基于虚拟仿真技术的实验心理学课程教学模式的探讨

陈亚楠 李静一

摘  要：实验心理学作为心理学领域的重要分支，对于揭示心理现象的本质和内在规律具有重要意义。传统的实验心理学教学模式在一定程度上存在局限性，如受限的实验条件、道德和安全问题等。文章旨在探讨基于虚拟仿真技术的实验心理学教学改革，分析虚拟仿真技术在实验心理学教学中的应用前景，特别是它对实验研究中生态效度的提升，以及它对学生学习体验和教学效果的影响。总体上，虚拟仿真技术能够为实验心理学教学提供更灵活的实验环境，能促进学生的参与和探究精神，能在一定程度上提升教学效果。

关键词：虚拟仿真技术；实验心理学；教学改革

中图分类号：G642    文献标识码：A    文章编号：1673-7164（2024）17-0169-04

一、实验心理学教学改革

实验心理学是心理学专业本科生的一门专业核心基础课。自1879年冯特开始通过实验方法研究心理现象以来，实验心理学因其可操作性、可重复性和可验证性等特征而不再停留在哲学思辨的层面，开始面朝科学发展的新方向不断前进。随着时代的变迁，心理学思潮不断演进，但实验心理学的核心思想一直贯穿始终。因此，国内外高校一直非常重视对实验心理学课程教学的研究。［1］

（一）传统实验心理学教学面临的问题和挑战

传统的实验心理学教学方法在其诞生之初无疑是先进的。例如，纸笔测试是最基础的心理学实验手段，它能够帮助研究者记录下被试的反应和答案，从而分析一些基本的心理现象。小组讨论和实地实验也为实验心理学研究提供了更丰富的实验环境和情境，使得实验结果更具说服力。然而，随着社会生活和科学技术的快速发展，也面临着新的挑战和需求。传统的实验心理学教学方法在应对这些新的挑战时显得力不从心。［2］首先，操作上，这些方法往往过于复杂。纸笔测试、小组讨论和实地实验都需要大量的人力和物力资源，而且难以进行大规模的推广和应用。其次，这些方法在时间上也不尽人意。例如小组讨论和实地实验往往需要花费很长时间来筹备和执行，这对于学生和教师来说都是一个不小的挑战。最关键的是，传统的方法很难模拟真实的生活场景，导致实验结果的生态效度受到质疑。

随着科技的进步，迫切需要一种新的实验心理学教学方法，能够更好地模拟真实的生活情境，提高实验结果的生态效度。这就是为什么现代技术，特别是虚拟仿真技术开始在实验心理学教学中发挥越来越重要的作用。虚拟仿真技术能够为学生提供一个高度真实的环境，使他们能够自由地在该环境中进行各种实验，更好地理解和掌握实验心理学的知识和技能。［3］

（二）虚拟仿真技术的优势和特点

传统的实验方法受限于实际环境的条件，很多时候难以重现或模拟某些特定的环境或情境。而虚拟仿真技术则允许研究者自由构建、修改实验环境，从而更加精准地控制实验变量。虚拟仿真技术是一种模拟现实环境和场景的技术手段，通过计算机生成的虚拟世界，使学生能够身临其境地参与实验。这一技术结合了现代计算机图形学、人机交互、传感器技术等多个领域的前沿技术，为各种应用领域带来了创新的解决方案。在实验心理学教学中，虚拟仿真技术可以创造出各种复杂的情境，如社交互动、紧急情况等，为学生提供更丰富的实验体验。［4］此外，虚拟仿真技术还能够模拟不同的心理障碍和疾病，帮助学生更好地理解心理问题的本质。

与传统的教学方法相比，虚拟仿真技术更具吸引力，能够提高学生的参与度和兴趣。这种互动性和沉浸式体验使学生更容易理解和掌握复杂的概念。虚拟仿真技术能够激发学生勇于参与和探究的精神。学生可以在虚拟环境中自主操作和实验，从而增加他们的实际参与感和学习动力。此外，虚拟仿真技术还可以降低学习的焦虑感，因为学生可以在虚拟环境中多次尝试和实验，而不必担心实验结果对自身产生长期影响。研究表明，虚拟仿真技术可以提升实验心理学教学的效果。通过虚拟仿真技术，学生可以更深入地理解实验的过程和原理，从而增强他们的实验设计和分析能力。虚拟仿真技术还可以记录学生在虚拟实验中的行为和反应数据，为教师提供更多的教学反馈和指导。［5］

综上所述，科技的进步为实验心理学教学带来了新的机遇和挑战。因此要不断地探索和尝试，以找到更合适的教学方法。而虚拟仿真技术无疑提供了一个有力的工具，能够更好地满足教学需求。

二、实验心理学中的生态效度

生态效度，又称为外部效度或情境效度，主要关注研究结果是否可以推广到实际情境和其他群体。更为具体地说，生态效度涉及研究的结果是否适用于日常生活中的实际环境、时间和地点等。它不同于内部效度，后者主要关注研究中是否确实是实验处理引起了结果的变化，而不受其他干扰变量的影响。一个研究拥有高生态效度意味着其结果在实际环境中是可行和有意义的，可以被广泛应用。

（一）生态效度在实验心理学中的重要性

实验心理学侧重于在受控的实验环境中研究心理现象。实验心理学家设计实验，操纵变量，以期探索原因与结果之间的关系。尽管这提供了大量有关心理过程的信息，但由于实验通常在非常受限制的、标准化的环境中进行，因此其结果在更为广泛、现实的环境中的适用性可能会受到质疑。

现实生活中的环境远比实验室更为复杂。个体所面临的各种心理和情感反应很可能受到多种因素的综合影响，而这些因素在实验室的环境中可能被简化或排除。例如，一个研究情绪反应的实验可能只关注某一特定的刺激，而忽视了真实生活中众多的其他干扰因素。心理学研究的目的并非仅仅是为了积累知识。更重要的是，这些知识能够指导现实生活中的行为和决策。因此，实验结果的普遍性和适用性就显得尤为重要。无论是心理健康的干预措施、教育策略还是管理措施，都需要以具有高生态效度的结论作为指导。［6］

实验室环境的受控特性，虽然为实验提供了方便，但也可能导致研究结果与现实环境脱节。过度依赖实验室环境可能会使研究者陷入“四墙之内”的误区，过分强调实验条件的重要性，而忽视了现实环境中多种多样的干扰因素。当研究结果能够真实反映日常生活中的心理现象，它们更有可能被社会所接受，并转化为有益的政策和干预措施。

总的来说，生态效度在实验心理学中的重要性不言而喻。为了确保研究的实际意义和应用价值，研究者必须在设计和实施实验时认真考虑其生态效度。与真实环境中的观察和调查相结合，确保研究结果具有广泛的适用性和影响力。

（二）虚拟仿真技术如何提高实验研究中的生态效度

随着科技的进步，越来越多的研究者开始利用虚拟仿真技术来增强他们研究的生态效度。该技术的目的是创建一个现实和控制的环境，其中研究者可以操纵各种因素，模拟真实世界的场景效果。

近些年，虚拟仿真技术已经逐步在多个领域中得到了广泛的应用。［7］例如心理健康领域中的虚拟现实暴露治疗已经被证明对许多焦虑障碍患者是有效的。在治疗中，患者被置于一个模拟的环境中，例如高空或者蜘蛛出没的地方，以帮助他们面对和克服恐惧。这种方法的生态效度相对较高，因为患者实际上是在一个真实感觉的环境中接受治疗，而不是传统的诊所设置。

传统的教学方法，特别是在大型课堂中，通常难以引起学生的兴趣和参与。但是，通过使用虚拟仿真技术，教师可以创建一个互动和引人入胜的学习环境。首先，虚拟环境通常是3D的，与2D的教科书图像相比，其可为学生提供更为真实和深入的体验。此外，许多虚拟仿真软件允许学生互动，学生可以直接操纵和探索，而不仅仅限于观察。其次，与真实世界任务相关的仿真可以增加学生的参与度。例如医学生可以在虚拟环境中进行手术，工程学生可以设计和测试项目原型。最后，虚拟仿真技术还可以支持团队合作。在一个共享的虚拟环境中，学生可以合作解决问题，进行讨论和分享他们的发现。

虚拟仿真技术最大的优势之一是其能够模拟几乎任何现实世界的环境。与实验室设置相比，这些模拟环境的生态效度要高得多。首先，虚拟仿真技术可以模拟物理环境。从天气到地形，从建筑物到交通工具，几乎所有的物理因素都可以在虚拟环境中被准确再现。其次，虚拟仿真技术还可以模拟社会互动。通过使用虚拟人物，研究者可以模拟各种社交场景，如聚会、会议或冲突。最后，虚拟仿真技术还允许研究者操纵环境中的各种因素，以观察它们如何影响个体的行为和反应。此优势在研究心理现象时尤为适用，因为该研究可以在一个高度受控但仍然具有高生态效度的环境中进行。

总体而言，虚拟仿真技术为提高实验心理学的生态效度提供了强大的支撑性工具。其不仅可以模拟真实的环境，还可以增强学生的互动性和参与度，从而提高他们的学习效果。随着虚拟仿真技术的进一步发展和完善，它们在教育和研究中的应用将持续增长。

三、虚拟仿真技术在实验心理学中的应用

虚拟仿真技术可以模拟真实世界的环境和情境，使用户有身临其境的感觉，增强体验的真实性。在虚拟环境中进行实验，无须担心可能发电的伤害或风险，特别是对于那些在真实环境中可能导致危险的实验。基于此，本研究结合虚拟仿真的特点具体探讨了虚拟仿真在实验心理学中的应用。

（一）创建复杂实验情境

虚拟仿真技术可以模拟各种心理学实验所需的复杂情境，如社交互动、紧急情况、自然环境等使研究者能够更精细地控制实验条件，以便更好地研究不同因素对心理现象的影响。在认知研究中，通过虚拟环境，研究者可以模拟复杂的情境来探索人类的记忆、注意、决策等认知功能。例如模拟超市环境以研究消费者的购物行为和决策过程。

（二）模拟心理障碍和疾病

虚拟仿真技术可以创造出模拟人类心理障碍和疾病的虚拟环境，帮助学生更深入地理解和触及这些问题的本质。例如，学生可以在虚拟环境中体验抑郁、社交焦虑等心理障碍，从而加深他们对这些问题的认识。

（三）提供互动体验

虚拟环境可以提供与参与者的互动体验，使他们更深入地参与到实验中。参与者可以在虚拟环境中进行各种操作和决策，从而增加他们的参与感和情感投入。在虚拟环境中，研究者可以模拟各种社交场景，如公共演讲、团队合作等，探索人类在社交场合的行为和互动模式。

（四）增强情感激活

虚拟环境可以创建各种情感触发的场景，如高空、密闭空间等，帮助研究者深入了解人类的情感反应和应对策略。虚拟环境还可以通过视觉、听觉和触觉等多种感知通道来激活参与者的情感。这对于研究情感、情绪和注意偏向等心理现象具有较高价值。［8］

（五）探索非传统实验题材

虚拟环境为实验心理学提供了探索非传统题材的机会，如虚拟现实中的道德困境、社会冲突等。这些题材在传统实验条件下可能难以实现，但在虚拟环境中则可以更加真实地进行模拟和研究。

（六）提供安全性和伦理性

部分心理实验可能会涉及不安全或不符合伦理规范的情况。虚拟仿真技术可以在安全的环境中模拟不规范的情况，从而使研究者能够更自由地探索和研究相关现象，保障参与者的安全和隐私。

随着技术的发展，虚拟仿真技术在实验心理学中的应用也日益广泛。其可为研究者提供一个既安全又真实的环境，使他们可以更深入、更准确地探索人类的心理过程。这种技术也能为心理学的教学和培训带来革命性的变革，使学生能够更好地理解和掌握实验心理学的知识和技能。［9］

四、研究展望

（一）虚拟仿真技术的局限性

虚拟仿真技术在实验心理学教学中的应用尚面临一些挑战，如技术成本、虚拟环境的真实感等问题。首先，尽管虚拟仿真技术在模拟真实环境方面有所进步，但它们仍然受到技术的限制。其次，高级的虚拟仿真技术和软件可能需要大量的资金投入，这可能超出了许多教育机构和研究者的预算。最后，虚拟仿真技术的引入可能会导致学生和研究者过度依赖技术，而忽略了传统的学习和研究方法。因此，虚拟仿真技术不应取代传统的实验心理学教学方法，而是作为补充和拓展辅助教学工作。

（二）未来的发展趋势

随着技术的进步，虚拟仿真技术将在未来变得更加先进和普及。其可能的发展方向包括：未来的技术将能够更好地模拟真实世界，提供更为真实和沉浸式的体验。除了实验心理学，其他学科，如医学、工程学和艺术等，也将更加依赖虚拟仿真技术进行教学和研究。随着技术成本的降低，更多的教育机构和研究者将能够使用和受益于虚拟仿真技术。

五、结语

基于虚拟仿真技术的实验心理学教学改革为传统教学模式注入了新的活力。虚拟仿真技术能够为学生创造更灵活、开放的实验环境，提升他们的学习体验和参与度。本研究探讨了虚拟仿真技术在实验心理学中的应用，分析了虚拟仿真技术对生态效度的提升。虽然当前应用面临着一些挑战，但随着技术的不断发展，虚拟仿真技术有望成为实验心理学教学的重要支持手段，为培养具有实验设计和分析能力的心理学人才做出贡献。未来，随着技术的不断进步，虚拟仿真技术有望在实验心理学教学中发挥更大的作用，为学生提供更丰富的学习体验。

参考文献：

［1］ 周广东，杨海波，白学军. 心理学专业“实验心理学”本科教学现状的调查与分析［J］. 心理与行为研究，2017，15（03）：424-433.

［2］ 朱俊卿. 论地方高校实验心理学的实验教学改革［J］. 教育评论，2010（02）：44-46.

［3］ 张为忠，连榕，许艳凤. 虚拟现实技术在心理学领域的应用与展望［J］. 应用心理学，2020，26（01）：15-29.

［4］ 崔芷君，谢冬婵，匡谨，等. 基于虚拟现实技术的心理学实验教学资源建设［J］. 实验技术与管理，2017，34（03）：194-198.

［5］ 沈靖，杨晓晴，王振宇，等. 虚拟现实技术在欺骗研究中的应用［J］. 应用心理学，2021，27（02）：95-102.

［6］ 向远明，范炤，王伏玲. 虚拟仿真实验室在心理学实验教学中的作用［J］. 实验技术与管理，2015，32（12）：120-122.

［7］ 凌辉，孟凡斐，汪植英，等. 具身认知视角下辩证行为疗法干预边缘型人格障碍：基于VR技术的应用［J］. 中国临床心理学杂志，2021，29（06）：1307-1311.

［8］ 袁小钧，崔晓霞，曹正操，等. 虚拟仿真场景中威胁性视觉刺激搜索的注意偏向效应［J］. 心理学报，2018，50（06）：622-636.

［9］ 谢冬婵，林春艳，梁柏燊，等. 虚拟仿真心理实验中心促进创新人才培养体系建设［J］. 实验室研究与探索，2017，36（06）：165- 168.

（责任编辑：敖利）