22、沉浸式技术在小学和中学教育中的应用

沉浸式技术在小学和中学教育中的应用

1. 引言

随着技术的进步，沉浸式虚拟环境（IVE）逐渐进入了教育领域，特别是头戴显示器（HMD）的普及使得完全沉浸式虚拟环境的家庭使用潜力显著增加。这些技术不仅能够激发学生的学习兴趣，还能提供更丰富的学习体验。IVE技术的应用范围广泛，从科学和数学到历史和社会科学，都显示出其独特的教育价值。本文将探讨如何在小学和中学教育（K-12教育）中有效利用沉浸式技术，特别是基于HMD的IVE，以提高教学效果和学生的学习体验。

2. 相关工作

关于在教育中使用IVE的研究已有不少，但大多数研究集中在高等教育、成人培训和教授科学科目上。Freina和Ott的一项研究回顾了过去十年中关于教育中IVE的文献，发现IVE在提高学习成果方面具有显著优势。然而，这些研究大多没有专门关注K-12教育，尤其是在基于HMD的IVE方面。Merchant等人进行的一项元分析也显示，游戏、模拟和虚拟世界确实提高了学习成果，但大多数研究集中在高等教育领域。因此，有必要专门针对K-12教育进行更深入的研究。

2.1 现有研究的局限性

早期的研究主要集中在桌面虚拟环境和增强现实（AR）应用上，而基于HMD的IVE则较少涉及。这主要是因为HMD设备在早期较为昂贵且技术门槛较高。然而，随着技术的发展，HMD设备变得越来越便宜和普及，这为K-12教育中的应用提供了新的可能性。现有研究的另一个局限性在于，许多研究缺乏对实验设计的严格控制，导致结果的外部效度受到质疑。

3. 研究方法论

为了深入了解基于HMD的IVE在K-12教育中的应用，本文采用了最先进的文献综述方法。这种方法不仅能够调查当前的知识