培養(yǎng)共情能力的VR教育資源設(shè)計與評價

【中圖分類號】G40-057【文獻標識碼】A【論文編號】1009—8097（2025）05—0129—08【DOI】10.3969/j.isn.1009-8097.2025.05.014

共情（Empathy）是指個體面對或想象他人情緒情境時產(chǎn)生的情緒共享與情感反應(yīng)，是社會情感學習的重要組成部分[I]。隨著技術(shù)的快速發(fā)展，教育者可以通過VR 重塑空間，為學生提供“身臨其境”的互動場域，從而感同身受地體驗?zāi)繕巳后w的情感，這為共情能力培養(yǎng)帶來了全新的機遇2]。然而，盡管已有研究證實VR 能夠顯著促進學生的共情反應(yīng)[3]4]，但大多局限于驗證VR某些屬性的效果[5I[6]，如群體間接觸（Intergroup Contact）[7]、觀點采擇（Perspective-Taking）[8][9]、具身體驗（Embodiment Experience）[10]、高度在場感（HighLevels of Presence）[1]、有意義的互動（Meaningful Interactions）[12]等，而并未分析如何設(shè)計這些VR元素以進一步增強共情效果，也缺乏對VR設(shè)計如何更好地實現(xiàn)共情目標的深入探討——這種理論與實踐之間的脫節(jié)現(xiàn)象，限制了VR技術(shù)在共情教育領(lǐng)域的推廣和應(yīng)用。為此，本研究嘗試進行不同于純粹理論研究或?qū)嵶C研究的交叉綜合分析，依托虛擬現(xiàn)實共情框架自主創(chuàng)作VR作品《突觸再生》并驗證其有效性，旨在為VR共情教育資源開發(fā)者提供從設(shè)計到驗證的實踐指導，并為心理健康和社會互動課程教學實踐提供創(chuàng)新方法。

一提升共情能力的VR教學資源設(shè)計分析

共情與特定情境有關(guān)[13]，包含時空框架（體驗環(huán)境）、實體集合（共情對象）、實體之間的相互關(guān)系（共情主體和共情對象之間產(chǎn)生的反應(yīng)聯(lián)結(jié)）三種基本要素[14]。相應(yīng)地，本研究認為VR共情產(chǎn)生的前提有三個，即體驗特定情境、關(guān)注共情對象、產(chǎn)生反應(yīng)聯(lián)結(jié)。

1體驗特定情境 場景重建

在共情教育中，情境的真實性對于學生的情感體驗和認知理解至關(guān)重要[i5]。為此，針對VR場景的設(shè)計可以從靜態(tài)呈現(xiàn)和動態(tài)模擬兩方面入手： ① 靜態(tài)呈現(xiàn)的目標是通過三維重建無限貼近真實世界[1，因此在場景建模時可以采用精細材質(zhì)表現(xiàn)和真實物理光影設(shè)計，使學生迅速認可虛擬空間的真實性； ② 動態(tài)模擬追求環(huán)境的變化符合現(xiàn)實世界的客觀物理規(guī)律[17]，這種對物理規(guī)律的精確模擬不僅增強了虛擬環(huán)境的真實感，還為學生提供了更加沉浸式的體驗，如VR動畫AgeofSail中通過流體力學仿真再現(xiàn)驚濤駭浪，使學生可以切身感受到角色的緊張與恐懼。

2關(guān)注共情對象一一內(nèi)容布局

共情教育的第二要素是“共情對象”，即通過角色、道具等實體集合及其相關(guān)故事信息的呈現(xiàn)，引導學生感知共情對象的特定（主觀）視角[18]，以激發(fā)其認知和情感系統(tǒng)去理解共情對象，進而產(chǎn)生反應(yīng)性情緒和行為[19]。不同于傳統(tǒng)媒介通過“第三只眼”鏡頭去呈現(xiàn)信息內(nèi)容，在VR空間中，學生的視線和注意力成為第一視角，這為教育者提供了新的策略：可以通過空間分布和視覺引導來吸引學生的視線與注意力。

空間分布方面，VR對象的空間分布方式由視點移動方式?jīng)Q定，包括以下三種[20]： ① 固定視點（FixedPOV），VR相機位置固定，受眾視線無需大幅轉(zhuǎn)動，所有內(nèi)容均放置于攝像機的一側(cè)，受眾不必大幅位移； ② 軌道視點（TrackedPOV），將VR相機放置于通道型空間的中央，受眾需要在空間兩側(cè)的內(nèi)容之間來回切換，才能夠掌握全部的信息； ③ 自由移動視點（Free-MovingPOV），將VR相機放置于環(huán)境中央，受眾可以自由探索四周的環(huán)境。

視覺引導方面，現(xiàn)有研究將VR視覺引導方式概括為以下五類[21][22]： ① 色彩光線對比，通過高亮處理來強調(diào)畫面中的重點信息； ② 運動引導，利用人類對運動物體的敏感天性，動態(tài)吸引受眾的注意力； ③ 角色引導，通過角色的視線、面部朝向等引導受眾聚焦特定的信息[23]； ④ 視野限制，通過場景虛化突顯某些敘事要素，以達到引導受眾視線的目的[24]； ⑤ 聲音引導，VR立體聲具有空間定位功能，可以引導受眾關(guān)注關(guān)鍵內(nèi)容?；诖?，設(shè)計者可以結(jié)合空間敘事需求靈活地設(shè)計視點布局，同時采用多感官線索吸引受眾的注意力。

3產(chǎn)生反應(yīng)聯(lián)結(jié) 操作反饋

互動能夠建立個體與他人之間的關(guān)系連接[25][26]，是培養(yǎng)共情能力的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在VR環(huán)境中，學生的操作和系統(tǒng)反饋可以實現(xiàn)更深層次的交互，滿足共情的第三個條件——共情主體與共情對象之間產(chǎn)生反應(yīng)聯(lián)結(jié)。VR互動遵循自然交互原則：采用與真實世界中一致的操作行為，并從VR空間中獲取持續(xù)、實時的反饋信息[27]。常見的VR交互方式包括以下四類：

① 動作交互。VR設(shè)備的6DOF 技術(shù)極大地提升了動作追蹤的精度與穩(wěn)定性，可以提升真實動作與虛擬環(huán)境的融合度。以作品The Line為例，借助手部追蹤功能，受眾無需手柄也可交互，即只需在合適的位置做出相應(yīng)的手勢，便能操控搖桿調(diào)整微縮舞臺，如圖1所示。在此過程中，真實世界的動作與虛擬場景的反饋完全同步，使受眾相信自己在操作畫面中的微縮舞臺，從而產(chǎn)生心理上的臨場感。

② 聲音交互。VR 采用物理聲場和雙耳信號的空間聲音技術(shù)來還原聽覺系統(tǒng)[28]，非常接近真實物理空間的聲場，每個聲音都有其固定位置，可以用來引導受眾[29]?；赩R聲場的特性，通過設(shè)置在特定交互點或方位發(fā)出聲音以進行有效的空間調(diào)度，可以喚起受眾的探索興趣。

③ 觸覺交互。虛擬的“真實”拓展了受眾的想象空間，包裹了其視聽感受，此時仿真世界的回應(yīng)便會受到期待?，F(xiàn)有VR技術(shù)滿足了受眾的視聽需求，未來追求的將是更加真實的物理互動，其中觸覺（Haptics）反饋是關(guān)鍵。得益于觸覺反饋技術(shù)[30]，VR 手柄的震動反饋已被廣泛應(yīng)用于觸覺交互設(shè)計，設(shè)計者通過在交互點增加觸覺反饋，可以提高虛擬行為的真實感，減少受眾反復的視覺驗證，從而在無形中增強沉浸感。

④ 眼神交互。眼神交互是通過實時記錄受眾的眼球運動信息而進行的無接觸交互[31]。例如，作品Manifest99中的NPC總是在刻意回避與受眾進行眼神接觸，一旦雙方眼神接觸并互相凝視，便會展開關(guān)于 NPC身世的故事，如圖2所示。這種交互在一定程度上模擬了“誠懇的眼神交流-走入對方內(nèi)心-傾訴背后故事”的過程，可以讓受眾產(chǎn)生深入探尋他人內(nèi)心世界的意愿。傳統(tǒng)PC要求通過鼠標和鍵盤來實現(xiàn)交互，VR交互則逆轉(zhuǎn)了PC的運行邏輯，使機器迎合人類的行為方式，進行自然的交互。為此，設(shè)計者需要考慮如何根據(jù)不同感官的天生響應(yīng)機制，創(chuàng)造自然的VR操作反饋體驗。

二VRE框架與教育應(yīng)用實例分析

基于上述分析，本研究創(chuàng)建了虛擬現(xiàn)實共情（Virtual RealityEmpathy，VRE）框架，如圖3所示。VRE框架包括共情產(chǎn)生機制、與之對應(yīng)的VR空間設(shè)計要素、結(jié)合創(chuàng)作經(jīng)驗和作品案例分析結(jié)果形成的創(chuàng)作技巧、提煉總結(jié)的設(shè)計原則。為驗證VRE框架在指導設(shè)計實踐中的可行性，本研究基于該框架自主設(shè)計了一款 VR作品——《突觸再生》?？紤]到阿爾茨海默病已成為全球日益關(guān)注的公共健康問題，借助VR 技術(shù)讓學生“親身”體驗患者的生活，有助于深化他們對疾病影響的理解，進而培養(yǎng)學生的同理心和社會責任感。為此，本研究以“阿爾茨海默體驗”為主題，通過VR空間再現(xiàn)了一名阿爾茨海默癥患者的日常生活，期望使學生透過“他”的眼睛、耳朵和身體，身臨其境地體驗患者的恐懼、無助與迷茫，喚起對于阿爾茨海默癥患者的共情，增加對這一特殊群體的理解和關(guān)注。

1特定情境設(shè)計

考慮到我國大部分阿爾茨海默癥患者處于家庭護理狀態(tài)[32]，本研究設(shè)計的作品以室內(nèi)生活空間作為主場景，整體采用了田園裝修風格，以體現(xiàn)患者原本的幸福生活，如圖4所示。遵循“貼近真實”的場景重建原則，本研究應(yīng)用三維等比例建模和動態(tài)仿真模擬，將靜態(tài)呈現(xiàn)與動態(tài)模擬相結(jié)合： ① 材質(zhì)細節(jié)上，精細還原窗戶玻璃的透光性、家具布藝與木質(zhì)紋理的差異，確保視覺效果高度逼真； ② 動態(tài)表現(xiàn)上，模擬窗外自然光的日夜交替、雨滴在窗戶玻璃上滑落、壁爐火焰燃燒等動態(tài)效果，以增強場景的生動性； ③ 所有物體的動態(tài)行為均符合現(xiàn)實物理邏輯，如火焰的自然模擬和雨點的流動軌跡，確保場景的真實感。

2共情對象的視覺引導

作品設(shè)計遵循空間分布和視線引導原則，學生可以從患者視角體驗“自我”逐漸瓦解的過程，歷經(jīng)記憶、行為、認知逐步喪失的多個階段，具體設(shè)計包括： ① 自由探索，以自由視點提供開放式空間，但為避免脫離主線，通過多種視線引導維持敘事的連續(xù)性； ② 視線引導，通過聲音與運動（包括電視畫面與音效、壁爐火焰動態(tài)與劈柴聲），引導學生第一時間鎖定關(guān)鍵元素，并通過角色引導和視野限制（墻上家人的照片隨著關(guān)卡切換逐漸模糊，模擬患者視力與認知的減退），增強學生對患者心理狀態(tài)的理解。通過多種感官刺激，學生將逐步感受曾經(jīng)構(gòu)成“自我”的記憶、行為和認知的逝去，試圖掙扎卻無能為力，直至大腦只剩下零星的碎片和灰蒙蒙的“雪花點”，以深刻理解患者無助與迷茫的處境。

3自然交互設(shè)定

根據(jù)自然模擬的原則，作品設(shè)置了真實感極高的交互方式： ① 任務(wù)操作，《突觸再生》在HTCVIVECosmos 頭戴式設(shè)備上運行，確保學生借助6DOF技術(shù)扮演患者，完成起身、觀看照片、調(diào)整電視、聽收音機等日常活動。隨著病情惡化，患者的聽覺和視覺處理能力逐漸下降，交互操作的精確度也會降低，完成這些任務(wù)將變得越來越具有挑戰(zhàn)性。這種刻意的設(shè)置旨在增強患者生活狀態(tài)的真實感，喚起學生更強烈的共情。 ② 系統(tǒng)反饋，利用定位聲模擬聲場，為聲音賦予空間性和全景性，幫助學生更好地定位空間；結(jié)合眼球追蹤技術(shù)動態(tài)調(diào)整場景，如長時間注視壁爐火光會觸發(fā)光亮變化，營造被柔和的火光包圍的溫暖氛圍。

三VRE框架的有效性驗證

本研究將《突觸再生》作為干預(yù)材料開展前后對照實驗，驗證其在提升學生共情能力方面的有效性，并探討其在教育教學中的應(yīng)用價值。實驗在北京市某高校展開，研究團隊將《突觸再生》作為心理健康教育課程、社會互動單元教輔材料，以期通過VR體驗提升學生的共情能力，促進社會情感學習，培養(yǎng)其親社會行為意識。本研究團隊將VR體驗融入教學，觀察被試在情緒共情和認知共情方面的變化，以及這些變化如何影響其對阿爾茨海默癥患者的理解和態(tài)度。實驗共招募了來自不同專業(yè)的本科生共86名，因1名學生未能全程參與、1名學生信息不完整、8名身邊患有阿爾茨海默癥親友的學生未通過同質(zhì)性檢驗，最終確定的有效被試為76名，平均年齡約為20.6歲。本研究假設(shè)基于VRE框架設(shè)計的《突觸再生》能夠有效提升學生的共情能力，考慮到現(xiàn)有的共情研究主要包括情緒和認知兩個測量維度[33]，故本研究對此假設(shè)進行了拆分，提出了以下兩個假設(shè)：《突觸再生》能夠有效提升學生的情緒共情（H1），《突觸再生》能夠有效提升學生的認知共情（H2）。

1實驗流程

正式實驗為期11天，包含6個步驟： ① 面向被試培訓VR設(shè)備的佩戴和操作方式，因為大約有 90% 的被試從未使用過VR設(shè)備，故本研究團隊于設(shè)備使用前進行指導，并告知可能存在的體驗不適； ② 通過前訪了解被試對阿爾茨海默癥的看法和共情程度，并對被試的行為動機進行前期記錄（同質(zhì)性檢驗包含其中，VR重度使用者、親友患有阿爾茨海默癥者將被標記）； ③ 請被試填寫共情量表進行前測，了解VR干預(yù)前被試的情緒和認知共情情況； ④ 請被試沉浸式體驗《突觸再生》，并對被試進行干預(yù)； ⑤ 對被試進行后測； ⑥ 通過后訪對被試進行深入訪談，挖掘其共情變化及原因。實驗現(xiàn)場如圖5所示。

2測量方法

① 共情量表。本研究借助通用共情量表——人際反應(yīng)指針（Interpersonal Reactivity Index，IRI）量表作為測量工具[34]。該量表共 28個題目，用于測量被試的情緒共情和認知共情狀況[35]。量表采用李克特5點量表計分，用 0～4 分表示從“完全不恰當”到“非常恰當”。

② 半結(jié)構(gòu)訪談。雖然通過量表能對被試的共情程度進行定量分析，但無法對分析結(jié)果進行有效解釋。因此，本研究對干預(yù)后的被試進行了互為對照的半結(jié)構(gòu)性訪談——“VR體驗提升用戶共情研究訪談”，實驗員由2名訪談?wù)吆?名記錄員組成，均為本研究團隊成員。訪談主要關(guān)注兩個方面：一是通過訪談法探尋VR干預(yù)前后，被試情緒和認知兩方面的變化；二是挖掘共情改變的原因，對量表分析結(jié)果進行合理解釋。實驗的最后階段，是對訪談數(shù)據(jù)進行人工初篩，將結(jié)果導入Nvivo11進行編碼與統(tǒng)計。

3實驗結(jié)果

（1）情緒共情

為了衡量情緒共情干預(yù)前后的改善情況，本研究對量表得分進行了配對樣本t檢驗，結(jié)果如表1所示。由表1可知，被試在VR體驗后，情緒共情水平明顯提高（ .M=1.553 ， plt;0.01 ）。這一結(jié)果與訪談數(shù)據(jù)一致——本研究對訪談前后的情緒感知參考點數(shù)量進行了比較（如表2所示），發(fā)現(xiàn)VR體驗后被試對阿爾茨海默患者情緒的描述由主觀想象轉(zhuǎn)為客觀描述，這意味著VR以更加具體、可感的方式讓被試與共情對象進行了情感分享。以被試A為例，其對共情對象的情緒感知，從“可能”這種主觀性猜測和想象，轉(zhuǎn)變?yōu)殛P(guān)于色彩、認知、經(jīng)歷等客觀具象的描述。此外，本研究還發(fā)現(xiàn)，前訪中的人稱代詞為“他（們）”，而后訪中變?yōu)榱恕拔腋惺?、我覺得”——人稱代詞從第三人稱向第一人稱的轉(zhuǎn)變，也說明了被試在VR系統(tǒng)中獲取了對共情對象情緒的主觀體驗。

（2）認知共情

由表1可知，被試在VR干預(yù)前后的認知共情情況存在差異 （plt;0.05） ），且干預(yù)后效果（ M=25.763 ）明顯優(yōu)于干預(yù)前（ M=23.421 ）。訪談數(shù)據(jù)不但肯定了這一結(jié)果，即后訪的編碼參考點遠高于前訪（如表2所示），還提供了新的發(fā)現(xiàn)，即被試結(jié)合自己對生活的理解，進一步分析阿爾茨海默癥患者的心理、思想和態(tài)度，進而產(chǎn)生了親社會行為動機，如被試在后訪中提到：“然后也能理解到當時我鄰居家外婆的媽媽為什么特別想跑，她就天天從家里往外跑，她說還要回去，不知道還要回哪個地方，她就說還要回去，現(xiàn)在就更加能夠理解，能夠共識。我們需要多提供關(guān)懷”。由此可見，部分被試通過VR體驗，不僅提升了對共情對象的情緒和認知共情水平，還促進了個體的親社會行為，這也是培養(yǎng)共情能力的重要目的。

四結(jié)論與反思

上述實驗數(shù)據(jù)分析結(jié)果顯示，學生的情緒共情和認知共情水平顯著提升。也就是說，基于VRE 框架設(shè)計的作品能夠有效提升學生的情緒共情和認知共情。此外，學生在體驗后的訪談中表達了對患者更深層次的理解和同情，這表明VR體驗不僅提升了學生的共情能力，還激發(fā)了其親社會行為動機。據(jù)此，本研究建議教育者將VR技術(shù)作為社會情感學習的一部分，特別是在處理敏感和復雜的社會議題時，可以設(shè)計相關(guān)的課程活動，使學生通過VR體驗來探討和反思共情的重要性。

VR 的沉浸感、多感官互動和全景成像，使其成為“終極共情培養(yǎng)機器”。然而，對于如何創(chuàng)造這樣一臺機器的設(shè)計卻鮮有研究。本研究采用“理論建構(gòu) + 設(shè)計實踐 ₁+ 效果驗證”的路徑，提出一套系統(tǒng)化的VR共情設(shè)計框架，以期為相關(guān)領(lǐng)域的研究和實踐提供參考。當然，本研究只是VR共情設(shè)計討論的一個起點，還存在一些缺陷，如目前本作品不同體驗階段的切換方式是“黑場”，在后續(xù)工作中，研究團隊將迭代作品轉(zhuǎn)場方式，使情節(jié)過渡和進展更加自然。此外，長期來看，VR共情訓練可能會對學生的情感發(fā)展和社會參與產(chǎn)生深遠的影響，教育者需考慮如何持續(xù)跟蹤并評估這些影響。

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Design and Evaluation of VR Educational Resources for Cultivating Empathy Ability

JIANG Xi-Na1 JIWen-Yan1 LI Sheng-Tian2 YANG Yu-Qin3 ZHOU Wen1[Corresponding Author]

（1.School ofArtsamp; Communication，BeijingNormal University，Beijing，China 100875; 2. GraduateSchool ofMedia esign，Keio UniversityYokohama，Kanagawa，Japan 223-8521; 3.Department ofAI Education，Central China Normal University，Wuhan，Hubei， China 430079）

Abstract：Empathydefinedastheabilitytounderstandandfeeltheemotionsofothers，hasaprofoundimpactonindividual socializationand educational practices.Although the immersiveand interactivecharacteristicsof Virtual Reality（VR）offers uniquetechnological support forcultivating empathy，there is stillalack of systematicresearch on VR designat present， especiallythelack ofclear design principles and frameworks toguide howtocreate virtual environments for empathytraining. Therefore，starting from the educational needs，this paper constructed a virtual reality empathy （VRE）framework，and independentlydevelopedthe VR intervention work itledSynaptic Regeneration with thethemeof\"Experienceof Alzheimer's Patients”.Through empiricalresearch，thedesign principlesand effectivenessoftheVREframework werevalidated，with results demonstrating this framework significantlyenhancedstudents’empatheticability.Throughresearch，this paperaimed to provide practical guidance for developersof VR empathyeducational resources from design to validation，andoffer innovative methods for the teaching practice of mental health and social interaction courses.

Keywords： empathy ability; VR; design framework; effectiveness verification; teaching application