[论文解读] The use of Virtual Reality in Enhancing Interdisciplinary Research and Education

Tiffany Leung, Farhana Zulkernine+1 more|arXiv (Cornell University)|Sep 23, 2018

Virtual Reality Applications and Impacts参考文献 17被引用 6

一句话总结

本文通过整合学习理论、对VR系统类型进行分类，并评估VR在不同学科中的影响，研究了虚拟现实（VR）如何增强跨学科研究与教育。研究结果表明，与传统方法相比，VR能提升学习效果和协作水平，为教育工作者和开发者提供了一个有效利用沉浸式技术的框架。

ABSTRACT

Virtual Reality (VR) is increasingly being recognized for its educational potential and as an effective way to convey new knowledge to people, it supports interactive and collaborative activities. Affordable VR powered by mobile technologies is opening a new world of opportunities that can transform the ways in which we learn and engage with others. This paper reports our study regarding the application of VR in stimulating interdisciplinary communication. It investigates the promises of VR in interdisciplinary education and research. The main contributions of this study are (i) literature review of theories of learning underlying the justification of the use of VR systems in education, (ii) taxonomy of the various types and implementations of VR systems and their application in supporting education and research (iii) evaluation of educational applications of VR from a broad range of disciplines, (iv) investigation of how the learning process and learning outcomes are affected by VR systems, and (v) comparative analysis of VR and traditional methods of teaching in terms of quality of learning. This study seeks to inspire and inform interdisciplinary researchers and learners about the ways in which VR might support them and also VR software developers to push the limits of their craft.

研究动机与目标

• 探讨VR在教育中应用的理论基础，重点关注支持其使用的学习理论。
• 构建VR系统类型的分类体系，并分析其在教育和研究情境中的实现方式。
• 评估VR在广泛学术领域的应用情况。
• 评估VR对学习过程和学习成果的影响。
• 从学习质量的角度，比较基于VR的教学与传统教学方法。

提出的方法

• 对与VR教育相关的学习理论开展全面的文献综述。
• 基于硬件、交互模式和应用领域，建立VR技术的分类体系。
• 分析来自多个学科的VR案例研究及教育应用。
• 使用定性和比较评估方法评估学习成果。
• 利用学习质量指标，对VR与传统教学方法进行对比分析。
• 将研究发现整合为研究人员和VR开发者可实际应用的框架。

实验结果

研究问题

• RQ1 既有的学习理论如何支持在教育环境中使用VR？
• RQ2 在跨学科研究与教育中，VR系统的主要类型及其实施方式是什么？
• RQ3 VR在不同学术领域中如何影响学习过程和学习成果？
• RQ4 在学习质量方面，基于VR的教学与传统教学相比有何差异？
• RQ5 哪些设计原则可指导VR在跨学科协作与教育中的有效应用？

主要发现

• VR支持互动式与协作式学习，显著提升了跨学科领域的学习参与度。
• VR在教育中的整合建立在建构主义和体验式学习等既有的学习理论基础之上。
• 本研究提出了VR系统的分类体系，按平台、交互方式和教育应用进行分类。
• VR应用在从医学到人文学科的多个学科中均表现出有效性，显示出跨学科的实用性。
• 对比分析表明，与传统方法相比，基于VR的学习在记忆保持和参与度方面能产生更高质量的学习成果。
• 本研究为教育工作者和VR开发者提供了可操作的见解，以优化沉浸式学习体验。