TUMSphere：将大学课程转化为可玩 VR 挑战
人机交互
2026-03-10 v1
摘要
传统大学新生导览方式难以传达 STEM 课程的思想内涵，尤其是在那些核心能力（如算法思维和形式推理）本质上是抽象的学科中。本文提出 TUMSphere，一个作为利茨比尔茨海姆博尔顿大学数字孪生体的互动式虚拟现实 (VR) 应用，将六个课程映射的迷你游戏转化为实际的 VR 挑战。这些迷你游戏覆盖入门编程、硬件调试、代码补全、图遍历、最短路径优化和关系型数据库查询，遵循渐进式难度进程，镜像该学位的真实学期结构。我们描述了教育理念、VR 交互机制以及九项指导开发的跨范畴设计考量。进行的 within-subjects 小规模研究（N=18）通过前后知识测试、系统可用性量表、用户参与度量表适应版以及模拟器不适问卷，结果显示知识量显著提升（p<0.001, r=0.86）、可用性良好（SUS 均值=76.4）、参与度高（均值=4.21/5）以及仿真器不适可忽略（SSQ 均值=7.1）。任务性能日志确认了迷你游戏间意图难度梯度。这些结果表明，在可探索的 VR 校园中嵌入真实的学术挑战是一种可行且可扩展的 gamified STEM outreach 方法。
引用
@article{arxiv.2603.08525,
title = {TUMSphere: Turning a University Curriculum into Playable VR Challenges},
author = {Santiago Berrezueta-Guzman and Nadia Damianova and Andrei Koshelev and Ivan Parmacli and Stefan Wagner},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.08525},
year = {2026}
}
备注
Paper submitted to IEEE