具身認知視域下雙線混融教學促進深度學習的行動研究*

陶宇煒

具身認知視域下雙線混融教學促進深度學習的行動研究*

陶宇煒

（常州大學 信息化建設與管理處，江蘇常州 213164）

雙線混融教學以具身認知理論為指導，通過創設具身體驗、情境交互與協作互動的學習情境，發展學生的高階思維，最終促進深度學習目標的實現。基于此，文章構建了具身認知視域下的雙線混融教學模式，并設計了“前期學情分析→初步認知與構建→深度理解與遷移→學習評價與反思”的模式實施流程。之后，文章采用行動研究，通過行動計劃、行動實施、學習評價三個環節，對樣本數據進行統計分析，結果發現：實驗班學生的課程作業和期末成績明顯提高；深度學習能力顯著提升；深度學習實施效果優良；對教師和學生的訪談表明，雙線混融教學對學生深度學習具有促進作用。在具身認知視域下開展雙線混融教學，有助于培養學生的高階思維，促進深度學習。

雙線混融教學；具身認知；深度學習；行動研究

新型學習方式的出現和推廣，雖然在一定程度上提高了學習效率、提升了學習效果，但是能否給學生學習帶來實質性的改變尚且存疑。學習的本質要求學習者具備概念的深度理解和掌握、知識的深度加工、知識體系的構建等能力，最終能解決較為復雜的問題。當前，多數學生仍處于淺層學習階段，僅僅停滯于“事實呈現”“示范提供”，缺少“原理解釋”“設疑思辨”。面對當前學習活動表現的淺層化、低效化和離身現象，有必要深化對深度學習的認識和理解，從認知科學角度探究深度學習的形成機制和促進策略，為實施深度學習提供參考。

一 研究概述

1 具身認知理論

具身認知理論認為，人的認知主要通過身體的各種感官如視覺、聽覺、觸覺等與環境的交互體驗活動而形成。具身認知強調人的身體、所處的環境、人的認知三者之間的緊密融合與不可分離，將三者看作是一個動態交互的統一整體[1][2]。認知是基于人的身體感官與人的活動行為方式形成的，而人的身體感官與人的活動行為方式往往又處于一定的物理、生理和社會文化環境中，形成認知的大腦來自于身體，身體融入所處的環境中，身體、認知和環境三者合為一體[3]。

2 雙線混融教學

“雙線混融教學”著重強調線上教學和線下教學的“融通”[4]。“融”可以理解為“交融”，是指線上、線下兩種教學模式“你中有我”“我中有你”，凸顯兩種教學模式混融的“雙線共生”，形成“融通思維”[5]，以實現“線上線下”和“校內校外”融合共生的良好教學效果。本研究借鑒已有研究成果，將“雙線混融教學”概念界定為：以全面提升學生的學習與發展為目標，在課程教學中深度融合信息技術，將“線上”和“線下”的教學環境、軟硬件教學資源、教學交互手段、教學管理模式、教學評價方式等教學要素融合貫通并共同作用而形成的新的教學方式。

3 深度學習

1976年，Marton等[6]發表《學習的本質區別：結果和過程》一文，將深度學習歸結為知識遷移的過程，認為深度學習有助于學習者提升問題解決的能力，并創造性地提出了“深層學習”和“淺層學習”兩種學習模式。2005年，何玲等[7]發表《促進學生深度學習》一文，首次對深度學習的內涵進行了闡述，并在布盧姆認知目標分類的基礎上，通過與淺層學習相比較，剖析了深度學習的本質，揭示了深度學習具有理解與批判、聯系與構建、遷移與應用的特征。綜合上述研究成果，可以看出：深度學習是基于理解的深層學習，學習者積極、主動地參與其中，并將掌握的核心知識遷移、運用到復雜的情境中，發展高階思維。

綜上所述，具身認知理論為雙線混融教學創設不同學習情境、促進深度學習提供了理論基礎，而雙線混融教學為具身認知理論的合理性、科學性提供了實證支持和驗證思路。深度學習的關鍵是發展學生的高階思維能力，其核心思想體現了知識的理解與遷移、意義建構、問題解決、學習反思等認知領域的重要概念[8]。

二 具身認知視域下雙線混融教學模式的構建

依照“具體體驗→反思→抽象概念化→實驗”的循環模式，本研究構建了具身認知視域下的雙線混融教學模式，如圖1所示。雙線混融教學向學生提供多種感知的學習情境交互與體驗，使其實現身體、認知、環境三者的深度融合；教師和學生形成教學共同體，利用學習資源，以任務分工的方式完成教與學，并實現知識和技能的建構與內化，促進深度學習的有效發生。

圖1 具身認知視域下的雙線混融教學模式

Jensen等[9]提出的深度學習路線（Deeper Learning Cycle，DELC）包含七個步驟：設計標準和課程、對學生預評估、營造積極的學習文化、激活先前的知識、獲得新知識、深度加工知識、評價學生的學習。參考此七個步驟，本研究設計了具身認知視域下的雙線混融教學模式實施流程，主要包含四個由淺入深的實施環節，如圖2所示。

1 前期學情分析

前期學情分析環節的主要工作，是開展預評估、預先設計課程和組建學習共同體：①開展預評估是對學生的初始學習水平進行預評估，涉及教師采取何種教學方法、如何開展教學等問題。預評估需要摸查學習者基本信息、學習者偏好、學習行為特征、學習情境特征和研學績效等[7]，通過開展學習特征分析和學習需求分析，幫助教師了解學生的知識背景、認知水平和學習需求。②預先設計課程包括確定課程的學習目標、知識要點和技能要求。首先，制定培養學生高階思維發展的課程學習目標；之后，根據對學生開展的預評估結果，按照學科要求和課程學習目標，全面、系統地分析課程教學內容，有針對性地設計學習主題；最后，設計激發學生認知沖突的問題，并提供聯結學習情境的多維度知識資源。③組建學習共同體，營造良好的學習氛圍。學習共同體由師生共同組建，教師要注意摒棄“說教者”的角色，與學生建立和諧、平等的關系，促進學生積極投入學習。同時，在線上線下教學活動中，教師要積極引導學生參與互動、協作，促進學生高效完成學習主題任務。教師和學生之間的互動，有助于學生積累正向的學習體驗，并影響學生的認知發展。

圖2 具身認知視域下的雙線混融教學模式實施流程

2 初步認知與構建

初步認知與構建環節對應于課前階段的活動：一方面，教師利用在線學習平臺發布教學內容，如學習資源、學習任務和在線測試題等；同時，按照教學目標，利用問題、示例、向導、圖表、建議、練習、測試等學習支架[10]，向學生推送講解知識和技能的微視頻、圖片等學習資源，并調用各種資源創設具身體驗學習情境條件、引發學生具身投入效應、促進師生相互交流與教學成效反饋；此外，通過在線互動交流，對學生給予個性化學習指導，并考慮適時調整教學策略，以實現與課中教學的順暢銜接。另一方面，學生通過在線自主學習，初步掌握課程核心知識，完成在線測試任務；通過同伴在線協作，初步構建知識體系；同時，提出自主學習過程中遇到的困惑問題，并發布到在線學習平臺的討論區。

3 深度理解與遷移

雙線混融教學模式下課堂教學的目的是實現對課程核心知識的深度理解與遷移，此環節對應于課中階段的活動。教師通過在線學習平臺討論區學生提交的困惑問題和學生在線測試的完成情況，充分了解學生對知識的掌握程度，并針對問題答疑解惑：對于共性問題，教師會在課堂上通過教學集中講授；而對于個性化問題，教師會引導學生進行探究。對于教師設計的學習主題任務，常采用小組合作的方式完成：首先，學生就學習主題任務中所涉問題與小組成員進行研討；之后，教師引導小組進行分工合作，探討問題解決的方案，完成學習主題任務；最后，教師安排各小組進行成果匯報交流，促進學生實現課程知識的深度理解和協同構建。

4 學習評價與反思

學習評價與反思是深度學習能否實現的重要環節，對應于課后階段的活動。在這一環節，教師提高任務難度，提升任務的綜合性和進階性，著力培養學生的問題解決能力，這突出體現在課后作業的布置上。根據學生的作業完成情況，教師對學生的學習成效進行分析，挖掘學生存在的學習問題，反思、總結教學不足。學生則重點完成教師布置的作業、進行學習檢測，根據教師的課程作業評價，對自己所學的知識點進行查漏補缺，并反思自己的學習方法與學習安排，總結經驗、吸取教訓；同時，圍繞所學積極閱讀相關課外資料，實現知識體系的拓展延伸。

本研究中的學習評價既有個體評價，也有集體評價。個體評價是針對學生個人的評價，包括學生自評和教師評價，圍繞學生個體的學習表現和學習成效進行評價；集體評價則是針對學習小組的評價，包括同伴互評和教師評價，圍繞學習小組的協作學習情況和成果匯報情況進行評價。集體評價既是學習共同體組建的重要基礎，又可以作為學生個體評價的參考指標。構建反映具身認知觀的學習評價體系，全面客觀地評價學生的學習成效，有助于促進深度學習。

三 具身認知視域下雙線混融教學模式的應用與效果分析

行動研究是指針對教師在課程教學設計和教學實施過程中存在的問題，通過觀察、分析和反思，調整行動計劃，收集數據，分析評估教學效果，改進和優化教學流程，提升教學水平和能力。鄧曉宇等[11]以“計算機輔助翻譯”課程為例，開展了翻譯教學行動研究。該研究通過觀察、分析、反思教學實踐，制定行動方案，改進和優化教學流程，經過兩輪課程實施，解決了理論與實踐、“教”與“研”脫節的問題。鑒于此，本研究嘗試將行動研究應用于具身認知視域下的雙線混融教學模式，以通過教學實踐，觀察和了解學生應用在線學習平臺開展雙線混融教學的實際效果，進而優化課程教學設計和教學策略。

1 研究設計

本研究以華東地區C大學過程裝備與控制工程專業的“過程控制工程”課程為例開展行動研究，研究對象為參與該課程學習的兩個平行班學生。其中，裝備191班為實驗班，共30人，采用雙線混融教學模式；裝備192班為對照班，共30人，采用傳統教學模式。實驗開始前，兩個班學生的知識水平相當，且“過程控制工程”課程由同一位教師講授，課程時長均為一個學期。C大學提供在線學習平臺和虛擬學習教室，且配備聯網計算機和紅外感應器、攝像頭、傳感器等。實驗班學生使用虛擬頭盔、虛擬操作手柄等，在虛擬學習教室進行交互學習。

2 實驗過程

在本次行動研究前期，先由授課教師向實驗班和對照班的學生詳細介紹實驗實施步驟，讓學生對接下來的實驗過程做到心中有數。具體的實驗過程分為三個環節：

①行動計劃環節。教師預先摸查學生的現有學習基礎，形成學習者模型；同時，制定高階思維培養目標，確定學習主題，設計促進認知的問題，制定符合課程特色和學習者風格的教學策略。②行動實施環節。教師利用虛擬學習場景，為大規模虛擬仿真教學提供情境演練和個性化指導。虛擬學習場景配備攝像頭、紅外感應器、傳感器等，通過語音指導、視覺顯現和文本提示，實現教師、學生和虛擬學習場景之間的雙向或多向互動，促進教師和學生沉浸在生動的教學活動中，提高課程教學效果。③學習評價環節。利用虛擬現實技術，采集和分析學生的學習過程數據。通過跟蹤收集數據信息，對學習效果進行研判和分析，形成課程學習目標分析框架。利用學習評價系統建立電子化學習檔案，記錄學生的學習進程和學習效果。采用教師評價、學習同伴評價等多元評價方式，綜合數據分析結果和教師、學習同伴的評價，生成學習評價報告、提出學習建議，為學生提供個性化學習支持。

3 數據分析

本研究從四個方面分析雙線混融教學對學生深度學習的促進作用：①對一個學期兩個班學生的作業完成情況進行統計分析，并對期末成績進行獨立樣本t檢驗；②學期末對學生的深度學習能力變化開展問卷調查并進行統計分析；③學期末對學生的深度學習實施效果進行問卷調查，并進行相關性分析；④對教師和學生進行訪談。

（1）學生作業與期末成績數據分析

本研究采集并統計了10個章節作業完成情況的相關數據，據此對兩個班學生的作業完成情況進行對比分析，結果顯示：實驗班的10次作業總平均分為86分，對照班為79分，可見實驗班的作業完成情況優于對照班；兩個班各分數段人數的分布存在顯著差異，其中實驗班的成績分布于高分段的人數相對較多、成績平均值相對較高，表明雙線混融教學模式對實驗班學生的課程學習有較為明顯的提升效果。

學期末，本研究將兩個班的期末成績導入SPSS 22.0，通過計算平均成績和標準差，并進行獨立樣本t檢驗，結果如表1所示。表1顯示，實驗班的期末平均成績為85.56分，比對照班高8.27分；實驗班的標準差為4.84，遠遠低于對照班；t檢驗結果=0.00＜0.05，表明實驗班和對照班的期末成績存在顯著差異。相較于對照班，實驗班的期末成績分布更為均勻、成績差距相對較小，說明雙線混融教學模式對學生學習成績的提高有較為顯著效果。

表1 實驗班和對照班期末成績的獨立樣本t檢驗

（2）學生深度學習能力變化問卷調查統計數據分析

本研究參考Hewlett基金會提出的深度學習六個能力，即掌握核心學術內容、審辨思維與復雜問題解決、協作能力、有效溝通、學會學習、發展與維持學術意念[12]，將掌握核心知識、批判思維和解決問題、團隊合作、溝通交流、學會學習、學習意志力確定為深度學習的六個維度。同時，本研究參照美國國家科學院研究委員會對深度學習能力劃分的三個維度（即認知、人際、個人三大領域）[13]，并將這三個維度與Hewlett基金會提出的深度學習六個能力相對應，結合李玉斌等[14]提出的學生深度學習量表，設計了“雙線混融教學促進深度學習調查問卷”。此調查問卷分為兩個部分：①基本信息，包括性別、年齡、所在年級、所學專業等；②題項設計，題項內容涉及認知領域的掌握核心知識、批判思維和解決問題；人際領域的團隊合作、溝通交流；個人領域的學會學習、學習意志力，共30項，采用李克特五點量表計分。調查問卷總的Cronbach’s α值=0.943，各題項分量表的Cronbach’s α系數值均大于0.7，表明調查問卷的信度較高；KMO值=0.865，表明調查問卷的效度較好。

本研究對實驗班進行問卷調查，通過網絡形式下發問卷30份，回收的有效問卷為30份，有效率達100%。認知、人際、個人三大領域深度學習能力的調查結果分別如表2、表3、表4所示。

從上述調查結果可以看出，三大領域深度學習能力的值均在0.05以下，前后測結果存在顯著差異，說明三大領域的深度學習能力均出現了不同程度的提高，其中批判思維和解決問題能力（t=-3.323，=0.000）、學會學習能力（t=-3.375，=0.000）的提升較為顯著。在人際領域，溝通交流能力（=0.003＜0.005）的前后測結果雖然存在顯著差異，但前測值、后測值均低于3，說明人際領域的溝通交流能力有待通過調整教學策略加以改進。

表2 認知領域深度學習能力的調查結果

表3 人際領域深度學習能力的調查結果

表4 個人領域深度學習能力的調查結果

（3）學生深度學習實施效果問卷調查數據相關性分析

本研究依托在線課程學習平臺，設計了“雙線混融教學模式下學生深度學習實施效果”調查問卷，以調查實驗班和對照班的學習狀態、學習方式，用于數據統計和相關性分析。其中，學習狀態包括實驗班和對照班學生所處學習環境中學生的專注度和教學活動參與度；而學習方式包括學習情境中的具身性學習、協作性學習、探究性學習等。問卷總的Cronbach’s α值=0.943，學習狀態、學習方式兩個維度的Cronbach’s α值分別為0.898、0.962，表明問卷的信度較高；KMO值=0.865，表明問卷的效度較好。問卷調查面向實驗班和對照班的60名學生發放，回收有效調查問卷60份，有效率為100%。

①學生學習狀態分析：實驗班的專注度和教學活動參與度顯著高于對照班。課程開始后，對照班學生在15分鐘內的專注度保持相對穩定狀態，但15分鐘后專注度出現波動，且受外界干擾，出現課堂離身行為，學習專注度明顯下降，參與教學活動的積極主動性也明顯下降；而實驗班學生保持相對穩定的專注度，能全身心融入具身認知學習環境，全程參與教學活動的主動性更強，并主動完成學習任務，表明具身認知學習環境有益于提高學生的專注度和主動性。

②學習方式分析：實驗班學生能靈活運用具身性學習、協作性學習、探究性學習等學習方式，來解決遇到的學習問題。其中，最大的不同是實驗班學生采取主動探究式學習，在協作學習過程中能明確學習任務分工，組員互助協作解決問題；而對照班學生采取被動接受式學習，在協作學習過程中出現了少數學生能者多勞、多數學生坐享其成的現象。

為說明不同學習環境對不同學習方式的影響程度，本研究對學習環境與學習方式進行了Pearson相關性分析，結果如表5所示。表5顯示，學習環境與學習方式的相關性值=0.493＞0.01，說明學習方式與學習環境在0.01水平（雙側）呈現顯著性相關。傳統教學以教師講授為主，學生專注度和參與度較低，其身心沒有融入課堂，導致學習效果不佳，而雙線混融教學可在不同學習環境采用不同學習方式進行情景化學習，可見學習環境和學習方式對深度學習具有重要影響。

表5 學習環境與學習方式的相關性分析

（4）對教師和學生的訪談

為更全面地了解雙線混融教學對深度學習的促進作用，本研究對授課教師進行了訪談。授課教師認為，課程教學環節和教學流程設計符合教學規范；學生通過課前線上自主學習，初步掌握課程核心知識，課堂上有更多時間合作探究問題，能進一步加深對課程核心知識的理解，并運用掌握的知識解決問題；存在的問題主要是學生的知識整合和重構能力不夠，需要通過教師的引導構建個性化的知識體系。

同時，本研究從實驗班各小組隨機選取一名學生進行了訪談。訪談結果顯示，實驗班學生大多對雙線混融教學模式表示滿意，獲得了較好的學習體驗；且在課前學習階段，學生能自主調整學習進度，反復學習微視頻，對課程核心知識的理解深刻，這是傳統課堂學習所不能比的。同時，有受訪學生反映課堂缺乏充足的時間去探究和研討問題，這與教學流程設計和學生的個體差異性有關。對此，授課教師需結合學生的個體差異對教學流程進行局部調整和完善。

四 結語

本研究開展了一個學期的雙線混融教學促進深度學習的行動研究，實踐證明雙線混融教學模式能突出以學生為中心，培育和發展學生的高階思維，推動知識的有效遷移，促進深度學習的有效發生。但由于受到研究客觀條件、研究能力和研究周期等方面的限制，本研究還存在一些不足。例如，研究周期較短，會影響研究的可信度；檢驗樣本數量相對較少，會影響研究結論的推廣等。基于此，后續研究需要擴充樣本數量，研究對象的來源也需要擴大到其他專業，并在其他學科的課程教學中應用雙線混融教學模式，以通過進一步深入研究，在教學實踐中不斷優化雙線混融教學模式，更好地發揮其對深度學習的促進作用。

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Action Research on Double-line Blending Teaching to Promote Deep Learning under the Perspective of Embodied Cognition

TAO Yu-wei

Under the guidance of embodied cognition theory, double-line blending teaching created the learning situations of embodied experience, situational interaction and collaborative interaction to develop students’ higher-order thinking and promote the realization of deep learning goals. Based on this, the paper constructed the double-line blended teaching model under the perspective of embodied cognition, and designed the model implementation process of “previous students analysis → preliminary cognition and construction → deep understanding and transfer → learning evaluation and reflection”. After that, this paper adopted action research and made a statistical analysis of the sample data through three links of action planning, action implementation and learning evaluation. It was found that the experimental class students’ course work and final grades were improved obviously, and the deep learning ability was improved significantly, and the implementation effect of deep learning was excellent. The interview with teachers and students showed that the double-line blending teaching had a facilitation role for students’ deep learning. It was helpful to develop students’ higher-order thinking and promote deep learning to carry out double-line blending teaching under the perspective of embodied cognition.

double-line blending teaching; embodied cognition; deep learning; action research

G40-057

A

1009—8097（2023）01—0066—08

10.3969/j.issn.1009-8097.2023.01.007

本文為江蘇省教育科學“十四五”規劃2021年度課題“構建數字孿生智慧學習空間，促進探究學習模式創新發展”（項目編號：D/2021/01/131）、常州大學石油化工學院教育教學研究課題“新工科視域下虛實結合化工類專業實驗教學模式研究”（項目編號：SHJY202101）的階段性研究成果。

陶宇煒，副教授，碩士，研究方向為智能信息處理，郵箱為tyw@cczu.edu.cn。

2022年6月2日

編輯：小米