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Signaling in virtual reality influences learning outcome and cognitive load
Computers & Education ( IF 8.9 ) Pub Date : 2021-02-05 , DOI: 10.1016/j.compedu.2021.104154
Patrick Albus , Andrea Vogt , Tina Seufert

Virtual reality (VR) learning environments are highly visual and need instructional aid to help the learner. Presenting too much visual information can impair selection and organization processes by overloading the learner's cognitive capacity. Signaling could support these processes by highlighting relevant information. In this study we used signals in form of textual annotations. Research on multimedia design principles provides evidence that such signals can foster learning, but we address the question whether the signaling principle is also applicable in a virtual reality learning environment. Particularly, we investigate the effects on learning by measuring different learning outcomes as well as different types of cognitive load, i.e., extraneous, and germane load in a between-subjects design. Participants (n = 107) were randomly assigned to a group with or without annotations in a VR learning environment. We assumed that learning material with integrated annotations lead to higher learning outcome, lower extraneous cognitive load (ECL), and higher germane cognitive load (GCL) than the control group. Results show that annotations improved learners' recall performance and GCL compared to a control group but had no effects on deeper levels of processing and on ECL. This indicates that annotations in VR can help learners to process the information on a recall level, but not due to a relief in ECL. When VR learning environments should support learners in recall and at the same time foster GCL, then adding annotations can be an appropriate approach.



中文翻译:

虚拟现实中的信号影响学习成果和认知负荷

虚拟现实(VR)学习环境具有高度的可视性,需要教学帮助来帮助学习者。呈现过多的视觉信息可能会使学习者的认知能力超负荷,从而影响选择和组织过程。信令可以通过突出相关信息来支持这些过程。在这项研究中,我们使用了文本注释形式的信号。对多媒体设计原理的研究提供了这样的信号可以促进学习的证据,但是我们解决了信号原理是否也适用于虚拟现实学习环境的问题。尤其是,我们通过测量不同的学习结果以及不同类型的认知负荷(即在主题间设计中的外来和德语负荷)来研究对学习的影响。在VR学习环境中,将参与者(n = 107)随机分配到有或没有注释的组中。我们认为,与对照组相比,带有集成注释的学习材料可以带来更高的学习结果,更低的外来认知负荷(ECL)和更高的日耳曼认知负荷(GCL)。结果表明,与对照组相比,注释可以提高学习者的回忆能力和GCL,但对更深层次的处理和ECL没有影响。这表明VR中的注释可以帮助学习者在召回级别上处理信息,但并不是因为ECL有所减轻。当VR学习环境应支持学习者回忆并同时促进GCL时,添加注释可以是一种适当的方法。我们认为,与对照组相比,带有集成注释的学习材料可以带来更高的学习结果,更低的外来认知负荷(ECL)和更高的日耳曼认知负荷(GCL)。结果表明,与对照组相比,注释可以提高学习者的回忆能力和GCL,但对更深层次的处理和ECL没有影响。这表明VR中的注释可以帮助学习者在召回级别上处理信息,但并不是因为ECL有所减轻。当VR学习环境应支持学习者回忆并同时促进GCL时,添加注释可以是一种适当的方法。我们认为,与对照组相比,带有集成注释的学习材料可以带来更高的学习结果,更低的外来认知负荷(ECL)和更高的日耳曼认知负荷(GCL)。结果表明,与对照组相比,注释可以提高学习者的回忆能力和GCL,但对更深层次的处理和ECL没有影响。这表明VR中的注释可以帮助学习者在召回级别上处理信息,但并不是因为ECL有所减轻。当VR学习环境应支持学习者回忆并同时促进GCL时,添加注释可以是一种适当的方法。结果表明,与对照组相比,注释可以提高学习者的回忆能力和GCL,但对更深层次的处理和ECL没有影响。这表明VR中的注释可以帮助学习者在召回级别上处理信息,但并不是因为ECL有所减轻。当VR学习环境应支持学习者回忆并同时促进GCL时,添加注释可以是一种适当的方法。结果表明,与对照组相比,注释可以提高学习者的回忆能力和GCL,但对更深层次的处理和ECL没有影响。这表明VR中的注释可以帮助学习者在召回级别上处理信息,但并不是因为ECL有所减轻。当VR学习环境应支持学习者回忆并同时促进GCL时,添加注释可以是一种适当的方法。

更新日期:2021-02-11
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