移动教育应用界面风格对学龄前儿童几何认知影响的比较研究：立体与平面界面的认知差异

推荐：本研究针对学龄前儿童几何认知发展的数字化教育需求，对比了立体（stereoscopic）与平面（flat）界面风格的教育应用效果。通过实验设计发现，两种界面均能显著提升儿童几何认知能力，但立体界面在远迁移（far transfer）任务中表现更优，为儿童教育应用设计提供了理论与实践依据。

　　

在数字化浪潮席卷教育的今天，学龄前儿童接触电子设备的年龄不断提前，但如何通过移动应用有效促进其认知发展仍存在争议。尤其对于几何认知这一数学与科学思维的基础能力，现有研究多聚焦传统教学与数字工具的对比，却忽视了不同界面设计风格可能带来的认知差异。西北师范大学的研究团队在《Acta Psychologica》发表的最新研究，首次系统比较了立体（stereoscopic）与平面（flat）界面风格对3-4岁儿童几何认知及知识迁移能力的影响。

研究采用严格的组间实验设计，开发了功能相同但界面风格迥异的两款教育应用。立体界面通过3D模型增强深度感知，平面界面则采用简约的2D设计。通过几何形状识别任务（GSRT）和三级迁移任务（near/medium/far transfer）评估114名儿童的表现。关键技术包括：1）基于认知负荷理论优化界面元素；2）虚拟角色引导的交互反馈机制；3）量化拟合度的八点评分系统；4）控制测试效应的七天间隔设计。样本来自中国两所幼儿园，经伦理审查和家长知情同意。

几何认知提升效果显著
数据分析显示，两种界面均能显著提高儿童几何认知成绩（立体组：pre-test 36.14→post-test 42.26，p<0.001；平面组：35.42→42.44，p<0.001），效应量（Cohen's d）均超过2.1，证实移动应用的有效性。

知识迁移的界面差异
在近迁移（near transfer）和中迁移（medium transfer）任务中，两组表现无统计学差异（p>0.05）。但立体组在远迁移（far transfer）任务中得分显著更高（6.19 vs 5.67，p=0.036，η²=0.188），表明立体界面更利于复杂情境的知识应用。

讨论与意义
该研究首次揭示界面风格对儿童高阶认知的差异化影响：立体界面通过深度线索和空间层次，可能降低抽象几何问题解决的认知负荷，这与沉浸式学习理论（immersive learning）相符。研究为“数字原住民”教育提供了关键设计原则：基础技能训练可采用简约平面界面，而复杂概念教学则优先选择立体设计。

未来研究需延长干预周期并拓展至语言等认知领域。当前成果已为教育技术开发者指明方向：在保持界面简洁（如减少文本提示）的同时，战略性使用立体元素可优化知识迁移效果。这一发现对早期STEM（科学、技术、工程、数学）教育数字化具有重要启示。