در قرن بیست و یکم، در مواجهه با چالش‌های مختلف جامعه مدرن پیچیده‌تر، توسعه مهارت‌های تفکر مرتبه بالاتر (HOTS) در آموزش توجه فزاینده‌ای از سوی مربیان و محققان را به خود جلب کرده است. [۱,۲,۳]. در توسعه تفکر مرتبه بالاتر در بین دانش‌آموزان دبستانی، تفکر خلاق و مهارت‌های حل مسئله نه تنها موفقیت آنها را در موضوعات فعلی افزایش می‌دهد، بلکه به پیشرفت شخصی و موفقیت حرفه‌ای آینده نیز کمک می‌کند. [۴]. در عین حال، ظهور فناوری دیجیتال تا حد زیادی روش یادگیری را تغییر داده است [۵]، با فناوری زمینه ای برای یادگیری معتبر ایجاد می کند که دانش و مهارت های آموخته شده در کلاس را در دنیای واقعی به کار می گیرد. [۶]. ترکیب مفهوم “یادگیری از طریق انجام” به دانش آموزان اجازه می دهد تا فعالانه در کار یادگیری مشارکت کنند و مستقیماً آن را تجربه کنند، و دانش آموزان دیگر گیرنده های منفعل نیستند، بلکه به سازندگان دانش فعال تبدیل می شوند. این رویکرد می تواند مشارکت دانش آموزان را در کلاس درس افزایش دهد و مهارت های تفکر بالاتر آنها را افزایش دهد [۷]. مدل سازی سه بعدی مجازی، به عنوان یک روش معمولی برای “یادگیری با انجام” و “یادگیری معتبر” در عصر دیجیتال، توسط بسیاری از محققان به عنوان راهی برای پرورش توانایی های شناختی مختلف شناخته شده است. توسعه توانایی های شناختی مختلف آن توسط بسیاری از محققان به رسمیت شناخته شده است [۸,۹,۱۰]. با استفاده از فناوری‌های رسانه‌ای جدید مانند فناوری چاپ سه بعدی و برنامه‌نویسی بصری، عمل دانش‌آموزان برای تجسم ایده‌های خود از طریق مدل‌سازی سه‌بعدی مجازی نه تنها خلاقیت و توانایی فضایی آن‌ها را بهبود می‌بخشد، بلکه علاقه و درک آن‌ها را نسبت به مطالب موضوعی در طول فرآیند یادگیری افزایش می‌دهد. [۱۱].

مطالعات زیادی مبنی بر اثربخشی مدل سازی سه بعدی مجازی در آموزش انجام شده است [۹,۱۲,۱۳]، اما، در عین حال، هنوز هم مشکلاتی در این شیوه تدریس وجود دارد. این تا حدی به دلیل عدم اثربخشی آموزشی ناشی از سخت‌افزار و روش‌های مدل‌سازی سه بعدی مجازی است، مانند بار بالای شناختی فرآیند یادگیری به دلیل ناآشنایی دانش‌آموزان با نرم‌افزار مدل‌سازی سه بعدی مجازی و تجهیزات چاپ. [۱۴]فقدان آموزش فردی در طول فرآیند [۱۵]، و عدم بازخورد فوری در مورد یادگیری دانش آموزان. همچنین تحقیقات کمتری در مورد استفاده از مدل‌سازی سه‌بعدی مجازی در سطوح پایه آموزش انجام شده است که با توجه به تأثیر سنین مختلف بر برنامه درسی حائز اهمیت است. [۱۶]. علاوه بر این، مطالعات کمتری برای بهبود و بهینه سازی مدل سازی سه بعدی مجازی مرسوم انجام شده است. استفاده از نرم‌افزارهای سه‌بعدی عادات ذهن انسان را در نظر نمی‌گیرد، بنابراین کاربران برای مشاهده زوایای مختلف اشیاء سه‌بعدی در هواپیمای دوبعدی باید از ماوس برای کشیدن و رها کردن استفاده کنند که بدون شک بار شناختی آنها را افزایش داده و آنها را محدود می‌کند. تفکر خلاقانه [۱۷].

با توسعه فناوری، واقعیت مجازی بسیار فراگیر (IVR) مانند نمایشگرهای نصب شده روی سر (HMD) ظهور کرده اند. [۱۸]. تلفن گویا راهی برای شبیه سازی دیجیتال یا تکرار یک محیط واقعی است [۱۹]و چهار عنصر ضروری تلفن گویا شامل محیط های مجازی، غوطه وری، حضور و مداخله در تعاملات بین واقعیت و محیط مجازی است. [۲۰]. در زمینه آموزش، استفاده از تلفن گویا امکانات بیشتری را برای بازنمایی دانش فضایی و تعامل و یادگیری زمینه ای به ارمغان می آورد. [۲۱]و پایه آموزشی IVR و ویژگی‌های همه جانبه می‌توانند تجربیات یادگیری عمیق و الهام‌بخش را ارتقا دهند، که اهداف آموزشی ایده‌آل برای توسعه خلاقیت در نظر گرفته می‌شوند. [۲۰].

رویکرد مدل‌سازی سه‌بعدی مبتنی بر تلفن گویا به دانش‌آموزان اجازه می‌دهد تا محصول مدل‌سازی نهایی را در طول فعالیت‌های معلم و دانش‌آموز مشاهده کنند و به طور مداوم مدل را با استفاده از جوی استیک یا با هر دو دست تنظیم کنند، که یک روش طبیعی‌تر برای تعامل انسان و رایانه است. [۲۲]. این رویکرد به انتقال ذهنی کمتری نیاز دارد و با عادات شناختی-رفتاری کودکان همخوانی بیشتری نسبت به روش‌های مدل‌سازی سه بعدی مجازی مرسوم دارد و خلاقیت و انگیزه دانش‌آموزان را برای یادگیری افزایش می‌دهد و در عین حال زمان و هزینه‌های رشد را کاهش می‌دهد. [۲۳,۲۴,۲۵]. برای بررسی عمیق تأثیر این روش بر تفکر خلاق، تمایل به حل مسئله و بار شناختی دانش‌آموزان، این مطالعه رویکرد مدل‌سازی سه‌بعدی مبتنی بر تلفن گویا را در یک دوره مجازی مدل‌سازی سه‌بعدی در یک مدرسه ابتدایی اعمال کرد و سؤالات پژوهشی زیر را مطرح کرد:

• آیا رویکرد مدل سازی سه بعدی مبتنی بر تلفن گویا می تواند تفکر خلاق دانش آموزان را در مقایسه با رویکرد مدل سازی سه بعدی مجازی مرسوم (مدل سازی سه بعدی مبتنی بر CVR) بهبود بخشد؟

• آیا رویکرد مدل‌سازی سه‌بعدی مبتنی بر تلفن گویا می‌تواند گرایش حل مسئله دانش‌آموزان را در مقایسه با رویکرد مدل‌سازی سه‌بعدی مجازی مرسوم (مدل‌سازی سه‌بعدی مبتنی بر CVR) بهبود بخشد؟

• آیا رویکرد مدل‌سازی سه‌بعدی مبتنی بر تلفن گویا می‌تواند بار شناختی دانش‌آموزان را در مقایسه با رویکرد مدل‌سازی سه‌بعدی مجازی مرسوم (مدل‌سازی سه‌بعدی مبتنی بر CVR) کاهش دهد؟

• نظرات و پیشنهادات دانشجویان در رابطه با استفاده از رویکرد مدل سازی سه بعدی مبتنی بر تلفن گویا چیست؟

محققان اشاره کرده اند که استفاده از محیط های غوطه ور در طراحی می تواند عملکرد خلاقانه کاربران را تحریک کند [۶۸,۶۹]. علاوه بر این، الگوهای تعاملی که با تفکر شناختی همخوانی بیشتری دارند، برای رشد شناختی مؤثرتر هستند. [۲۲,۶۴]. بنابراین، این مطالعه یک روش مدل‌سازی سه بعدی واقعیت مجازی مبتنی بر غوطه‌وری را با ارجاع به نظریه شناخت تجسم یافته پیشنهاد می‌کند. این روش از سه بخش تشکیل شده است: فعالیت معلم، فعالیت دانش‌آموز و تنظیم محیط (نگاه کنید به شکل ۱). ابتدا، معلم مراحل عملیات اساسی مدل‌سازی واقعیت مجازی فراگیر (IVR) را در کلاس درس نشان می‌دهد و دانش‌آموزان عملکرد معلم را در کلاه ایمنی مجازی از طریق فناوری نمایش مشاهده می‌کنند. سپس، پس از اینکه معلم وظایف مدل‌سازی کلاس را نشان داد، دانش‌آموزان کلاه‌های واقعیت مجازی را برای تمرین برقراری ارتباط به سر می‌گذارند و معلم برای ارائه راهنمایی شخصی به اطراف راه می‌رود (نگاه کنید به شکل ۲). در این فرآیند، رویکرد مدل‌سازی سه‌بعدی با پشتیبانی از واقعیت مجازی، دانش‌آموزان را از طریق نمایشگرهای روی سر (HMD) در یک دنیای کاملا مجازی قرار می‌دهد، که حس حضور دانش‌آموزان و در نتیجه تعامل عاطفی آن‌ها را افزایش می‌دهد. از سوی دیگر، با توجه به تئوری شناخت تجسم یافته، روش مدل‌سازی سه‌بعدی با پشتیبانی از واقعیت مجازی، صفحه کلید و ماوس مورد استفاده در مدل‌سازی سنتی را با دو جوی استیک جایگزین می‌کند و از ابزارهای تعاملی جدید برای تغییر طرح‌واره بدن دانش‌آموزان استفاده می‌کند. الهام بخش تفکر آنها

هدف از این مطالعه بررسی کاربرد و اثربخشی واقعیت مجازی فراگیر (IVR) در تألیف آموزشی بود. ما از یک سیستم نویسندگی همهجانبه که توسط Google Inc. در سال ۲۰۲۲ توسعه یافته بود، استفاده کردیم که می‌توان آن را در یک هدست مجازی از طریق Pico App Marketplace بارگیری کرد. زمینه این تحقیق بر روی پتانسیل تلفن گویا به عنوان یک ابزار آموزشی قدرتمند، به ویژه در حمایت از محیط های یادگیری چند بعدی و خودگردان استوار است. در محیط سیستم، دانش‌آموزان می‌توانند سناریوهای مختلفی (مثلاً فضا، برف، آسمان شب و غیره) را انتخاب کرده و مدل‌هایی را درون آن‌ها طراحی کنند. این سیستم برس ها و ابزارهای تولیدی متنوعی را ارائه می دهد که به دانش آموزان اجازه می دهد طول، عرض و ارتفاع مدل های خود را تنظیم کنند. دانش‌آموزان می‌توانند با استفاده از ماشه مناسب برای حرکت دادن اجسام در اطراف بدن، عملیات گرفتن اشیاء را در محیط مجازی شبیه‌سازی کنند، در حالی که دانش‌آموزان می‌توانند با گرفتن اشیا از زوایای مختلف، خلاقیت خود را مشاهده و تنظیم کنند. شکل ۳آ).

همچنین دوره مدلسازی سه بعدی مجازی مرسوم با استفاده از نرم افزار مدلسازی ۳D One (Education Edition V2023) در اتاق کامپیوتر مدرسه در کلاس باشگاه برگزار می شود که دارای رابط کاربری ساده و مناسب برای مبتدیان می باشد. هر دانش آموز یک رایانه شخصی را کنترل می کند و معلم کنترل صفحه دانش آموز را برای نشان دادن عملیات یکپارچه می کند، سپس کنترل صفحه را به دانش آموزان می دهد تا خودشان این کار را انجام دهند. در سیستم مدل‌سازی سه‌بعدی، دکمه سمت چپ ماوس را برای انتخاب ابزارهای موجود در رابط برای مدل‌سازی، مانند خط و شکل اصلی مدل، به کار می‌برند. اگر بخواهند شی را از زوایای مختلف مشاهده کنند، می توانند دکمه سمت راست ماوس یا کلیدهای جهت صفحه کلید را نگه دارند تا شی مجازی ایجاد شده را تنظیم کنند (نگاه کنید به شکل ۳ب).

محیط آموزش واقعیت مجازی دارای دو صفحه اصلی و هشت صفحه فرعی بود و عملیات معلم از طریق فناوری ریخته‌گری صفحه در هر صفحه به اشتراک گذاشته می‌شد تا مشاهده دانش‌آموز را تسهیل کند. شکل ۴). ۴۰ دستگاه تلفن گویا در کلاس درس وجود داشت که هر کدام از آنها شامل یک نمایشگر روی سر، دو کنترلر بی سیم و یک کامپیوتر لپ تاپ بود و دانش آموزان از فناوری پروجکشن برای نمایش نماها از کلاه های تلفن گویا بر روی رایانه لپ تاپ استفاده کردند تا کار را تسهیل کنند. دستورات فردی معلم کلاه ایمنی تلفن گویا مورد استفاده در این مطالعه به دانش آموزان اجازه می داد تا آزادانه در محدوده خاصی حرکت کنند، زیرا آنها توسط سیم محدود نمی شدند.

در پاسخ به سوال ۱ پژوهش، نتایج آزمایش تغییراتی را در تفکر خلاق دانش آموزان مشاهده کرد که گروه آزمایش افزایش معنی داری در نمره کل تفکر خلاق نسبت به گروه کنترل نشان داد. روش مدل‌سازی سه‌بعدی مبتنی بر واقعیت مجازی فراگیر می‌تواند به‌طور مؤثر دانش‌آموزان را برای تولید ایده‌های جدید و ارائه بازخورد به موقع در مورد جلوه‌های ویژه شگفت‌انگیز تحریک کند. واقعیت مجازی همهجانبه تجربیات واقعی، شهودی و حسی را فراهم می کند که دانش آموزان را قادر می سازد تا افکار و ایده های جدید را در یک محیط مجازی بسازند و کشف کنند. در نظرسنجی مصاحبه، دانش‌آموزان گروه آزمایشی همچنین به تجربه فراگیر و افزایش خلاقیت حاصل از این روش اشاره کردند. علاوه بر این، تجربه همه جانبه به دانش‌آموزان اجازه می‌دهد تا از لحاظ عاطفی با محتوای یادگیری ارتباط برقرار کنند و این ادغام احساسات و شناخت به درک عمیق‌تر و تسهیل تفکر خلاق دانش‌آموزان کمک می‌کند، که با تحقیقات قبلی در مورد افزایش تفکر خلاق در واقعیت مجازی فراگیر مطابقت دارد. محیط ها [۵۲].

علاوه بر این، این مطالعه بررسی کرد که آیا تفاوت‌هایی در ابعاد فرعی تفکر خلاق وجود دارد یا خیر و نتایج نشان داد که دو گروه تفاوت معنی‌داری را در ابعاد فرعی کنجکاوی، چالش و تخیل نشان دادند که در گروه آزمایش نمره بالاتر از گروه کنترل از نظر چالش، دانش‌آموزان گروه آزمایشی با چالش‌های غنی‌تر و شهودی‌تری در محیط واقعیت مجازی فراگیر مواجه شدند. به عنوان مثال، محیط به آنها اجازه می داد آزادانه در سه بعدی حرکت کنند و دستکاری کنند. بنابراین، دانش‌آموزان باید یاد می‌گرفتند که اشیا را در یک فضای پیچیده سه‌بعدی مکان‌یابی و دستکاری کنند و با چالش‌های مشارکتی، احساسی و اخلاقی دنیای مجازی سازگار شوند. تئوری شناخت تجسم یافته نشان می دهد که این تعامل مستقیم دانش آموز با فضای مجازی از طریق بدن در محیط های مجازی فراگیر چالش شناخت و دستکاری فضایی را افزایش می دهد و دانش آموزان باید از هماهنگی بدنی و حسی پیچیده تری برای درک و دستکاری فضای سه بعدی استفاده کنند. [۷۶]. از نظر کنجکاوی، محیط‌های واقعیت مجازی غوطه‌ورکننده، تجربه‌های واقعی سمعی و بصری و لمسی را ارائه می‌کنند که می‌تواند به طور موثر حس کنجکاوی دانش‌آموزان را تحریک کند. مطالعات مرتبط همچنین نشان داده اند که دیدگاه رایگان ارائه شده توسط واقعیت مجازی همهجانبه به دانش آموزان امکان می دهد برنامه ریزی را به طور جامع تری بررسی کنند. [۷۷]. در عین حال، با توجه به دیدگاه شناخت تجسم یافته، چنین کاوش های بدنی نه تنها چالش های ادراکی را افزایش می دهد، بلکه ممکن است کاوش کنجکاو در محیط های فضایی، فیزیکی و اجتماعی را تحریک کند، جایی که دانش آموزان می توانند قوانین و پدیده های جدید را از طریق احساسات بدنی درک کنند. [۷۸]. از نظر تخیل، تجربه چندحسی ارائه شده توسط واقعیت مجازی فراگیر ممکن است تخیل دانش‌آموزان را از اشکال، فضاها و موقعیت‌ها تحریک کند و آنها را قادر می‌سازد تا در مورد عبارات به شیوه‌ای تجسم‌یافته‌تر و واضح‌تر فکر کنند، که در راستای تحقیقات تانو است. [۷۹]. علاوه بر این، در محیط های غوطه ور برای اشیاء مجازی، دانش آموزان می توانند آنها را به روشی مستقیم تر کشف و درک کنند، به گونه ای که درک فضایی و رسمی آنها را افزایش داده و تخیل را در ساخت و طراحی فضایی تسهیل می کند. این با نتیجه گیری از مطالعه اوزگن مطابقت دارد [۸۰]، که اشاره کرد که محیط های واقعیت مجازی همهجانبه می توانند فضایی را فراهم کنند که تخیل دانش آموزان را تحریک کند. با این حال، تفاوت معنی داری بین گروه آزمایش و کنترل در بعد ریسک پذیری وجود نداشت و آزمون t زوجی بیشتر نشان داد که گروه آزمایش در قبل و پس آزمون تفاوت معنی داری نشان می دهد، در حالی که گروه کنترل تفاوت معنی داری را نشان می دهد. گروه انجام نداد. پتانسیل واقعیت مجازی فراگیر و مدل‌سازی سه‌بعدی مجازی سنتی برای ارائه یک تجربه ماجراجویانه ممکن است مشابه باشد، و ریسک‌پذیری ممکن است بیشتر به طراحی و محتوای یک کار خاص وابسته باشد تا ابزار فنی مورد استفاده. یک مطالعه نشان داده است که راهبردهای یادگیری مستقل با حمایت معلم برای دانش آموزان می تواند در افزایش رفتارهای پرخطر در فرآیند یادگیری موثر باشد. [۸۱]. این نشان می‌دهد که هر دو روش ممکن است ذاتاً سطحی از تعامل یا چالش را ارائه دهند که به درجه‌ای از ریسک‌پذیری نیاز دارد، اما به اندازه‌ای نیست که به‌عنوان یک تفاوت آماری معنادار در یک مجموعه آزمایشی آشکار شود. علاوه بر این، ریسک‌پذیری ممکن است بیشتر به ویژگی‌ها و نگرش‌های شخصی دانش‌آموزان مربوط باشد تا اینکه کاملاً به محیط فن‌آوری وابسته باشد، برخی از دانش‌آموزان ممکن است طبیعتاً تمایل بیشتری به ریسک‌پذیری داشته باشند، در حالی که برخی دیگر بدون توجه به محیط یادگیری محتاط‌تر هستند. . این واریانس فردی می‌تواند اثرات بالقوه فناوری یادگیری را بر اقدامات ریسک‌پذیر کاهش دهد. و تفاوت‌ها در زیربعد ریسک‌پذیری تفکر خلاق به ما یادآوری می‌کند که انتخاب فناوری تنها مورد توجه در طراحی آموزشی نیست، بلکه طراحی کار و محتوا به یک اندازه مهم هستند. به دلیل محدودیت‌های پرسشنامه‌های خودگزارشی، رویکرد اندازه‌گیری ماجراجویانه نیز ممکن است به تأثیر معناداری کمک کرده باشد. [۸۲]، ابزارها و معیارهای مورد استفاده برای ارزیابی ریسک پذیری ممکن است به اندازه کافی برای تشخیص تفاوت های ظریف ناشی از استفاده از VR همهجانبه حساس نبوده باشند.

سؤال ۲ تفاوت‌ها را در گرایش مهارت‌های حل مسئله دانش‌آموزان پس از یک مداخله آزمایشی تحلیل کرد. این مطالعه داده‌ها را با استفاده از کوواریانس یک‌طرفه تجزیه و تحلیل کرد و نتایج نشان داد که رویکرد مدل‌سازی سه‌بعدی مبتنی بر واقعیت مجازی (IVR) در مقایسه با رویکرد مدل‌سازی سه‌بعدی مجازی سنتی از نظر بهبود تمایل دانش‌آموزان به حل مسئله مؤثرتر است. . واقعیت مجازی همهجانبه شامل عناصر اساسی مانند غوطه وری، واقعیت مداخله گر و تعامل بین عناصر مجازی است. [۲۰]و از منظر شناخت تجسم یافته، مدل سازی سه بعدی مبتنی بر تلفن گویا تجربه ای همه جانبه را فراهم می کند که دانش آموزان را قادر می سازد تا از منظر اول شخص با اشیاء مجازی تعامل و دستکاری کنند. این غوطه وری، درک و تسلط بر مفاهیم پیچیده مانند فضا، هندسه و فیزیک را برای دانش آموزان آسان تر می کند و در نتیجه مهارت های حل مسئله را ارتقا می دهد. علاوه بر این، در محیط‌های تلفن گویا، دانش‌آموزان می‌توانند از طریق حرکات بدن با مدل‌های سه‌بعدی تعامل داشته باشند و این تعامل تجسم‌یافته به تعمیق درک دانش‌آموزان از مفاهیم کمک می‌کند. [۸۳]. این با رویکردهای مدلسازی سه بعدی مجازی سنتی (مثلاً استفاده از ماوس و صفحه کلید)، که فاقد بازخورد حسی و بصری در دنیای واقعی است، در تضاد است. در عین حال، مدل‌سازی سه‌بعدی در تلفن گویا، رندر فوری اشیاء مدل‌سازی شده را بدون چاپ فراهم می‌کند و به دانش‌آموزان کمک می‌کند تا اشتباهات و کاستی‌های خود را سریع‌تر درک کنند. در مصاحبه‌های بعدی، همچنین متوجه شدیم که دانش‌آموزان گروه آزمایشی اغلب در هنگام توصیف مزایای روش، به این نکته اشاره می‌کنند که این روش عملی شهودی‌تر و طبیعی‌تر است، و این مکانیسم بازخورد، شبیه به واقعی است. تعاملات جهانی، دانش آموزان را تشویق می کند تا راه هایی برای حل مشکلات از طریق آزمایش و تنظیم مداوم بیابند.

به طور کلی، رویکرد مدل‌سازی سه‌بعدی مبتنی بر تلفن گویا، دانش‌آموزان را قادر می‌سازد تا با ارائه یک محیط یادگیری طبیعی‌تر، شهودی‌تر و تعاملی‌تر، به درک عمیق‌تر و تسلط بر مفاهیم دست یابند. در مقایسه با مدل‌سازی سه بعدی مجازی مرسوم، بر تعامل بین بدن و محیط تأکید می‌کند، بنابراین با اصول تئوری شناخت تجسم همسو می‌شود و به بهبود مهارت‌های حل مسئله دانش‌آموزان کمک می‌کند، که با یافته‌های تحقیقات قبلی مطابقت دارد. [۲۳,۸۴].

در پاسخ به سوال تحقیق ۳، متوجه شدیم که روش مدل‌سازی سه‌بعدی مبتنی بر واقعیت مجازی فراگیر می‌تواند به طور موثری بار شناختی دانش‌آموزان را در مقایسه با مدل‌سازی سه بعدی مجازی معمولی کاهش دهد. در عین حال، رشد تفکر خلاق دانش‌آموزان دبستانی و بهبود گرایش به مهارت‌های حل مسئله، ارتباط تنگاتنگی با بار شناختی در فرآیند یادگیری دارد. [۸۵,۸۶]بنابراین تفاوت بار شناختی دو گروه از دانش‌آموزان در فرآیند مدل‌سازی مجازی سه بعدی از اهمیت زیادی برای مطالعه برخوردار است.

این یافته که محیط های واقعیت مجازی فراگیر به طور موثری بار شناختی دانش آموزان را در طول یادگیری مدل سازی با ارائه تعاملات شهودی و تجربیات فراگیر کاهش می دهد، با نتایج آزمایش های اوزگن در آموزش طراحی سازگار است. [۸۰]. تئوری شناخت تجسم یافته ادعا می کند که فرآیندهای شناختی ما بر اساس تعاملات فیزیکی ما با محیط است و نه فقط بر اساس پردازش اطلاعات در مغز. این بدان معنی است که شناخت و درک ما شهودی است و ارتباط نزدیکی با تجربیات بدنی ما دارد. هنگامی که مواد یادگیری با تجربه بدنی ما مطابقت داشته باشد، سرعت و عمق درک ما ممکن است افزایش یابد و در نتیجه بار شناختی کاهش یابد. [۸۷]. برخی از محققان استدلال کرده اند که ماهیت غوطه ور و جذاب تلفن های گویا باعث افزایش توجه کاربران می شود [۶۹]، که باعث می شود آنها کمتر به رفتارهای نامربوط روی بیاورند و تلاش ذهنی اضافی مرتبط با حواس پرتی دانش آموزان را کاهش می دهد. در مصاحبه‌ها، برخی از دانش‌آموزان گروه آزمایشی اشاره کردند که محیط غوطه‌ور، ورود آنها را به حالت جریان ذهن آسان‌تر می‌کند.

در نظریه بار شناختی، بار بیرونی به بار غیرضروری به دلیل طراحی ضعیف آموزشی اشاره دارد. وقتی مطالب آموزشی با تجربه فیزیکی ما مطابقت نداشته باشد، ممکن است بار بیرونی ما را افزایش دهد. به عنوان مثال، در طول فرآیند یادگیری در گروه کنترل، اگر به جای دستکاری مستقیم اشیاء در فضای سه بعدی، نیاز به جابجایی بین تصاویر دو بعدی و توضیحات متنی داشته باشیم، ممکن است بار بیرونی ما افزایش یابد. با این حال، همچنین پیشنهاد شده است که غوطه وری بالا مستعد بار شناختی اضافی است زیرا محیط های غوطه ور باعث سطوح بالایی از اختلال عاطفی و شناختی می شوند. [۵۹]اما نتایج این مطالعه بر اساس نتیجه گیری در بالای درس زیست شناسی سنتی بود و محققان خاطرنشان کردند که نوع درس ممکن است نتایج یکسانی بر بار شناختی دانش آموزان نداشته باشد.

در پاسخ به سوال تحقیق ۴، از نظر مزایای مدل سازی سه بعدی مجازی، هم مدل سازی سه بعدی واقعیت مجازی فراگیر (IVR-3D) و هم مدل سازی سه بعدی واقعیت مجازی مرسوم (CVR-3D) جنبه سرگرم کننده رویکرد مدل سازی را ذکر کردند. دانش‌آموزان فکر می‌کردند که این نوع مدل‌سازی در سناریوهای مجازی روشی بدیع و جالب برای یادگیری است و همچنین هر دو گروه از دانشجویان ذکر کردند که مدل‌سازی سه بعدی مجازی به آنها کمک می‌کند تا درک عمیق‌تری از مدل طراحی به دست آورند. مطالعه فوگارتی اشاره کرد که مشاهده چند زاویه ای به دانش آموزان کمک کرد تا درک خود را از مدل طراحی بهبود بخشند. [۸۸]. شایان ذکر است، تعداد بیشتری از دانش‌آموزان در گروه IVR-3D بر ماهیت شهودی و مطابق با طبیعت رویکرد مدل‌سازی در مقایسه با گروه CVR-3D تأکید کردند، «این بار، وقتی با دستگاه واقعیت مجازی روی سر مدل‌سازی کردم، احساس کردم که من واقعاً چیزها را در هوا شکل می داد. مثل ورز دادن خاک رس یا خمیر بازی با دستان واقعی من بود، بسیار شهودی و طبیعی. من می توانستم از زوایای مختلف به مدل نگاه کنم و همچنین برای دیدن به آن طرف مدل بروم» (E1). علاوه بر این، تیم IVR-3D نشان داد که غوطه وری جنبه مهمی از تجربه است، “روش مدل سازی سه بعدی غوطه ور مانند آن بود که من آنجا بودم، انگار واقعا وارد دنیای سه بعدی شده بودم” (E2). از نظر دستاوردهای دانش‌آموزی، تیم IVR-3D نشان داد که رویکرد مدل‌سازی سه‌بعدی درک و درک فضای سه‌بعدی را بهبود می‌بخشد، “این تجربه به من درک عمیق‌تری از رابطه بین فضا، مقیاس و طراحی داد” (E5).

این مطالعه محدودیت هایی دارد که باید به آنها اشاره کرد. اولاً، شرکت‌کنندگان در این مطالعه همه دانش‌آموزان کلاس ششم در یک مدرسه ابتدایی در چین بودند، به این معنی که ممکن است تعمیم نتایج به موضوعات دیگر با محیط‌های آموزشی، پیشینه‌های خانوادگی و گروه‌های سنی متفاوت مناسب نباشد. ثانیاً، این مطالعه فاقد داده‌های رویه‌ای برای حمایت از رفتار کاربر رویه‌ای واقعیت مجازی همهجانبه بود، که یک جهت بسیار ارزشمند برای تحقیقات و اکتشافات آینده است. اندازه‌گیری این مطالعه بر اساس داده‌های خود گزارشی آزمودنی‌ها با برخی سوگیری درک‌شده بود [۸۲]. علاوه بر این، ما تصدیق می کنیم که مدت محدود آزمایش ممکن است به دلیل برخی محدودیت های عملی، رشد بلندمدت دانش آموزان در تفکر خلاق و توانایی های حل مسئله را به اندازه کافی ارزیابی نکند.