摘要：简述系统动力学原理，分析虚拟实验设计因素，并且应用系统动力学软件构建影响虚拟实验设计的因素模型，清晰明确地表达了各因素在虚拟实验设计中的作用，使得虚拟实验更加符合学习者的学习，同时丰富了原有的学习资源，也给虚拟实验设计提供了一个新视角。
　　关键字：系统 虚拟实验 因素
　　一、系统动力学
　　系统动力学(简称SD—system dynamics)是由麻省理工学院教授福瑞斯特开创的一门结合自然和人文的横向学科。其建模软件stella可以清晰地表达模型中各要素、各影响因子的关系，尤其对影响因素多重非线性关系的表达。还可以把对模型概念化地、定性地论述转化为清晰的模型，有利于学习者心智模型的构建。例如，对人的思想中出现的某些解决问题的方法和思路，利用stella可以清晰地表现出来。
　　系统动力学模型构建利用信息反馈机制来推动模型系统中各要素的运行，能表示各要素产生的结果，以此来验证模型的正确性与有效性，为下一步制定策略提供基础和依据。
　　二、虚拟实验的组成要素
　　随着虚拟实验开发技术的发展，虚拟实验的功能越发完善，其涉及到的设计原理和设计要素也越来越多。因此，现在虚拟实验的开发更加趋向于增强情境设计、自然交互设计，或者为了提高学习者兴趣进而增加游戏性元素设计，这些设计要素的加入使得虚拟实验的设计和使用更加丰富多彩，因而效果非常好；也是因为虚拟实验有真实实验无法比拟的优势：（1）减少资金，节能减材；（2）转变学生在学习中的地位，改变教师的授课方式；（3）采取灵活的教学方法,实行开放式教学，增强学生个性化发展和创新能力的培养。（4）培养学生良好的自学能力；使得虚拟实验能够展一技之长，收获更好的应用效果。正因为虚拟实验设计因素不断加入，不断完善其设计和功能，虚拟实验才更加完美，影响虚拟实验设计的因素如图1所示。
　　影响虚拟实验设计的因素众多，主要分为以上三个因素，这三个因素主要影响学习者的完成虚拟实验的信心水平、满意度、参与度、期望、动机和情感几个方面。而这几个方面恰恰是学习者在虚拟实验过程中的心理反应，外在表现就是对虚拟实验的兴趣度和关注度以及学习者本身知识的增加和技能的提高。
　　三、应用stella分析虚拟实验设计因素及其对学习者心理的影响
　　影响虚拟实验设计的因素繁多，且各要素对虚拟实验的影响是非线性的，为表达各要素之间的复杂关系，采用stella软件构建影响虚拟实验设计的因素模型，该模型可以清晰体现虚拟实验设计因素的复杂性，也能清晰体现该软件对于构建具有多重要素、非线性系关系模型的优越性。影响虚拟实验设计因素的stella模型如图2所示。
　　图2对影响虚拟实验设计的三个主要因素进行分析。（1）在情境设计部分体现了色彩、模型、场景、声音等对虚拟实验情境的影响，虚拟实验情景设计又影响学习者的情感体验以及游戏性设计元素中的沉浸元素。（2）游戏性元素设计部分表达了各个游戏性元素对虚拟实验设计的影响，同时，游戏性设计也影响学习者的情感体验，动作元素对关卡的攻破影响学习者的信心水平，信心水平提升可以在经验上体现出来，经验表现通过学习者之间的协作交流体现出来。（3）自然交互部分表达了自然交互设计对虚拟实验设计的影响，同时，自然交互因为增加视觉、听觉、注意力以及协作交流的设计可以提高学习者对虚拟学习软件的情景设计的体验。通过分析虚拟实验设计因素繁多，而且各因素之间是相互联系紧密结合的。stella这种表达方式能够清晰表达各要素之间的相互关系及相互影响。其中，情境设计的声音可以影响自然交互的听觉因素，情境设计又影响游戏性设计的沉浸元素以及学习者的情感体验，学习者的情感体验和信心水平影响虚拟实验的自然交互。这样，虚拟实验中的各要素相互推动，相互影响，使得虚拟实验设计达到一个更好的水平，最终能设计出高仿真、交互灵活、沉浸感强的虚拟实验为学习者的学习提供帮助。
　　四、结语
　　系统动力学视域下虚拟实验设计因素是运用系统动力学软件stella构建相关模型的定性研究。因为Stella功能强大，可以把影响虚拟实验设计的各要素关系清晰地表达出来，尤其能为下一步进行定量分析提供思维模型，特别是面对这种解决方案多种的劣构问题，更能体现系统建模工具的优点。经过对影响虚拟实验的因素进行分析，我们从设计者的角度完善了虚拟实验，使得虚拟实验以更人性化的设计为学习者提供学习知识和技能。