Оценка вовлечённости посетителей в смешанной реальности: цифровые нарративы наследия с помощью структурного моделирования уравнений

Краткое содержание

Этот протокол подробно описывает количественную методологию с использованием структурного уравнения для оценки того, как качество смешанных культурных нарративов влияет на погружение посетителей, воспринимаемую аутентичность, эмоциональную связь и последующие результаты обучения в средах цифрового наследия.

Аннотация

В этой статье представлен комплексный протокол оценки влияния качества культурного нарратива смешанной реальности (MR) на вовлечённость посетителей и результаты обучения в средах цифрового наследия. Хотя технологии MR предоставляют новые платформы для культурного самовыражения, стандартизированный метод количественной оценки их практической и образовательной эффективности остаётся ограниченным. Протокол описывает сценарийно-ориентированный количественный эмпирический исследовательский дизайн с использованием единого прототипа наследия MR. Участники (N = 261) взаимодействуют с системой MR, которая интегрирует исторический контент, пространственные нарративы и интерактивную информацию. После получения опыта данные собираются с помощью структурированной анкеты, измеряющей основные конструкции: качество повествования, погружение, воспринимаемую подлинность, эмоциональную связь, вовлечённость посетителей и результаты обучения. Данные затем анализируются с использованием моделирования структурных уравнений с частичными наименьшими квадратами (PLS-SEM) для отображения структурных связей и посреднических эффектов между этими переменными. В качестве репрезентативных результатов для подтверждения этого протокола, результаты подтверждают, что высококачественные МР-нарративы значительно улучшают погружение и воспринимаемую подлинность, что, в свою очередь, способствует эмоциональному резонансу и более глубокому вовлечению посетителей. В конечном итоге это повышенное вовлечённость приводит к улучшению учебных результатов. Систематически фиксируя и анализируя эти многоуровневые психологические и поведенческие реакции, эта методология предоставляет надежную основу для исследователей и дизайнеров для оценки и оптимизации образовательной ценности опыта цифрового наследия.

Введение

В условиях глубокой адаптации международной парадигмы распространения культурного наследия логика выставок фундаментально перешла от объектно-центричного подхода к акценту на опыте^{посетителя 1}. Исторически музеи и объекты наследия преимущественно опирались на физические витрины и статичные текстовые таблички для однонаправленного представления исторической информации. В результате эти традиционные конфигурации обычно считаются не вовлечёнными в активные когнитивные процессы посетителей, превращая аудиторию лишь в зрителей. Однако появление и быстрая эволюция исследований в области цифровых гуманитарных наук необратимо изменили эту динамику. Современная цель — не только сохранять и пассивно демонстрировать культурные реликвии, но и динамически воссоздавать хронологическую хронологическую хронологию истории с использованием интерактивных цифровых медиа как связующего^{канала 2,3}. В этом контексте использование технологии смешанной реальности (MR) компенсирует внутренние ограничения чисто цифровых виртуальных пространств, а также физические ограничения реальных объектов наследия, обеспечивая тем самым надёжную гибридную платформу для культурного самовыражения.

Основной механизм использования МР для реализации цифровой трансформации наследия заключается в систематической реорганизации пространственных нарративов. Этот подход существенно отличается от традиционных цифровых моделей, таких как базовые видеотуры или простое наложение изолированных объектов дополненной реальности (AR). Вместо этого MR реализует истинное пространственное сосуществование и интеграцию окружающей среды с помощью передовых технологий картирования пространственного восприятия и^{проекции 4}. В таких вычислительно дополненных условиях посетители уже не являются пассивными получателями отдельных исторических фактов; вместо этого они становятся активными участниками, вовлечёнными в рекультивное воссоздание культурных историй в реальном времени. Правила взаимодействия коренным образом изменились, переопределив структурные отношения между туристами и объектами наследия. Культурное потребление превращается в активный процесс конструирования^{смысла 5,6}. Представление оцифрованного, исторически точного контента параллельно с объектами физического наследия фактически превращает дремлёвые исторические записи в нарративные фрагменты, резонирующие как пространственно, так и^{эмоционально 7.}

Несмотря на эти технологические достижения, критический обзор более широкой литературы выявляет явный методологический пробел. Хотя академическое сообщество уделяет значительное внимание применению расширенной реальности в защите наследия, подавляющее большинство современных исследований по-прежнему сосредоточено на технических достижениях, оптимизации аппаратного обеспечения и примитивных оценках удобства использования. Хотя многие предыдущие исследования изучали эффективность применения конкретных устройств и технологий сенсорной стимуляции, удивительно немногие эмпирически изучали их более глубокие структурные связи с культурным погнаннием, психологическим погружением и педагогическими результатами ^8,9. В результате многие существующие проекты цифрового наследия страдают от разрозненного дизайна: они обладают сложной технической поддержкой, но не имеют убедительных, структурированных нарративных стратегий. Хотя разработчики часто стремятся создать сильное ощущение пространственного присутствия, именно глубина, целостность и качество повествования выступают главными катализаторами, позволяющими посетителям эффективно погружаться в исторический^{контекст 10}. На сегодняшний день систематическая и количественная методологическая рамка, отражающая, как конкретные нарративные дизайны МР влияют на тонкое поведение посетителей, не была всесторонне установлена. В результате многочисленные дорогие проекты цифрового наследия дают яркие визуальные стимулы, но не оказывают значительного влияния на долгосрочные образовательные результаты или формирование культурной^{идентичности}.

Общая цель метода, представленного в этом протоколе, — предоставить стандартизированную, воспроизводимую эмпирическую основу для количественной оценки опытной и образовательной эффективности культурных нарративов MR. Обоснование разработки этой конкретной техники основано на понимании того, что нарративный дизайн МР-среды не вызывает прямой или мгновенной реакции на поведенческое обучение. Вместо этого он функционирует как дистальный антецедент, действующий через последовательность промежуточных психологических процессов. Мы предполагаем, что качественное погружение в повествовательный поток эффективно снижает когнитивные барьеры туристов, такие как усталость от музея или перегрузка исторического жаргона, делая сложную информацию более доступной. Одновременно воспринимаемая аутентичность обеспечивает критический когнитивный мост между виртуальными нарративными наложениями и материальным культурным наследием. Эмоциональный резонанс затем поднимает это базовое участие до состояния глубокой культурной связи. Протокол систематически подтверждает, функционируют ли эти латентные психологические конструкции в роли необходимых посредников, тем самым демонстрируя, как эта методологическая рамка может быть использована для оценки влияния вовлечённости туристов на результаты обучения.

Этот предложенный количественный протокол обладает значительными преимуществами по сравнению с альтернативными методами оценки. Ранее оценка опыта цифрового наследия в значительной степени опиралась на субъективные качественные интервью после визита или одномерные опросы самооценки удовлетворенности. Эти альтернативные методы часто не охватывают сложные, многослойные психологические механизмы, происходящие одновременно во время реального пространственного^{опыта 12,13}. Традиционные методы наблюдения также лишены статистической строгости, необходимой для синхронного моделирования скрытых психологических переменных. В отличие от этого, изложенная здесь методология использует контролируемый прототип цифрового наследия MR, сочетаемый с надёжными инструментами для обследования и моделированием структурных уравнений с частичными наименьшими квадратами (PLS-SEM⁾¹⁴. PLS-SEM особенно полезен для этого применения, поскольку позволяет одновременно тщательно оценивать сложные модели путей и несколько эффектов опосредования, предоставляя исследователям высокоточное представление о том, как качество повествования переносится в обучение, а не просто наблюдает за его эффективностью.

Информация, полученная при выполнении этого протокола, поможет читателям определить, подходит ли этот метод структурной оценки для их конкретных применений. Этот протокол очень подходит для учёных-гуманитарных наук, кураторов музеев и дизайнеров интерактивных систем, которые стремятся перейти от чисто описательной оценки технологий наследия к строгому предиктивному моделированию. Изолируя конкретные нарративные переменные, которые влияют на вовлечённость посетителей, этот метод предоставляет как теоретическую поддержку, так и практические направления для оптимизации образовательной эффективности будущих систем культурного нарратива MR.

Протокол

Все методы с участием людей проводились в соответствии с соответствующими институциональными рекомендациями и были утверждены Этическим комитетом по защите человеческих исследований компании Shanghai Daji Education Technology Co., Ltd. (Одобрение No 4500AL0512). Письменное информированное согласие было получено от всех участников до участия.

1. Разработка систем и экспериментальное проектирование

1. Разработка прототипа цифрового наследия MR
   1. Постройте прототип MR
      1. Постройте прототип цифрового наследия MR, используя Unity 2022.3 LTS.
      2. Развернуть приложение через головное MR-устройство Microsoft HoloLens 2, способное интегрировать виртуальный и физический контент.
   2. Настройка прототипа MR
      1. Настройте прототип так, чтобы наложить виртуальную культурную информацию в трёхмерную физическую среду.
      2. Интегрировать исторический контент, элементы пространственного повествования и интерактивные информационные презентации в систему.
      3. Используйте одно и то же устройство, сборку приложения, пакет сцены и рабочий процесс взаимодействия для всех участников.
   3. Подготовить содержание культурного наследия
      1. Собирайте исторические и культурные материалы из общедоступных музейных архивов, местных архивов культурного наследия, экспозиционных текстов и интерпретационных материалов, проверенных экспертами.
      2. Организуйте собранные материалы по хронологическим и тематическим повествовательным единицам.
      3. Попросите двух специалистов по культурному наследию изучить материалы на историческую точность, повествовательную целостность и пригодность для презентации МР перед развертыванием финального прототипа.
2. Проектирование среды MR
   1. Настройка компонентов взаимодействия
      1. Интегрировать пространственные подсказки, визуальные слои и механизмы обратной связи взаимодействия в среду MR.
      2. Убедитесь, что эти компоненты поддерживают навигацию и вовлечённость пользователей на протяжении всего процесса.
   2. Реализуйте взаимодействие, основанное на повествовании
      1. Используйте повествовательное повествование, чтобы поместить участников в контекстуализированные культурные ситуации.
      2. Замените традиционные методы статического представления на интерактивный опытный контент.
3. Создание экспериментальной основы
   1. Определим структурную модель
      1. Основывайте экспериментальную основу на предлагаемой структурной модели, описывающей основные конструкции и их рабочие размеры (рисунок 1).
   2. Определим первичную независимую переменную
      1. Определите качество культурного нарратива MR как основную независимую переменную внутри рамки.
      2. Оцените его связь с погружением и воспринимаемой аутентичностью.
   3. Определите связи результатов ниже по потоку
      1. Оцените последующие влияния погружения и воспринимаемой аутентичности на эмоциональную связь, вовлечённость посетителей и результаты обучения.

Рисунок 1. Экспериментальный рабочий процесс для оценки вовлечённости посетителей в опыт цифрового наследия смешанной реальности (MR). Схематический обзор дизайна исследования и экспериментальной процедуры. Рабочий процесс иллюстрирует подготовку системы, набор участников, экспозицию опыта MR, проведение анкет и статистический анализ, используемый для оценки взаимосвязей между качеством повествования, погружением, воспринимаемой аутентичностью, эмоциональной связью, вовлечённостью посетителей и результатами обучения. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы увидеть увеличенную версию этой фигуры.

2. Набор и подготовка участников

1. Набирайте подходящих участников
   1. Определите целевую популяцию
      1. Определите целевую группу как людей с базовой цифровой грамотностью.
      2. Привлекайте участников с помощью стратифицированной случайной выборки на университетских кампусах и местных культурных центрах для продвижения демографического разнообразия.
   2. Применение критериев включения
      1. Зарегистрируйте участников не моложе 18 лет.
      2. Зарегистрируйте участников с нормальным или скорректированным до нормы зрением.
   3. Применение критериев исключения
      1. Исключайте людей с известной историей тяжелой укачивания.
      2. Исключить лиц с предыдущим знакомством с конкретным цифровым наследием, используемым в исследовании.
   4. Окончательное зачисление участников
      1. Набирайте участников в соответствии с заранее определёнными критериями отбора.
      2. Сохранить 261 действительного участника в итоговом наборе данных анализа.
2. Стандартизировать экспериментальную среду
   1. Стандартизировать условия сессии
      1. Поддерживайте единую атмосферу MR-наследия на всех сессиях участников.
      2. Проводите все занятия в тихом помещении с устойчивым освещением, ограниченным внешним шумомом и заранее определённой безопасной зоной для передвижения.
      3. Стандартизируйте конфигурацию аппаратного обеспечения, программную среду и рабочий процесс взаимодействия на протяжении всего эксперимента.
   2. Проверка готовности системы
      1. Минимизировать внешние технические несоответствия, которые могут влиять на реакции участников.
      2. Перед каждой экспериментальной сессией проверяйте уровень заряда батареи гарнитур, визуальную чёткость, пространственное отображение, распознавание жестов, запуск приложения и согласованность окружающей среды.

3. Экспериментальная процедура

ПРИМЕЧАНИЕ: Следующая процедура соответствует рабочему процессу, показанному на рисунке 1. Поэтапное проектирование отделяет ориентацию участников от формальных экспериментальных задач, чтобы минимизировать влияние незнакомства с технологиями на измеряемые результаты.

1. Проведение процедур представления участников и согласия
   1. Обеспечение ориентации участников
      1. Перед началом сессии проинформируйте участников о целях исследования, экспериментальном рабочем процессе и соответствующих рекомендациях по безопасности.
   2. Получите информированное согласие
      1. Получите письменное информированное согласие каждого участника перед участием в опыте MR.
2. Подготовьте участников к использованию системы МР
   1. Предоставить системные инструкции
      1. Распространяйте руководство пользователя оборудования.
      2. Объясните операционные процедуры и требования к взаимодействию системы MR.
   2. Калибровать аппаратное обеспечение MR
      1. Проведите участников через установку и калибровку оборудования MR.
      2. Повторяйте калибровку, если участник сообщает о затуманенном видении, нестабильности отслеживания или трудностях с выполнением тренировочного взаимодействия.
   3. Проведение обучения участников
      1. Организуйте стандартизированную 5-минутную тренировочную сессию, включающую регулировку гарнитуры, контроль взгляда, жесты руками, выбор меню и меры безопасности.
3. Проведите официальную сессию опыта MR
   1. Запустите сессию опыта
      1. Инструктировать участников войти и изучить стандартизированную среду цифрового наследия MR.
   2. Завершить повествование
      1. Направляйте участников на выполнение полной пространственной повествовательной последовательности, включая просмотр интегрированных виртуальных экспонатов и выполнение необходимых интерактивных исследовательских заданий.
      2. Поддерживайте формальный опыт МР примерно 12–15 минут.
      3. Считаем, что сессия завершённа, когда участник завершает финальную повествовательную сцену и возвращается к начальному интерфейсу.
4. Проведите анкету после получения опыта
   1. Проведите анкету
      1. Проведите структурированную анкету сразу после завершения сессии опыта МР.
   2. Собирайте ответы участников
      1. Инструктировать участников самостоятельно сообщать о своём восприятии качества культурного повествования, погружения, воспринимаемой аутентичности, эмоциональных реакциях, вовлечённости посетителей и результатах обучения.

4. Измерение и операционализация переменных

1. Настройте структуру анкеты
   1. Определите шкалу отклика
      1. Структурируйте анкету с помощью 5-балльной шкалы Ликерта от 1 («Категорически не согласен») до 5 («Сильно согласен»), чтобы количественно оценить восприятие участников и их практические реакции.
   2. Определим процедуру подсчёта очков
      1. Поддерживайте единый формат ответов для всех измеряемых конструкций на протяжении всего процесса оценки.
      2. Вычислите каждую оценку конструкции как арифметическое среднее соответствующих элементов.
      3. Исключите обратный код из анкеты элементы. Интерпретировать более высокие баллы как указание на более высокие уровни соответствующей конструкции.
   3. Определите структуру анкеты
      1. Используйте финальную анкету из 30 пунктов после получения опыта, предоставленную как дополнительный файл 1.
      2. Измерьте шесть конструкций с пятью пунктами каждый: качество культурного повествования MR, погружение, воспринимаемая аутентичность, эмоциональная связь, вовлечённость посетителей и результаты обучения.
2. Измеряйте качество культурного нарратива MR
   1. Оценить структуру повествования
      1. Оценивайте качество культурного нарратива MR, оценивая логическую организацию и связность содержания истории, представленного в среде MR.
   2. Оценка повествовательной подачи
      1. Измерьте привлекательность культурной информации.
      2. Измеряйте ясность ситуационного ориентирования и согласованность интерактивной интерпретации.
3. Оценка погружения
   1. Оценка присутствия и участия
      1. Оценивайте погружение, измеряя ощущение присутствия и пространственное участие участников в исторической среде.
   2. Оцените концентрацию внимания
      1. Оценить устойчивую концентрацию внимания участников во время МР.
4. Измеряйте воспринимаемую аутентичность
   1. Оценка исторической достоверности
      1. Измеряйте воспринимаемую аутентичность, оценивая, насколько участники воспринимают цифровые улучшения как исторически достоверные и культурно подлинные.
   2. Оценка экологического реализма
      1. Оцените, сохраняют ли цифровые дополнения воспринимаемую реальность физической наследственной среды.
5. Измерять эмоциональную связь
   1. Оценить эмоциональный резонанс
      1. Оценивайте эмоциональную связь, оценивая культурную идентификацию участников и их эмоциональное отклик с историческим содержанием.
   2. Оцените эмоциональную привязанность
      1. Измеряйте значимую эмоциональную привязанность участников к историческим повествованию, представленным во время опыта.
6. Оценка вовлечённости посетителей
   1. Оценивайте когнитивную вовлечённость
      1. Оценивайте вовлечённость посетителей, оценивая когнитивную вовлечённость участников и их готовность изучать соответствующую культурную информацию.
   2. Оценка поведенческой вовлечённости
      1. Измеряйте психологическую вовлечённость и намерения участников во время опыта МР.
7. Оценка результатов обучения
   1. Оценка приобретения обучения
      1. Оценивайте результаты обучения, измеряя воспринимаемое приобретение знаний и улучшение культурного понимания участниками после опыта МР.
   2. Оценка удержания знаний
      1. Оценить сохранение участниками представленного наследия как конечной зависимой переменной.

5. Скрининг данных и статистический анализ

1. Откройте и подготовьте набор данных
   1. Выявление некорректных ответов
      1. Проверьте собранные данные анкеты для выявления и исключения недействительных ответов, включая дублирующие записи и ответы с логическими несоответствиями.
   2. Завершить анализ анализа
      1. Сохраняйте только действительные ответы в итоговом наборе данных для обеспечения надёжности последующих статистических анализов.
2. Выполнять описательный статистический анализ
   1. Рассчитать описательные статистические данные
      1. Рассчитать описательные статистические данные, включая средние, стандартные отклонения и коэффициенты корреляции, чтобы охарактеризовать демографическую структуру и особенности распределения выборки участников.
   2. Оценка распределения данных
      1. Оценить общие характеристики распределения собранных данных перед анализом структурной модели.
3. Оценить модель измерения
   1. Оценка внутренней согласованности
      1. Рассчитайте значения альфа и композитной надёжности Кронбаха для оценки внутренней согласованности модели измерения.
      2. Считайте надёжность приемлемой, если оба значения превышают 0,70.
   2. Оценка сходимости
      1. Оценивайте сходимость с помощью загрузок средней дисперсии и индикаторных нагрузок.
      2. Считайте сходимую валидность достаточной, если средняя извлеченная дисперсия превышает 0,50, а стандартизированные индикаторные нагрузки предпочтительно выше 0,70.
   3. Оценка дискриминантной валидности
      1. Установите дискриминантную валидность с помощью отношения гетеротрейта-монопризна.
      2. Считаем допустимыми значения соотношения гетеротрейт-моночерт ниже 0,85.
4. Проведение структурного анализа модели
   1. Оценить структурную модель
      1. Проведите PLS-SEM для оценки структурных взаимосвязей между измеряемыми конструкциями.
   2. Оценка структурных путей
      1. Анализируйте направленные связи между качеством культурного нарратива MR, погружением, воспринимаемой аутентичностью, эмоциональной связью, вовлечённостью посетителей и результатами обучения.
5. Проведение медиационного и редискретического анализа
   1. Проведение анализа бутстреппинга
      1. Применить процедуры бутстреппинга с 5 000 повторных выборок для оценки медиационных эффектов в предлагаемой структурной модели.
   2. Оценка косвенных эффектов
      1. Оценить косвенные эффекты, через которые культурные нарративы МР влияют на результаты обучения через внутренние конструкции опытного пути.
      2. Рассмотрим коэффициенты пути и косвенные эффекты, статистически значимые, когда p < 0,05.

Результаты

Следующие эмпирические результаты представлены как репрезентативные результаты для иллюстрации практического применения, статистической строгости и аналитических возможностей предлагаемого протокола. Выполняя описанные выше процедуры, этот раздел демонстрирует, как методология эффективно фиксирует и моделирует опыт посетителей.

Профиль участников и распределение групп
Всего было собрано 261 действительная выборка, что демонстрирует относительно сбалансированное демографичес...

Обсуждение

В данном исследовании предлагается воспроизводимый методологический протокол с использованием комплексной структурной модели для оценки того, как культурные нарративы МР влияют на вовлечённость посетителей и результаты обучения на различных уровнях экспериментального^{механизма 15}. Эмпирическое тестирование гипотез представлено для подтверждения эффективности и надёжности этой системы оценки. Систематически устанавливая и верифицируя эту интегрированную модель пути,...

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье

Имя	Компания	Каталожный номер	Комментарии
Компьютерная рабочая станция	Dell	Precision 3650 Tower; процессор Intel Core i7; 32 ГБ оперативной памяти; видеокарта NVIDIA; Windows 11 Pro 64-bit	Для работы в среде смешанной реальности, развертывания приложения и обработки исследовательских данных
IBM SPSS Statistics	IBM Corp.	Версия 26.0	Для проведения описательного статистического анализа и анализа дисперсии (ANOVA)
Очки смешанной реальности	Microsoft	HoloLens 2; операционная система Windows Holographic	Для обеспечения опыта культурного наследия в смешанной реальности
Программное обеспечение SmartPLS	SmartPLS GmbH	Версия 4.0	Для проведения анализа частичных наименьших квадратов структурных уравнений (PLS-SEM), оценки надежности, тестирования достоверности и анализа медиации
Платформа разработки Unity	Unity Technologies	Unity 2022.3 LTS	Для разработки, развертывания и управления приложением культурного наследия в смешанной реальности
Инструмент опроса посетителей	Разработан командой исследователей на основе предыдущих исследований цифрового наследия и иммерсивного опыта	Конечный опрос из 30 вопросов после опыта; предоставлен в качестве Дополнительного файла 1	Для сбора самооценочных данных о качестве повествования, иммерсии, воспринимаемой аутентичности, эмоциональной связи, вовлеченности посетителей и результатах обучения