沉浸式虛擬現實賦能學習的內在機理
——沉浸感和情感體驗對學習效果的多重影響

□張慕華 祁彬斌 黃志南 朱永海 李云文

一、引言

虛擬現實（Virtual Reality，VR）技術支持的沉浸式學習是智能時代的重要學習方式之一。VR的沉浸性特征能夠通過為學習者提供多空間視角、情境化體驗、促進學習遷移來提升教學效果（Dede，2009）。VR系統可以分為頭戴式（Head Mounted Displays，HMD）、洞穴式（Cave Automatic Virtual Environment，CAVE）以 及 桌 面 式 三 種 類 型（Makransky et al.，2018）。前兩種系統可以給用戶帶來高度的沉浸感，被稱為沉浸式VR（Immersive VR，IVR）系統。

當前，隨著各種消費級HMD的普及，IVR技術在教育領域的應用備受關注。在國外，IVR已經被廣泛用于工程、化學、生物等18個學科領域的學科教學中（Radianti et al.，2020）。在國內，IVR也開始被應用于理工科實驗教學（鐘正等，2018；李欣等，2019；胡藝齡等，2021；劉革平等，2021）、科學概念學習（柳瑞雪等，2019）、空間認知與空間推理技能學習（沈夏林等，2020；柳瑞雪等，2021）、STEM動覺學習（華子荀，2019）、語言學習（梅明玉等，2019；葉新東等，2019）、語文教學中的情感培養（沈夏林等，2019）及寫作學習（楊剛等，2020；2021）等學習情境。Natale等人（2020）在對高等教育和K-12教育領域IVR技術應用的18項實證研究進行系統分析的基礎上發現：（1）IVR有助于學生完成對空間知識表征要求較高的任務；（2）IVR有助于學生勝任在現實世界中不切實際或不可能完成的體驗式學習任務；（3）IVR能夠給學生提供參與學習任務的機會，激發學生的內在動機和學習興趣；（4）IVR能夠通過情境化學習促進學生對科學知識的理解和技能的遷移。綜上可見，IVR技術在教育中的應用在改善學生學習體驗、提升學習效果方面具有巨大潛能。然而，IVR賦能學習的內在機理目前尚不明晰（華子荀等，2021）。

沉浸感是IVR環境引發的獨特心理體驗，也是IVR賦能學習的關鍵因素。已有研究表明，相比傳統媒體，IVR更能促進學生的遷移能力（Makransky et al.，2019a）、設計技能（Kim et al.，2020）、復雜概念理解能力（Lui et al.，2020）、科學學業成績（Liu et al.，2020）等，但是在陳述性和程序性知識的獲得方面，并沒有明顯優勢（胡藝齡等，2021；Makransky et al.，2019a），甚至有副作用（Makransky et al.，2019b）。同時，已有研究發現，相比傳統媒體，IVR環境中學習者報告了更多的情緒喚醒（Kim et al.，2014；Pallavicini et al.，2019；Parong et al.，2020）。根據Plass等人（2019）的研究，IVR環境中學習者感知到的情緒喚醒可能會引發大腦進行額外的認知加工，從而形成外部認知負荷，繼而降低學習效果。

綜上可見，IVR環境引發的沉浸感和情感體驗對IVR學習效果有重要影響。深入探索IVR學習中沉浸感、情感體驗與學習效果之間的復雜關系有望揭示IVR賦能學習的內在機理，最終為IVR支持的教學實踐的開展提供科學依據和理論指導。

二、文獻綜述

1.沉浸感對學習效果的影響

沉浸性是VR的基本特征之一，是衡量技術及其可供性（Affordances）的一種客觀屬性（Cummings et al.，2016）。沉浸感是個體在人機交互中的心理體驗，最初被用來描述玩家在電子游戲中的心理體驗（Brown et al.，2004）。個體的沉浸感體驗具有三個基本特征：（1）忘卻了時間的存在；（2）忘卻了現實世界的存在；（3）因全身心投入而產生一種“置身”于任務環境的感覺（Haywood et al.，2006）。Jennett等人（2008）認為沉浸感是一種僅次于心流（Flow）的心理體驗，可以從專注度、暫時抽離、穿越感、挑戰、情感投入、享樂感6個維度進行描述和測量。其中，專注度（Basic Attention，BA）是指個體在多大程度上感受到自己專注于虛擬環境。暫時抽離（Temporal Dissociation，TD）指個體在多大程度上感受到自己忘記了時間的存在。穿越感（Transportation，T）指個體在多大程度上認為自己在虛擬的環境里而非真實世界。挑戰（Challenge，C）指個體在多大程度上認為任務是有挑戰的。情感投入（Emotional Involvement，EI）指個體在多大程度上產生了對任務的情感依戀，包括在任務中產生的好奇心、同理心等情感體驗。享樂感（Enjoyment，E）指個體在完成任務時的愉悅程度。可見，沉浸感是一種包含多個維度的復雜心理體驗。

IVR環境引發的沉浸感體驗被認為是影響學習成效的重要因素。Makransky等人（2020）的研究表明，IVR學習比視頻學習更能激發學生對科學的學習興趣和自我效能感。柳瑞雪（2019）的研究證實IVR環境相較于傳統教學環境能夠顯著提升學生在科學學習中的自我效能感和集體效能感。此外，還有證據表明IVR環境有助于提升學生的學業表現。例如，Liu等人（2020）的研究表明，相比傳統教學環境，IVR環境能夠顯著提升學生的科學學業成績。Lui等人（2020）發現，IVR環境中學生對復雜科學概念的學習效果顯著優于桌面VR環境中學生的學習效果。Makransky等人（2019a）的研究發現，相比傳統培訓方式，IVR環境能顯著提升學生的實驗技能遷移能力。胡藝齡等人（2021）的研究亦證實IVR環境比桌面仿真環境更有助于提升學生的實驗技能遷移能力與問題解決能力。

上述研究充分證明了IVR環境引發的沉浸感對學習效果的重要影響。然而，作為一種復雜的心理體驗，沉浸感的哪些維度會影響IVR環境中學生的學習效果還有待深入探索，其影響學習的內在機理也尚待揭示。

2.情感對學習效果的影響

由于情感的復雜性和內隱性，學術界尚未對情感的定義達成共識（Plass et al.，2019）。Russell（2003）提出核心情感（Core Affect）這一概念，并將其作為情感心理建構的基本單元。所謂核心情感是一種神經生理學狀態（Neurophysiological State），即個體有意識獲得的一種簡單的無需反思的情緒體驗，這種體驗會影響個體的知覺、認知和行為，并受到許多內因和外因的影響（Russell，2003）。Russell將核心情感進一步劃分為愉悅度（Pleasure）和喚醒度（Arousal）兩個維度，認為可以從這兩個維度建構不同類型的情感。

情感對人類的認知過程（包括感知、注意力、學習、記憶、推理和問題解決等）有重要影響（Tyng et al.，2017）。情感神經科學的研究表明，情感和認知是相互關聯的，情感來自于與處理認知功能相關的腦皮層區域（LeDoux et al.，2017）。情感與記憶的相關研究表明，情感會通過擴大或縮小個體的認知資源，以及情緒依存（Mood-Dependent）的信息編碼和檢索等不同方式影響個體的工作記憶（Plass et al.，2019）。將情感與學習聯系起來的成就情感控制—價值理論（Control-Value Theory of Achievement Emotion，CVT）則描述了學習過程中由控制感和任務價值感引發的成就情感對最終學習結果的影響（Pekrun，2000）。多媒體學習認知—情感整合理論更是強調：學習中，認知過程和情感過程是相互伴隨且不可分割的，當學習者感知多媒體學習環境中的聽覺和視覺信息時，就已經體驗到了核心情感；可以通過設計多媒體學習環境來誘發情感，從而促進學習或認知技能的發展（Plass et al.，2016）。可見，情感對學習效果的影響已經得到證實，情感與認知的復雜關系也正在被逐步揭示。

3.IVR環境中的情感體驗研究

已有研究通過情緒喚醒（Emotional Arousal）和情緒效價（Emotional Valence）兩個維度探究IVR環境中的情感體驗。例如，Kim等人（2014）發現IVR環境和桌面VR環境中學習者的情緒喚醒、情緒效價和學習表現有顯著性差異，IVR環境比桌面VR更能激發學習者的情緒喚醒，帶來更多負面情緒的改變，但IVR環境中學習者需要花費更長的時間完成任務。Lum等人（2018）的研究表明，IVR環境比非IVR環境中學習者表現出更多的積極情緒（如愉悅感），更少的消極情緒（如無聊、生氣）；同時IVR環境中學習者感知到自身的心理努力更少，學習表現更好。Olmos-Raya等人（2018）發現，IVR環境比桌面VR環境更能激發學習者的積極情緒，兩種環境激發的積極情緒對學習動機和興趣均有顯著正向影響，但僅IVR環境激發的積極情緒對知識的即時獲得和長期保留有顯著正向影響。Pallavicini等人（2019）采用自我報告和心率、皮膚電等生理測量的方法收集IVR環境和桌面VR環境中學習者的情緒反應，發現IVR環境中學習者的情緒反應更激烈，特別是在愉悅感和好奇心方面顯著高于桌面VR環境，但IVR環境和桌面VR環境中學習者的學習表現并無顯著性差異。Parong等人（2020）的研究發現：相比桌面VR環境，IVR環境中學習者報告了更多的情緒喚醒、更多的外部認知負荷，在知識的保留和遷移測試中表現更差。可見，IVR環境對激發學習過程中的情感有顯著優勢，然而，在IVR環境激發的各種情感對學習效果的影響上目前學界尚未達成一致，仍需進一步探索。

綜上可見，IVR環境引發的沉浸感和情感體驗對學習效果有重要影響。然而，沉浸感的哪些維度對學習效果有影響，以及什么樣的情感體驗對學習效果有影響尚不清楚。因此，本研究旨在探究沉浸感、情感體驗與學習效果之間的復雜關系，以期為IVR如何賦能學習提供科學依據，為IVR環境下的教與學實踐提供啟示。具體而言，本研究旨在回答如下兩個研究問題：

（1）IVR學習環境中，高低表現組的學生在沉浸感體驗的哪些維度有顯著性差異？

（2）IVR學習環境中，高低表現組的學生在哪些情感體驗方面有顯著性差異？

三、研究設計與實施

1.研究對象

本研究采用招募被試的方式開展實驗，實驗對象為北京市某985高校的76名大一到大四的本科生，其中男生31人，女生45人，年齡在17歲到21歲之間。這些學生中42%所學專業為自然科學，58%所學專業為人文社會科學；超過50%為大四學生，5%為大一新生。這些學生在高中均選修了生物學科，且在高中會考中的生物學科成績均為A等級。這確保了這些學生在生物方面的原有知識是處于同一水平的。

2.實驗環境與材料

本研究使用華為VR Glass系統搭配NOLO CV1交互手柄、一臺高性能工作站以及一臺顯示器搭建IVR學習實驗環境，如圖1所示。

圖1 IVR學習實驗環境

為了讓所有實驗對象適應VR環境，熟悉手柄的基本操作，更好地進行正式實驗，研究選用了虛擬實驗教學服務系統（https://vlab.eduyun.cn/portal/home）中的“做一幅葉畫”VR資源（如圖2所示）對實驗對象進行培訓。在該實驗中，學生需要操作手柄進入一個虛擬實驗室，移動身體來到實驗操作臺前，最后通過操作手柄抓取虛擬實驗臺上的葉子來完成一幅葉畫的制作。在培訓環節，所有實驗對象均未表現出眩暈、惡心等生理不適。在實驗助手的指導下完成上述一系列操作后，所有實驗對象參與了正式實驗。

圖2 “做一幅葉畫”VR資源

在正式實驗環節，研究選用了Body VR公司開發的“人體血液之旅”VR資源（如圖3所示）。該學習材料持續13分鐘左右，通過逼真的模擬場景和精心的交互設計，讓學生身臨其境地感受到自己乘坐位于人體心臟內部小動脈的一個飛行器，開始一段奇妙的人體之旅。通過第一人稱的視角，學生可以在虛擬旅行中學習人體血液細胞的相關知識，包括不同類型的血液細胞及細胞器的形態、內部結構、功能等。通過游戲的方式，學生可以通過控制手柄發射白細胞和抗體，在交互中體驗人體細胞如何與病毒作斗爭。

圖3 “人體血液之旅”VR資源片段

3.實驗流程

整個實驗持續約1個小時，具體的實驗流程如圖4所示，主要包含預調查、VR體驗、正式實驗、測試和體驗調查以及訪談5個環節。

圖4 實驗流程圖

預調查環節主要是讓學生填寫性別、年級、專業、高中生物學科會考成績等基本信息，用時約5分鐘左右。VR體驗環節中，實驗助手會幫助學生佩戴好VR Glass、正確拿握控制手柄，教會學生使用手柄進行交互的操作方法，包括用手柄調整自己在虛擬環境中的位置，操控虛擬場景中的對象，以及退出虛擬環境等基本操作，為接下來的正式實驗做好準備。VR體驗環節持續10分鐘左右。正式實驗環節中，由于體驗時間較長，學生可以坐在轉椅上進行體驗。實驗助手會幫學生調整好轉椅的位置，佩戴好VR Glass和耳機，告訴學生在接下來的VR體驗中，可以自行探索用手柄進行交互。正式實驗結束后，學生完成一份測試題和一份VR體驗調查問卷，耗時20分鐘左右。在訪談環節，教師會根據學生的體驗調查問卷填寫情況進行隨機訪談，時間約5分鐘左右。

4.數據收集與量表工具

研究采用主觀報告的方法收集學生在IVR環境中學習的沉浸感和情感體驗數據，用客觀測量的方法收集學生的學習表現數據，包含知識保留成績和知識遷移成績。沉浸感量表改編自Jennett等人（2008）的沉浸感體驗量表。該量表最初被用來測量用戶在電子游戲中的沉浸感體驗，之后被Cheng等人（2020）用來測量學生在IVR學習環境中的沉浸感體驗。由于本研究所使用的IVR學習材料并沒有包含特定的任務供學生挑戰，挑戰維度的題項被刪減。最終，研究采用的沉浸感量表包含5個維度，每個維度3題，其題項示例和內部一致性信度系數（Cronbach’s Alpha值）如表1所示。

表1 沉浸感體驗量表（Jennett et al.，2008；Cheng et al.，2020）

研究采用Parong等人（2020）開發的適用于VR情境的情感量表。該量表以Russell（2003）的情感模型為理論依據，從喚醒度和愉悅度兩個維度評估學生的情感狀態。每個維度2題，其題項示例和內部一致性信度系數如表2所示。

表2 情感體驗量表（Parong et al.，2020）

表1和表2中的Cronbach’s Alpha值均在0.7以上，說明本研究采用的沉浸感體驗量表和情感體驗量表均具有較好的內部一致性信度。

本研究的測試題目由研究者和一位大學生物學專業教師在參考Meyer等人（2019）的測試題目基礎上改編而成，包含10道檢驗知識保留的選擇題和3道檢驗知識遷移的簡答題，每種類型題目的分值和示例如表3所示。

表3 IVR學習后測題目及示例（Meyer et al.，2019）

為了保證3道遷移測試題目的評分信度，研究者邀請了兩位具有生物學背景的研究人員共同進行評分，在明確了評分標準后，兩位研究人員獨自進行評分。最終，3道遷移測試題目的評分者一致性信度Cohen’s Kappa系數分別為0.85、0.82、0.87，表明3道遷移測試題的評分具有較高的評分者一致性。

四、研究發現

統計分析發現（結果如表4所示），性別、年齡、專業背景（自然科學或人文社會科學）對學生在IVR學習中的沉浸感和情感體驗無顯著性影響。這說明，在本研究中，學生在IVR環境中的沉浸感和情感體驗未受性別、專業背景等影響。

表4 樣本特征對沉浸感和情感體驗的影響

學生在IVR學習結束后的知識保留和知識遷移情況如圖5所示。箱線圖顯示，50%的學生知識保留成績集中在7~9分之間，25%的學生知識保留成績在9分以上，25%的學生知識保留成績低于7分。因此，研究將知識保留成績在9分以上的定義為知識保留高表現組，將成績低于7分的定義為知識保留低表現組，并進一步考察知識保留高低表現組學生在沉浸感和情感體驗方面的差異性。同理，研究將知識遷移成績在22分以上的定義為知識遷移高表現組，將成績低于16分的定義為知識遷移低表現組，并進一步考察知識遷移高低表現組學生在沉浸感和情感體驗方面的差異性。單樣本K-S檢驗發現，樣本不服從正態分布，因此采用Mann-Whitney U檢驗法來分析高低表現組學生在沉浸感和情感體驗各維度的差異性。

圖5 知識保留和知識遷移成績分布箱線圖

1.知識保留高低表現組學生在沉浸感體驗上的差異性分析

為了解知識保留高低表現組學生在沉浸感體驗的哪些維度存在差異，研究對兩組學生沉浸感體驗的5個維度進行了Mann-Whitney U檢驗，結果如表5所示。結果顯示，知識保留高表現組的學生在專注度（BA）、暫時抽離（TD）、穿越感（T）、情感投入（EI）和享樂感（E）5個維度上的得分均高于低表現組，但是僅在專注度（BA）維度存在顯著性差異（p＜0.05）。

表5 知識保留高低表現組沉浸感體驗差異性分析

2.知識遷移高低表現組學生在沉浸感體驗上的差異性分析

同理，為了解知識遷移高低表現組學生在沉浸感體驗的哪些維度存在差異，研究對兩組學生沉浸感體驗的5個維度進行了Mann-Whitney U檢驗，結果如表6所示。結果顯示，知識遷移高表現組的學生在專注度（BA）、暫時抽離（TD）、穿越感（T）和享樂感（E）四個維度上的得分均高于低表現組，但是僅在享樂感（E）維度存在顯著性差異（p＜0.05）。

表6 知識遷移高低表現組沉浸感體驗差異性分析

3.知識保留高低表現組學生在情感體驗上的差異性分析

為了解知識保留高低表現組學生在情感體驗的哪些維度存在差異，研究對兩組學生的情感體驗進行了Mann-Whitney U檢驗，結果如表7所示。結果顯示，知識保留高表現組的學生在積極高喚醒情緒（PH）、積極低喚醒情緒（PL）、消極高喚醒情緒（NH）維度的得分均高于低表現組，但是僅在消極高喚醒情緒（NH）維度具有顯著性差異（p＜0.05）。

表7 知識保留高低表現組情感體驗差異性分析

4.知識遷移高低表現組學生在情感體驗上的差異性分析

為了解知識遷移高低表現組學生在情感體驗的哪些維度存在差異，研究對兩組學生的情感體驗進行了Mann-Whitney U檢驗，結果如表8所示。結果顯示，知識遷移高表現組的學生在積極高喚醒情緒（PH）、積極低喚醒情緒（PL）維度的得分高于低表現組，而在消極高喚醒情緒（NH）、消極低喚醒情緒（NL）維度的得分低于低表現組。知識遷移高低表現組學生僅在消極低喚醒情緒（NL）維度具有顯著性差異（p＜0.05）。

表8 知識遷移高低表現組情感體驗差異性分析

五、結論及啟示

1.專注度是影響IVR環境中學習者知識保留的重要因素

Mann-Whitney U檢驗發現，知識保留高低表現組的學生在專注度上存在顯著性差異。這說明學習者在IVR環境中的專注度是影響其知識保留的潛在重要因素。知識保留反映的是學生的記憶能力（Mayer，2008），而專注度與記憶能力之間的關系已經被證實（Seli et al.，2016）。同時，已有研究表明，IVR環境中那些為了提升沉浸感而增加的誘人細節（例如逼真的場景、精美的動畫等）如果是一些有趣但與學習無關的內容時，往往會分散學生的注意力，給學生帶來較高的外部認知負荷，進而降低學習效果（Parong et al.，2018；Makransky et al.，2019b）。正如在實驗后的訪談環節有學生提到的“虛擬場景搭建得太棒了！有時候會被一些別的元素吸引而錯過一些關鍵知識點的講解……”。可見，IVR環境中，學習者需要保持高度的注意力才可能取得好的學習效果。這也進一步解釋了為什么IVR環境中知識保留高低表現組的學生會在專注度維度具有顯著性差異。

2.消極的高喚醒情緒有助于提升IVR環境中學習者的知識保留

Mann-Whitney U檢驗發現，知識保留高表現組學生報告的消極高喚醒情緒顯著多于低表現組。這與Chittaro等人（2015）的研究發現是一致的，即IVR安全培訓比傳統培訓更能提升學生的安全知識保留成績，也更容易激發學生諸如恐懼之類的消極高喚醒情緒。Parong等人（2020）的研究也發現，IVR學習中的高喚醒情緒會正向影響學生的知識保留表現。同時，情緒喚醒（尤其是消極情緒，如恐懼）作為正向影響記憶的一個重要因素，在已有研究中已經得到證實（Finn et al.，2011）。有關情感對記憶的影響，Plass等人（2019）指出情感可能會通過增強或削弱信息編碼來擴大或縮小個體的認知資源。在本研究中，那些在IVR體驗中感知到更多消極高喚醒情緒的學習者，在信息加工過程中大腦可能增強了對相應信息的編碼，從而提升了記憶效果。例如，有學生在訪談中提及“在病毒入侵人體細胞（環節），當看到好多病毒撲面而來時，還是有點恐懼的，所以對這個畫面印象非常深刻……后面做到有關人體細胞與病毒作斗爭的題目時，腦子里就會浮現出當時的場景……”。

3.享樂感體驗是影響IVR環境中學習者知識遷移的重要因素

Mann-Whitney U檢驗發現，知識遷移高表現組報告的享樂感體驗顯著多于低表現組。這說明學習者在IVR環境中的享樂感體驗是影響其知識遷移的潛在重要因素。知識遷移考察的是學生在新的環境中使用學習材料的能力（Mayer，2008）。IVR通過支持情境化學習促進知識在真實情境中的遷移（Liu et al.，2017）。已有研究已經證實了IVR在促進知識遷移方面的巨大潛能（Olmos-Raya et al.，2018）。同時，Makransky等人（2019a）也發現，IVR學習組與傳統學習組的學生在知識遷移和享樂感方面存在顯著性差異，IVR組的學生表現出更好的遷移測試效果，報告出更多的享樂感。本研究在此基礎上進一步揭示了IVR環境中的享樂感體驗與知識遷移表現之間的微妙關系。例如，有學生在訪談中提到的“非常棒的體驗，有種身臨其境的感覺，特別是自己化身人體細胞與病毒作斗爭的時候，讓我明白了為什么普通感冒過幾天就好了……”。

4.消極的低喚醒情緒不利于IVR環境中學習者的知識遷移

Mann-Whitney U檢驗發現，知識遷移高低表現組的學生在消極低喚醒情緒維度具有顯著性差異，知識遷移低表現組比高表現組報告了更多的消極低喚醒情緒。此研究發現進一步證實了Makransky等人（2021）的研究假設。該研究認為，IVR環境有助于激發學生的情境興趣和內在動機，情境興趣通過提高學生的注意力和投入度來促進其知識保留，繼而促進學習遷移；內在動機通過激發學生的毅力和好奇心來促進學生的知識保留，進一步促進學習遷移。IVR環境中，當學生感知到較多的無聊、郁悶等消極低喚醒情緒時，其情境興趣和內在動機就會被削弱，從而阻礙學習遷移的有效發生。例如，在后續的訪談環節，有學生指出：“學習過程是固定的，大部分時間是在聽知識講解，交互活動比較少，感覺有些無聊。如果能多些交互的話，會更有趣一些，效果也會更好一些。”因此，IVR學習活動設計需要考慮個性化的交互活動設計，避免引發學習者的消極低喚醒情緒，從而確保知識遷移的有效發生，激發IVR技術賦能學習的潛在價值。

上述研究結論為IVR教學研究和實踐提供了如下三點啟示。第一，IVR教學實踐中要平衡學習者的沉浸感體驗和認知負荷。一方面，IVR學習環境設計和開發要最大程度地提升學生的沉浸感體驗，特別是專注度和享樂感體驗，促進知識保留和知識遷移的有效發生。另一方面，IVR教學活動的設計和實施要最大程度地減少學生的外部認知負荷，促進關聯認知負荷，以提升學習效果。第二，IVR教學實踐中要充分考慮學習者的個體特征差異。例如，在本研究中，那些專注度更強的學生在最后的知識保留測試中取得了更好的成績。Cheng等人（2020）的研究也發現，學習者的自我調節能力是影響IVR學習效果的重要因素，自我調節能力強的學習者在IVR學習中更能受益。此外，學習風格也被證實對IVR環境中學習者遷移能力的提升有調節作用，活躍型學習者遷移能力的提升更為顯著（胡藝齡等，2021）。可見，IVR教學實踐中需要特別考慮學習者的自我調節能力、認知風格等個體特征。第三，IVR相關學習研究需要特別關注IVR環境中的情感體驗，明晰認知與情感之間的復雜關系。作為高度可控的人造環境，IVR環境可能是探索情感與認知復雜關系的絕佳實驗場。IVR技術可為研究人員創建一個在生態效度和實驗控制程度上都足夠的研究場域（Smith，2019），促進學術界在情感如何影響認知和學習方面形成清晰的研究結論。

六、總結與展望

研究探索了IVR環境中沉浸感、情感與不同類型的學習結果之間的復雜關系，發現專注度是影響IVR環境中學習者知識保留的重要因素，消極的高喚醒情緒有助于提升IVR環境中學習者的知識保留；享樂感體驗是影響IVR環境中學習者知識遷移的重要因素，消極的低喚醒情緒不利于IVR環境中學習者的知識遷移。基于上述研究發現，IVR教學實踐中要注意平衡學習者的沉浸感體驗和認知負荷，并充分考慮學習者個體特征差異。同時，研究也呼吁學術界關注IVR環境中的情感體驗研究，進一步揭示認知與情感之間的復雜關系。然而，由于研究樣本和IVR學習情境的局限性，本研究的結論需要謹慎地用于其他IVR學習情境。未來，還需要在真實的教學情境中開展大規模長周期的實證研究，以對其進行進一步驗證。此外，研究采用主觀報告的方式收集學生在IVR學習結束后的沉浸感和情感體驗，數據收集的方式比較單一。未來的研究可以捕獲學習者在IVR學習中的眼動、表情、心率等反映學習者沉浸感和情感體驗的生理數據，通過多模態數據的耦合，深入探索IVR環境中沉浸感、情感與學習表現之間的復雜關系。