《Journal of Chemical Education》：Universal Design for Learning Framework Enhances Learning Experience in Web-Based Virtual Laboratories
1. 引言
网络360°虚拟实验室是一种无需虚拟现实头显、仅通过普通网页浏览器即可完成的虚拟现实学习环境。它由带有交互式热点的360°全景图像构成，其中可包含视频、幻灯片和测验等数字学习材料。这类实验室已成为一种可扩展、可访问且灵活的教育技术，能够支持学生在实验课程中的学习。虚拟实验室通过在现实且引人入胜的情境中呈现信息来增强学习体验。在虚拟环境中，学生可以看到实际进行实验的真实场景，这已被证明可以：(1) 提升他们对实验背景的理解；(2) 增加真实感和关联性；(3) 增强学生对实际实验培训的信心，从而改善学习效果和动机。此外，增加测验和游戏等互动性已被证明可以通过吸引学习者并促进主动学习过程来支持学习和记忆。学生积极的反馈也证实了这一点。
尽管有这些好处，学生反馈也揭示了一些可能抑制学习的障碍。例如，完成阿尔托大学实施的虚拟实验室安全培训的几名学生感到，由于无法在虚拟实验室中保存进度，在一次学习过程中消化所有内容令人应接不暇。同一研究的结果还强调了可及性的重要性——需要认识到学生的多样性，并提供能满足广泛学生需求的学习材料。这在实验室安全的背景下尤为重要，因为其目标不仅是记住信息，还要恰当地应用知识以保护个体实验室工作者、周围环境和更广泛的社群。低可及性与学习注意力和参与度下降有关，在缺乏支持性的可及性特征时，参与度会随时间推移而下降。
虚拟实验室中与内容过载和可及性相关的障碍，与通用学习设计框架旨在应对的挑战密切相关。UDL植根于学习科学，它通过提供多种参与方式、表征方式、行动和表达方式，为解决不同学生群体的需求提供了一种创建包容性学习环境的结构化方法。因此，将UDL原则应用于虚拟实验室设计，可能有助于解决先前研究中发现的过载和难以访问的问题。化学教育领域的最新研究也支持这一点，采用UDL原则的包容性实验室设计已被证明可以增强可及性和参与度。
阿尔托大学的虚拟实验室安全培训开发遵循了一个迭代的研究和设计过程。第一个版本使用了非线性的虚拟实验室结构，这导致了导航和学习路径清晰度方面的挑战。这些问题在下一项研究中通过采用线性学习路径得以解决。然而，该研究发现了与可及性相关的挑战，而本研究则聚焦于通过应用UDL框架重新设计虚拟实验室，以增强可及性和学习注意力。
虽然UDL的各个检查点在高等教育中已被广泛研究，但据我们所知，此前尚无研究探讨基于UDL的虚拟实验室设计如何影响实验室安全培训背景下的学习体验和注意力。最近的研究表明，化学教育中的包容性方法可以改变对实验室环境的访问。此外，对大学实验室安全教育的近期文献计量分析强调了系统性、基于证据和积极主动的方法的必要性。将UDL应用于实验室安全培训将特别有益，因为此类培训通常对所有学生都是强制性的，并且数字学习环境的增长增加了提高在线学习可及性、灵活性和参与度的需求。
本研究旨在通过应用UDL框架来设计基于网络的360°虚拟实验室安全培训，并调查其对学生学习体验和学习注意力的影响。我们研究了四项符合UDL的设计特征如何影响学习体验以及学生对可及性和学习注意力的感知：(1) 模块化内容结构，(2) 多模态表征，(3) 增加评估多样性，(4) 强调实验室安全的相关性。
本研究试图回答以下研究问题：1. 学生如何看待基于UDL设计的虚拟实验室和实验室安全课程？2. 这种新的虚拟实验室设计如何影响学生感知到的学习注意力和参与度？3. 学生先前的实验室经验如何影响他们的学习偏好和对虚拟实验室的感知？
假设是，根据UDL原则设计的虚拟实验室可以通过解决Girmay等人研究中提出的问题，来改善学生的学习体验、可及性和学习注意力。本研究为实验室安全培训背景下基于UDL的虚拟实验室提供了首个证据，并为包容性虚拟实验课程设计提供了基于证据的建议。
2. 理论
2.1. 通用学习设计
UDL是由应用特殊技术中心开发的一个框架，旨在基于对人类学习方式的科学见解来优化教学。UDL并非旨在“一刀切”，而是创建能够惠及尽可能多学生的学习材料的一种方式。UDL指南由三个主要原则组成：参与、表征、行动和表达。该指南为设计包容且灵活的学习体验提供了结构化方法。
正如Yang等人的系统综述所指出的，UDL使教育者能够满足不同学生的需求，而无需为每个学习者单独评估和修改材料。这些UDL原则也与教育心理学中更广泛的概念相联系。通过强调学习者选择、反馈和结构，UDL培养了自主性和自我调节能力，这两者对于在数字学习材料中保持动机和参与度至关重要。Xu等人的研究进一步支持了这一点，该研究强调了自我效能感和动机对改善学生实验室安全态度的作用。
先前在化学教学中实施UDL的研究发现，它能更好地满足多样化学生群体的需求。Baumann和Melle将UDL融入其数字化学课程，发现它改善了所有学生的学习表现和学习体验，特别是在学生参与度和动机方面。此外，Torres Brunengo等人应用UDL原则在化学实验课程中开发了物理辅助工具，满足了一位学生的个体需求，并通过增强实验课的可及性和参与度，加强了机构的包容性教学实践。Almeqdad等人的荟萃分析也支持这一观点，即UDL有助于支持“不让任何人掉队”的理念。尽管这些研究证明了UDL的价值，但将其应用于虚拟实验室设计，特别是在实验室安全等强制性在线培训的背景下，仍有待探索。
此外，Bray等人最近的综述强调了技术在实施UDL教育原则中的关键作用。该综述发现，大多数经验性的UDL实施都利用技术来支持表征原则，例如通过提供学习材料的多模态访问，但较少有研究探索其在增强参与、行动和表达原则（包括学生自我调节和自我评估）方面的应用。这些差距推动了本研究，旨在探讨如何应用所有UDL原则来增强基于网络的虚拟实验室中的学习体验。
2.2. 将通用学习设计与基于网络的虚拟实验室联系起来
在本研究中，UDL框架被应用于改善基于网络的虚拟实验室的可及性和学习注意力。这两个构念形成了UDL原则与虚拟实验室学习体验之间的联系。
可及性，更准确地说是数字可及性，指的是网站、工具和技术的设计和开发，使所有用户（包括残疾用户）都能使用它们。尽管有此定义，但可及性可以使所有人受益，因为它允许学生将更多精力投入到理解内容上，而不是理解呈现内容的技术或界面。UDL的多重表征方式以及多重行动和表达方式原则对于实现可及性至关重要。
学习注意力描述了学生在学习时专注于相关信息并将这种专注维持一段时间的能力。研究进一步区分了选择性注意和持续性注意。选择性注意被定义为一种受控的注意过程，它将认知资源集中在相关信息处理上，同时过滤掉或最小化无关刺激。持续性注意可以被定义为一种注意功能，指的是在较长时间内准备检测并保持对信号集中的能力。这两种类型在在线学习环境中都很重要，如果设计不当，环境中可能存在干扰因素。UDL策略直接支持这些注意过程。UDL可以帮助学生更轻松地将注意力引导并保持在学习任务上。学习注意力也与学习投入密切相关，后者可以理解为对自身学习过程的持续参与。在UDL框架内，可以通过强调相关性和价值、设定明确目标以及提供持续反馈来支持参与度。
通过UDL框架将可及性和学习注意力联系起来，本研究旨在设计一个不仅能消除学习障碍，还能在实验室安全教育中支持更有效和包容性学习的虚拟实验室。
3. 方法论
本节详细描述了课程设计、基于UDL的实施、实验设计、数据收集和分析方法以及参与者特征。虚拟实验室环境使用3DVista软件创建，而嵌入虚拟环境中的学习活动则使用开源H5P框架和LUMI程序开发。虚拟实验室环境和个别学习活动都作为静态网页托管，活动通过3DVista链接到环境中。技术设计的更详细描述见Girmay等人的研究。由于本研究涉及基于网络的虚拟实验室中的实验室安全培训，未遇到意外或异常高的安全隐患。
3.1. 课程设计
本研究的目标课程是在线实验室安全课程，该课程是阿尔托大学化学工程学院所有学生和人员的必修课。虚拟实验室安全培训自2020年起在阿尔托大学提供，每年有超过一千名学生完成。所研究的课程实施在2024–2025学年进行。该课程对应一个ECTS学分（欧洲学分转换与积累体系，27学时）。完成课程后，学生将能够：安全工作在实验室；选择适当的个人防护设备并使用实验室安全装置；识别实验室工作中的潜在风险因素；正确处理实验室废物。
学生在阿尔托大学Moodle学习管理系统中完成重新设计的课程，首先会呈现课程结构的视觉大纲。课程包含五个模块：简介、一般安全、化学安全、物理安全和废物管理。
在每个模块中，学生首先在基于交互式360°全景图像的网络虚拟实验室中学习材料。学生学习完学习材料后，将完成一个基于Moodle的模块考试，以证明他们已达到该模块的学习成果。一旦获得及格分数（至少占总分的75%），他们就可以进入下一个模块。完成所有模块考试后，学生需要完成涵盖所有模块主题并包含更多应用性问题的最终课程考试。一旦在最终考试中获得及格分数（总分的75%），学生即通过该课程。
学生也可以选择先完成整个虚拟实验室培训（所有五个模块的学习材料），然后再参加模块考试，这提供了另一种学习材料的方式。然而，课程大纲建议采用顺序方法，一次一个模块，因为这支持结构化进程和UDL原则。
3.2. 通用学习设计实施
重新设计后的课程、虚拟实验室和考试的学习设计基于UDL框架。现有的虚拟实验室基于UDL框架和来自上千名学生的反馈进行了仔细检查和审查。经审查发现，虚拟实验室设计已经与一些UDL原则保持一致。材料以多种格式（图像、视频、测验和文本）呈现，提供了多重表征方式。通过允许学生随时随地按照自己的节奏学习，提供了多重参与方式。此外，通过虚拟实验室和课程中的指导，提供了多重行动和表达方式，允许学习者浏览内容、设定有意义的目标并跟踪进度。
基于对虚拟实验室设计的仔细审查，确定了四个关键的改进领域，这些领域与旨在增强学习体验的特定UDL原则相一致：
- 1.
实施模块化结构（多重行动和表达方式）：将虚拟实验室重组为不同的模块，为学习者提供了一个更清晰的框架来规划、组织和监控他们的进度。每个模块遵循一致的内部结构：以介绍主题和预期学习成果的引导活动开始，接着是一系列特定内容的交互式活动（文本、图像、视频、测验），最后以确认模块完成的总结活动结束。学生可以选择分多次学习虚拟实验室还是一次性完成，通过提供灵活性和可管理的学习步骤来支持执行功能。
- 2.
强调相关性和价值（多重参与方式）：通过强调所教授主题的现实相关性和价值来修订学习材料。例如，在简介模块中，增加了一个专门的学习活动，解释实验室安全及其在学术界和化学工业中的重要性。这种方法旨在激发兴趣并维持参与度，帮助学习者将材料与自己的经验和目标联系起来，激励他们保持参与。每个模块也增加了明确的预期学习成果，以强调每个模块的相关性。
- 3.
增加听觉信息（多重表征方式）：为了解决不同的感官模式并使内容更易于访问，在视频中加入了新颖的音频叙述。视频原本已有字幕，可用于通过基于人工智能的文本转自然语音渲染平台生成音频叙述。通过提供音频叙述和字幕，具有不同感知需求的学生可以更有效地参与视频材料。
- 4.
增加更多样化的评估（多重参与方式）：为了促进互动和持续评估，引入了模块特定评估以及包含应用性、情境性问题的期末考试。每个模块考试包含10–20个计分问题，具体取决于模块的内容和大小，使课程中的考试问题总数从30个增加到85个。此外，期末考试要求学生整合所有模块的知识。
基于这些改进，虚拟实验室设计被修改，以提供更具包容性和有效的学习体验。
3.3. 实验设计
本研究通过自我评估反馈问卷，调查在虚拟实验室安全课程中实施UDL原则的效果。研究采用定量问题与定性反馈相结合的混合方法设计。在学生进行考试的同一学习管理系统内收集学生反馈。在每个考试中，一个单独的环节提供了反馈问卷。向学生提供的反馈问题包含在支持信息中。
参与者被要求在每个模块完成后填写一份反馈问卷，重点关注他们在该特定模块中的学习体验。在期末考试后管理的最终反馈问卷，收集了关于学生学习背景、课程体验以及他们与虚拟实验室环境互动的数据。问卷包括多项选择题、李克特量表问题以及与学习注意力、虚拟实验室学习体验和UDL实施相关的开放式反馈问题。
问卷由第一作者基于文献制定，但经过调整以适应虚拟实验室在实验室安全课程中的特定背景。问题草案由两位教育学专家和一位化学工程教育专家反复审阅，他们提供了反馈和建议，第一作者据此进行了完善。问题还在一个由学生和研究人员组成的小组中进行了试点测试，以确认清晰度和表面效度。由于所有李克特量表问题都是单独分析而非合并为复合子量表，因此未计算内部一致性信度。
3.4. 数据分析
在分析之前，所有问卷数据通过移除任何个人标识符进行了假名化处理。为避免数据重复，数据分析仅包括每位学生完成考试和问卷一次（如果多次完成，则纳入成绩最高的那次考试的反馈）。
使用R软件分析多项选择题和李克特量表回答。背景问题（先前的实验室和虚拟实验室经验）被二元编码（0 = 否；1 = 是），并作为每个李克特问题的自变量分别进行测试。
使用皮尔逊卡方检验分析李克特量表和多项选择题项目的定量数据，以评估学生在先前虚拟实验室或实验室背景方面回答的差异。李克特量表和多项选择题项目在项目层面被视为分类变量，以保留每个回答选项的概念意义。基于文献，非参数检验（如卡方检验）适用于分类数据。采用这种项目级方法是合适的，因为每个问题针对的是学习注意力、参与度或感知可及性的不同方面，而不是单一的复合构念，并且符合类似化学教育研究的实践。为控制多重比较，p值使用邦费罗尼校正进行调整，结果表中仅报告校正后仍显著的结果。
使用克莱姆V计算效应量，这是皮尔逊卡方检验的标准效应量度量。它在大样本量的背景下解释了统计显著性，强调教育相关性而非仅仅是统计显著性。效应量根据常规阈值进行解释（小 < 0.10；中 < 0.30；大 < 0.50）。
为了进一步探究哪些特定组别对卡方检验中的显著差异贡献最大，检查了标准化残差。标准化残差有助于识别哪些组对观察到的差异贡献超出预期。大于+2的值表明给定组对观察到的差异贡献超过预期，而小于-2的值则表明组别贡献低于预期。这些值作为阈值，用于突出在统计显著性数据中最突出的组别。
通过内容分析对开放式反馈进行分析，系统地对回答进行分类以识别重复出现的主题和模式。两位研究人员独立分析反馈数据以确保可靠性。分歧通过讨论和共识解决。
未分析考试成绩数据，因为考试是开卷的且可以无限次尝试，难以将其用作学习表现的指标。此外，本研究调查了在虚拟实验室安全课程中实施UDL原则的影响，侧重于学生的学习体验而非考试成绩。
3.5. 参与者
2024–2025学年期间，共有来自阿尔托大学和东芬兰大学的964名本科生和研究生参与了该课程。仅考虑完全完成并提交的问卷。基于这些标准，使用750名学生的样本量来分析最终反馈问卷。模块特定反馈的样本量在各模块之间有所不同，因为在每个问卷中回答反馈是可选的。因此，模块特定反馈的样本量如下：模块1，简介，N = 958；模块2，一般安全，N = 949；模块3，化学安全，N = 826；模块4，物理安全，N = 803；模块5，实验室废物管理，N = 776。
3.6. 伦理考量
在研究进行之前，研究设计由阿尔托大学研究伦理委员会审查。该研究遵循阿尔托大学和芬兰国家研究诚信委员会的伦理准则。对问卷的回答进行了假名化处理，本研究目的未收集任何个人数据。回答研究问题是自愿的。不参与问卷调查不影响课程的预期学习成果或评分。提供反馈是自愿的，不影响考试成绩。没有向参与者提供报酬。
4. 结果与讨论
4.1. 先前的实验室和虚拟实验室经验
学生先前的实验室和虚拟实验室经验以及对模块主题的熟悉程度存在差异。虽然大多数学生有某种形式的先前实验室经验，但仍然存在差异。此外，虽然大多数学生有化学实验室经验，但这种经验也相当多样化。
尽管大多数学生报告有化学实验室的先前经验，但模块3（化学安全）被认为是学生最不熟悉的主题。一个可能的解释是，先前的安全培训可能更强调一般性安全主题，例如适用于广泛工作场所的应急程序、急救或废物处理。相比之下，化学特定的安全概念，包括危险分类、安全数据表、暴露限值以及与特定化学形式（例如粉末）相关的风险，可能在其他安全培训中较少重复覆盖。因此，即使是有实验室经验的学生，这些概念可能仍然掌握不足或变得不那么熟悉。Mabrouk先前的研究也报告了类似的发现，该研究发现即使是有经验的学生也常常缺乏对化学安全概念的系统性知识，这表明不应仅基于先前的经验来假设安全知识。这一发现支持了设置模块和可重访形式的重要性。模块化访问可以降低多次重访不熟悉内容的障碍，并支持更有效地强化基本的化学安全概念。
关于先前的虚拟实验室使用，83.6%的学生之前没有使用过虚拟实验室，这表明大多数学生是第一次接触这种学习环境。这突显了虚拟实验室对学生来说仍然是相对较新的学习环境。
当被问及在参加本课程前对每个模块主题的熟悉程度时，学生对主题的整体熟悉度相当高。然而，模块之间存在差异：模块3（化学安全）显然是学生最不熟悉的主题。学生先前知识和实验室经验的这种多样性符合实验室安全课程的目标，即确保学生在进入实验室前具备同等的实验室安全知识。
4.2. 虚拟实验室学习体验
总体而言，学生对虚拟实验室环境的学习体验报告了非常积极的评价。学生认为虚拟实验室是学习实验室安全的一种有效方法，并认为随附的考试是评估理解的有效工具。这些发现与先前的研究一致，支持了虚拟实验室可以有效地支持实验室安全教育的假设。
学生也认为重新设计的虚拟实验室课程中基于UDL的实施是有益的。大多数学生更喜欢模块化结构，而不是一次性学习所有主题。学生也认为模块的大小合适。这种解释与认知负荷理论一致，该理论认为将复杂材料分割成更小、结构化的单元可以减少不必要的认知需求，并支持多媒体学习环境中的持续性注意力。Sun等人最近的研究进一步支持了我们的发现，他们发现将安全培训分布在较小的、可重复访问的单元中，比一次性培训更能有效减少学生的不安全实验室行为。
此外，学生感知到使用多种信息格式支持了更深层次的学习，这与强调多模态表征的UDL原则一致。尽管这种“更深层次学习”的感知是自我报告的，但这种感知与著名的梅耶多媒体学习理论一致，该理论指出，当认知负荷得到适当管理时，结合互补的表征可以支持复杂信息的整合。这种解释与化学教育研究相符，后者建议使用多模态设计通过减少认知障碍和支持学生差异性来增强学习。
此外，学生发现学习材料阐明了实验室安全在其学习或工作中的重要性。这一发现与自我决定理论一致，该理论表明，当学习者认为内容具有个人相关性和价值时，动机和参与度会增加。这一解释也与Xu等人的研究相符，该研究表明强调主题的相关性和现实世界价值支持学生的参与度和动机。
总之，这些设计特征似乎通过帮助学生专注于相关信息、有意义地与内容互动以及在自定进度的虚拟环境中调节他们的学习，来支持参与度和持久性。从UDL的角度来看，这些发现表明，通过模块化和多模态材料减少表征障碍，以及通过相关性支持参与度，可能有助于学习者在自定进度的虚拟环境中调节学习注意力并减少感知到的可及性障碍。
学生还报告说，虚拟环境支持了他们不分心的专注能力。这一发现得到了支持，显示了所有五个模块持续较高的学习注意力评分。这些结果表明，精心设计的基于UDL的设计，包括模块化节奏、多模态呈现和互动元素，可能通过减少外部处理需求和结构化学习者与内容的互动来支持持续的学习注意力，这与先前关于化学学习背景下注意力的研究一致。总体而言，这些结果支持，当按照UDL原则设计时，虚拟实验室可以支持感知到的参与度和学习注意力。
学生的开放式反馈支持了先前的发现。积极的评论将虚拟实验室描述为“有趣”、“清晰”和“组织良好”。互动性和多媒体（如视频）增强了学习并支持了学习体验。这些反馈也与先前在化学工程教育中使用类似虚拟实验室的研究一致。负面反馈指出了需要改进的领域，例如缩短某些模块的长度并增加更多的互动性。此外，一些学生指出虚拟实验室不应取代实际的实验课程，这支持了我们的理念，即虚拟实验室的作用是支持而非取代实验教育。在我们先前的研究中，开放式反馈中的问题与保存学习进度的能力、使用不同评估方法以及视频材料中缺少音频有关。现在，通过基于UDL的实施，学生不再提出这些问题。
4.3. 先前经验对学习体验的影响
为了研究学生先前的实验室和虚拟实验室经验如何影响他们对基于UDL的虚拟实验室的看法，进行了皮尔逊卡方检验。在与虚拟实验室、考试、学习注意力、多媒体格式使用、参与度和主题相关性直接相关的问题上，未发现显著差异。这表明，无论学生先前的实验室经验、实验室领域或虚拟实验室经验如何，虚拟实验室都支持这些方面。从理论角度来看，这符合UDL的目标，即无论学习者先前的背景或经验如何，都主动减少不必要的学习障碍。
然而，发现学生大学前的实验室经验与他们喜欢一次性学习整个虚拟实验室而非模块化学习之间存在显著关联。对皮尔逊卡方检验标准化残差的检查显示，有大学前实验室经验的学生更喜欢模块化格式，而没有这种经验的学生更喜欢一次性学习整个虚拟实验室。这种模式表明，有大学前实验室经验的学生可能更喜欢模块化的课程设计，允许他们以可管理的部分接触内容，而没有先前经验的学生可能更倾向于对实验室安全内容进行全面概述。
尽管具有统计学显著性，但在UDL设计建议的视角下，这些结果难以解释，因为效应量介于小到中等之间，并且大多数学生在大学前有实验室经验，这可能会影响卡方分析的稳健性。由于本研究中未包含考试成绩，也无法调查这种偏好是否也与更好的考试成绩相关。尽管如此，该结果突显了实验室背景可以微妙地影响偏好的学习设计，强调了灵活课程设计的重要性，以满足不同实验室背景学生的需求。
总体而言，结果显示了学生学习偏好的有用见解，因为在参与度、注意力和相关性方面的总体回答中没有发现影响；效应量较小到中等；并且先前研究中提出的问题未在最常见的开放式反馈评论中出现。
4.4. 基于结果的UDL设计建议
最近的系统综述指出，技术支持的UDL实施通常强调内容表征，但较少针对参与度、协作和自我调节。我们的发现通过说明模块化、互动性和反馈导向的设计元素如何在虚拟实验室环境中支持这些UDL原则，扩展了这一点。这些发现的解释与UDL的强调一致，即主动减少不必要的障碍（例如导航和表征障碍），而不是主要将可及性视为与特定残疾类别相关的便利措施。这种方法也支持学习者的自我调节，这在自定进度的在线数字环境中尤为重要。这些发现不仅证明了与UDL原则的一致性，而且说明了UDL如何作为一个设计框架，在虚拟实验室情境中支持参与度和注意力调节。
问卷调查的结果与先前文献一致，其中将UDL应用于在线材料被报告为支持学习和学习体验。基于UDL的虚拟实验室培训也被认为通过解决先前研究中报告的问题，支持了持续的学习注意力、参与度和更深层次的学习。对学习设计的偏好根据学生先前经验的不同而有所差异，这突显了提供替代性学习方式的重要性。
为支持教育工作者和课程开发者，基于本研究的结果以及我们设计不同类型虚拟实验室（已有数千名来自不同大学和中学的学生完成）的经验，提出了以下基于UDL的设计建议。
多重表征方式
复杂信息被分解为更小的单元，并提供学习内容的替代方式。以清晰的模块化部分提供学习材料的方法有助于减少感知到的认知负荷并维持学习注意力，这与已确立的认知负荷和多媒体学习原则一致。然而，提供一次性学习内容的替代方式也是有益的，因为一些学生更喜欢这种方式。此外，学生受益于多媒体材料的纳入，这突显了提供学习内容的替代方式并通过多种感官通道呈现信息的重要性，正如UDL框架所强调的。正如先前研究所讨论的，通过线性路径提供学习材料可以通过建构主义构建知识来支持多重表征方式。
多重行动和表达方式
当学生有机会与内容互动并以不同方式展示理解时，他们会更深入地投入。提供不同类型的评估可以支持学习。虚拟实验室内的简短测验可以有效地用于反思性评估。模块考试可被视为一种良好的评估方式，通过提供一种严谨的方法来测试学生对模块内容的理解程度和方式。期末考试提供了一种在现实情境中应用从所有模块获得知识的方式。这些评估允许学生掌握自己的学习，并适应个体对表达方式的偏好。
多重参与方式
提供内容的现实世界相关性和反馈，并优化挑战。结果表明，增加关于主题相关性的学习内容支持了学生对学习实验室安全重要性的理解。虚拟实验室还通过在虚拟实验室导览中以及模块和期末考试中提供自我反思性评估和反馈，并逐步呈现更具挑战性的问题，来支持参与度。
虽然一些有特定实验室经验的学生表达了对模块化格式的偏好，但由于组别规模不均衡，这些结果的解释存在困难。由于这种不确定性，这些偏好并未被纳入正式的设计建议，尽管未来的研究或教学设计可以探索替代格式以满足不同的学习需求。
此外，尽管学生报告了与可及性、参与度和学习注意力相关的积极感知，但本研究并未直接测量有记录残疾学生的可及性结果。因此，与可及性相关的发现应解释为表明UDL引导的虚拟实验室设计在减少感知障碍和支持包容性学习方面的潜力，而非作为特定残疾群体实现可及性增益的证据。
5. 结论
我们的目标是探索将通用学习设计框架融入虚拟实验室学习环境如何影响学习体验和学习注意力。基于UDL框架，对虚拟实验室的四个方面进行了更新：模块
