随着计算机硬件和软件技术的飞速发展,人机交互方式不断变化,人们对交互的需求更加多样化。利用手势的方式与计算机进行交互更加符合用户的使用习惯,不需要进行复杂的学习,能够显著提升用户的交互体验。在VR虚拟实验中,手势交互可以实现学习者直接操控三维虚拟对象,比传统鼠标键盘交互方式更接近自然的操控习惯,使学习者更加关注学习任务本身,提升学习体验。本研究首先分析现有的用户体验理论和模型,强调在开发VR虚拟实验时要注重对感官体验、交互体验和情感体验的设计。结合虚拟实验和手势交互的特点,构建了在虚拟实验中基于手势交互技术的学习体验模型,提出了设计开发基于手势交互技术虚拟实验的四条基本原则。构建了虚拟实验中手势交互设计框架,通过对手势进行特征分析,归纳提取了手势设计的四个主要特征,并以数学的形式进行描述,确定了虚拟实验中手势交互语义表。利用Leap Motion控制器作为手势输入设备,结合Unity 3D开发引擎,设计实现了基于手势交互技术的“微机安装”虚拟实验。以该虚拟实验为研究工具,从沉浸感、学习动机和态度三个方面探讨基于手势交互技术的虚拟实验对学习者学习体验的影响。得出的主要结论如下:(1)学习者的临场感与参与度、真实性两者存在显著性差异,学习者在虚拟环境中的临场感越强,学习者就越容易获得身临其境的沉浸感。(2)基于手势交互技术的虚拟实验能够激发学习者的学习动机,也能够调动学习者的学习兴趣,将学习者注意力集中到实验任务上。利用手势交互技术学习者更有信心完成实验任务,达到实验目标。(3)基于手势交互技术虚拟实验的易用性直接关系到学习者的使用意愿,同时学习者的情感体验也会影响学习者使用虚拟实验的行为。(4)对于沉浸感、学习动机和态度三个方面,学习动机与沉浸感和态度显著相关。学习者的学习动机对其在虚拟实验中的学习体验具有重要的影响作用。具体来说就是基于手势交互技术的虚拟实验能够有效增强学习者的沉浸感,从而提高学习者的学习动机,进而改善学习者的学习态度,最终提升学习者的学习体验。