2025年大学认知科学与技术专业题库—— 认知科学与技术的虚拟现实技术研究.docxVIP

2025年大学认知科学与技术专业题库——认知科学与技术的虚拟现实技术研究

考试时间：______分钟总分：______分姓名：______

一、名词解释（每题3分，共15分）

1.沉浸感

2.交互性

3.认知负荷

4.空间记忆

5.虚拟环境模拟

二、简答题（每题5分，共25分）

1.简述虚拟现实技术应用于认知科学研究的优势。

2.列举三种VR技术在改善注意力或执行功能方面的应用实例。

3.说明VR系统中空间定位追踪技术的基本原理及其对认知研究的重要性。

4.简述在VR认知实验中，如何控制或测量用户的认知负荷。

5.比较VR技术与增强现实（AR）技术在用于空间认知研究时的主要区别。

三、论述题（每题10分，共40分）

1.详细论述VR技术如何在研究人类视觉感知过程（如物体识别、场景理解）方面发挥作用，并举例说明。

2.结合具体认知心理学理论，论述VR环境如何可以用来进行有效的学习与记忆训练，特别是对于复杂技能或知识的习得。

3.探讨虚拟现实技术在认知障碍（如阿尔茨海默病、中风后康复）中的应用潜力与面临的挑战。

4.分析当前虚拟现实技术在认知科学研究中的局限性，并就如何克服这些局限提出你的见解。

四、案例分析题（共20分）

阅读以下关于VR用于驾驶模拟训练的应用案例描述，并回答问题：

“某研究团队开发了一个基于VR的驾驶模拟系统，用于训练新驾驶员的反应速度和情景意识。该系统高度模拟了城市道路、夜间驾驶、恶劣天气以及常见交通事故场景。学员佩戴VR头显和手部追踪设备，可以在虚拟环境中进行驾驶操作。系统记录学员的行为数据（如刹车距离、视线焦点、操作失误），并提供即时反馈和不同难度的挑战。研究表明，该VR训练能有效提高学员的实际驾驶技能和安全意识。”

根据上述案例，回答以下问题：

1.该VR驾驶模拟训练系统主要针对哪些具体的认知能力或技能进行训练？（6分）

2.分析该VR系统在模拟真实驾驶环境方面可能存在的优势，以及可能存在的与现实驾驶差异。（7分）

3.从认知负荷理论的角度，讨论该VR训练系统如何通过设计来优化学习效果，避免过度负荷或负荷不足。（7分）

试卷答案

一、名词解释

1.沉浸感：指用户感觉自身“处于”并“体验到”虚拟环境中的程度，包括视觉、听觉、触觉等多感官的代入感。

**解析思路：*定义需抓住核心概念“用户”、“虚拟环境”、“体验”、“多感官代入感”。

2.交互性：指用户与虚拟环境中的物体或系统进行有意义互动的能力和程度。

**解析思路：*定义需突出“用户”、“虚拟环境”、“互动”、“能力程度”这几个要素。

3.认知负荷：指个体在执行特定任务时，认知系统所承受的工作负担量，即处理信息所需的心理资源量。

**解析思路：*定义需明确“个体”、“执行任务”、“认知系统”、“工作负担量”、“心理资源”。

4.空间记忆：指个体对环境中物体空间位置、布局及其相互关系的记忆，包括视空间记忆和工作空间记忆。

**解析思路：*定义需涵盖“个体”、“记忆”、“物体空间位置”、“布局关系”。

5.虚拟环境模拟：指利用计算机技术创建具有逼真环境特征（视觉、听觉等）的虚拟世界，用于模拟现实世界中的现象、过程或情境。

**解析思路：*定义需包含“计算机技术”、“虚拟世界”、“现实世界现象/过程/情境”、“模拟”。

二、简答题

1.简述虚拟现实技术应用于认知科学研究的优势。

*营造可控、可重复的实验环境，便于精确操控变量和研究因果关系。

*提供高度沉浸和交互的体验，能够模拟真实或极端情境下的认知过程，研究在自然环境中难以观察的现象。

*允许进行精细的、实时的生理和行为数据采集（如眼动、手势、生理信号），为认知机制提供客观证据。

*可用于开发和评估新的认知训练方法或干预手段。

*有助于研究具有特殊需求人群（如认知障碍者）的认知功能。

**解析思路：*从实验控制、情境模拟、数据采集、应用开发、特殊人群研究等多个维度阐述VR的优势。

2.列举三种VR技术在改善注意力或执行功能方面的应用实例。

*VR情境模拟注意力分配训练：如模拟多任务驾驶环境，训练驾驶员在保持主要任务（驾驶）的同时注意辅助任务（如观察路标）的能力。

*VR虚拟导航训练：用于改善老年人的空间导航能力，通过重复练习虚拟复杂环境中的路径选择，提升其方向感和计划性（执行功能的一部分）。

*VR社交技能训练：为有社交恐惧症或自闭症谱系障碍的人提供安全的虚拟社交场景，让他们练习眼