虚拟现实中的空间能力训练
人机交互
2025-08-15 v1 新兴技术
摘要
背景：空间推理被确定为STEM中成功的关键技能。不幸的是，缺乏代表的群体往往具有较低的初始空间能力。旨在提高空间技能的课程存在，但未被广泛使用。虚拟现实 (VR) 被认为是教育空间推理的可能工具，因为学生在三维空间中更准确且更快地完成空间任务。然而，尚无先前工作开发或评估了完整结构的VR空间技能课程。目标：我们寻求评估在VR中教授空间推理的有效性，既作为结构化训练课程，也与传统方法进行比较。方法：我们将现有铅笔和纸质课程的三个模块适应到VR中，利用教育支架和实时反馈进行设计。我们在n=24名初级STEM学生的研究中评估了三个星期的课程，捕获了定量空间能力提升（使用前后测试分数）以及定性见解（来自后研究问卷）。我们还将我们的VR课程与一个基准非VR课程（使用来自以前研究收集的数据）进行了比较。结果与结论：接受我们VR课程的学生获得了显著的空间能力提升。关键的是，我们发现VR课程（3次每次120分钟的会议）与基准铅笔和纸质课程（10次每次90分钟的会议）之间没有显著差异，表明空间推理可以在VR中非常高效地教授。我们观察到的腫痛发生率低于通常报告的 rates，大多数学生表示在VR中学习很愉快。
引用
@article{arxiv.2508.10195,
title = {Training Spatial Ability in Virtual Reality},
author = {Yiannos Demetriou and Manasvi Parikh and Sara Eskandari and Westley Weimer and Madeline Endres},
journal= {arXiv preprint arXiv:2508.10195},
year = {2025}
}