虚拟仿真学习对大学生创造力的影响机制研究

摘  要：该文通过问卷调查收集虚拟仿真学习对大学生创造力影响的相关数据，利用方差分析、回归分析等方法，基于虚拟仿真技术和学习者特征等维度，探讨虚拟仿真学习方式对大学生创造力提升的效果和作用机制，并提出三个研究假设。以2023年全国仿真创新应用大赛为数据来源，对研究假设进行验证，结果表明，虚拟仿真学习方式能显著提升大学生创造力，专业素养正向影响大学生创造力，参与虚拟仿真学习能通过创造性个人、创造性过程、创造性环境和创造性产品等四个维度实现大学生创造力的提升。最后，该文针对虚拟仿真学习方式在大学生创造力提升方面的应用提出建议，以期为大学生创造力培养提供新思路，促成高校创新工作的发展。

关键词：大学生创造力；虚拟仿真学习；学习者特征；虚拟仿真技术；高校创新

中图分类号：G642      文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2024）28-0005-06

Abstract： This paper collected data of the impact of virtual simulation learning on college students' creativity through questionnaire， discussed the effect and mechanism of virtual simulation learning on the enhancement of college students' creativity by using variance analysis， regression analysis and other methods， and proposed three research hypotheses based on the dimensions of virtual simulation technology and learner characteristics. Taking the 2023 National Simulation Innovation Application Competition as the data source， the research verified the hypotheses， and results showed that virtual simulation learning can significantly improve the creativity of college students. Meanwhile， professional literacy positively influences college students' creativity. Participation in virtual simulation learning can improve the creativity of college students in four dimensions： creative individual， creative process， creative environment and creative product. Finally， suggestions on the application of virtual simulation learning mode were proposed in this paper， in order to provide new solutions to cultivating creativity in college students， promoting the development of innovation in colleges and universities.

Keywords： college students' creativity; virtual simulation learning; learners' characteristics; virtual simulation technology; college innovation

2013年，教育部颁布《关于开展国家级虚拟仿真实验教学中心建设工作的通知》，首次提出计划建设100个左右国家级虚拟仿真实验教学中心的任务。到2018年，教育部印发《教育信息化2.0 行动计划》，指出随着教育信息化建设的不断深入，基于计算机技术、仿真技术、人工智能技术的虚拟现实教学系统已经成为教育信息化数字资源的重要组成部分，并提出加强高等学校虚拟仿真实训教学环境建设等数字校园规范建设行动。虚拟仿真教学系统提供了变革性的教育实践[1]，其通过整合多媒体资源提供高仿真、可视化的教学内容，能够创设具有临场感、沉浸感、交互性的实践教学情境[2]，吸引用户积极参与学习任务[3]，从而提高用户的学习体验并实现学习效果的提升。与此同时，创新创业教育已成为高校教育改革的重要组成部分，是新时代下经济发展必不可少的强有力助推器[4]。因此深入了解虚拟仿真学习这一实践型学习方式对大学生创造力的影响机制，对发挥虚拟仿真教学优势，促进大学生创造力的个性化提升显得尤为重要。

目前，对虚拟仿真学习的相关研究主要以学习效果为考察对象，鲜有文献从创造力提升的视角来开展研究，且在整体上存在两方面局限：①大多数量化研究是在受控的实验室环境下进行的，样本数据有限且所得结论尚未达成共识[5]。②现有大量研究探讨了虚拟仿真学习方式对学生的学习绩效作用[6]，而尚缺乏虚拟仿真教学系统对创造力的效果影响机制研究。对此，本文从学习者特征、创造力提升、虚拟仿真学习方式三个角度，设计“虚拟仿真学习对创造力的影响”的评估问卷，以2023年全国仿真创新应用大赛（以下简称“大赛”）参赛者为研究对象，收集真实世界的数据，实证研究虚拟仿真学习方式对创造力的影响，以及虚拟仿真学习方式对创造力的影响作用机制，发现实践型学习方式对个性化创造力的作用规律，为提升大学生创造力和优化虚拟仿真学习方式提供可行思路和相关依据。

一  文献综述

关于虚拟仿真学习方式，已有众多国内外学者从不同方面进行了研究。事实上，虚拟仿真已经被证明可以通过沉浸和体现在数字环境中来帮助学习者保留有意义的信息，并理解具有挑战性且通常是抽象的理论[7]，这种数字环境相较于传统学习环境而言，可以通过虚拟仿真技术以游戏化形式嵌入学习内容，创设具有临场感和交互性的实训环境，改变学习者在学习过程中的参与度和知识建构过程。目前，学术界常用自我决定理论来解释人们积极参与游戏化活动的原因：自我决定理论依赖于自主、能力、关联性三大心理需求[8]，游戏化可以满足这三种需求以驱动内部动机的产生，刺激用户主动参与活动。此外，学习者自身特征，诸如性别、年龄、学历、专业类型和经验等个体差异会导致不同的学习行为，进而影响学习效果[9]。

关于创造力较为经典的定义在1950年由Guilford[10]就任美国心理学会主席时发表的以“创造力”为主题的演说中提出，即创造力是在平常的生活中能够发现和提出新问题和找到有效解决这些问题发展的能力，后来被进一步定义为个体利用其自身独特的想象力，提出新颖的设想，根据设想创造出新兴事物，富有发现新问题并用较好的方法解决问题的能力。总之，创造力是个体内部机制或个体与社会环境相互作用的产物[11]，其是个体产生新颖奇特而具有实用的观点或产品的能力。

在高等教育改革正逐渐成为推动经济转型发展的重要力量的背景下，大学生创新教育成为社会关注的焦点，因此找到一条有效的创造力培养路径显得至关重要。张秀峰等[12]通过对部分北京高校开展实证调查发现，课外创新创业的实践活动可以增强学生的合作创新能力和团队协作能力。陈立斌等[4]也对大学生创新培养路径进行了研究，其实证结果表明我国大学生创新力培养在实践能力上有较大提升空间。杨连生等[13]以5所本科院校为数据来源进行研究，发现在创新创业教育中进行体验式有意练习培训及注重实践体验可以显著提高大学生创新创业能力。综上，实践型学习方式可能成为创造力培养的重要路径。

创造力测评工具随创造力相关理论的发展而兴起，研究者们对创造力测评的方面和方法进行了持续深入的探讨，涌现出众多有价值的研究成果。Rhodes[14]曾提出创造力4P模型，从创造力因素的四个方面，即创造性过程（Process）、创造性个人（Person）、创造性环境（Press）和创造性产品（Product）来考察个体的创造性。其中创造性过程包括分析、创意、评估和实施四个阶段，通过让个体完成一些特定任务来评估个体的创造力思维能力；创造性个人测量方法包括人格量表、态度和兴趣量表、传记式量表等，通过自我评价或第三方评价测量个体的人格特征；创造性环境是指与创造力相关的环境因素，主要包括组织的创新动机或导向、可用的资源、管理办法；创造性产品是指作品的新颖性和适宜性能够反映作者个体的创造力。本文基于创造力4P模型设计虚拟仿真学习方式对创造力影响的问卷，为实证研究提供数据支撑。

二  研究假设

（一）  虚拟仿真学习的正向影响

虚拟仿真学习方式通过设置一种逼真的、高度真实的工作场景，使学生需按照一定的程序完成一系列操作，从中锻炼和提高学生多方面的工作能力和水平[15]。相较于传统学习方式而言，在虚拟仿真平台上进行的练习通常是可重复的，学生可以在平台上不断练习，因此虚拟仿真学习有助于降低学生在创新过程中产生的试错成本；同时虚拟仿真技术为学习者创设学习的真实情境，使用户对环境的感知从想象转变为对真实世界的感知[16]，降低了学生进行学习和思考的难度，从而使学生可以更容易地在每一次练习中进行大胆的创新，实现创造力的提升。而在本研究中，创造力的提升通过大赛所获奖项来体现。基于上述分析，本研究提出假设1（H1）：进行虚拟仿真学习对大学生的创造力有显著的正向影响。

（二）  专业素养的正向影响

作为虚拟仿真学习中的学习主体，大学生自身的学习能力和已有知识等都会直接影响虚拟仿真学习过程中知识的获取，从而影响最终学习效果。尹隽等[17]基于已有研究，将专业素养定义为学习者对信息系统专业课程的全面把握程度，是对学习者先前专业知识、经验的综合考量；同时发现专业素养的提高，有利于学习者进行知识理解与意义建构，在系统任务操作过程中更容易将理论与实践进行有机结合，深化对任务的理解，从而表现出更好的操作行为、取得更好的成绩。而位星等[18]指出，信息素养对互联网学习环境下的学习者深度思维具有显著影响，与所构建的个人知识网络质量呈显著正相关。因此可以认为大学生自身的专业素养会影响虚拟仿真学习过程中创造力的提升，而专业素养在本研究中，通过结合具体场景，用大学生的院校层次和学业成绩来衡量。综上所述，本研究提出假设2（H2）：专业素养正向影响虚拟仿真学习过程中的创造力提升。

基于假设H1和假设H2，本研究构建模型1为

CRE=α+βVRT+γSPE+δXi+ε ，  （1）

式中：CRE为创造力；VRT为虚拟仿真学习的时长；SPE为大学生的专业素养，即学业成绩和院校层次；Xi为控制变量，即年级和专业类型等；ε为随机误差项。

（三） 创造性表现的中介作用

创造性表现由创造性个人、创造性环境、创造性过程和创造性产品四个方面构成，且通过受访者填写的问卷来进行考察，虚拟仿真学习过程会对创造性表现产生影响。江波等[19]通过对虚拟仿真实验平台的学习者学习行为数据进行回归分析，发现学习行为与学习成绩之间存在显著的正相关关系。因此，大学生在虚拟仿真学习过程中的创造性表现越好，则越有可能在比赛中取得更好的成绩。基于上述分析，本研究提出假设3（H3）：创造性表现在虚拟仿真学习和创造力提升中起中介作用。

基于假设H3，本文运用逐步回归的方法检验虚拟仿真学习是否会通过影响创造性表现间接影响大学生创造力。第一步，以创造性表现为被解释变量，虚拟仿真学习为解释变量，检验虚拟仿真学习对创造性表现的影响。第二步，以大学生创造力为被解释变量，创造性表现为解释变量，检验创造性表现对大学生创造力的影响。依据上述思路，本研究构建模型2为