習(xí)資源的情感溫度，例如，使用暖色、擬人化表情的圖片，含有積極詞語(yǔ)的文本，溫暖、鼓勵(lì)性的聲音，來(lái)表現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容和提供交互反饋功能等，幫助學(xué)習(xí)者與VR 學(xué)習(xí)內(nèi)容和活動(dòng)產(chǎn)生情感連結(jié)，在學(xué)習(xí)過(guò)程中以及學(xué)習(xí)結(jié)束后也能持續(xù)保持良好的情緒狀態(tài)和動(dòng)機(jī)水平，通過(guò)“樂(lè)”中學(xué)達(dá)到善學(xué)的最終目標(biāo)。

最后，高效率的學(xué)習(xí)有賴于大腦工作的底層邏輯--教育者和研究者還應(yīng)持續(xù)深入探索VR 學(xué)習(xí)的腦認(rèn)知規(guī)律，以腦為導(dǎo)向促進(jìn)VR 情境下的高效學(xué)習(xí)。本研究對(duì)于VR 學(xué)習(xí)及融入情緒誘發(fā)策略后的VR 學(xué)習(xí)的腦機(jī)制探索發(fā)現(xiàn)了一些大腦工作的機(jī)理：VR 組學(xué)習(xí)者枕葉區(qū)域的Alpha 波、Beta 波和Gamma波均會(huì)顯著提升；以游戲作為VR 學(xué)習(xí)的情緒誘發(fā)策略，學(xué)習(xí)者在后續(xù)學(xué)習(xí)時(shí)額葉和枕葉區(qū)域的Alpha波、額葉區(qū)域的Beta 波、右側(cè)顳葉區(qū)域的Gamma 波的活躍度都有顯著提高；學(xué)習(xí)者顳葉和前中央?yún)^(qū)域的Beta 波、Gamma 波越活躍，情緒狀態(tài)越積極、學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)水平越高、學(xué)習(xí)效果也越好。這些發(fā)現(xiàn)既為使用情緒誘發(fā)策略改善學(xué)習(xí)者VR 學(xué)習(xí)情緒體驗(yàn)和效果提供了腦機(jī)制方面的證據(jù)，又為VR 情境下學(xué)習(xí)的腦機(jī)制探索、打破教育學(xué)與神經(jīng)科學(xué)之間的交流障礙提供了研究案例，最終可為促進(jìn)學(xué)習(xí)者在新技術(shù)環(huán)境下的大腦認(rèn)知發(fā)展以及高效學(xué)習(xí)提供更多可能性。