[發明專利]一種適用于虛擬現實教育系統的感知學習交互模型及其部署方法

在審

• 申請號: 202010103567.7
• 申請日: 2020-02-20
• 公開（公告）號: CN111240487A
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發明（設計）人: 林一;蘭揚帆;王舜波;吳秉坤
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01;G06Q50/20;G09B5/14
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 錢莉;蔡學俊

本發明涉及一種適用于虛擬現實教育系統的感知學習交互模型及其部署方法，包括以下步驟：步驟S1：根據在場景中虛擬場景的沉浸性和人機交互的即時性，保留TAM?TTF模型中的任務特征、技術特征、任務技術匹配、感知有用性和感知易用性五個變量；步驟S2：選取適合虛擬現實技術特征的結果變量：將反思性思維和感知學習效果作為VRIPL模型的結果變量；步驟S3：VRIPL模型引入個人參與因素作為結果變量的直接影響因素，用以研究個人參與系統的程度對于使用系統的學習效果；步驟S4：在虛擬現實教育系統中進行感知學習效果交互模型部署。本發明能從任務技術匹配的視角出發，提出并驗證了在教育領域虛擬現實交互技術如何改善感知學習效果，進而改善學習效果。

技術領域

本發明涉及虛擬現實技術領域，特別是一種適用于虛擬現實教育系統的感知學習交互模型的構建及部署方法。

背景技術

近幾年以來，作為一類新興的計算機模擬仿真交互技術，虛擬現實交互(VirtualReality Interaction, VRI)技術在教育、軍事和醫學等領域的應用得到了業內人士的廣泛肯定。以文字、圖像和視頻為主的傳統多媒體人機交互方式已無法滿足日益爆發式的數據增長和多維度廣時域的信息交換的需求，而虛擬現實交互技術的出現為教育模式的創新注入新的活力。

對于如何設計虛擬現實教育系統能夠有效改善學習效果，現有的技術存在以下3點問題：

（1）現有的虛擬現實教育系統大多面向授課方式的改變，即將傳統的多媒體授課方式或實物操作的培訓方法轉變為運用虛擬教育的形式進行訓練。大多數虛擬現實教育系統采用將培訓內容作為知識點進行交互的內容，以學習引導模式與考核模式結合的方式訓練學員，以達到提高學員學習成績的效果。但是，大部分的虛擬現實教育系統缺少VRI影響學習效果的理論或者模型的指導，缺少對VRI影響學習效果的原因及程度的研究。

（2）現有的VRI理論研究主要基于技術接受模型（Technology Acceptance Model,TAM）來探究學員使用VR的意圖，分析VR如何影響學習效果。然而，對于建立VRI與學習效果之間內在關聯的任務與技術匹配（Task-Technology Fit, TTF）這一觀點的關注卻較少。

（3）現有的技術大多針對某一具體案例進行系統的設計，缺少一個具備通用指導價值的、且能夠有效提高學習效果的虛擬現實教育交互模型。

現有技術大多數是針對具體的系統設計提出技術方案，對于系統開發者如何將能夠改善學習效果的模型部署到實際系統中，未給予說明。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的是提供一種適用于虛擬現實教育系統的感知學習交互模型及其部署方法，能從任務技術匹配的視角出發，提出并驗證了在教育領域虛擬現實交互技術如何改善感知學習效果，進而改善學習效果。

本發明采用以下方案實現：一種適用于虛擬現實教育系統的感知學習交互模型(Virtual Reality Impact Model for Perceptual Learning，以下簡稱VRIPL)所述VRIPL模型的影響變量為TAM-TTF模型中的任務特征、技術特征、任務技術匹配、感知有用性和感知易用性五個變量；將反思性思維和感知學習效果作為VRIPL模型的結果變量；根據虛擬現實交互技術特性，影響變量中的感知有用性和感知易用性與結果變量中的反思性思維存在正向影響關系，將五個影響變量與結果變量連接并組成VRIPL模型。

進一步地，所述個人參與因素是反應學員的學習能力和學習態度，包括學員參與因素和教員參與因素。

進一步地，本發明還提供一種基于適用于虛擬現實教育系統的感知學習交互模型的部署方法，包括以下步驟：