虛擬仿真教學系統學習效果的影響因素研究*

尹 雋 李路路 齊新雷 葛世倫 錢 萍

虛擬仿真教學系統學習效果的影響因素研究*

尹 雋1 李路路1[通訊作者]齊新雷2葛世倫1錢 萍3

（1．江蘇科技大學 經濟管理學院，江蘇鎮江 212003；2．上海大學 經濟管理學院，上海 200436；3．江蘇科技大學 計算機學院，江蘇鎮江 212003）

針對虛擬仿真教學系統如何影響學習者學習效果機制不明的問題，文章基于建構主義學習理論，構建了虛擬仿真教學系統學習效果的影響機制模型。在此基礎上，文章使用系統日志數據，從教學內容、虛擬仿真技術、學習者特征三個維度探討虛擬仿真教學系統對學習效果的影響，并提出7個研究假設。隨后，文章以江蘇科技大學企業管理虛擬實景實驗教學系統為例進行了實證研究，對7個研究假設進行了一一驗證，結果發現：學習者的專業素養正向影響操作能力表現與學習效果；任務復雜性與操作能力表現之間呈倒U型關系；虛擬仿真技術分別調節了專業素養、任務復雜性與操作能力表現之間的關系。最后，文章針對虛擬仿真教學系統的具體應用提出建議，以期提升虛擬仿真教學系統在高校應用的教學效果。

虛擬仿真教學系統；學習效果；學習者行為；教學內容；虛擬仿真技術；學習者特征

一 研究背景

隨著教育信息化建設的不斷深入，基于計算機技術、仿真技術和人工智能技術的虛擬現實教學系統已經成為教育信息化數字資源的重要組成部分[1]，并成為了未來教育信息化發展的新趨勢[2]。據《虛擬現實產業發展白皮書（2019年）》預測，2023年中國虛擬仿真市場規模將達到4300億元，并在2020年至2021年實現規模增長的最大增速[3]，這將進一步促進虛擬仿真技術在教育領域的應用。虛擬仿真教學系統通過整合多媒體資源提供高仿真、可視化的教學內容，能夠創設具有臨場感、沉浸感和交互性的實踐教學情境[4]，吸引用戶積極參與學習任務[5]，提高用戶體驗，已經成為教育行業的新研究熱點[6]。但當前相關文獻更多地關注虛擬仿真技術在實踐中的具體應用和效果評估[7][8]。整體而言，現階段研究存在兩個方面的局限：①雖然研究者為探究虛擬仿真技術對學習效果的影響進行了實證研究，但大多數量化研究是在受控的實驗室環境下進行的，樣本數據有限且所得結論尚未達成共識[9]；②現有研究更多地關注虛擬仿真系統的應用效果[10][11]，尚缺乏結合現有學習理論進行虛擬仿真教學系統學習效果影響機制的研究。對此，本研究基于建構主義學習理論，構建虛擬仿真教學系統學習效果的影響機制模型，并以江蘇科技大學的企業管理虛擬實景實驗教學系統為研究對象，采集系統日志、虛擬場景統計數據、學生基本信息等客觀數據，從學習者特征、教學內容、虛擬仿真技術三個角度來探究虛擬仿真教學系統對學習效果的影響，以及虛擬仿真技術對學習效果影響機制的重要調節作用，進而剖析虛擬仿真情境下學習效果的影響機制，以期發展基于虛擬仿真技術的教學理論。

二 研究設計

1 理論基礎

建構主義學習理論強調學習者作為學習的主體，是影響學習效果的重要因素之一[12]，且學習者的個體特征如能力、先前的知識和經驗等都會直接影響后期的意義建構和知識獲取[13][14]。同時，建構主義學習理論還強調在學習過程中真實情境對學習者的重要作用，認為只有在結合了真實情境的學習過程中才能產生有意義的知識建構[15]；真實情境可以增加學習者對學習內容的認知維度，彌補其自身對知識意義建構的不足，調節其認知難度[16]，從而影響學習者的學習效果，即真實情境可以調節學習者的學習過程，影響學習效果。相較于傳統教學，虛擬仿真教學系統通過虛擬仿真技術營造真實情境，并將教學內容嵌入真實情境中，改變了學習者知識的建構過程，可見虛擬仿真教學系統中教學內容、虛擬仿真技術的應用程度與學習效果密切相關。此外，越來越多的證據表明，諸如性別、年齡、學歷、專業類型、經驗等個體差異會導致不同的學習行為，進而影響學習效果[17][18]，故學習者特征宜考慮進虛擬仿真教學系統學習效果的影響機制模型中。

2 模型構建

結合上述分析，本研究基于建構主義學習理論，提出學習者特征、教學內容、虛擬仿真技術是影響虛擬仿真教學系統學習效果的重要因素，且虛擬仿真技術在影響學習效果的機制中起重要的調節作用。在此基礎上，本研究構建了虛擬仿真教學系統學習效果的影響機制模型，如圖1所示。

圖1 虛擬仿真教學系統學習效果的影響機制模型

圖2 任務復雜性與操作能力表現關系圖

圖1顯示，影響機制模型包括五個核心變量：①學習者特征，主要包括學習者的性別、年齡、專業、使用經驗等。在本研究中，參與者為江蘇科技大學信息管理與信息系統專業的大四學生，他們在年齡、專業上差異較小，且在之前均未使用過類似的虛擬仿真教學系統；而系統中的學習內容為專業知識，專業性較強，不同的學習者在轉化、吸收所接觸專業知識過程中存在的最大區別，在于不同學習者具有不同水平的專業素養，故本研究將專業素養視為學習者特征的重要體現。②教學內容，是指教師用來教育學生和促進學生理解的內容。在本研究中，系統布置的任務是主要的教學內容，學生根據任務進行知識學習與實踐操作，故本研究將任務復雜性視為教學內容的重要體現。③虛擬仿真技術，是指虛擬仿真教學系統中應用的核心技術，虛擬仿真程度體現了虛擬仿真技術在任務中的應用程度。④學習者行為，是指學習者在學習過程中產生的行為。在本研究中，操作能力表現是指學生在系統任務操作中的具體表現，故操作能力表現體現了學習者行為。⑤學習效果，是指通過學習而導致個體在心理和行為上的變化結果。在本研究中，課程結束后通過綜合知識測驗的分數體現學習效果。

3 研究假設

（1）操作能力表現的直接影響

學習行為是學習者在特定情境下參與學習活動的現實化和具體化，是預測學習績效的重要依據[19]。研究表明，學習行為與學習效果之間存在密切聯系，良好的在線學習行為可以產生較好的學習效果[20]。從建構主義學習理論的視角出發，與社會環境進行更多的交互有利于學習者知識體系的構建，而操作能力表現是學習者在虛擬仿真教學系統中學習行為的具體化，具有良好操作表現的學習者更有可能構建完整的知識體系，從而獲得良好的學習效果，如學習者能夠進行更多維度的知識探索、操作嘗試、知識歸納總結等。基于上述分析，本研究提出假設1（即H1）：操作能力表現正向影響學習效果。

（2）專業素養的直接影響

建構主義學習理論強調學習者作為學習的主體，其個體特征如先前經驗、知識、能力等都會直接影響學習過程中意義的建構和知識的獲取[21]。楊九民等[22]指出，先前知識經驗水平的不同會影響學習者的信息處理行為，進而產生不同的學習效果；具有較高先前知識經驗水平的學習者在知識搜索、識別、儲存、意義建構等方面的行為表現更佳，更容易取得良好的學習效果；而胡小勇等[23]基于在線學習平臺，發現學習者的信息素養對其學習績效和學習投入有積極影響。結合本研究的應用場景，專業素養是指學習者對信息系統專業課程的全面把握程度，是對學習者先前專業知識、經驗的綜合考量。專業素養的提高，有利于學習者進行知識理解與意義建構，在系統任務操作過程中更容易將理論與實踐進行有機結合，深化對任務的理解，從而表現出更好的操作行為、取得更好的成績。基于上述分析，本研究提出假設2（即H2a、H2b）：專業素養正向影響操作能力表現、專業素養正向影響學習效果。

（3）任務復雜性的直接影響

任務復雜性是虛擬仿真教學系統中教學內容難度的直接反映。不同復雜程度的任務對學習效果的影響不同，如Robinson[24]指出任務復雜性越高，學習者對信息的理解效果越好；黃騫[25]發現，學習者對復雜任務的理解率和完成率均高于簡單任務。由此可以發現，在學習者能力的接受范圍內，隨著任務復雜性的增加，學習者的能力因感知到挑戰而被激發，往往能獲得更好的學習行為表現和學習效果。但與此同時，劉哲雨等[26]指出過于簡單或復雜的任務都可能會導致學習者的積極情緒被抑制，從而產生負向情緒。當任務簡單時，學習者會因感到枯燥、無趣而經常出現粗心、敷衍等行為，所取得的成績并不理想；而當任務復雜性超出學習者的接受范圍時，學習者會產生焦慮情緒，行為表現開始變差，難以獲得較高的成績[27]。因此，本研究認為任務復雜性與操作能力表現、學習效果之間的關系并不是線性的，而是隨著任務復雜性的增加，學習者的操作能力表現和學習效果有一個先提升后下降的過程。基于上述分析，本研究提出假設3（即H3a、H3b）：任務復雜性與操作能力表現之間呈倒U型關系、任務復雜性與學習效果之間呈倒U型關系。

（4）操作能力表現的中介作用

操作能力表現是對學習者在虛擬仿真教學系統中完成任務操作、進行知識探索等行為的綜合考察，操作能力表現越佳，學習者的學習行為表現越好。江波等[28]通過對虛擬仿真實驗平臺的學習者學習行為數據進行回歸分析，發現學習行為與學習成績之間存在顯著的正相關關系。因此，學習者在虛擬仿真教學系統中的操作能力表現越佳，越有可能獲得良好的成績，即操作能力表現提高了學習效果。而較高的專業素養可以為學習者在系統操作過程中提供專業能力的支持，使得學習者在操作過程中具有良好表現，從而獲得更好的成績。基于上述分析，本研究提出假設4（即H4）：操作能力表現在專業素養與學習效果之間起中介作用。

任務復雜性反映了學習者在虛擬仿真教學系統中學習內容、操作任務的難度，這無疑和學習者的操作能力表現息息相關，而實際操作的差異使得學習者對知識產生不同程度的關注和興趣。合適難度的任務可以讓學習者感到困難與挑戰，激發其學習動機，從而表現出更高的操作水平和任務完成率，進而取得更好的測試結果；而當任務復雜性過低或過高時，會讓學習者的認知負荷處于過低或超負荷水平，從而引發懈怠行為，不利于產生良好的學習效果[29]。基于上述分析，本研究提出假設5（即H5）：操作能力表現在任務復雜性與學習效果之間的倒U型關系中起中介作用。

（5）虛擬仿真技術的調節作用

建構主義學習理論指出，真實情境可以增加學習者對學習內容的認知維度，彌補其自身對知識意義建構的不足，調節其認知難度[30]，從而影響學習者的學習效果。而虛擬仿真教學系統通過虛擬仿真技術為學習者創設學習的真實情境，使用戶對環境的感知從想象轉變為對真實世界的感知[31]，從而增強學習者的信息接受行為[32]。因此，本研究認為虛擬仿真技術在虛擬仿真教學系統學習效果的影響機制中可能起重要的調節作用；同時，以虛擬仿真技術為調節變量，可以為建構主義學習理論界定限定條件和使用范圍，有助于更加精細地解釋變量之間的關系，從變量間共同作用、相互影響的角度解釋虛擬仿真技術作用差異化的原因[33][34]。

在本研究中，當虛擬仿真程度低時，虛擬仿真教學系統為學習者提供有效的指導相對較少，學習者主要依靠自身經驗與專業知識來獲取信息、進行任務操作。此時，操作能力表現受學習者專業素養正向影響，即專業素養越高，學習者的操作能力表現越好。而在虛擬仿真程度高的情況下，虛擬仿真技術將為學習者提供場景化的知識和任務指引，學習者不需要高水準的專業素養就能理解實驗任務并進行正確操作，弱化了專業素養對操作能力的要求，但與此同時會挫傷具有高專業素養學習者的積極性，即虛擬仿真技術弱化了學習者專業素養對操作能力表現的正向影響。基于上述分析，本研究提出假設6（即H6）：虛擬仿真技術負向調節專業素養與操作能力表現之間的正向關系。

Dale等[35]認為，任務特征和技術特征的交互作用會影響個體的系統使用行為，從而影響個體績效。如上文所述，任務復雜性與學習者的操作能力表現之間可能存在倒U型關系：①當任務復雜性在學習者的能力接受范圍內時，操作能力表現隨著任務復雜性的增加而提高，此時虛擬仿真技術的應用可以為學習者提供真實的場景和更多維度的感知，使教學內容變得更生動、更有趣，有利于提高教學內容對學習者的吸引程度，從而使學習者產生更高的學習積極性和更佳的操作行為表現；同時，虛擬仿真技術通過增加對任務的引導，可以提高學習者對任務復雜性的接受程度。②當任務復雜性超出學習者的能力接受范圍時，操作能力表現隨著任務復雜性的增加而下降，此時虛擬仿真技術的應用雖然可以為學習者提供更多維度的感知，但同時會增加學習者的認知負荷，加強學習者對任務復雜性的敏感度，即虛擬仿真技術加強了任務復雜性對操作能力表現的負向刺激作用。基于上述分析，本研究提出假設7（即H7）：虛擬仿真技術增強了任務復雜性與操作能力表現之間的倒U型關系。

4 研究方法與測量

（1）數據獲取與統計

為了得到更客觀的分析結果，本研究收集的數據均來自于真實的虛擬仿真教學系統日志。本研究以江蘇省鎮江市江蘇科技大學的企業管理虛擬實景實驗教學系統為研究對象。該系統自2016年5月正式投入使用，截至2021年底，已經為2400多人次提供虛擬仿真的實驗場景。本研究選取該系統71名學生于2020年2月24日至2020年3月8日進行專業課程學習時產生的5511條系統實驗數據進行研究。這些學生同屬于J大學信息管理與信息系統專業的大四學生，其中女學生37名、男學生34名，年齡分布在21～24歲之間。系統的每條實驗數據主要包含用戶的個人基本信息（姓名、學號）、任務步驟名稱、操作得分以及操作時間；同時，本研究還統計與整理了這71名學生的個人信息（如性別、年齡、課程成績等）和虛擬仿真場景數據（如任務步驟、任務要求數、對話時長等）。

（2）變量測量

本研究參考已有研究中的相關測量指標，對操作能力表現、學習效果、任務復雜性、專業素養、虛擬仿真程度等變量進行量化：①將積分作為操作能力表現的測量指標[36][37][38]。在實驗過程中，每正確完成一項操作都將獲得積分獎勵，因此積分可以很好地衡量學習者在學習過程中的表現。②將最終的測試成績作為學習效果的測量指標[39][40][41]。課程成績是學習者利用系統進行實驗操作后進行統一知識測試的成績，故能客觀地衡量學習者的學習效果。③用任務中平均每個步驟的任務要求數量表示任務復雜性[42]。④專業素養通過《2018管理科學與工程類教學質量國家標準》中信息管理與信息系統專業六門專業主干課程（即管理信息系統、數據結構、信息系統分析與設計、數據庫原理與應用、數據挖掘與商務智能技術、計算機網絡技術與應用）的加權成績來衡量[43]。⑤虛擬仿真技術的應用程度采用虛擬仿真系統中平均每個任務步驟中用戶與非玩家角色（Non Player Character，NPC）的對話時長來表示[44]；⑥用布爾型變量表示學生的性別，即“0”表示女性、“1”表示男性。

三 數據分析與假設檢驗

1 描述性統計與相關分析

本研究對相關變量進行描述性統計和相關分析，結果如表1所示。表1顯示，專業素養與操作能力表現（r=0.132，＜0.01）、學習效果（r=0.408，＜0.01）正相關，任務復雜性與操作能力表現（r=-0.181，＜0.01）負相關，操作能力表現與學習效果（r=0.243，＜0.01）正相關，初步驗證了H1、H2a、H2b成立，為下一步假設檢驗奠定了良好的統計學基礎。

表1 變量的平均值、標準差與相關系數

注：*＜0.05，**＜0.01（雙尾檢驗）。

2 假設檢驗

（1）直接影響的檢驗

為探究專業素養、任務復雜性對操作能力表現與學習效果的直接影響，本研究進行了操作能力表現與學習效果的回歸分析，結果如表2所示。

①專業素養和任務復雜性對操作能力表現的直接影響分析：在模型1的基礎上，模型2中加入變量專業素養、任務復雜性，結果表明：專業素養與操作能力表現（β=0.093，＜0.05）正相關，專業素養正向影響操作能力表現，假設H2a成立；任務復雜性與操作能力表現（β=-1.622，＜0.001）負相關。在模型2的基礎上，模型3中加入任務復雜性的平方，結果表明：任務復雜性的平方項顯著，且為負數（β=-1.018，＜0.05），初步判定任務復雜性與操作能力表現之間呈現出倒U型關系；在任務復雜性的取值范圍內[考慮到實際的合理性，任務復雜性的取值范圍為（0,5）]，隨任務復雜性的增加，操作能力表現先遞增后遞減（如圖2所示），故假設H3a成立。②專業素養和任務復雜性對學習效果的直接影響分析：在模型4的基礎上，模型5中加入變量專業素養、任務復雜性，結果表明：專業素養與學習效果（β=0.368，＜0.001）正相關，專業素養正向影響學習效果，假設H2b成立；任務復雜性與學習效果（β=0.057，＞0.05）不相關。在模型5的基礎上，模型6中加入任務復雜性的平方，結果表明：任務復雜性的平方項不顯著（β=-0.051，＞0.05），任務復雜性與學習效果之間不存在倒U型關系，故假設H3b不成立。在模型4的基礎上，模型7中加入操作能力表現，結果表明：操作能力表現與學習效果（β=0.177，＜0.001）正相關，操作能力表現正向影響學習效果，故假設H1成立。

表2 操作能力表現與學習效果的回歸分析

注：*＜0.05，**＜0.01，***＜0.001（雙尾檢驗）。

（2）操作能力表現的中介作用檢驗

如表2所示，在模型5的基礎上，模型8中加入中介變量操作能力表現，結果表明：專業素養對學習效果的正向影響由原來的β=0.368（＜0.001）減少為β=0.353（＜0.001），操作能力表現對學習效果的正向影響為β=0.162（＜0.001），操作能力表現在專業素養與學習效果之間起中介作用，故假設H4的成立得以驗證。由模型5可以發現任務復雜性與學習效果之間不存在顯著關系，所以操作能力表現在任務復雜性、學習效果之間的倒U型關系中不起中介作用，即假設H5不成立。

（3）虛擬仿真技術的調節作用檢驗

本研究對虛擬仿真技術的調節作用進行了檢驗，結果如表3所示。具體來說，本研究以操作能力表現為因變量，將性別、年齡作為控制變量輸入模型，然后依次輸入專業素養、任務復雜性、虛擬仿真技術等變量，建立了模型9。在此基礎上，模型10中加入虛擬仿真技術與專業素養的交互項，結果表明：虛擬仿真技術與專業素養的交互項顯著，且為負數（β=-0.113，＜0.05），可見虛擬仿真技術減弱了專業素養對操作能力表現的正向影響，即假設H6成立。在模型3的基礎上，模型11中加入調節變量虛擬仿真技術及其與自變量任務復雜性、任務復雜性的平方的交互項，結果表明：虛擬仿真技術與任務復雜性的平方的交互項顯著，且為負數（β=-0.230，＜0.01）；同時，各個主效應也都顯著，初步確定虛擬仿真技術在任務復雜性、操作能力表現之間存在調節作用，虛擬仿真技術增強了任務復雜性與操作能力表現之間的倒U型關系，即假設H7成立。

表3 虛擬仿真技術的調節作用

注：*<0.05，**<0.01，***<0.001（雙尾檢驗）。

圖3 虛擬仿真技術在專業素養與操作能力表現之間的調節作用

圖4 虛擬仿真技術在任務復雜性與操作能力表現之間的調節作用

為了更加直觀、明顯地展示虛擬仿真技術在專業素養、任務復雜性與操作能力表現之間的調節效應，本研究選取虛擬仿真技術的平均值加減一個標準差的值分別代入對應的回歸模型中并進行繪圖，結果如圖3、圖4所示。圖3顯示，相較于低虛擬仿真程度，在高虛擬仿真程度的情境下學習者的操作能力表現隨著專業素養的增加處于較低且相對平緩的上升水平，可見虛擬仿真技術減弱了專業素養與操作能力表現的正向關系，即假設H6的成立得以驗證。而圖4顯示，隨著虛擬仿真程度的增加，任務復雜性與操作能力表現之間的倒U型關系曲線變得越來越陡峭，且轉折點向右移動，由此可以得出結論：虛擬仿真技術增強了任務復雜性與操作能力表現之間的倒U型關系，且增加了學習者對任務復雜性的接受程度，即假設H7的成立得以驗證。

四 研究結論與應用建議

1 研究結論

根據上述數據分析與假設檢驗結果，本研究主要得出了以下結論：

①學習者的專業素養對操作能力表現、學習效果的直接效應顯著，且操作能力表現具有顯著的中介作用。由此可見，學習者的專業素養正向影響操作能力表現、學習效果——隨著專業素養的提升，學習者在虛擬仿真教學系統中往往獲得更好的操作能力表現和學習效果。此外，操作能力表現正向影響學習效果，且在學習者的專業素養與學習效果之間起中介作用，也就是說具有較高專業素養的學習者在虛擬仿真系統的學習過程中可以通過更深入的系統操作探索，獲得更好的學習效果。

②任務復雜性對操作能力表現、學習效果的直接效應存在差異。任務復雜性與操作能力表現之間呈倒U型關系，這表明在一定范圍內，任務復雜性可以激發學習者接受挑戰的興趣，與學習者能力匹配的教學內容才能促進更好的學習表現，該結論符合心流理論的思想[45]——當技能與挑戰一致時，會出現心流體驗；而超出學習者的能力范圍后，隨著任務復雜性的提高，學習者會產生懈怠心理及其相關行為。而任務復雜性與學習效果之間未呈現顯著的倒U型關系，可能的解釋是在最終考核的壓力下，無論任務復雜性的高低，學習者都將對教學內容進行一定的復習鞏固，這個過程可能弱化了任務復雜性對學習效果的影響。

③虛擬仿真教學系統的操作能力表現受虛擬仿真技術在專業素養、任務復雜性方面調節作用的影響。首先，虛擬仿真技術減弱了專業素養與操作能力表現的正向關系。由于虛擬仿真技術為學習者提供了真實的場景和引導，降低了虛擬仿真教學系統對學習者專業素養的要求，即使專業基礎差的學習者在虛擬仿真技術的支持下也能獲得良好的行為表現，但同時也挫傷了高專業素養學習者學習的積極性。其次，虛擬仿真技術增強了任務復雜性與操作能力表現之間的倒U型關系，且增加了學習者對任務復雜性的接受程度。當任務復雜性在學習者的接受范圍內，虛擬仿真技術的應用可以增加學習者對任務復雜性的更多維度感知，增強任務復雜性對學習者的正向刺激作用；當超出這個范圍后，虛擬仿真技術的應用可能會加劇學習者的認知負荷，增強任務復雜性對學習者負向刺激作用，這在一定程度上解釋了已有的虛擬仿真技術作用相關研究所得結論大相徑庭的原因。

2 虛擬仿真教學系統的應用建議

為了進一步提升虛擬仿真教學系統的學習效果，本研究基于上述研究結論，針對虛擬仿真教學系統的具體應用提出以下建議：①任務復雜性與操作能力表現之間呈倒U型關系，因此高校在應用虛擬仿真教學系統時，應注意教學內容與學習者能力的匹配，根據學習者能力設置不同難度的教學內容，以激發學習者的學習動力。②虛擬仿真技術降低了虛擬仿真教學系統對學習者專業素養的要求，故可以考慮將虛擬仿真教學系統更多地應用于調動專業基礎較差的學習者的積極性。③虛擬仿真技術增強了任務復雜性與操作能力表現之間的倒U型關系，因此高校在應用虛擬仿真教學系統時，應注意虛擬仿真技術需配合教學內容發揮其調節作用——當教學內容過于復雜時，應減少虛擬仿真技術對學習者的干擾，以降低學習者的認知負荷；而當教學內容過于單調時，應加大虛擬仿真技術的應用力度，激發學習者的主動探索意識，從而取得更好的教學效果。

五 結語

本研究基于建構主義學習理論，構建了虛擬仿真教學系統學習效果的影響機制模型，并以江蘇科技大學企業管理虛擬實景實驗教學系統為例進行了實證研究，揭示了虛擬仿真教學系統學習效果的影響因素。本研究從虛擬仿真技術在虛擬仿真教學系統中所起調節作用的角度，解釋了現有研究中虛擬仿真教學系統的學習效果存在差異性的原因，為虛擬仿真技術的相關研究提供了一個新穎的視角；同時，本研究采用建構主義學習理論解釋了學習者特征要素——專業素養對學習效果的影響，擴展了現有研究對虛擬仿真教學系統學習效果影響因素的探索，豐富了虛擬仿真教學系統學習效果的相關理論研究。需要指出的是，由于本研究僅以一個虛擬仿真教學系統為例進行實證研究，樣本量較小，且不具有典型的代表性特征。為了提高樣本的容量和代表性，后續研究可考慮擴大樣本的采集范圍，研究不同學習階段、不同專業的學習者在應用虛擬仿真教學系統時的學習效果差異，以更深入地探索虛擬仿真教學系統學習效果的影響因素；同時，還可進一步探討不同中介變量在虛擬仿真教學系統學習效果影響機制中的具體作用，以及虛擬仿真技術對虛擬仿真教學系統學習效果的調節作用，以完善虛擬仿真教學系統學習效果影響機制的理論模型，為高校從不同視角提高虛擬仿真教學系統的教學效果提供理論依據。

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Research on the Influence Factors of Learning Effect of Virtual Simulation Teaching System

YIN Jun1LI Lu-lu1[Corresponding Author]QI Xin-lei2GE Shi-lun1QIAN Ping3

Aiming at the problem of the unclear mechanism about how virtual simulation teaching system affects students’ learning effect, this paper constructed the influence mechanism model of learning effect of virtual simulation teaching system based on the constructivism learning theory. On this basis, this paper used the system log data to explore the influence of virtual simulation teaching system on learning effect from the aspects of teaching content, virtual simulation technology, and learner characteristics, and proposed seven research hypotheses. Then, taking the virtual reality experimental teaching system of enterprise management in Jiangsu University of Science and Technology as an example, this paper conducted an empirical study and verified the seven research hypotheses one by one. The results showed that learners’ professional literacy had a positive relationship with the performance of operational ability and learning effect. Meanwhile, there was an inverted U-shaped relationship between task complexity and operational ability performance. Virtual simulation technology moderated the relationship between professional literacy, task complexity and operational capability performance, respectively. Finally, some suggestions for the specific application of virtual simulation teaching system were proposed in this paper, in order to improve the teaching effect of the virtual simulation teaching system in colleges and universities.

virtual simulation teaching system; learning effect; learners’ behavior; teaching contents; virtual simulation technology; learners’ characteristics

G40-057

A

1009—8097（2022）01—0064—11

10.3969/j.issn.1009-8097.2022.01.007

基金項目：本文為江蘇省高等教育教改研究立項課題“一流專業建設背景下高校專業負責人管理制度創新研究”（項目編號：2019JSJG234）、江蘇省教育信息化研究課題“經管類虛擬仿真實驗教學效果的影響機制研究”（項目編號：20180045）、江蘇科技大學本科教育教學改革研究課題“基于教育知識圖譜的個性化學習資源推薦系統研究”（項目編號：XJG2021020）的階段性研究成果。

尹雋，副教授，博士，研究方向為信息系統復雜性、機器學習應用、教育信息化等，郵箱為bamhill@163.com。

2021年5月31日

編輯：衍洐