基于虛擬仿真技術的實驗心理學課程教學模式的探討

陳亞楠 李靜一

摘? 要：實驗心理學作為心理學領域的重要分支，對于揭示心理現象的本質和內在規律具有重要意義。傳統的實驗心理學教學模式在一定程度上存在局限性，如受限的實驗條件、道德和安全問題等。文章旨在探討基于虛擬仿真技術的實驗心理學教學改革，分析虛擬仿真技術在實驗心理學教學中的應用前景，特別是它對實驗研究中生態效度的提升，以及它對學生學習體驗和教學效果的影響。總體上，虛擬仿真技術能夠為實驗心理學教學提供更靈活的實驗環境，能促進學生的參與和探究精神，能在一定程度上提升教學效果。

關鍵詞：虛擬仿真技術；實驗心理學；教學改革

中圖分類號：G642? ? 文獻標識碼：A? ? 文章編號：1673-7164（2024）17-0169-04

一、實驗心理學教學改革

實驗心理學是心理學專業本科生的一門專業核心基礎課。自1879年馮特開始通過實驗方法研究心理現象以來，實驗心理學因其可操作性、可重復性和可驗證性等特征而不再停留在哲學思辨的層面，開始面朝科學發展的新方向不斷前進。隨著時代的變遷，心理學思潮不斷演進，但實驗心理學的核心思想一直貫穿始終。因此，國內外高校一直非常重視對實驗心理學課程教學的研究。［1］

（一）傳統實驗心理學教學面臨的問題和挑戰

傳統的實驗心理學教學方法在其誕生之初無疑是先進的。例如，紙筆測試是最基礎的心理學實驗手段，它能夠幫助研究者記錄下被試的反應和答案，從而分析一些基本的心理現象。小組討論和實地實驗也為實驗心理學研究提供了更豐富的實驗環境和情境，使得實驗結果更具說服力。然而，隨著社會生活和科學技術的快速發展，也面臨著新的挑戰和需求。傳統的實驗心理學教學方法在應對這些新的挑戰時顯得力不從心。［2］首先，操作上，這些方法往往過于復雜。紙筆測試、小組討論和實地實驗都需要大量的人力和物力資源，而且難以進行大規模的推廣和應用。其次，這些方法在時間上也不盡人意。例如小組討論和實地實驗往往需要花費很長時間來籌備和執行，這對于學生和教師來說都是一個不小的挑戰。最關鍵的是，傳統的方法很難模擬真實的生活場景，導致實驗結果的生態效度受到質疑。

隨著科技的進步，迫切需要一種新的實驗心理學教學方法，能夠更好地模擬真實的生活情境，提高實驗結果的生態效度。這就是為什么現代技術，特別是虛擬仿真技術開始在實驗心理學教學中發揮越來越重要的作用。虛擬仿真技術能夠為學生提供一個高度真實的環境，使他們能夠自由地在該環境中進行各種實驗，更好地理解和掌握實驗心理學的知識和技能。［3］

（二）虛擬仿真技術的優勢和特點

傳統的實驗方法受限于實際環境的條件，很多時候難以重現或模擬某些特定的環境或情境。而虛擬仿真技術則允許研究者自由構建、修改實驗環境，從而更加精準地控制實驗變量。虛擬仿真技術是一種模擬現實環境和場景的技術手段，通過計算機生成的虛擬世界，使學生能夠身臨其境地參與實驗。這一技術結合了現代計算機圖形學、人機交互、傳感器技術等多個領域的前沿技術，為各種應用領域帶來了創新的解決方案。在實驗心理學教學中，虛擬仿真技術可以創造出各種復雜的情境，如社交互動、緊急情況等，為學生提供更豐富的實驗體驗。［4］此外，虛擬仿真技術還能夠模擬不同的心理障礙和疾病，幫助學生更好地理解心理問題的本質。

與傳統的教學方法相比，虛擬仿真技術更具吸引力，能夠提高學生的參與度和興趣。這種互動性和沉浸式體驗使學生更容易理解和掌握復雜的概念。虛擬仿真技術能夠激發學生勇于參與和探究的精神。學生可以在虛擬環境中自主操作和實驗，從而增加他們的實際參與感和學習動力。此外，虛擬仿真技術還可以降低學習的焦慮感，因為學生可以在虛擬環境中多次嘗試和實驗，而不必擔心實驗結果對自身產生長期影響。研究表明，虛擬仿真技術可以提升實驗心理學教學的效果。通過虛擬仿真技術，學生可以更深入地理解實驗的過程和原理，從而增強他們的實驗設計和分析能力。虛擬仿真技術還可以記錄學生在虛擬實驗中的行為和反應數據，為教師提供更多的教學反饋和指導。［5］

綜上所述，科技的進步為實驗心理學教學帶來了新的機遇和挑戰。因此要不斷地探索和嘗試，以找到更合適的教學方法。而虛擬仿真技術無疑提供了一個有力的工具，能夠更好地滿足教學需求。

二、實驗心理學中的生態效度

生態效度，又稱為外部效度或情境效度，主要關注研究結果是否可以推廣到實際情境和其他群體。更為具體地說，生態效度涉及研究的結果是否適用于日常生活中的實際環境、時間和地點等。它不同于內部效度，后者主要關注研究中是否確實是實驗處理引起了結果的變化，而不受其他干擾變量的影響。一個研究擁有高生態效度意味著其結果在實際環境中是可行和有意義的，可以被廣泛應用。

（一）生態效度在實驗心理學中的重要性

實驗心理學側重于在受控的實驗環境中研究心理現象。實驗心理學家設計實驗，操縱變量，以期探索原因與結果之間的關系。盡管這提供了大量有關心理過程的信息，但由于實驗通常在非常受限制的、標準化的環境中進行，因此其結果在更為廣泛、現實的環境中的適用性可能會受到質疑。

現實生活中的環境遠比實驗室更為復雜。個體所面臨的各種心理和情感反應很可能受到多種因素的綜合影響，而這些因素在實驗室的環境中可能被簡化或排除。例如，一個研究情緒反應的實驗可能只關注某一特定的刺激，而忽視了真實生活中眾多的其他干擾因素。心理學研究的目的并非僅僅是為了積累知識。更重要的是，這些知識能夠指導現實生活中的行為和決策。因此，實驗結果的普遍性和適用性就顯得尤為重要。無論是心理健康的干預措施、教育策略還是管理措施，都需要以具有高生態效度的結論作為指導。［6］

實驗室環境的受控特性，雖然為實驗提供了方便，但也可能導致研究結果與現實環境脫節。過度依賴實驗室環境可能會使研究者陷入“四墻之內”的誤區，過分強調實驗條件的重要性，而忽視了現實環境中多種多樣的干擾因素。當研究結果能夠真實反映日常生活中的心理現象，它們更有可能被社會所接受，并轉化為有益的政策和干預措施。

總的來說，生態效度在實驗心理學中的重要性不言而喻。為了確保研究的實際意義和應用價值，研究者必須在設計和實施實驗時認真考慮其生態效度。與真實環境中的觀察和調查相結合，確保研究結果具有廣泛的適用性和影響力。

（二）虛擬仿真技術如何提高實驗研究中的生態效度

隨著科技的進步，越來越多的研究者開始利用虛擬仿真技術來增強他們研究的生態效度。該技術的目的是創建一個現實和控制的環境，其中研究者可以操縱各種因素，模擬真實世界的場景效果。

近些年，虛擬仿真技術已經逐步在多個領域中得到了廣泛的應用。［7］例如心理健康領域中的虛擬現實暴露治療已經被證明對許多焦慮障礙患者是有效的。在治療中，患者被置于一個模擬的環境中，例如高空或者蜘蛛出沒的地方，以幫助他們面對和克服恐懼。這種方法的生態效度相對較高，因為患者實際上是在一個真實感覺的環境中接受治療，而不是傳統的診所設置。

傳統的教學方法，特別是在大型課堂中，通常難以引起學生的興趣和參與。但是，通過使用虛擬仿真技術，教師可以創建一個互動和引人入勝的學習環境。首先，虛擬環境通常是3D的，與2D的教科書圖像相比，其可為學生提供更為真實和深入的體驗。此外，許多虛擬仿真軟件允許學生互動，學生可以直接操縱和探索，而不僅僅限于觀察。其次，與真實世界任務相關的仿真可以增加學生的參與度。例如醫學生可以在虛擬環境中進行手術，工程學生可以設計和測試項目原型。最后，虛擬仿真技術還可以支持團隊合作。在一個共享的虛擬環境中，學生可以合作解決問題，進行討論和分享他們的發現。

虛擬仿真技術最大的優勢之一是其能夠模擬幾乎任何現實世界的環境。與實驗室設置相比，這些模擬環境的生態效度要高得多。首先，虛擬仿真技術可以模擬物理環境。從天氣到地形，從建筑物到交通工具，幾乎所有的物理因素都可以在虛擬環境中被準確再現。其次，虛擬仿真技術還可以模擬社會互動。通過使用虛擬人物，研究者可以模擬各種社交場景，如聚會、會議或沖突。最后，虛擬仿真技術還允許研究者操縱環境中的各種因素，以觀察它們如何影響個體的行為和反應。此優勢在研究心理現象時尤為適用，因為該研究可以在一個高度受控但仍然具有高生態效度的環境中進行。

總體而言，虛擬仿真技術為提高實驗心理學的生態效度提供了強大的支撐性工具。其不僅可以模擬真實的環境，還可以增強學生的互動性和參與度，從而提高他們的學習效果。隨著虛擬仿真技術的進一步發展和完善，它們在教育和研究中的應用將持續增長。

三、虛擬仿真技術在實驗心理學中的應用

虛擬仿真技術可以模擬真實世界的環境和情境，使用戶有身臨其境的感覺，增強體驗的真實性。在虛擬環境中進行實驗，無須擔心可能發電的傷害或風險，特別是對于那些在真實環境中可能導致危險的實驗。基于此，本研究結合虛擬仿真的特點具體探討了虛擬仿真在實驗心理學中的應用。

（一）創建復雜實驗情境

虛擬仿真技術可以模擬各種心理學實驗所需的復雜情境，如社交互動、緊急情況、自然環境等使研究者能夠更精細地控制實驗條件，以便更好地研究不同因素對心理現象的影響。在認知研究中，通過虛擬環境，研究者可以模擬復雜的情境來探索人類的記憶、注意、決策等認知功能。例如模擬超市環境以研究消費者的購物行為和決策過程。

（二）模擬心理障礙和疾病

虛擬仿真技術可以創造出模擬人類心理障礙和疾病的虛擬環境，幫助學生更深入地理解和觸及這些問題的本質。例如，學生可以在虛擬環境中體驗抑郁、社交焦慮等心理障礙，從而加深他們對這些問題的認識。

（三）提供互動體驗

虛擬環境可以提供與參與者的互動體驗，使他們更深入地參與到實驗中。參與者可以在虛擬環境中進行各種操作和決策，從而增加他們的參與感和情感投入。在虛擬環境中，研究者可以模擬各種社交場景，如公共演講、團隊合作等，探索人類在社交場合的行為和互動模式。

（四）增強情感激活

虛擬環境可以創建各種情感觸發的場景，如高空、密閉空間等，幫助研究者深入了解人類的情感反應和應對策略。虛擬環境還可以通過視覺、聽覺和觸覺等多種感知通道來激活參與者的情感。這對于研究情感、情緒和注意偏向等心理現象具有較高價值。［8］

（五）探索非傳統實驗題材

虛擬環境為實驗心理學提供了探索非傳統題材的機會，如虛擬現實中的道德困境、社會沖突等。這些題材在傳統實驗條件下可能難以實現，但在虛擬環境中則可以更加真實地進行模擬和研究。

（六）提供安全性和倫理性

部分心理實驗可能會涉及不安全或不符合倫理規范的情況。虛擬仿真技術可以在安全的環境中模擬不規范的情況，從而使研究者能夠更自由地探索和研究相關現象，保障參與者的安全和隱私。

隨著技術的發展，虛擬仿真技術在實驗心理學中的應用也日益廣泛。其可為研究者提供一個既安全又真實的環境，使他們可以更深入、更準確地探索人類的心理過程。這種技術也能為心理學的教學和培訓帶來革命性的變革，使學生能夠更好地理解和掌握實驗心理學的知識和技能。［9］

四、研究展望

（一）虛擬仿真技術的局限性

虛擬仿真技術在實驗心理學教學中的應用尚面臨一些挑戰，如技術成本、虛擬環境的真實感等問題。首先，盡管虛擬仿真技術在模擬真實環境方面有所進步，但它們仍然受到技術的限制。其次，高級的虛擬仿真技術和軟件可能需要大量的資金投入，這可能超出了許多教育機構和研究者的預算。最后，虛擬仿真技術的引入可能會導致學生和研究者過度依賴技術，而忽略了傳統的學習和研究方法。因此，虛擬仿真技術不應取代傳統的實驗心理學教學方法，而是作為補充和拓展輔助教學工作。

（二）未來的發展趨勢

隨著技術的進步，虛擬仿真技術將在未來變得更加先進和普及。其可能的發展方向包括：未來的技術將能夠更好地模擬真實世界，提供更為真實和沉浸式的體驗。除了實驗心理學，其他學科，如醫學、工程學和藝術等，也將更加依賴虛擬仿真技術進行教學和研究。隨著技術成本的降低，更多的教育機構和研究者將能夠使用和受益于虛擬仿真技術。

五、結語

基于虛擬仿真技術的實驗心理學教學改革為傳統教學模式注入了新的活力。虛擬仿真技術能夠為學生創造更靈活、開放的實驗環境，提升他們的學習體驗和參與度。本研究探討了虛擬仿真技術在實驗心理學中的應用，分析了虛擬仿真技術對生態效度的提升。雖然當前應用面臨著一些挑戰，但隨著技術的不斷發展，虛擬仿真技術有望成為實驗心理學教學的重要支持手段，為培養具有實驗設計和分析能力的心理學人才做出貢獻。未來，隨著技術的不斷進步，虛擬仿真技術有望在實驗心理學教學中發揮更大的作用，為學生提供更豐富的學習體驗。

參考文獻：

［1］ 周廣東，楊海波，白學軍. 心理學專業“實驗心理學”本科教學現狀的調查與分析［J］. 心理與行為研究，2017，15（03）：424-433.

［2］ 朱俊卿. 論地方高校實驗心理學的實驗教學改革［J］. 教育評論，2010（02）：44-46.

［3］ 張為忠，連榕，許艷鳳. 虛擬現實技術在心理學領域的應用與展望［J］. 應用心理學，2020，26（01）：15-29.

［4］ 崔芷君，謝冬嬋，匡謹，等. 基于虛擬現實技術的心理學實驗教學資源建設［J］. 實驗技術與管理，2017，34（03）：194-198.

［5］ 沈靖，楊曉晴，王振宇，等. 虛擬現實技術在欺騙研究中的應用［J］. 應用心理學，2021，27（02）：95-102.

［6］ 向遠明，范炤，王伏玲. 虛擬仿真實驗室在心理學實驗教學中的作用［J］. 實驗技術與管理，2015，32（12）：120-122.

［7］ 凌輝，孟凡斐，汪植英，等. 具身認知視角下辯證行為療法干預邊緣型人格障礙：基于VR技術的應用［J］. 中國臨床心理學雜志，2021，29（06）：1307-1311.

［8］ 袁小鈞，崔曉霞，曹正操，等. 虛擬仿真場景中威脅性視覺刺激搜索的注意偏向效應［J］. 心理學報，2018，50（06）：622-636.

［9］ 謝冬嬋，林春艷，梁柏燊，等. 虛擬仿真心理實驗中心促進創新人才培養體系建設［J］. 實驗室研究與探索，2017，36（06）：165- 168.

（責任編輯：敖利）