胡艺龄 聂静 张天琦 吴忭

摘要：在积极推进“新工科”建设的背景下，借助新兴技术促进学生的工程实践和问题解决能力，成为工程教育变革的重要趋势。针对这一知识与技能并重的复合能力，传统实验教学在培养操作技能、启发深度认知上表现欠佳。虚拟现实（VR）技术通过多通道信息融合构建交互式三维立体动态场景及行为动作仿真，为实验教学提供了强交互性、想象性和沉浸性的学习环境，有益于促成身体感知、行为控制和意义构建的整合性学习。为了探究VR技术对实验教学的作用机制，从具身认知理论出发，对沉浸式VR环境与2D桌面仿真软件环境下的学习体验和学习成效进行了差异分析，结果发现：两种实验环境下的陈述性知识学习效果并无显著差异;和2D仿真软件相比，VR实验环境促进了行为技能的迁移与实际情境下的问题解决，显著提升了学习者的自我效能感和临场感体验，但也带来了诸如更高的认知负荷和生理不适等负面影响。因此，未来实验教学中应用VR技术应持谨慎态度，既要利用VR赋能教学的技术优势，同时也要正确认识沉浸式学习带来的认知负荷与深度学习间的复杂关系。

关键词：具身认知;虚拟现实;实验教学;深度学习;虚拟仿真

中图分类号：G434   文献标识码：A    文章编号：1009-5195（2021）05-0094-09  doi10.3969/j.issn.1009-5195.2021.05.010

基金项目：国家自然科学基金面上项目“基于自然语言会话分析的问题解决能力测评技术及机制研究”（61977023）;华东师范大学“幸福之花”基金先导项目“屏幕文化下的学习环境设计及对脑智发展影响研究”（2019ECNU-XFZH014）。……