具身認知理論視域下小學生數字素養培養的教學實踐研究

摘要：本研究以具身認知理論為基礎，基于當前小學生數字素養的基礎，構建了小學生數字素養培養框架，并以信息科技課程中的《智能停車系統》一課為例展開實踐，形成了培養小學生數字素養的教學實踐范式，以期為一線教師在教學中培養小學生的數字素養提供參考。

關鍵詞：具身認知理論；數字素養；信息科技；小學生教育

中圖分類號：G434 文獻標識碼：A 論文編號：1674-2117（2024）15-0097-05

引言

在教育數字化轉型的時代背景下，數字素養既是數字時代公民的基本素養，也是學生應對數字化條件下的生活、學習所必備的品質。提升學生數字素養對推動教育數字化轉型至關重要。[1]目前，已有研究以具身認知理論為支撐，融合新型信息技術教學手段，探究出具身認知視角下的教學模式，并通過具體教學案例分析和驗證其可行性。[2]也有學者在信息技術學科中運用具身認知理論構建教學模型并結合案例進行探討，驗證了該教學設計模型能夠提高學生學習興趣、課堂參與度和參與水平，提高學生的學習效率，促進學生元認知的發展。[3]綜合已有研究，筆者發現從具身認知視角出發，對小學生數字素養培養的教學實踐做出系統性設計以及案例驗證的相關研究不足。因此，本研究以小學生為研究對象，探討在具身認知理論視域下培養小學生數字素養的教學模式，并對信息科技課程中的具體案例進行分析驗證，旨在通過深入的教學實踐，總結有效的教學策略和方法，為小學生數字素養培養提供新的思路和途徑。

核心概念和理論基礎

1.具身認知理論

具身認知的中心觀點是：認知、思維、記憶、學習、情感和態度等是身體作用于環境的活動塑造出來的。從根本上講，心智是一種身體經驗，身體的物理體驗制約了心智活動的性質和特征。心智基于身體、源于身體。[4]具身認知極其強調感知與行動構成了一種回路的關系，認為在感wN9Kk1KtFyFMo+9jnQwVqN/Mrgqx88L2eqFji5OZ1dY=知與行動構成的回路中，各種內部和外部過程都是錯綜復雜且循環往復地交纏在一起的。[5]其主張身體的知覺是行為產生的基礎，認知是具體的個體在實時的環境中產生的。[6]相關研究指出，具身認知活動可分為即時性具身認知活動和結構性具身認知活動。即時性具身認知活動是指學習者在學習過程中身體做出即時反饋的認知活動；結構性具身認知活動是指學習者通過借助技術工具進行的結構化反思活動。[7]

2.數字素養的定義與內涵

關于數字素養，《提升全民數字素養與技能行動綱要》提出：“數字素養與技能是數字社會公民學習工作生活應具備的數字獲取、制作、使用、評價、交互、分享、創新、安全保障、倫理道德等一系列素質與能力的集合。”這是我國首次對數字素養的內涵進行的權威界定。[8]信息科技教學能夠促進數字素養的提升，《義務教育信息科技課程標準（2022年版）》確定了信息科技課程核心素養的四個維度：信息意識、計算思維、數字化學習與創新、信息社會責任。這四個維度既有各自的特征，又相互支持、相互滲透，共同促進學生數字素養與技能的提升。[9]

具身認知理論視域下的小學生數字素養培養過程設計

具身認知強調身體、心理與環境三者之間的交互，以及在這一交互過程中發生的“感知—行動”循環，共同推動了學習環境之生態隱喻的建立與發展。[10]在具身認知理論視域下，進行小學生數字素養的培養必須充分利用環境作為中介，通過巧妙設計身體感知活動，讓學生能夠有效地接受環境刺激，完成信息輸入。在這一過程中，有針對性地引導學生提煉數字信息，激發其數字意識，促進數字化交流與合作，為他們更好地習得數字知識與技能創造有利條件。具身認知理論的三元交互原理揭示了從身體感知到環境刺激后啟發思維的作用，而這種思維的啟發會反作用于學生的身體感知，最終通過肢體或語言表達呈現出思維的變化，形成可觀測的學習成果，實現對學習過程的多維度評估。

具身學習理論指導下的小學生數字素養培養框架如圖1所示。

在教學過程中，教師首先構建一個沉浸式的情境環境，旨在為學生提供一個具體而生動的學習背景。教師通過精心設計涵蓋視覺、聽覺、觸覺等感官維度的多感官具身感知活動，引導學生深入感知和提煉數字信息，實現對信息的有意義輸入。這一階段旨在通過創設豐富的感知體驗，激發學生對數字信息的積極關注和深度理解。隨后，教師通過問題鏈的構建啟發學生的思維過程。問題的設計旨在促使學生在感知的基礎上展開思辨和分析，進而推動他們對數字信息進行更深層次的理解和運用。整個教學活動將學生的感知和行動之間的交互過程視為數字素養培養過程的關鍵環節。這強調了學生在感知和行動之間不斷循環的動態互動，使數字素養的培養不僅僅停留在信息感知階段，還涵蓋了對信息的主動處理和行動實踐的全面發展。最終，學生思維的變換在教學活動中得以顯現，并通過他們具體的行為表現出來。這一過程是數字素養培養的最終體現，凸顯了學生在具身認知活動中不斷深化和實踐數字素養的過程。整體而言，這一教學設計注重學生在多維度感知和主動思維方面的相互促進，為數字素養的全面發展提供了理論和實踐的支持。

具身學習理論視域下的教學實踐模型設計

在設計學習環境和教學策略時，應當注重引導學生進行深度思考和自我監控，為他們提供適當的反饋和引導，以促進知識的長期積累和升華。兩類具身認知活動在學習者認知過程中發揮著截然不同的功能。即時性活動更側重于學習過程中的即刻、直觀性反應，強調學生對信息的迅速感知和處理，體現在對學科知識的快速吸收和直觀性理解上。相較而言，結構性活動更側重于學習的回顧和反思階段，通過對學習經驗的深度反思和整理，以促進對知識的長時期記憶和更高層次認知的建構。

本研究根據兩種具身認知活動類型構建的具身認知理論視域下的教學實踐模型由教學準備、教學實施及教學反思三部分組成，如圖2所示。

1.教學準備階段

該階段注重精細化的任務分解，主要集中于教學目標的明確制訂、教學內容的精心設計及教學技術的巧妙選擇。其目的在于在教育實踐中塑造一個緊密契合學科特性的具身學習環境，從而為學生的具身認知活動提供優越的條件。通過深入挖掘學科標準和學生需求，明確具體可測量的教學目標，使之既符合學科要求，又貼合學生的認知水平，從而為后續教學活動的順利展開奠定堅實基礎。教學內容的有機構建需要深入分析課程大綱，將教學內容呈現為一個有機整體，激發學生的學科興趣，提升其對知識體系的整體把握能力。教學技術的選擇需要確保其與教學目標的契合度，促使學生深層次地參與學科知識的構建。

2.教學實施階段

教學實施的核心在于即時性的感知機制，該機制注重學生對教學內容的實時感知與理解。教師首先通過設計精心構思的學習活動，激發學生的感知能力，使其在學習中能夠迅速而準確地捕捉到關鍵信息，形成對知識的直觀認識。其次，具身認知的行動機制強調學生在感知的基礎上通過行動轉化和鞏固知識。由于教學實施階段的任務是在具體的學科背景下調動學生的認知機制，促使其更為主動地參與到知識的建構中，因此，教師在設計具身學習任務前需要深刻理解學科的知識結構，以確保學習活動既符合學科特點，又能夠滿足學生的認知需求。

3.教學反思階段

該階段涉及結構性具身認知的過程，其著眼點在于系統性地審視和調整教學實踐，以確保教學的效果得以進一步優化。首要的反思任務包括對教學內容的仔細審視。通過結構性的認知過程，教師能夠識別和理解教學內容中的關鍵知識點、難點以及學科間的交叉點，為進一步的優化提供理論指導。改善教學環境是結構性具身認知過程中的另一關鍵任務。通過對教學環境的系統評估，發現其中的潛在問題并作出相應的調整，創造一個更具啟發性和互動性的學習場所。此外，合理使用技術也是結構性具身認知的重要組成部分。通過技術工具的審慎選擇和靈活運用，為學生提供更為豐富、個性化的學習體驗，推動教學不斷適應現代教育需求。

應用案例

信息科技課程中的《智能停車系統》一課的設計與實施，旨在通過學生的親身參與、體驗和實踐活動，實現對數字信息的深刻提煉、數字意識的生動激發、數字知識技能的全面習得、計算思維的有機培養，以及數字化學習與創新的深入開展，從而形成對數字社會責任的積極培養。本課的教學環節設計如下表所示，教學實踐流程如下。

1.創設情境

教師引入仿真案例模型，通過實際模擬操作，幫助學生深入理解數字信息的應用。在此階段的目標是通過實際情境的引入，激發學生對停車系統的濃厚興趣，并在實際操作中感知數字信息的生成和運作。

2.整體感知

在本階段，教師幫助學生整體感知停車系統的工作原理，并提供實際項目的目標。引導學生通過實踐活動深入思考問題及解決措施，促使他們理解數字信息在實際項目中的具體應用。

3.具身操作

學生在實踐過程中借助網絡畫板、在線學習平臺等技術手段，將不同學科知識相結合，探究停車系統的工作原理。通過使用圖形化編程軟件進行模擬實驗，以生動、直觀的方式幫助學生理解和應用所學知識。

4.具身建構

在實踐中，教師介入輔助學生進行知識的聯結，實現跨學科的知識整合，從而更好地理解智能停車系統的運作機制。將傳感器原理、編程邏輯等多個學科的知識融入到智能停車系統的設計與實施中，學生通過實際項目實施，深入思考問題并采取解決措施，完成對知識的內化和應用。

5.問題解決

在課程中，學生面臨一系列挑戰，需要運用信息科技知識解決實際問題。首先，學生將面對傳感器選擇和調試的問題，通過比較不同傳感器的性能，選擇最適合的類型。其次，學生將學習編程邏輯，使用圖形化編程語言設計智能停車系統的控制程序，解決實現自動停車和出行功能的問題。在整個設計過程中，學生需要跨學科整合知識，將信息科技與數學、物理等學科結合，以確保系統設計的全面性和合理性。隨后，通過實際模擬實驗，學生發現并解決潛在問題。這一系列問題解決的過程培養了學生的創新思維和實際應用能力，使其在信息科技領域更具競爭力。

6.反思小結

在項目實施完成后，教師進行歸納總結，引導學生回顧整個知識技能學習與項目實踐的過程。通過反思調整，學生鞏固內化所學知識與技能，教師強調數字社會責任的理解，促進學生在數字化學習中全面成長。

結語

本研究以具身認知理論為基礎構建了小學生數字素養培養框架和教學實踐模型，創新性地將具身認知理論引入小學信息科技教學，通過重視學生的感知、行動和認知活動，深化了教師對學生數字素養培養的理解。

參考文獻：

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