基于VR视频的在线协作学习：协作工具和共享视频控制的作用

文献标题

Collaborative Online Learning with VR Video: Roles of Collaborative Tools and Shared Video Control

文献信息

• 主题领域: 虚拟现实(VR)、在线学习以及协作学习
• 关键词: 虚拟现实（VR）、教育VR、协作学习、360度视频、社会VR

研究背景与问题

• 发现的问题或挑战:

  • 360度VR视频是一种低成本创造沉浸式数字体验的工具，因其灵活性和适应性被广泛看好，但现有的VR视频系统主要用于单人体验，对于协作学习的支持较少。
  • 缺少对分布式协作学习中VR视频的设计与应用效果的实证研究。
  • 视频观看中的缺乏协作可能会削弱学习体验。

• 重要性:

  • 后疫情时代在线学习已成为常态，探索如何有效利用VR视频增强学习体验具有广泛的现实意义。
  • 协作学习被证明能增加学习者的内在动机和认知效果，但如何在VR视频中实现协作尚未被深入研究。

• 研究动机与相关工作:

  • 现有研究证明了沉浸式环境和社交互动对教育的积极作用，但传统VBL（基于视频的学习）存在“孤立感”及缺乏互动等不足。
  • DCVV（分布式协作视频观看）模型已被证明能提高参与度，但该模型多用于传统视频，未能很好地运用于教育性VR视频。

解决方案

• 方法或解决方案:

  • 本研究设计和实现了两种新的协作VR视频模式：

    1. Non-sync模式：允许个人控制时间线。
    2. Sync模式：采用共享时间线控制，所有用户需同步控制播放进度。

  • 对比了这两种模式及传统技术（Basic模式）的教育效果。

  • 每种模式同时结合了一种“视频后讨论平台”，包括传统平台（Zoom和Google Slides）和嵌入式VR讨论室。

• 创新之处:

  • 在教育环境中首次将分布式学习体验与VR视频结合并进行评估。
  • 使用新的工具如视频内实时笔记功能、空间化语音聊天及动态光标等技术增强VR协作性能。

• 实施步骤:

  • 构建了三种不同模式对应的VR视频观看系统：
    • Basic模式: 使用传统VR播放器，配以笔和纸以及Zoom/Google Slides平台的支持。
    • Non-sync模式: 提供非同步的个人视频控制，以及内建的虚拟环境协作功能。
    • Sync模式: 实现完全同步的VR视频播放，成员共同控制视频进度，并利用共享光标等增强感知。
  • 开发逻辑基于Unity和Oculus Quest VR平台，支持多用户交互。

研究成果

• 具体成果:

  • 与传统方式（Basic模式）相比，协作VR视频模式（Non-sync和Sync）在以下方面有显著提升：
    • 更高的视觉信息记忆（视觉知识获得显著提高）。
    • 更好的协作体验（尤其在Sync模式下）。
    • 更强的社会临场感。
  • 然而，传统模式在听觉知识记忆方面表现更优。

• 与现有解决方案相比的优势:

  • Sync模式有效改善了多用户实时协作中的共享语境问题。
  • Non-sync模式在保证灵活学习节奏的同时，增强了协作功能。

• 实验或评估结果:

  • 共有54名大学生参与实验，通过对三个模式的对比发现：
    • Sync模式的协作评分、社会临场感评分显著高于其它模式。
    • Non-sync模式在学习节奏的个性化定制上优于Sync模式。
    • Basic模式对听觉记忆效果表现较优，但其他指标均低于协作VR模式。
  • 实验进一步揭示了灵活学习节奏与协作需求之间的张力，以及一些工具（如绘图与视图共享）因使用情景不同其效率和感受影响的变化。

• 局限性与未来方向:

  • 实验在实验室中模拟的远程学习场景，可能存在生态有效性的限制。
  • 系统的部分功能如笔记功能不够直观，未来可优化交互体验。
  • 任务时间较短，未来需拓展至长时间任务，验证工具的实际受欢迎程度与效果。
  • 建议研究更复杂的学习内容及任务场景中的协作效果，及导师在协作模式中的作用。