好奇心旺盛的學生能否透過虛擬實境學到更多科學知識？
113年01月09日
【本篇報導由資訊教育研究所 李文瑜優聘教授研究團隊提供】 過去的研究對於沉浸式虛擬實境（IVR）環境能否促進學生學習成效得出了不一致的結果。為了進一步探討這個問題，本研究探討了透過IVR以及概念圖作為前導組織（advanced organizer）對學生學習科學的影響。在IVR的探索性和沉浸式的學習環境中，研究團隊也探討了學生的知識好奇心和其他情感因素對於學習的預測情形。本研究共招募74名六年級學生參與這項研究，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）。資料收集包括問卷調查和一個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和情感因素（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，並比較了實驗組和對照組的學習成效。資料分析使用共變數分析（ANCOVA）和偏最小平方結構方程模型（PLS-SEM）。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的學生。在兩組中，興趣型好奇心以及控制和主動學習皆正向預測了學習情緒參與。此外，在有使用前導組織的組別中，正向學習情緒參與正向預測了植物概念的科學知識。本研究對於未來的研究和教學設計提出了建議。 過往的研究已經揭示了沉浸式虛擬實境在學習方面的多重優勢，這些包括促進空間能力、增進體驗式學習、提升內在動機和參與度，以及增強學生的知識遷移能力（Dalgarno & Lee, 2010; Di Natale et al., 2020）。然而，關於學生在虛擬實境中究竟學到了什麼，現有的研究尚未能提供一個明確且一致的結論。一項針對教育中使用IVR的系統性文獻回顧發現，絕大多數研究未對學生在虛擬實境中的學習成果進行評估（Radianti et al., 2020）。即便是在那些有評估學習成果的研究中，關於IVR在何種條件下能促進更佳學習效果的也尚未有一致的結論（Leder et al., 2019; Meyer et al., 2019; Parmar et al., 2016）。 Meyer等人（2019）及Petersen等人（2020）提出，前導組織可以作為使用IVR的預訓練（pre-training）手段，以此協助學生在虛擬實境學習環境中達成更有效的學習。本研究的發現進一步支持了在虛擬實境學習活動中應用前導組織的重要性。藉由ANCOVA分析顯示，那些在IVR學習過程中應用前導組織引導的學生群體，在科學知識學習效果上優於未使用前導組織的群體，兩者之間存在顯著的統計差異。此外，前導組織的應用與學生的知識好奇心特質之間存在交互作用，進而對學習效果產生影響。特別是，擁有高度興趣型知識好奇心的學習者在虛擬實境中能更好地感受到臨場感、更積極的學習情緒參與，以及更強烈的控制感和主動學習動機等情感因素。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。相反，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。基於這些發現，本研究也對未來沉浸式虛擬實境的實踐提出了相關的討論和建議。 原文出處：Lee, S. W. Y., Hsu, Y. T., & Cheng, K. H. (2022). Do curious students learn more science in an immersive virtual reality environment? Exploring the impact of advance organizers and epistemic curiosity. Computers &Education, 182, 104456. https://doi.org/10.1016/j.compedu.2022.104456