具身程度對大學(xué)生虛擬實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的影響研究

張金瑩 楊現(xiàn)民 胡永斌

[摘? ?要] 具身程度是虛擬實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和應(yīng)用的關(guān)鍵要素。虛擬實(shí)驗(yàn)的具身程度如何劃分，不同具身程度對虛擬實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)效果有何影響，這些問題至今鮮有研究。本研究首先基于具身認(rèn)知理論和“經(jīng)驗(yàn)之塔”理論，將虛擬實(shí)驗(yàn)劃分為高具身、中具身、低具身三種級別。然后，采用元分析方法，對國內(nèi)外36篇期刊論文的77項(xiàng)實(shí)驗(yàn)與準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行量化分析。研究發(fā)現(xiàn)：（1）虛擬實(shí)驗(yàn)對大學(xué)生的學(xué)習(xí)效果有中等偏上的正向促進(jìn)作用；（2）虛擬實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用效果受調(diào)節(jié)變量（學(xué)科類型、知識類型、具身程度）的影響而存在差異；（3）高具身虛擬實(shí)驗(yàn)在醫(yī)學(xué)和工學(xué)等學(xué)科中的應(yīng)用效果更好，有利于程序性知識與陳述性知識的學(xué)習(xí)，對大學(xué)生非認(rèn)知能力的發(fā)展有顯著影響；（4）中具身虛擬實(shí)驗(yàn)在醫(yī)學(xué)等學(xué)科中的應(yīng)用效果更好，有利于陳述性知識的學(xué)習(xí)，對大學(xué)生認(rèn)知能力的發(fā)展有顯著影響；（5）低具身虛擬實(shí)驗(yàn)在工學(xué)和教育學(xué)中的應(yīng)用效果較好。

[關(guān)鍵詞] 虛擬實(shí)驗(yàn)； 具身認(rèn)知； 具身程度； 學(xué)習(xí)效果； 元分析

[中圖分類號] G434? ? ? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A

[作者簡介] 張金瑩（1998—），女，山東臨沂人。碩士研究生，主要從事虛擬現(xiàn)實(shí)教育應(yīng)用研究。E-mail：jinying_939@163.com。胡永斌為通訊作者，E-mail：huyb@jsnu.edu.cn。

一、引? ?言

隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的不斷發(fā)展，虛擬實(shí)驗(yàn)逐漸成為教育教學(xué)的重要輔助手段。與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)相比，虛擬實(shí)驗(yàn)不僅能有效解決“三高”（高危險(xiǎn)、高成本、高污染）與“四難”（難觀摩、難實(shí)操、難進(jìn)入、難再現(xiàn)）問題[1]，更可以提供豐富的實(shí)驗(yàn)場景和實(shí)驗(yàn)類型，為大學(xué)生實(shí)踐能力培養(yǎng)帶來新的契機(jī)。具身認(rèn)知理論認(rèn)為，信息加工過程根植于學(xué)習(xí)者與學(xué)習(xí)環(huán)境的交互行為中，沉浸式虛擬實(shí)驗(yàn)相比傳統(tǒng)的非沉浸式虛擬實(shí)驗(yàn)，更有助于學(xué)生的深層次信息加工，這表明虛擬實(shí)驗(yàn)的具身程度越高，學(xué)生在虛擬環(huán)境中的學(xué)習(xí)效果可能越好[2-3]。然而，已有的元分析研究并未將具身程度作為調(diào)節(jié)變量進(jìn)行分析，而是將虛擬實(shí)驗(yàn)作為整體去分析其對學(xué)習(xí)效果的影響[4]，或者只分析某種具身程度的虛擬實(shí)驗(yàn)對學(xué)習(xí)效果的影響[5-6]。本研究擬在探究虛擬實(shí)驗(yàn)具身程度劃分的基礎(chǔ)上，采用元分析方法對國內(nèi)外77項(xiàng)實(shí)驗(yàn)和準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整合分析以探究不同具身程度對大學(xué)生虛擬實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)效果的影響。

二、虛擬實(shí)驗(yàn)具身程度模型

由于不同具身程度的虛擬實(shí)驗(yàn)?zāi)軌驇Ыo學(xué)生不同的交互體驗(yàn)，研究者嘗試構(gòu)建面向虛擬實(shí)驗(yàn)的具身學(xué)習(xí)環(huán)境，并探究不同具身程度對學(xué)生的學(xué)習(xí)效果的影響。依據(jù)感知運(yùn)動(dòng)參與程度、“手勢—內(nèi)容”一致性、感知沉浸性三個(gè)因素，Glenberg等人首次對學(xué)習(xí)環(huán)境的具身程度進(jìn)行了劃分[7]。柴陽麗等人在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)，以感知—運(yùn)動(dòng)的參與量、姿態(tài)動(dòng)作一致性程度和沉浸感三個(gè)因素將具身程度劃分為四度[8]。而最新的研究中，王辭曉等人通過虛擬實(shí)驗(yàn)的硬件設(shè)備與教學(xué)交互的類型，將具身程度從學(xué)習(xí)者參與程度、涉及的硬件技術(shù)及教學(xué)交互三個(gè)方面劃分為四種交互程度：全身、涉身、控件、替代[3]。然而，由于以上劃分沒有考慮到人類學(xué)習(xí)的經(jīng)驗(yàn)存在抽象級別的層次差異，本研究認(rèn)為應(yīng)將具身學(xué)習(xí)的涉身性、情境性和生成性等核心特征[9-11]與戴爾的“經(jīng)驗(yàn)之塔”理論相結(jié)合，重新考慮具身程度的劃分問題。

戴爾于1946年提出的“經(jīng)驗(yàn)之塔”，將活動(dòng)行為產(chǎn)生的經(jīng)驗(yàn)劃分為“具體—抽象”連續(xù)譜系。該理論認(rèn)為，人類的學(xué)習(xí)即經(jīng)驗(yàn)的獲取共包括三個(gè)大類、十個(gè)層次。戴爾的“經(jīng)驗(yàn)之塔”表征學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)的獲取是從直接參與到圖像代替，再到抽象符號表示的漸進(jìn)發(fā)展過程。根據(jù)人類學(xué)習(xí)從簡單到復(fù)雜、從形象到抽象的認(rèn)知規(guī)律，選擇適宜的涉身方式，使自身的認(rèn)知過程符合認(rèn)知規(guī)律，才能達(dá)到最佳的學(xué)習(xí)效果。因此，“經(jīng)驗(yàn)之塔”是一個(gè)學(xué)習(xí)隱喻，較低的層次更加具體和感性，需要身體的涉入較多，而較高的層次更加抽象和理性，更少依靠身體的涉入。

據(jù)此，依據(jù)戴爾的“體驗(yàn)之塔”可將人類學(xué)習(xí)分為高具身學(xué)習(xí)、中具身學(xué)習(xí)和低具身學(xué)習(xí)。高具身學(xué)習(xí)對應(yīng)“做的經(jīng)驗(yàn)”，學(xué)習(xí)者使用他們的身體作為探索、操縱和表達(dá)的工具；中具身學(xué)習(xí)對應(yīng)“觀察的經(jīng)驗(yàn)”，學(xué)習(xí)者使用他們的身體作為表達(dá)、交流和反饋的媒介；低具身學(xué)習(xí)對應(yīng)“抽象的經(jīng)驗(yàn)”，學(xué)習(xí)者使用他們的身體作為外圍輸入設(shè)備。本研究從具身認(rèn)知理論的角度，構(gòu)建出學(xué)習(xí)環(huán)境具身級別分類模型，包括低具身、中具身、高具身三大級別，具體如圖1所示。

虛擬實(shí)驗(yàn)所強(qiáng)調(diào)的“具身”程度，是指實(shí)驗(yàn)者在多大程度上使用身體參與到實(shí)驗(yàn)操作中。高具身虛擬實(shí)驗(yàn)強(qiáng)調(diào)調(diào)動(dòng)實(shí)驗(yàn)者全身的感覺與運(yùn)動(dòng)器官，使用虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備進(jìn)行交互，因而具有高度沉浸感和真實(shí)的情感體驗(yàn)，其涉身性、情境性和生成性最強(qiáng)；中具身虛擬實(shí)驗(yàn)要求實(shí)驗(yàn)者能運(yùn)用多種感官感知實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，使用手持設(shè)備進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，其涉身性、情境性和生成性較強(qiáng)；低具身虛擬實(shí)驗(yàn)主要依靠視聽覺參與，使用鼠標(biāo)、鍵盤等設(shè)備進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，情感體驗(yàn)較差，其涉身性、情境性、生成性較弱。據(jù)此可以制定出具身級別的分類標(biāo)準(zhǔn)，具體見表1。

三、研究方法與過程

本研究采用博倫斯坦等人提出的元分析方法，通過對文獻(xiàn)進(jìn)行檢索篩選與編碼的方法獲取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算虛擬實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)效果的平均效應(yīng)值[12]。本研究使用CMA3.7（ComprehensiveMetaAnalysis3.7）作為數(shù)據(jù)分析工具，采用Hedges' g作為效應(yīng)值指標(biāo)。

（一）文獻(xiàn)檢索與篩選

1. 文獻(xiàn)檢索標(biāo)準(zhǔn)

本研究以Web of Science數(shù)據(jù)庫作為主要數(shù)據(jù)來源，檢索用中文關(guān)鍵詞包括學(xué)習(xí)成效和虛擬實(shí)驗(yàn)，外文檢索詞包括simulation、virtual lab、virtual manipulation、 virtual experiment、 learning gain、learning outcome、learning achievement、learning effectiveness、 learning performance，關(guān)鍵詞通過“AND”和“OR”拼接使用。文獻(xiàn)檢索時(shí)間為2015年1月1日至2023年8月31日。

2. 文獻(xiàn)篩選標(biāo)準(zhǔn)

為得到精確的數(shù)據(jù)來源，在文獻(xiàn)篩選開始前，本研究制定了一系列排除規(guī)則：第一，研究方法需為實(shí)驗(yàn)或準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)；第二，自變量為虛擬實(shí)驗(yàn)的對照實(shí)驗(yàn)；第三，因變量為學(xué)習(xí)效果，應(yīng)包含認(rèn)知能力與非認(rèn)知能力；第四，研究應(yīng)提供完整的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；第五，學(xué)段為大學(xué)生，包括大專、本科、研究生。

（二）變量設(shè)定與編碼

本研究選取的調(diào)節(jié)變量包括：學(xué)科類型、知識類型、具身程度。編碼規(guī)則如下：（1）學(xué)科類型以教育部于2018年發(fā)布的《學(xué)位授予和人才培養(yǎng)學(xué)科目錄》為參考依據(jù)[13]；（2）知識類型為虛擬實(shí)驗(yàn)所屬的知識種類，以安德森對知識的劃分為依據(jù)[14]；（3）虛擬實(shí)驗(yàn)的具身程度包括高具身、中具身、低具身三個(gè)層級。本研究共有三名人員參與編碼，兩名人員首先進(jìn)行編碼，當(dāng)遇見分歧時(shí)由第三名人員進(jìn)行再次編碼，確保編碼的準(zhǔn)確性。

四、數(shù)據(jù)分析與結(jié)果

（一）虛擬實(shí)驗(yàn)對學(xué)習(xí)結(jié)果影響的整體分析

1. 發(fā)表偏倚檢驗(yàn)

本研究采用漏斗圖法（Funnel Plot）將研究結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)誤差與效應(yīng)量繪制在同一張圖上，通過觀察圖形檢驗(yàn)是否存在發(fā)表偏倚，發(fā)表偏倚如圖2所示。該圖表明，大部分效應(yīng)值都集中在漏斗圖的上部有效區(qū)域內(nèi)，且較均勻地分布在平均效應(yīng)值的兩側(cè)，這表示所納入的研究樣本不存在明顯的出版偏差，本研究元分析結(jié)果具有可靠性。

2. 異質(zhì)性檢驗(yàn)與整體效應(yīng)檢驗(yàn)

異質(zhì)性檢驗(yàn)與整體效應(yīng)檢驗(yàn)結(jié)果見表2。本實(shí)驗(yàn)共得到77條樣本量進(jìn)行量化研究。本研究Q值為452.965（p<0.001），I2值為83.222%，表明本研究的異質(zhì)性較高。因此，在進(jìn)一步分析時(shí)應(yīng)選擇隨機(jī)效應(yīng)模型。最終得到虛擬實(shí)驗(yàn)對學(xué)習(xí)效果的合并效應(yīng)值為0.611，表明虛擬實(shí)驗(yàn)對學(xué)習(xí)效果具有較高程度的正向促進(jìn)作用。

（二）虛擬實(shí)驗(yàn)對認(rèn)知能力和非認(rèn)知能力的影響分析

基于前人的研究結(jié)論[15-16]，本研究將學(xué)習(xí)結(jié)果分為認(rèn)知能力和非認(rèn)知能力。認(rèn)知能力是指學(xué)生處理信息、記憶、思考、學(xué)習(xí)、解決問題等方面的能力，通常與智力相關(guān)，如學(xué)業(yè)成績和學(xué)習(xí)能力等；非認(rèn)知能力則是指一個(gè)人的人格特質(zhì)、情感控制、社交技能、動(dòng)機(jī)和自我調(diào)節(jié)等方面的能力，通常與情感、性格、態(tài)度等方面有關(guān)，如臨場感、學(xué)習(xí)興趣、自我效能感、學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)等。

虛擬實(shí)驗(yàn)對學(xué)生認(rèn)知能力與非認(rèn)知能力都具有中等程度以上的顯著效果。虛擬實(shí)驗(yàn)對認(rèn)知能力的整體效應(yīng)值為0.581（p<0.001），表明具有中等程度的正向影響；而虛擬實(shí)驗(yàn)對非認(rèn)知能力的整體效應(yīng)值為0.673（p<0.001），表明虛擬實(shí)驗(yàn)對學(xué)生的非認(rèn)知能力的發(fā)展具有較高程度的促進(jìn)作用。具體見表3。

（三）虛擬實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)結(jié)果的調(diào)節(jié)效應(yīng)分析

從學(xué)科類型來看，虛擬實(shí)驗(yàn)主要集中在醫(yī)學(xué)（N=42）、工學(xué)（N=12）和教育學(xué)（N=15），理學(xué)（N=8）相對來說研究較少。其中，工學(xué)的效應(yīng)值為0.512，教育學(xué)的效應(yīng)值為0.544，理學(xué)的效應(yīng)值為0.463，醫(yī)學(xué)的效應(yīng)值為0.703。整體來說，虛擬實(shí)驗(yàn)在不同學(xué)科的效應(yīng)值處于0.2至0.8之間，這表明虛擬實(shí)驗(yàn)對不同學(xué)科的學(xué)習(xí)有不同程度的積極影響。虛擬實(shí)驗(yàn)在醫(yī)學(xué)學(xué)科的效應(yīng)值較高，說明虛擬實(shí)驗(yàn)對醫(yī)學(xué)學(xué)習(xí)具有較高程度的正向促進(jìn)作用；理學(xué)、工學(xué)和教育學(xué)的效應(yīng)值在0.5左右，表明虛擬實(shí)驗(yàn)對理學(xué)、工學(xué)和教育學(xué)的學(xué)習(xí)都具有中等程度的影響。

從知識類型來看，虛擬實(shí)驗(yàn)用于程序性知識（N=60）學(xué)習(xí)的研究多于陳述性知識（N=17）的研究。陳述性知識的效應(yīng)值（Hedges'g=0.976，p<0.000）高于程序性知識的效應(yīng)值（Hedges'g=0.506，p<0.000），表明虛擬實(shí)驗(yàn)更有利于學(xué)生學(xué)習(xí)陳述性知識。陳述性知識的效應(yīng)值高于0.8，表明虛擬實(shí)驗(yàn)對陳述性知識的學(xué)習(xí)具有較高層次的正向影響；程序性知識的效應(yīng)值在0.5左右，表明虛擬實(shí)驗(yàn)對程序性知識的學(xué)習(xí)具有中等層次的正向影響。

從具身程度來看，高具身虛擬實(shí)驗(yàn)（N=35）與低具身虛擬實(shí)驗(yàn)（N=27）應(yīng)用較多，而中具身（N=15）虛擬實(shí)驗(yàn)則相對較少。高具身虛擬實(shí)驗(yàn)的效應(yīng)值（Hedges' g=0.809，p<0.000）高于中具身（Hedges'g=0.520，p<0.000）和低具身虛擬實(shí)驗(yàn)的效應(yīng)值（Hedges'g=0.375，p<0.005）。高具身組的效應(yīng)值高于0.8，表明高具身虛擬實(shí)驗(yàn)對學(xué)生學(xué)習(xí)效果具有較高層次的正向促進(jìn)作用；中具身效應(yīng)值大于0.5，表明中具身虛擬實(shí)驗(yàn)對學(xué)生學(xué)習(xí)效果具有中等程度的正向促進(jìn)作用；而低具身組效應(yīng)值為0.375，表明低具身虛擬實(shí)驗(yàn)對學(xué)生學(xué)習(xí)效果具有較低程度的正向促進(jìn)作用。研究發(fā)現(xiàn)，隨著具身程度的提高，虛擬實(shí)驗(yàn)對學(xué)習(xí)效果越積極，則表明沉浸式的虛擬實(shí)驗(yàn)更有利于提升學(xué)習(xí)效果。

（四）不同具身程度的虛擬實(shí)驗(yàn)亞組分析

本研究進(jìn)一步就不同具身程度虛擬實(shí)驗(yàn)對學(xué)習(xí)效果的影響進(jìn)行分析，結(jié)果見表4。

1. 高具身虛擬實(shí)驗(yàn)對學(xué)習(xí)的促進(jìn)作用及其調(diào)節(jié)變量分析

由表4可知，在認(rèn)知能力方面，高具身虛擬實(shí)驗(yàn)的整體效應(yīng)值是0.714，表明高具身虛擬實(shí)驗(yàn)對認(rèn)知能力具有較高程度的正向促進(jìn)作用；在非認(rèn)知能力方面，高具身虛擬實(shí)驗(yàn)的整體效應(yīng)值為1.010，表明高具身虛擬實(shí)驗(yàn)對非認(rèn)知能力也具有較高程度的正向促進(jìn)作用。

高具身虛擬實(shí)驗(yàn)調(diào)節(jié)變量分析結(jié)果顯示：（1）從學(xué)科類型來看，高具身虛擬實(shí)驗(yàn)在醫(yī)學(xué)（Hedges'g=0.892，p<0.001）和工學(xué)（Hedges'g=0.743，p<0.001）中對學(xué)生的學(xué)習(xí)成效具有較強(qiáng)的正向促進(jìn)作用，在教育學(xué)（Hedges'g=0.588，p<0.001）中則具有中等程度的正向促進(jìn)作用，但在理學(xué)（Hedges'g=1.681，p>0.05）中未達(dá)到統(tǒng)計(jì)學(xué)上的顯著意義；（2）從知識類型來看，高具身虛擬實(shí)驗(yàn)對陳述性知識（Hedges'g=0.834，p<0.001）與程序性知識（Hedges'g=0.792，p<0.001）的學(xué)習(xí)具有較強(qiáng)的正向促進(jìn)作用。

2.中具身虛擬實(shí)驗(yàn)對學(xué)習(xí)的促進(jìn)作用及其調(diào)節(jié)變量分析

由表4可知，在認(rèn)知能力方面，中具身虛擬實(shí)驗(yàn)的整體效應(yīng)值是0.693，表明中具身虛擬實(shí)驗(yàn)對認(rèn)知能力具有較高程度的正向促進(jìn)作用；在非認(rèn)知能力方面，中具身虛擬實(shí)驗(yàn)的整體效應(yīng)值是0.407，表明中具身虛擬實(shí)驗(yàn)對認(rèn)知能力的發(fā)展具有中等程度的正向促進(jìn)作用。

中具身虛擬實(shí)驗(yàn)調(diào)節(jié)變量分析結(jié)果顯示：（1）從學(xué)科類型來看，中具身虛擬實(shí)驗(yàn)對醫(yī)學(xué)（Hedges'g=0.691，p<0.001）具有中等偏上的正向促進(jìn)作用，而在工學(xué)（Hedges'g=0.078，p>0.05）中則未達(dá)到統(tǒng)計(jì)學(xué)上的顯著意義；（2）從知識類型來看，中具身虛擬實(shí)驗(yàn)對陳述性知識（Hedges' g=0.061，p<0.001）的學(xué)習(xí)具有較高程度的正向促進(jìn)作用，對程序性知識（Hedges'g=0.382，p<0.001）的學(xué)習(xí)則具有較低程度的正向促進(jìn)作用。

3.低具身虛擬實(shí)驗(yàn)對學(xué)習(xí)的促進(jìn)作用及其調(diào)節(jié)變量分析

由表4可知，在認(rèn)知能力方面，低具身虛擬實(shí)驗(yàn)的整體效應(yīng)值是度的正向促進(jìn)作用；在非認(rèn)知能力方面，低具身虛擬實(shí)驗(yàn)未達(dá)到統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上的顯著水平（p>0.05）。

低具身虛擬實(shí)驗(yàn)調(diào)節(jié)變量分析結(jié)果顯示：（1）從學(xué)科類型來看，低具身虛擬實(shí)驗(yàn)在工學(xué)（Hedges'g=0.558，p<0.05）和教育學(xué)（Hedges'g=0.451，p<0.005）中具有中等程度的正向促進(jìn)作用；但在理學(xué)和醫(yī)學(xué)中未達(dá)到顯著水平（p>0.05）；（2）從知識類型來看，低具身虛擬實(shí)驗(yàn)對程序性知識（Hedges'g=0.279，p<0.05）的學(xué)習(xí)具有較低程度的正向促進(jìn)作用，而對陳述性知識的學(xué)習(xí)則未達(dá)到顯著水平（p>0.05）。

五、結(jié)論與思考

本研究采用元分析方法，對36篇有關(guān)虛擬實(shí)驗(yàn)對學(xué)習(xí)效果影響的實(shí)驗(yàn)與準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)研究論文進(jìn)行分析。研究發(fā)現(xiàn)：（1）虛擬實(shí)驗(yàn)對大學(xué)生的學(xué)習(xí)效果有中等偏上的正向促進(jìn)作用；（2）虛擬實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用效果受調(diào)節(jié)變量（學(xué)科類型、知識類型、具身程度）的影響而存在差異；（3）高具身虛擬實(shí)驗(yàn)在醫(yī)學(xué)和工學(xué)等學(xué)科中的應(yīng)用效果更好，利于程序性知識與陳述性知識的學(xué)習(xí)，對大學(xué)生非認(rèn)知能力的發(fā)展有顯著影響；（4）中具身虛擬實(shí)驗(yàn)在醫(yī)學(xué)等學(xué)科中的應(yīng)用效果更好，有利于陳述性知識的學(xué)習(xí)，對大學(xué)生認(rèn)知能力的發(fā)展有顯著影響；（5）低具身虛擬實(shí)驗(yàn)在工學(xué)和教育學(xué)中的應(yīng)用效果較好。綜合以上分析可以發(fā)現(xiàn)，不同具身程度的虛擬實(shí)驗(yàn)對大學(xué)生的學(xué)習(xí)效果都具有較高的促進(jìn)作用，且在不同學(xué)科、知識類型中也有不同程度的影響。依據(jù)研究結(jié)論，本研究給出如下建議：

（一）加速推進(jìn)高具身虛擬實(shí)驗(yàn)在高等教育的開發(fā)和應(yīng)用

本研究發(fā)現(xiàn)，相比中、低具身虛擬實(shí)驗(yàn)，高具身虛擬實(shí)驗(yàn)對大學(xué)生的學(xué)習(xí)具有更好的效果。當(dāng)前，圍繞立德樹人根本任務(wù)，教育部高度重視大學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神培養(yǎng)，提出“以現(xiàn)代信息技術(shù)為依托，以相關(guān)專業(yè)類急需的實(shí)驗(yàn)教學(xué)信息化內(nèi)容為指向，以完整的實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目為基礎(chǔ)，建設(shè)示范性虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目”，以支撐高等教育教學(xué)質(zhì)量全面提高[25]。2019年以來，教育部共計(jì)認(rèn)定了1194門國家級虛擬仿真一流課程，發(fā)布在虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目共享平臺（www.ilab-x.com），涉及工學(xué)、理學(xué)、教育學(xué)、文學(xué)、歷史學(xué)、醫(yī)學(xué)等11個(gè)學(xué)科門類。然而，這些課程主要提供低具身虛擬實(shí)驗(yàn)，高具身程度的實(shí)驗(yàn)比例較低。為此，高校應(yīng)以現(xiàn)有虛擬仿真一流課程為基礎(chǔ)，加速推進(jìn)高具身虛擬實(shí)驗(yàn)的開發(fā)及其在專業(yè)實(shí)踐能力培養(yǎng)中的應(yīng)用，充分發(fā)揮高具身虛擬實(shí)驗(yàn)的涉身性、情境性和生成性，調(diào)動(dòng)學(xué)生的身體經(jīng)驗(yàn)，促進(jìn)學(xué)生對知識的理解、遷移和技能形成。此外，在高校應(yīng)建設(shè)相應(yīng)的專業(yè)虛擬實(shí)驗(yàn)室，針對專業(yè)學(xué)習(xí)中的“三高”與“四難”問題，開發(fā)或引入系列主題的高具身虛擬實(shí)驗(yàn)，將虛擬實(shí)驗(yàn)和真實(shí)實(shí)驗(yàn)同樣納入實(shí)驗(yàn)考核，使虛擬實(shí)驗(yàn)對實(shí)踐能力培養(yǎng)的促進(jìn)作用達(dá)到新的高度。

（二）選擇知識類型與具身程度相匹配的虛擬實(shí)驗(yàn)

程序性知識和陳述性知識是人類學(xué)習(xí)的兩種典型知識類型。程序性知識強(qiáng)調(diào)操作技能培養(yǎng)，需要學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐，不斷重復(fù)實(shí)驗(yàn)以掌握操作技能。高具身虛擬實(shí)驗(yàn)提供高交互的虛擬學(xué)習(xí)場景和技能操作訓(xùn)練，更適合于程序性知識的學(xué)習(xí)。相比之下，陳述性知識強(qiáng)調(diào)觀念與概念的理解，需要學(xué)生將注意力集中在對知識的理解上，并不需要與學(xué)習(xí)環(huán)境有過多的交互，因此，低具身虛擬實(shí)驗(yàn)就可以滿足。不同具身程度的虛擬實(shí)驗(yàn)各有其特點(diǎn)與優(yōu)勢，高具身虛擬實(shí)驗(yàn)可以提供較強(qiáng)的沉浸性與交互性，可以高度仿真學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐的虛擬場景，而低具身虛擬實(shí)驗(yàn)場景設(shè)置較簡單，忽略很多虛擬環(huán)境中與學(xué)習(xí)無關(guān)的元素，有助于學(xué)生將注意力集中在對概念的理解中。因此，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，應(yīng)匹配虛擬實(shí)驗(yàn)的具身程度與知識類型，讓學(xué)生在具身合適的環(huán)境中完成不同知識類型的學(xué)習(xí)任務(wù)，充分發(fā)揮不同具身程度虛擬實(shí)驗(yàn)的教學(xué)優(yōu)勢，真正實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果最優(yōu)化。

（三）中、低具身虛擬實(shí)驗(yàn)具有低使用門檻，應(yīng)加大推廣與應(yīng)用的力度

本研究結(jié)果表明，中、低具身虛擬實(shí)驗(yàn)對大學(xué)生實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)同樣具有中等程度的促進(jìn)作用，這些虛擬實(shí)驗(yàn)通過常見的個(gè)人電腦、移動(dòng)平板或智能手機(jī)就可以使用，大大降低了使用門檻和應(yīng)用成本。目前，教育部虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目共享平臺提供了1194門國家級的虛擬仿真課程，涉及了全學(xué)科門類的虛擬實(shí)驗(yàn)，這些課程以中、低具身虛擬實(shí)驗(yàn)為主，且免費(fèi)向社會(huì)開放。例如，同濟(jì)大學(xué)開發(fā)的“農(nóng)田土壤重金屬污染生態(tài)修復(fù)虛擬仿真綜合實(shí)驗(yàn)”，僅需要網(wǎng)絡(luò)瀏覽器即可訪問，其訪問人次超過257，380人，用戶數(shù)超過10，850人，這充分顯示了中、低具身虛擬實(shí)驗(yàn)易于使用和推廣的優(yōu)勢。因此，應(yīng)加大這類低成本虛擬實(shí)驗(yàn)的推廣和應(yīng)用力度，組織更多高校利用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目共享平臺開展日常教學(xué)實(shí)驗(yàn)和教研活動(dòng)，進(jìn)一步提升虛擬實(shí)驗(yàn)的開放共享度。

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