具身认知视域下促进高阶思维发展的多模态交互机制研究

　　[摘要]新时代教育的诉求，已由单纯追求知识获取、技能习得转向追求思维发展。课堂交互活动有助于引发学生深度学习与高阶思维发展。通过对课堂交互实践现状与研究现状梳理分析，基于目前课堂交互现存的问题，提出了具身学习环境下促进高阶思维发展的多模态交互机制。从理论与技术依据、特征分析、给养高阶思维发展三个方面对支持多模态交互的具身学习环境进行了分析。基于此，从促进高阶思维发展的目标指向、课堂教学交互的过程要素、多模态信息加工的内部心理表征三个关键要素及其之间的相互关系层面阐释了促进高阶思维发展的多模态交互机制的运行机理。最后，基于具身学习环境分析了多模态交互机制有效运行的条件保障。

　　[关键词]高阶思维；多模态；具身认知；教学交互；交互机制

　　一、引言

　　新时代教育的诉求，已由单纯追求知识获取、技能习得转向追求思维发展，这势必要求教育者高度重视培养学生的“分析、评价、创造”等高阶认知思维。美国的《21世纪技能框架》强调，将批判思维与创新能力视为学生的必备技能[1]。《中国学生发展核心素养》指出，培养与提升学生的高阶思维能力是目前乃至未来较长时间的重要教育目标[2]。在课堂系统中，交互是课堂教学活动的重要组成部分，多模态信息协同的交互活动是引发学生深度学习、高阶思维发展的有效方式。适恰的学习任务情境、多模态交互体验的学习环境以及高交互的课堂教学活动，有助于学习者形成分析、归纳、评价等高阶学习能力。然而，目前课堂交互各要素之间的相互作用关系并不十分明确，尚未形成有效的交互机制，尚未充分发挥新兴技术赋予课堂交互的“新效能”，无法形成高交互、高沉浸的课堂学习环境。故研究从多模态信息协同与人类认知发展规律的视角出发，探索如何在多模态交互的具身学习环境下，重新审视课堂交互的关键要素，构建促进高阶思维发展的多模态交互机制，以期为课堂交互研究提供借鉴。

　　二、课堂交互的现状

　　教育家杜威认为，学习经验的习得是学习主体同环境、客体、自身对话的交互作用[3]。教学本质上即是教师、学生、教学内容间的一种交互过程，其交互方式、内容及效果在整个教学过程中占有重要的地位。

　　（一）课堂交互的实践现状

　　根据对“信息技术与教学融合创新优质课大赛”课例的视频分析与长期的课堂实践观察发现，目前课堂交互过程中存在着如下问题与困境：（1）交互方式单一。多为以教师为发起者的师生交互。（2）交互参与度偏低。在有限的课堂时间与空间内，无法关注到每位学生的课堂表现，致使部分学生的交互活动参与度偏低；语言传递为最主要的交互方式，很大程度上阻碍了“身体参与认知”的课堂交互体验活动的进行，致使学生学习交互的认知参与度偏低。（3）交互深度不够。多为围绕教学内容本身的浅层交互，缺乏围绕复杂问题情境展开的深层交互；多为“你来我往”的浅层交互，缺乏涉及“分析、评价、创造”等高阶思维活动的交互。

　　（二）课堂交互的研究现状

　　根据对课堂交互文献的系统梳理发现，目前课堂交互主要集中于交互话语与交互行为、交互观测工具及交互影响因素等方面的研究。徐显龙等研究了电子书包对课堂交互行为模式的影响[4]，寇金南从对话内容、对话方式方面探讨了英语课堂学习的互动模式[5]，魏雪峰等从学习过程的视角对问答过程进行了分析[6]；疏凤芳等采用内容分析法对网络课堂学习共同体的交互行为进行了分析[7]，李静等对不同环境下的教学交互行为进行了分析[8]，张屹等研制了新的教学交互行为编码表[9]；王晓晨等设计了面向智慧教室的课堂互动观察工具[10]，刘清堂等设计了学习分析支持下的课堂互动工具[11]，朱广艳等分析了交互式电子白板对课堂互动的作用[12]；张屹等研究了学生参与度与教学互动之间的关系[13]，杨鑫等研究了课堂交互中的鼓励机制[14]。可见，当前的相关研究更多的是关注交互过程中问答话语、行为模式、观测工具等单一要素，对于各要素之间关系及作用机制的综合研究关注度不够；其研究环境方面多基于电子书包、交互白板等低模态交互环境，对于多感官、高沉浸、高交互的多模态交互环境涉及较少。

　　三、支持多模态交互的具身学习环境认知

　　心理学家皮亚杰认为，认知始于主体与客体之间的相互作用[15]。维果斯基认为，技术凝聚着人的间接经验，改变了人与环境的交互[16]。学习是在以技术工具为中介的社会关系中进行的，学习者的思维发展与学习环境的具身建构不可分割。技术工具是身体的延伸，技术工具的具身性是学习环境具身的先决条件[17]。在具身学习环境中，学习者与学习环境是紧密耦合、交融创生、共同演化的。

　　（一）具身学习环境的理论与技术依据

　　具身认知理论认为，认知根植于身体行动，经验建构于具身交互，认知与思维是在身体、心灵和环境的交互作用中形成的。身体不仅参与着认知、影响着思维、塑造着心智，而且不同的身体参与会形成不同的认知结果。具身认知理论为具身学习环境的构建提供了理论依据，它要求学习环境支持学习者具身交互、深度体验，促进学习者进行更有意义的学习建构。

　　（二）支持多模态交互的具身学习环境的核心特征分析

　　具身认知理论重视身体及其经验，而借助技术环境的身体及其经验的“扩展”能够获得更多的感知体验。支持多模态交互的具身学习环境通过关注个体特征、延展感官通道、分析多模态数据，增强学习者深层交互、追踪学习全过程数据、发展学习者高阶思维，支持学习者在感知、交互和体验中获得具身认知经验，形成对外界事物的多模态具身表征（如图1所示）。

　　四、促进高阶思维发展的多模态交互机制的关键要素分析

　　国外学者罗兰（Rowlands）认为，“思维的认知过程是个混血儿，既有内部的动作，也有外部的操作”[21]。在多模态交互的具身学习环境下，身体类似于感应器，大脑类似于信息处理中心，实现对输入信息的感知、理解、编码、存储和输出等认知过程。研究从人类认知发展规律出发，诠释促进高阶思维发展的多模态交互机制的关键要素，即促进高阶思维发展的目标指向、课堂教学交互的过程要素、多模态信息加工的内部心理表征。

　　（一）促进高阶思维发展的目标指向

　　图3思维发展过程高阶思维是指在课堂教学活动中学习者高水平的认知能力或心智活动，是思维从具体思维发展到抽象思维的高级综合能力的体现。高阶思维发展是课堂教学活动组织的出发点与落脚点。思维发展具有一定的复杂性与不确定，在培养目标上体现为问题解决、批判性思维等能力的综合体，通常在深度学习、问题解决等学习活动中呈现螺旋上升式发展（如图3所示）。哈佛大学教授珀金斯认为，高阶思维能力的发展需要有相应目标指向的针对性训练与教学环境支持[22]。以促进学习者高阶思维发展为目标指向的教学活动与课程学习，是促进学习者高阶思维发展最有效的方式。在交互活动过程中，经历分析、评价、创造的高阶学习过程，充分调动学习者原有的知识基础与思维经验，有助于学习者认知冲突的产生与思维的变式迁移，有助于学习者批判思维、创新思维、问题解决能力的发展。

　　（二）课堂教学交互的过程要素

　　具身认知理论认为，认知过程是在真实场所、实践活动、社会文化之中发生的。哈贝马斯交往理论提到，人们的交往行为是在由客观世界、社会世界和主观世界构成的生活世界中形成的[23]。哈贝马斯交往理论的三层概念与课堂教学交互三个方面的含义一一对应，对课堂教学交互进行了很好的诠释。在课堂教学中，客观世界是由资源、工具平台等客观存在的事物组成，认知主体与客观世界的关系表现为学生与资源、工具之间的关系。认知主体与社会世界的关系对应在课堂教学环境下是学习者与学习伙伴、教师等之间的交互。认知主体与其自身内在本质的关系在课堂教学过程中体现为学习者头脑中新旧概念之间的相互作用，即主体对认识的同化和顺应过程（如图4所示）。因此，具身认知理论与哈贝马斯的交往行为理论的核心思想不谋而合，为课堂教学交互研究提供了有力的理论支持。课堂交互活动是基于教学内容的问题情境，学习者通过观察、探究、合作等方式在同客观世界、主观世界、社会世界的交互过程中达成对生活世界的综合认识，进而获得体验、形成认知、发展思维。

　　结语

　　海德格尔指出，“没有事物本身，只有在使用事物的情境中，用具才成其所是”[37]。具身学习环境通过增强学习临场感调动学习者的身心参与，使其感受不到学习工具、环境作为事物本身而存在。然而，在具身学习过程中，多模态的“多”是相对的，并非越多越好。在多模态学习环境创设与活动设计时，要依据教学内容、教学条件以及学习者作为生命个体的自主性，以适宜为原则选取、创设恰当的多模态学习环境，充分发挥不同模态信息的优势，为学习者营造“多感”的情境，充分调动学习者的多感官协同参与，但不能盲目地追求多、全、新，避免陷入“技术教学”的泥潭。

　　参考文献：

　　[1]张义兵.美国的“21世纪技能”内涵解读———兼析对我国基础教育改革的启示[J].比较教育研究，2012（5）：86-90.

　　[2]林崇德.21世纪学生发展核心素养研究[M].北京：北京师范大学出版社，2016.

　　[3]杜威.艺术即经验[M].高建平，译.北京：商务印书馆，2005.

　　[4]徐显龙，苏小兵，吴永和，等.面向电子书包应用的课堂教学行为模式分析[J].现代远程教育研究，2013（2）：84-91，106.

　　[5]寇金南.我国大学英语课堂不同小组互动模式的特征研究[J].外语与外语教学，2016（1）：24-32，146

　　赵雪梅1，钟绍春2

《具身认知视域下促进高阶思维发展的多模态交互机制研究》

上一篇：教育信息化2.0时代视角下的教师反馈素养研究

下一篇：后疫情时期何以发展教师在线教学胜任力