虚拟实验操作系统中认知摩擦问题探究

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1、虚拟实验操作系统中认知摩擦问题探究【摘要】调查研究表明，现有的很多虚拟实验开发多偏向技术的应用和功能的堆砌，学习者在操作时存在较高的“认知摩擦”O通过对虚拟实验操作系统中存在的认知摩擦问题研究，找出了其存在的原因，并在此基础上提出了问题的解决策略，为虚拟实验开发和虚拟实验教学的应用中避免不必要的此类问题产生提供有益的借鉴。【关键词】认知摩擦；虚拟实验;解决策略以计算机技术支持的网络学习应是以人为中心，以学习任务本身为焦点的学习。技术可以支持学习，但不应该干扰学习。目前，当使用Internet与虚拟现实作为一种学习工具时，学习者往往需要先掌握相关的知识与技能，虽

2、然这些知识技能可能跟当前学习任务没有必然联系，但其实无形中增加了学习者的认知负担，并且很容易使学习者产生挫折感，分散学习者的注意力。在网络实验教学中，学习者在学习过程中能否充分利用网络资源，能否真正获得身临其境的感觉,能否实现从感知到理性的过渡等问题尤为突出，美国学者Cooper将这种现象称为“认知摩擦”，本文研究目的是怎样将信息资源与物理虚拟空间融合，在这个融合的空间中学习者可以随时随地、在最短时间内透明地获得数字化的服务，降低学习中的认知摩擦。一认知摩擦认知摩擦是由美国的"VB之父”著名的设计师AlanCooper提出的，他指出认知摩擦是“当人类智力遭遇随

3、问题变化而变化的复杂系统规则时遇到的阻力”，是产品设计不良的一种普遍现象。认知摩擦是技术的应用和功能的堆砌使产品变得复杂、难于理解和使用、用户很难通过感官来预期操作的结果［1］。认知摩擦在我们日常用品使用过程中到处存在，人们与产品交互的过程，是成功还是失败？是顺利还是周折？是愉悅还是烦恼？是有趣还是乏味？成功意味着产品可用，顺利表示产品易用，愉悦和有趣说明产品能满足用户的体验。然而目前多数产品主要定位于可用性目标，而易用性和用户体验目标却不尽人意［1］。使用一部新型手机输入信息或对刚购买的显示器进行设置，如果不仔细阅读说明，那么交互过程不会太顺利。在产品设计中

4、设计师将自己想象成为使用者，在设计过程中缺乏对目标用户、交互行为以及使用场景的了解，使用户无法通过产品系统的表象认知设计师的意图，于是产生了认知鸿沟，用户对产品存在着不理解，使用过程不顺畅，存在困难等。认知摩擦的特点有：1普遍存在性认知摩擦在现实生活学习中随处可见，只不过程度不同,在机械工业时代，虽然机械设备功能很多，使用很复杂，但一般都稳定在很窄的状态范围内，例如弹钢琴很难，钢琴的行为很难控制，但是其认知摩擦并不高，从简单的发音到流畅高超的演奏，其结果可预见，虽然复杂，却遵循物理原理。在信息时代，软件产品的设计是基于设计师的思想，带有个人的主观特色，在使用过

5、程中设计师的思想与用户的思维不断发生碰撞引发冲击，有的用户能克服这种冲击，达到和设计师的共识，但有些用户却不能克服，只能止步，不能很好的利用手中产品。2不可消除性学习者的认知方式不同，使用学习工具时会面临各种各样的困难。同样的产品，在优秀用户人群中认知摩擦度就会很低，他们完全可以克服认知摩擦的存在，不过他们在享受克服困难带来的欢愉的同时，却浪费了很多时间在解决非学习任务的外在工具和外在环境中；普通用户人群却要饱受着认知摩擦，更谈不上利用工具解决存在的问题。由于用户人群的学习风格、认知特点存在巨大差异，设计开发人员只能使开发的产品更加人性化，降低认知摩擦，但是不

6、能满足所有用户的认知需求彻底消除认知摩擦。3两面性认知摩擦与现实世界的物理摩擦是一样的。少量存在时不见得是坏事，可以增加学习者的学习体验，激发学习者的学习兴趣。但是随着摩擦的增加，副作用也随之增长，学习者在学习过程中遇到困难，学习的积极性受到抑制。利用计算机技术、虚拟现实技术开发的各类学习型软件也不可避免地存在认知摩擦，怎样使学习者关注学习任务本身而不是外围的学习工具或环境因素，减弱技术的可视性,减少学习者的认知负担，使学习者更加顺利，更加自然地将注意力集中到学习任务本身，是研究者的主要任务。二虚拟实验中认知摩擦的解析虚拟实验是虚拟现实技术在实验教学中的应用[

7、3],是指借助多媒体、仿真和虚拟现实等技术在计算机上营造可辅助、部分替代甚至全部替代传统实验各操作环节的相关软硬件操作环境，实验者可以像在真实的环境中一样完成各种实验项目。通过对大连理工开发的大学化学虚拟实验系统与吉林大学开发的大学物理虚拟实验系统进行问卷调查发现：71.43%的学习者需要在教师或同学帮助下使用软件,72%的学习者不喜欢现在的导航形式，50%的学习者认为系统的有用性信息提供少，35%的学习者因产品不容易操作而情绪低落等。这些数据显示虚拟实验教学软件存在着高认知摩擦,学习者使用的过程并不顺利，主要体现在：1虚拟实验系统的“健忘”学习者每使用一次虚

8、拟实验系统，都会对它了解更多一点，而虚