王钰彪 | 教育虚拟环境对学生创新能力的影响 ——基于58项实验和准实验研究的元分析

王钰彪，华东师范大学教育学部博士研究生。

教育虚拟环境作为一种由虚拟现实(VR)、增强现实(AR)、混合现实(MR)技术构建起来的数字化学习空间，可用于创设学习场景、革新教学方式。然而教育虚拟环境能否有效提高学生创新能力，研究结论并不一致。对国外近十年来58项相关（准）实验研究的元分析发现：教育虚拟环境对学生创新能力表现出中等程度的正向促进作用，对创新思维、创新实践及创新人格没有显著影响；教育虚拟环境支持下的创新能力发展与学段存在负向线性关系；基于分布式虚拟现实与增强现实技术构建的教育虚拟环境，与操作性学习，小组学习，以及呈现、练习的教学形式相结合，具备更为显著的促进效果。

伴随新时代人才强国战略的深入推进，自主培养创新人才成为我国教育改革和发展的重心。习近平总书记指出，“要重视对学生创新能力、批判性思维的培养教育，努力实现2035年跻身创新型国家前列的目标”^[1]。2024年政府工作报告更是首次对发展新质生产力作出重要部署，要求教育系统深化拔尖创新人才培养，为建成世界重要人才中心和创新高地助力^[2]，而创新意识和创新能力是拔尖创新人才的关键特质^[3]。所谓创新能力，即个体能根据特定目的，综合运用已有的思维方式和知识技能分析相关资源，并产生出某种新颖且有价值的创意、方案、产品等的智力品质或能力，涉及创新人格品质(创新态度、创新兴趣、创新动机等)、创新实践能力(创新探究、创新设计、创新问题解决等)和创新思维(批判思维、逻辑思维、发散思维等)三个方面^[4]。已有研究表明，富有创新能力的学生更容易在学习活动中取得成功，并在未来社会中发挥引领作用，成为卓越的工程师、设计师、科学家、企业家等^[5]。此外，还有研究指出，创新能力具有适度的可塑性，支持性的教育虚拟环境是发展学生创新能力的重要条件^[6]。当前，随着虚拟现实（Virtual Reality，VR）、增强现实（Augmented Reality，AR）、混合现实（Mix Reality, MR)技术在教育领域的广泛运用，越来越多的研究者利用数字技术创设教育虚拟环境，试图促进学生高阶思维、创新能力和创新精神的培养^[7，8]。然而，碍于技术成本高昂、技术普及困难、技术更新周期不固定等不利因素^[9]，以及可能加重学生认知负荷、危害学生视力健康等风险^[10]，在教学中利用数字技术建设教育虚拟环境的做法在我国暂未得到大力推广，教育虚拟环境能否有效培养学生创新能力也亟待研究检验。

教育虚拟环境是一个整合性概念，包括在教育教学和学习情境中依托VR技术构建的三维虚拟环境、基于AR、MR技术建立的虚实融合环境等，能使学生在视、触、听、嗅等方面的感知觉和真实环境高度接近，是一种有助于学生知识建构与创新能力发展的数字模拟环境^[11]。既往关于教育虚拟环境对学生创新能力影响的研究大致得出三种结果。

第一种结果是教育虚拟环境对学生创新能力产生积极影响。例如，Gecu-Parmaksiz等人采用准实验研究考察AR技术对学龄前儿童几何学习的影响，结果显示，实验组的学龄前儿童在创新思维测试上显著优于对照组^[12]；Chiu等人通过准实验研究，发现VR教学能够提升学生学习艺术的兴趣和动机，也能培养学生的批判性思维和数字绘画的创造能力^[13]；Sonntag等人通过眼动追踪分析与测试者自我报告证明，相较于非MR环境，在MR环境中的学生更善于解决电路问题，其实践创新能力和实践操作能力得到明显提高^[14]。

第二种结果是教育虚拟环境对学生创新能力没有显著影响。Yang等人开展的针对VR技术能否有助于学生写作的实验研究表明，实验组和对照组在创造性思维方面没有显著差异[15]。Makransky等人针对VR对于科学教育的价值的研究表明，在学生科学抱负和自我期望等创新人格的激发方面，实验组与对照组之间的差异并没有统计学意义的显著性^[16]。

第三种结果是教育虚拟环境对学生创新能力有负向影响。Makransky等人在评估沉浸式技术对学生学习效果影响的研究中发现，尽管VR技术能够激励学生的学习兴趣，但也会增加其认知负荷并分散其注意力，不利于学生的深度思考与创造力发挥^[17]。Wang等人在一项关于VR技术对学生英语教育影响的实验研究中发现，如果在VR教学环境中没有配备诸如标记扩展阅读和单词卡等辅助工具，则更容易引起学生的学习焦虑^[18]。由此可见，教学设计在虚拟环境教学中尤为重要，教师需努力提供符合学习者需求的教育内容，避免给他们增加不必要的认知负担^[19]。此外，关于学生创新能力发展的元分析研究发现，除技术类型外，学段、学科、教学形式、学习场景和学习方式都可能对创新能力产生不同程度的影响^[20，21]。这提示我们，在研究设计时，需进一步处理好调节变量的选择。

总体而言，不断发展的AR、VR、MR技术形成了“全现实”框架，孤立地审视一种技术会阻碍我们跨越多种接近现实的情境，不利于提升教学有效性^[22]。目前，已有研究关注AR在教育环境中的整体使用情况、VR的教学实效或AR教育游戏的功能等，少有研究直接聚焦VR、AR、MR技术构建的教育虚拟环境对学生创新能力的影响，且已有研究对其影响效应也未形成一致的结论。为此，本研究将借助元分析方法系统评估教育虚拟环境对学生创新能力的影响，并分析其产生有效影响的条件。本研究具体拟解决以下问题：第一，相较于传统教育环境，教育虚拟环境是否有助于促进学生创新能力的发展？第二，教育虚拟环境对学生创新能力的影响效果是否在不同调节变量上(如学段、应用场景、教学形式、学习方式及技术类型等)存在显著差异？

1.研究方法与工具

本研究遵循Cooper等人的元分析步骤对既有文献研究结果进行综合评价^[23]。考虑到Hedges’s g(g值)对于小样本研究具有更高的拟合度，笔者选取Hedges’s g作为效应值评估指标^[24]。此外，元分析中的所有数据统计均采用CMA 3. 0(Comprehensive Meta-Analysis 3. 0)软件完成。

2.研究过程

（1）文献检索

笔者以Web of Science、EBSCO、Scopus、Science-Direct、Springer-Link、Wiley等数据库为文献检索平台，并通过“引文回溯”进行补充检索，以确保文献的全面覆盖。检索文献类型为期刊，检索时间跨度为2013年1月至2023年12月。检索主题词分为两组：一是与教育虚拟环境相关的主题词，包括educational virtual environment、head-mounted display、immersive virtual reality、desktop virtual reality、distributed virtual reality、augmented reality、mixed reality；二是与创新能力相关的主题词，包括student innovation、creative thinking、critical thinking、convergent thinking、divergent thinking、innovation practice、innovation inquiry、innovation design、innovation problem solving、innovation self-efficacy、innovation interests、innovation attitudes、innovation motivation。每次检索都将两组主题词的不同组合作为检索条件，共获得英文文献6 143篇。

（2）文献筛选

笔者先通过对比文献的标题、作者和出版年份剔除了重复文献或以不同形式发表的同一研究1 376篇，再通过标题、摘要和关键词剔除了研究主题并非“教育虚拟环境对学生创新能力影响”的文献3 914篇，初步得到有效文献853 篇。最后，为保证文献中的数据满足元分析要求，笔者按照以下标准进行第三轮文献筛选：第一，研究类型为实验或准实验研究，且有对研究设计、过程的明确描述；第二，研究对象为基础教育或高等教育阶段的在校生，不包括成人学习者；第三，研究数据和结果报告完整，含有测量学生创新能力的数据用以计算实验效应值，如样本量、平均值、标准差、t值、F值等；第四，若存在虚拟环境和其他实验条件联合干预的实验组，则选取体现虚拟环境干预效果的一组实验。经过三轮筛选，笔者将58篇符合标准的文献纳入分析范围，其中部分文献存在多个效应值，因此最终共有78个可用于元分析的效应值。本研究没有选取中文文献主要出于以下两方面的考虑：第一，目前国内主题高度相关的文献数量有限，通过筛选标准的文献则更少，与国外文献的数量差距明显，无法实现文化差异的比较；第二，在实践层面，国外的教育虚拟环境应用较为领先，国内还在发展阶段，这也是未来国内教育教学更新的发展方向。

（3）文献编码

本研究从文献基本信息、研究数据、因变量和调节变量4个方面进行了特征值编码。文献基本信息包括第一作者、发表年份和标题；研究数据包括实验组与控制组的样本量、平均值、标准差；依据Kozbelt提出的创新能力模型，笔者将因变量分为创新人格、创新实践和创新思维^[4]；调节变量的编码规则具体如下：1）学段，包括学前(小学之前)、小学(1-6年级)、中学(7-12年级)和大学(本科生及研究生)；2）应用场景，参考高媛等人的场景分类，笔者将虚拟环境应用的场景分为操作性学习、观察性学习和社会性学习^[25]；3）教学形式，借鉴Merchant等人的观点，笔者将样本文献的教学形式分为呈现、练习、独立三类，其中呈现是指教育虚拟环境被用于介绍原理性知识，练习是指教育虚拟环境被用于实践和应用原理性知识，独立是指教育虚拟环境被用于整个教学过程^[26]；4）学习方式，分为自主学习和小组学习两种；5）技术类型，教育虚拟环境的构建往往会运用不同类型的虚拟技术，借鉴Liberatore和Wagner的虚拟技术分类方法，笔者将技术类型分为沉浸式VR(immersive VR)、分布式VR(Distributed VR)、桌面式VR(Desktop VR)、AR和MR^[27]。此外，为确保编码的准确性，本研究编码由两名研究者独立完成，对编码结果存在分歧的文献共同讨论、协商解决，最终编码的一致性系数为 0.903，大于0.7的统计要求^[28]，表明数据编码结果具有较高的信度。

1.发表偏倚检验

发表偏倚是指因期刊编辑、审稿人以及研究者在选择论文发表时，过于依赖研究结果的强度与方向所导致的偏差^[29]。本研究采用定性的漏斗图法和定量的Egger法来综合评估样本的发表偏倚。笔者首先采用漏斗图法检测发表偏倚，当样本文献不存在发表偏倚时，散点会形成左右较为对称的倒置漏斗状，漏斗图的对称程度直接体现了所选文献存在发表偏倚的可能性。由图1可以看出，大部分散点位于漏斗图的中上部，且相对均匀地分布于合并效应值0.633的两侧，我们可以初步认为发表偏倚不明显。为保证结论的准确性，笔者通过Egger法再次进行发表偏倚检验。检验结果为t=0.429<1.96，p=0.669> 0.05，进一步表明样本数据存在较小的发表偏倚，所得合并效应值具有稳健性。

2.异质性检验

鉴于纳入元分析的所有文献在研究方法、研究对象和情境特征等方面存在差异，对其进行异质性检验尤为必要。常用的判断异质性的统计量为Q值和I²值，Q值易受纳入文献数量的影响，而I²值对Q值进行了自由度的校正，不会受到纳入样本量变化的影响，结果更科学有效^[30]。本研究主要参考I²值检测异质性，依据Higgins等人的划分方法，将 25%、50%、75%的I²值作为异质性较低、中等、较高水平的判定依据^[31]，若异质性水平较高，应选择随机效应模型进行分析。本研究的异质性检验结果如表1所示，I²=75.649%，且达到显著水平(p<0.001)，表明所选文献具有较高异质性。因此笔者选择随机效应模型对效应值进行分析。

3.教育虚拟环境对学生创新能力的影响

（1）教育虚拟环境对学生创新能力的整体影响

参照Cohen提出的效应值等级标准：ES在0-0.2之间为较小影响；ES在0.2-0.8之间为中度影响；ES大于0.8为较大影响^[28]，表1显示，随机效应模型下的合并效应值为0.633(p<0.001)，属于中等效应，说明总体上教育虚拟环境对学生创新能力具有中等程度的显著正向作用。

（2）教育虚拟环境对不同类别学生创新能力的影响

教育虚拟环境对不同类别学生创新能力影响的检验结果见表2，各类别创新能力的效应量均大于0，合并效应量Z=11.494(p<0.001)，说明教育虚拟环境对学生创新人格、创新实践及创新思维均有正向促进作用。从各类别效应量来看，教育虚拟环境对学生创新思维的影响效果最明显(g=0.783)；对创新实践的影响效果较大(g=0.663)；对创新人格的影响效果最不明显(g=0.561)，但也达到了中等效应。从组间效应检验结果看，Q_B=2.587，p=0.274>0.05，未达到统计的显著水平，可知教育虚拟环境对不同类别创新能力的影响不存在显著差异，也就是说教育虚拟环境有助于提升学生不同类别的创新能力。

4.调节效应检验

本研究运用随机效应模型来评估所纳入文献的效应值是否随调节变量而变化，以寻找异质性的原因。调节效应分析的结果如表3所示。

为了解教育虚拟环境中学段对学生创新能力的调节作用，本研究检验了不同学段的教育虚拟环境影响效果。表3显示，各学段的效应量均为正值，合并效应量Z=13.576(p<0.001)，表明教育虚拟环境对不同学段学生创新能力均有积极促进作用。从各学段效应量来看，教育虚拟环境对学前(g=1.686)、小学(g=0.691)、中学(g=0.595)、大学(g=0.538)学段创新能力的影响显著，且效应值呈逐渐降低趋势。组间效应检验结果(Q_B=32.068，p=0.000<0.05)表明，教育虚拟环境对不同学段学生创新能力的促进作用有显著差异，且基于虚拟环境的创新能力发展与学段存在负向线性关系。

为考察教育虚拟环境对学生创新能力的影响在不同应用场景中的差异性，本研究检验了三类应用场景的合并效应量。表3显示，各应用场景的效应量均为正值，合并效应量Z=12.006(p<0.001),说明在不同场景中应用教育虚拟环境对学生创新能力均有正向提升作用。从各应用场景效应量来看，观察性学习(g=0.416)<社会性学习(g=0.672)<操作性学习(g=0.723)，说明在操作性学习中应用教育虚拟环境对学生创新能力的促进效果更为明显。组间效应检验结果(Q_B=9.513，p=0.009<0.05)显示，不同应用场景下的教育虚拟环境对学生创新能力的影响差异显著。

为了解教育虚拟环境对学生创新能力的影响在不同教学形式上的差异性，本研究计算了三种教学形式对应的效应量。表3显示，各教学形式的效应量均大于0，合并效应量Z=12.045(p<0.001)，表明不同教学形式下的教育虚拟环境对学生创新能力均有积极促进作用。从各教学形式效应量来看，练习虚拟教学形式下的影响效果最大(g=0.762)，呈现虚拟教学形式下的影响效果居中(g=0.733)，独立虚拟教学形式下的影响效果最小(g=0.463)。组间效应检验结果(Q_B=7.496，p=0.024<0.05)显示，不同教学形式下的教育虚拟环境对学生创新能力的促进作用存在显著差异，且练习和呈现是提升学生创新能力的较佳教学形式。

为探究教育虚拟环境对不同学习方式下学生创新能力的影响差异，本研究计算了两种学习方式对应的效应。表3显示，各学习方式的效应量均大于0，合并效应量Z=12.223(p<0.001)，表明不同学习方式下的教育虚拟环境对学生创新能力均有正向提升作用。从各学习方式效应量来看，相对于自主学习(g=0.555)，小组学习(g=0.932)的作用效果更为突出，达到了大效应。组间效应检验结果(Q_B=8.806，p=0.003<0.05)表明，不同学习方式下的教育虚拟环境对学生创新能力的促进作用存在显著差异，且小组学习对学生创新能力更有改善及提升效果。

为探究基于不同技术类型构建的教育虚拟环境对学生创新能力的影响差异，本研究检验了两种技术类型的合并效应量，表3显示，各技术类型的效应量均为正值，合并效应量Z=11.910(p<0.001)，表明基于不同技术类型构建的教育虚拟环境对学生创新能力都有显著提升作用。从各技术类型效应量来看，分布式VR(g=0.963)>AR(g=0.798)>沉浸式VR(g=0.565)>MR(g=0.361)>桌面式VR(g=0.325)。组间效应检验结果(Q_B=16.808，p=0.002<0.05)显示，不同虚拟技术类型在促进学生创新能力的作用上存在显著差异，相对于其他技术类型，基于分布式VR、AR技术构建的教育虚拟环境对学生创新能力的提升效应更明显。

本研究运用元分析方法，客观评估了教育虚拟环境对学生创新能力的整体、类别化作用效果，并探讨了不同学习情境中整体作用效果的差异。研究结论如下：教育虚拟环境对学生创新能力发展具有中等程度的影响作用，且在不同类别创新能力上不存在显著差异；教育虚拟环境支持下的创新能力发展在不同学段、应用场景、教学形式、学习方式、技术类型上均存在显著性的差异。下面笔者将对元分析结果进行进一步的讨论。

1.教育虚拟环境对学生创新能力有正向影响

研究结果显示，教育虚拟环境对学生创新能力具有中等程度的正向影响，合并效应值为0.626。其原因可能是：教育虚拟环境能实现抽象信息的具象化、复杂信息的结构化，帮助学生以系统、动态的思维方式理解学科知识并建立知识间的联结，促进学生的重组思维、逻辑思维和高阶思维的发展^[32]；教育虚拟环境所营造的高度拟真教学场景，能够为学习者提供丰富的感官刺激和自然的交互方式，有利于学习者更积极地体验与探究，塑造创新自觉和创新人格[7]；教育虚拟环境能够模拟现实世界中难以接触甚至不存在的问题情境，并引导学生经历问题识别、问题表征、信息搜集、创意生成等问题解决过程，不断提升创新问题解决和创新实践能力^[33]。

从创新能力类别看，教育虚拟环境对三种类型创新能力均具有中等程度的促进作用，但教育虚拟环境的影响效果在不同类别创新能力上不存在显著差异。可能的原因是创新人格强调个性特征，创新实践强调外显的综合性行为投入，创新思维强调内在的思维方法与过程，三者是相互交织、相互依存的^[11]。后续研究可探究教育虚拟环境对组合形态创新能力的影响效应，以深刻揭示各要素间的内在逻辑关系。

2.学段、应用场景、教学形式、学习方式、技术类型的调节效应

从学段看，教育虚拟环境对不同学段学生的创新能力均有正向影响作用。比较不同学段的效应值发现，教育虚拟环境支持下的创新能力培养与学段存在负向线性关系。这可能是因为学龄前儿童正处于学习萌芽期，更倾向于知识的可视化呈现，虚拟环境所营造的便于觉察、理解、分析的学习情境，更有助于刺激他们的良性认知和创新潜能^[34]。然而随着学段的上升，学习者愈发注重对隐性知识的挖掘和思考，创新能力发展的阻力更大^[35]。

从应用场景看，基于教育虚拟环境的创新能力发展在不同应用场景下存在显著差异，操作性学习对学生创新能力的提升效果更为明显。其原因可能主要在于教育虚拟环境具有多感知性和强交互性特征^[36]。在操作性学习过程中，学习者一方面可借助教育虚拟环境所拥有的多渠道信息载体和丰富模拟情境，逐步锻炼创造性分析问题、解决问题的能力；另一方面可在其中以自然的交互方式反复操纵虚拟对象或物品，实现人机协同学习，这对于激发学生创新自觉及创意表达具有正向促进效应^[6]。

从教学形式看，相较于独立教学形式，教育虚拟环境结合呈现、练习教学形式的使用更能提升学生创新能力，这与Sitzmann的研究发现基本一致^[20]。可能的原因是学生在独立教学形式下比在呈现或练习教学形式下所接触虚拟环境的时间更长。依据新奇效应和曝光效应，学习者对教育虚拟环境的好奇心可能会促进其短期内的创新知能、创新思维，但教育虚拟环境所带来的吸引力和益处会随着时间的推移而逐渐消失，甚至会加大认知负担，削弱创新发展的内生动力^[37]。

从学习方式看，教育虚拟环境应用于小组学习比应用于自主学习更有利于培养学生创新能力，这可能是因为小组学习具有团体性和互动性特征^[38]。在虚拟环境支持下的小组学习中，学习者一方面可通过观察其他组员的学习过程，习得彼此不同的观念并引发对问题更深层次的思考，这将有利于其在辐射思维—求同思维的迭代循环中发展创新思维；另一方面，学生可在与同伴的沟通对话、意义协商、归纳演绎中，逐步培养创新效能感、创新动机和创新问题解决能力^[39]。

从技术类型看，基于不同技术类型构建的教育虚拟环境对学生创新能力均有提升作用，其中基于分布式VR和AR技术构建的教育虚拟环境对创新能力的影响效果更为显著。可能的原因是分布式VR支持不同知识背景和地理位置的学生进行实时共享，在互通情感和相互督促中重构自我认知，激发创新动力和潜能^[40]，但分布式VR在教育领域的推广度不高，难以获得足够多的样本可能会导致结果偏差。同时AR通过将虚拟的图像、视频、模型等叠加到真实学习场景中，让学生在实践操作或模拟实验中获得更直观的学习感受，促进高阶认知和创新机制的发生^[27]，这也与符合多媒体学习理论的AR应用易培养创新能力的观点一致^[41]。

综上可见，教育虚拟环境对学生创新能力具有正向促进作用，是有效提高学生创新能力的手段，但其并非适用于所有学习情境，不宜在教学实践中盲目地实施，而应根据教学形式、学习方式、技术类型等科学合理使用。未来我们可从以下三方面着手，应用教育虚拟环境促进学生创新素养和人机协同能力的养成。

1.价值引领：完善虚拟教学治理机制，促进虚拟环境与教学深度融合

伴随新兴数字技术的快速发展与应用，基于VR、AR、MR技术构建的虚拟环境正不断从教学组织、知识呈现等方面重塑教育，推动着教学的数字化转型。鉴于教育虚拟环境对不同类别学生创新能力均有中等程度的促进作用，且教育虚拟环境结合呈现、练习教学形式的使用更有利于培养学生创新能力，本研究建议完善虚拟教学治理机制，加强教师虚拟教学能力培养，并注重学生数字素养的提升和使用时间的限定，以有效落实基于虚拟环境的创新能力发展。具体而言，教育行政部门可根据各校数字化建设状况分层推进虚拟技术教学活动的开展，通过强化“科学探索”的价值导向、提高虚拟教学的精神回报、打造积极的虚拟教学实践者，最终促进教师应用自觉和创新精神的养成；可联合科研机构开展基于虚拟环境教学的教师能力标准研制、培训课程开发和教学能力微认证，以健全教师虚拟教学能力培养体系，促使教师理解虚拟环境的教学辅助功能，并适切地应用于自身教学活动中。学校需为学生开展有关虚拟技术的理论和实践教育，帮助他们形成正确的技术应用观和自主可控意识，防止其在学习过程中因操作技能问题而影响创新实践的深度。学校要合理安排学生使用虚拟设备和软件的时间，避免学生长时间佩戴虚拟设备或操作虚拟软件而产生焦虑、眩晕、眼疲劳、混淆虚实等不适症状，保证学生的视力健康和创新活力。

2.科学引导：顺应学生认知发展规律，依据应用场景的类型适宜选用

研究结果表明，教育虚拟环境对学生创新能力的影响随着学段的升级而减弱，这与最底层的经验最具体，越往上升则越抽象不无关系。基于教育虚拟环境能更为显著地提升操作性学习中的学生创新能力，本研究建议，在开展虚拟教学时要充分考虑空间布局的设计、表征方式的呈现以顺应学生认知发展规律，并依据应用场景类型选用适合的虚拟环境。具体而言，在学段推广应用方面，教师应避免将跨学段学生放在一起授课，应基于学生知识经验灵活运用教育虚拟环境，如针对学前阶段的教学，教师可加大教育虚拟环境创新应用的力度，积极创设诸如感官具象化、内容立体化、情节体验式的教学情境，帮助学生协调创新行为、主体和结果间的关系，释放创新激情；针对小学、中学、大学阶段的教学，教师可充分借助虚拟环境呈现知识间深层次内隐的逻辑架构，并添加相应的语音提示或学习指南来启发学生的思考，促进学生创新意识的形成。在应用场景选择方面，教师可优先在操作性任务学习中选用虚拟环境，特别是在真实世界中难以实施、耗费资源较多及存在安全隐患的实验教学，基于虚拟环境的操作性学习为教师提供了更灵活可靠的教学机会。

3.实践创变：明确技术使用优先秩序，推动虚拟环境教学模式的升级

研究结果表明，与其他技术类型相比，基于分布式VR和AR技术构建的教育虚拟环境对学生创新能力产生更高程度的影响。基于虚拟技术的创新能力培养对教学环境拟真度和虚实融合性具有较高的要求，强调沉浸感和虚实边界感。鉴于小组学习对学生创新能力更有促进作用，笔者提出如下建议：其一，教育管理部门应积极制定虚拟技术教育产品开发与应用的行业标准，鼓励各校共购、共享虚拟技术终端设备和虚拟教学资源，以扩大虚拟技术的实践范围，构筑创新人才培养的虚拟教学生态；其二，教师应优先使用基于分布式VR或AR技术构建的虚拟环境，并针对不同的知识类型及教学重难点，适时将教育虚拟环境与三维动画、知识图谱等技术结合起来，以最大限度地培育富有创新精神的新质人才；其三，教师要充分发挥同伴效应，积极在虚拟技术教学中引入组内协作、组间竞争的学习机制，特别是可以将小组学习与探究项目加以整合，通过设置共同的任务目标与竞争规则，引导学生将创意想法整合到任务探究中，逐步形成自主纳入与生产知识、主动探究与进化的创新性学习样态；其四，伴随着虚拟技术产品的不断开发，在追求高便携化、强交互性及低设备成本的基础上，厂家应注重对教学过程的实时监控，开发出能记录、追踪和评估学生行为表现的虚拟技术产品，以提升基于虚拟环境的创新能力培养的效果。