检查虚拟现实培训对空间可视化和学习转移的影响

科学领域:

• 工程教育 工程教育教育
• 认知科学 认知科学
• 人与计算机的交互

背景情况:

• 空间可视化能力 (SVA) 对于科学,技术,工程和数学 (STEM) 的学术成功至关重要.
• 虚拟现实 (VR) 提供沉浸式体验,可以潜在地增强学习和技能获取.

研究的目的:

• 调查基于VR的空间可视化培训对学生表现和心理工作负载的影响.
• 利用行为和功能近红外光谱 (fNIRS) 测量来评估这些影响.

主要方法:

• 十名一年级生物医学工程学生参加了为期六周的VR空间可视化培训计划.
• 使用了一个定制设计的VR游戏应用程序,具有不同的任务负载和空间特征.
• 通过花费的时间来衡量表现,并使用fNIRS评估精神工作负载,以监测前额叶皮层 (PFC) 区域的氧化血红蛋白 (HbO).

主要成果:

• 任务负载和空间特征的变化显著影响了所有PFC区域的时间和HbO水平.
• 虚拟现实训练在右前中间PFC (AMPFC) 中对花费的时间和HbO测量有很大的显著影响.
• 训练还显示左AMPFC中对所花费的时间和氧气脱氧血红蛋白 (HbR) 有中度显著影响.

结论:

• 基于VR的空间可视化训练可以显著提高性能并改变大脑活动.
• 研究结果支持使用VR来增强工程教育中的空间技能的学习,保留和转移.
• 凸显了对VR培训设计,研究和教学策略的影响.