近年沈浸式虛擬實境（Immersive Virtual Reality，簡稱IVR）技術突飛猛進，人們只要戴上虛擬實境眼鏡，彷彿就能置身在另一個奇幻世界。但過去對於虛擬實境能否促進學生學習成效的研究，卻多僅停留在促進空間能力、增進體驗式學習、提升內在動機和參與度，國立臺灣師範大學資訊教育研究所特聘教授李文瑜率領研究團隊，透過IVR以及概念圖作為前導組織（Advanced Organizer），進一步分析對國小學生科學學習的影響。 

　　李文瑜研究專長是科學教育、教育科技、數位學習，回顧投入這項研究的契機，她從2012年開始關注虛擬科技，並與相關領域教授一起進行系統性文獻回顧，卻發現當下文獻有限，且這項領域相較其他教育科技研究來得少，儘管近五年擴增實境、虛擬實境被廣泛討論，但如何透過新科技與教材結合達成教育目的，在既有的研究中，仍有許多尚未釐清的問題。 

　　「虛擬實境能促進學生學習嗎？」，成為研究團隊心中最深的叩問。李文瑜五年前主持第一個和虛擬實境有關的計畫國科會計畫，其中這項研究，是與國立中興大學圖書資訊學研究所教授鄭琨鴻團隊共同合作，這項研究共招募74名國小六年級學生參與，學生被隨機分配到前導組織組（實驗組）和非前導組織組（對照組），進行一項評估學生對植物概念理解的科學測驗。 

　　研究目的主要在檢驗學生的認知好奇心與情感因素（包括臨場感、控制和主動學習、正向學習情緒參與和負向學習情緒參與）之間的結構關係，並分析實驗組和對照組的學習成效。這項研究使用共變數分析（ANCOVA）和偏最小平方結構方程模型（PLS-SEM）進行資料分析，讓學生親自體驗在虛擬實境中的學習，為顧及使用者體驗品質和安全，每次僅4至6名學童進行操作。  

　　實驗組的學生，會由教師帶入前導組織、概念圖的解說，提前預告即將學習的知識藍圖，另外也針對VR操作進行說明；對照組的學生，則未接受前導組織的說明，接受相關VR操作說明後即開始實作。研究結果顯示，實驗組的學生在科學概念上的分數，顯著高於對照組學生。 

　　除了探討學習成果，研究團隊也與學習好奇心連結。李文瑜說，教育心理學將學習好奇心有兩種定義，一種是因為不知道所以想學（剝奪型好奇心學習者），另一種是因為有興趣所以想學（興趣型好奇心學習者），研究團隊好奇在新興科技中，孩子想知道自己「我還不知道什麼？」是否對於學習扮演什麼角色，且研究團隊希望進一步探討兩種不同的學習好奇心，在有無前導組織的介入之下，會產生哪些交互作用。 

　　研究結果顯示，擁有高度興趣型知識好奇心的學習者，能在虛擬實境中感受到深刻地的臨場感，也有更積極的學習情緒、更強烈的控制感和主動學習動機等情感；而在設有前導組織的情境下，剝奪型好奇心並不預示任何情感因素的提升，也未能顯著預測學習成效。不過，在沒有前導組織的環境下，高剝奪型知識好奇心的學生，卻表現出更高的正向學習情緒參與。

　　值得一提的是，研究團隊雖發現學生使用VR的正向情緒也會帶來正向科學學習結果，但高度臨場感的體驗，卻出現了負面學習效果。李文瑜指出，研究結果發現「高臨場感會出現低學習成果」，主觀看起來是一項違背直覺的註解，深究文獻發現，虛擬實境中的臨場感其實是兩面刃，臨場感吸引我們使用虛擬實境，讓學生有興趣使用，但高度的臨場感卻讓學生的注意力只集中在有興趣的東西，以及身歷其境的感覺，無法獲得認知上的益處。 

　　李文瑜認為，當學生在虛擬實境中體驗了高度臨場感，卻沒有學習效益，就必須進一步反思將虛擬實境用於教學的目的和效益。換句話說，若僅是想透過虛擬實境帶來正向情緒和動機，確實可以設計高度臨場感，若回歸教育應用，且期許學生能有深度思考，就得取捨臨場感的設計需求，又或是在兼顧臨場感之餘，教學者需要額外給予哪些教學輔助，確保學生能達成學習目標。 

　　而在中小學教學現場，愈來愈多學校投入預算購置虛擬實境設備，但虛擬實境不只硬體價格高昂，也需投入大量成本去優化軟體。李文瑜表示，現在已有許多付費甚至免費平台可讓老師自行製作教材，但她特別提醒，比成本更重要的是老師們應思考教材內容對學生的學習有無幫助，透過虛擬實境提升學生學習成效。

圖1：學生使用虛擬實境情形