具身认知在国内设计领域的研究热点与趋势分析

许双月

关键词：具身认知 设计 虚拟现实 CiteSpace 可视化分析

引言

传统认知主义受计算机隐喻理论影响，将人的认知过程类比为计算机的符号加工过程，认为人的认知活动依赖的是物理载体神经元，心智是可以独立于身体而存在的。联结主义则主张人的认知过程是依赖由神经元相互联结构成的复杂的人工神经网络完成的，强调信息处理的方式是分布式加工。“计算机隐喻”与“联结主义”在大脑信息加工的方式和所依赖的结构上尽管有所不同，但本质上的假设基础却是一致的，即认为人的认知过程是离身的[1]。

具身认知最初作为一种哲学思辨，反对身心二元对立之观点，其后越来越多的学者成为具身认知主张的拥趸，并且通过实证研究验证了具身认知的理论观点。具身认知强调身体在人的认知过程中发挥的重要作用，认为身体不仅为认知提供媒介，也为认知提供内容，心智、身体与环境是一个有机的统一体[2]。

具身认知成为认知心理学新的研究思潮[2]，近年来国内外关于具身认知的研究呈现出“井喷”趋势，研究视角和研究范畴也愈发多元化、跨学科化。具身认知在不同领域展开了积极探索，为了解具身认知在国内设计领域的研究热点与发展趋势、厘清其演进脉络，本文使用文献计量法，借助信息可视化工具Citespace分析并总结具身认知在国内设计领域的研究主题、研究热点与前沿动向，以期为后续的深入研究、实践探索提供参考。

一、数据来源与研究方法

（一）数据来源

为了解具身认知在国内设计领域的研究现状，本文以中国知网（CNKI）数据库为数据来源，选择“高级检索”，发表时间选择为2011年1月1日到2020年12月31日，检索条件为“主题”检索，以“具身认知&设计”为主题检索词进行检索，在人工剔除新闻报道、会议通知、广告、征稿启事、卷首语等无效数据后，最终得到376篇有效中文文献。

（二）研究方法

Citespace是美籍华人陈超美教授于2004年开发的一款基于Java语言的信息可视化软件，是目前最为流行的知识图谱绘制工具之一[3]。本文以具身认知在国内设计领域的相关文献数据为研究对象，主要采用文献计量法，借助Citespace软件进行作者合作网络分析、发文机构网络分析、关键词共现与突现分析，探索具身认知在国内设计领域的研究热点与演进路径，把握其最新的研究進展与未来趋势。

二、结果与分析

（一）发文量的时间分布分析

近年来具身认知在学界迎来了新的研究热潮，成为认知心理学领域的热点话题。为了解具身认知在我国设计领域相关研究成果的产出情况，本文针对所得到的文献数据绘制出发文量的时间分布图（见图1）。从图中可以看出，具身认知在我国设计领域的研究文献总体上呈逐年增长之态。从发展阶段来看，国内关于具身认知在设计领域的研究大体可分为三个阶段：2011年—2013年为研究的萌芽阶段，发文量总体较少，且增长较为平缓；2014年—2018年为研究的起步阶段，发文量显著增加，增长速度较为均匀；2019年—2020年进入研究的迅速发展阶段，发文量激增，其中2019年是国内相关研究的重要转折点。从图中可以看出自2019年起，具身认知在国内设计领域的文献数量陡然增加，说明越来越多的学者开始注意到具身认知与设计学的关系，并倾注资源与精力对具身认知在设计领域的应用展开探讨，同时也标志着具身认知在国内设计领域的研究自此步入快速发展的新阶段。2019年及2020年发表的文献占国内相关文献总数的51.3%。由此可知具身认知在设计领域的研究成为国内具身认知研究中的热门方向，同时可以预见，该研究热度在国内仍会持续一段时间。

（二）作者合作网络分析

为了解国内关于具身认知在设计领域的研究作者之间的合作关系，本文利用Citespace绘制了作者合作网络图谱。如图2所示，节点代表作者，节点间的连线代表作者之间的合作关系。该作者合作网络中节点数为24，节点连线数为8，网络密度为0.029。从图中可以看出目前国内关于具身认知在设计领域的研究群体较为分散，作者之间未形成紧密的合作关系，总体表现为各自为营的状态。相关研究中发文量最高的作者为胡永斌，发文量为3，主要研究方向为具身认知在VR、AR中的应用。胡永斌与钱静、朱清懿等人在《具身认知视角下STEM学科增强现实教学案例述评》中以具身认知的视角，提出增强现实技术应用于STEM教学的三个建议：创设情境课堂，提升环境交互；扩展认知途径，增强学习体验；注重意义生成，重构自身认知[4]。胡永斌与焦雨蒙等人在《基于VR的沉浸式虚拟实验室设计研究》中论述了沉浸式虚拟实验室的理论架构与关键技术，梳理出沉浸式虚拟实验室的教学模式及实验流程[5]。胡永斌与魏本宏，倪清等人在《VR虚拟科技馆系统设计与实现》中以具身认知理论和情境学习理论为理论基础，对VR虚拟科技馆进行设计与开发，并对该虚拟科技馆进行用户测评[6]。

（三）发文机构网络分析

如图3所示，当前国内代表性研究机构有江南大学、江苏师范大学智慧教育学院、华南师范大学物理与电信工程学院、华南师范大学物理学科基础课实验教学示范中心、广州大学教育学院等，可以看出国内关于具身认知在设计领域的研究以各高校为主要阵地，但是各高校之间合作交流较少，缺少联系。

（四）关键词共现分析

1.研究热点辨识

关键词是学术论文研究主题的映射，能够直接反映该文献的研究方向与研究要点。对关键词进行共现分析，能够发现关键词之间的亲疏关系，其中高频关键词能够反映该领域的研究热点，判断研究的发展动向。本文利用Citespace绘制出具身认知在国内设计领域相关研究的关键词共现图谱（见图4），并对图谱中的相近关键词进行合并（例如在Citespace中将“具身认知”合并至“具身认知理论”，“具身认知理论”关键词出现频次变为352），得到频次排名前十的关键词（见表1）。

关键词共现图谱中圆圈大小与关键词出现频次呈正相关，结合表1中的内容，可得知国内具身认知在设计领域中研究频次较高的关键词有“具身认知理论”“教学设计”“具身学习”“身体”“交互设计”“教学策略”“深度学习”“具身教学”“具身性”“虚拟现实”等。图4清晰地展示了具身认知在设计领域的研究结构与分支，以具身认知理论为研究基础，逐渐发展出以“具身教学”“具身学习”为重心、以“深度学习”为重心、以“交互设计”为重心、以“身体与环境的关系”为重心、以“中小学教育”为重心的五大类别的研究方向。

节点的中介中心性也是衡量研究热点的重要指标之一[7]。中介中心性高的节点通常在知识网络中起到了转折、连接等重要作用，具有高度跨界性。表2中统计了国内文献数据中中介中心性排名前十位的关键词，分别为“具身认知理论”“身体”“具身学习”“深度学习”“ 劳动教育”“ 教学设计”“ 中小学”“ 交互”“具身教学”“交互设计”。综合中介中心性排名、关键词频次排名以及关键词共现图谱来看，可以推断出国内具身认知在设计领域的研究热点主要集中在“具身学习”“具身教学”“深度学习”“具身交互”“虚拟现实”等方面。

2.研究前沿辨识

研究前沿的识别与追踪能够为研究者提供学科研究的最新演化动态，预测研究领域的发展[8]。对关键词节点进行突发性探测，能够得到在短时间内出现频次突增的突现关键词，借此可窥探研究领域的新兴趋势，把握学科研究前沿动向。图5是利用Citespace运算得到的国内文献中排名前十位的突现关键词，由图可知，在2011年—2013年几乎没有突现词出现，这段时间仍处于国内相关研究的萌芽阶段。“功能磁共振成像”关键词在2013年突现，但突现度较低，其出现于2013年曲方炳的硕士论文《身体相关图片心理旋转任务中的身体效应》以及2013年王轲娜的硕士论文《认知判断中手部动作模拟的fMRI研究》。曲方炳的《身体相关图片心理旋转任务中的身体效应》主要利用功能磁共振成像技术探讨身体相关图片心理旋转任务中的身体效应[9]；王轲娜的《认知判断中手部动作模拟的fMRI研究》主要利用功能磁共振成像技术考察个体在不同手部姿势条件下对工具判断时动作模拟的脑区激活情况[10]。因此，“功能磁共振成像”虽在2013年突现，但和研究主题“具身认知在设计领域的研究”关联较弱，可忽略不计。

2014年—2018年，国内具身认知在设计领域的研究开始进入起步阶段，这一阶段内涌现出大量的突現关键词。在2014年，“认知科学”与“关系模式理论”有一定程度的突现，但中心性和出现频次较低，说明“认知科学”与“关系模式理论”的研究与主流方向较为离散，产生的学术影响较小。在2016年的突现关键词中，“交互设计”突现的持续时间较长，其中心性与出现频次也较高，说明自2016年起国内具身认知在设计领域研究中的一个重要分支便是交互设计。李青峰在《基于具身认知的手持移动终端交互设计研究》中，以具身认知的视角审视手持移动终端的交互设计，其将身体与手持移动终端的关联总结为三个层面，即感知层、行为层和认知层，并分别从三个层面对手持移动终端的交互设计提出关键性设计原则[11]。王琪在《基于具身认知的移动支付App的交互设计研究》中将具身认知的理念融入移动支付交互设计，通过实际案例构建移动支付交互模型，提出具身认知交互设计的可用性与用户体验的评价标准[12]。史小冬在《在线与在场：基于具身认知的展览交互设计策略研究》中提出展览交互设计的五个策略：主题性环境与多感官通道、交互动作匹配、辅助认知与记忆、社交行为鼓励、探测激励[13]。王秀丽、蒋晓等人认为具身是儿童认识和理解世界最本能的方式，并在《基于具身认知的儿童智能玩具交互设计研究》中通过将具身认知理论与儿童智能玩具的交互设计相结合，提出信息的多通道输入输出、交互行为的自然化和直觉化的交互设计策略与方法[14]。刘宏宇、巩淼森等人在《具身认知视角下的人-智能体交互的意向立场》中以具身认知理论和身体图式理论为基础，分析人-智能体交互中意向立场的设计要素与意向立场下智能体的具身交互逻辑，并总结了“融合认知经验”“构建身体图式”与“建立身体隐喻”三个关键要点[15]。李刚，周韵在《基于具身认知的智能车载信息娱乐系统交互设计研究》中分别从环境关联、感知关联、交互关联、认知关联四个方面阐述具身认知与智能车载信息娱乐系统的关联性，并提出“简洁、直观的界面信息”“多感官的具身交互”“合理的视觉隐喻”设计策略[16]。

2017年—2018年结合突现关键词及其中心性与出现频次可知，“身体”与“环境”作为具身认知中的重要物理要素，开始重新被重视，具身认知在设计领域的研究也开始再次向“具身模拟”“环境模拟”的方向倾斜。

2019年—2020年突现词较少或者突现度太弱，说明近年来没有突现出新的研究前沿，在经历过2014—2018年的研究方向活跃期后，研究方向趋于稳定，在原有的各方向分支上继续深入发展。

3.具身认知在设计领域的知识演进路径

关键词共现时区图可以从时间维度展现学科的知识演进过程。图6是利用Citespace绘制的国内具身认知在设计领域的研究发展路径，可以看出在2011年—2013年国内研究的萌芽阶段，主要的研究重点集中在具身认知理论研究；从2014年开始，国内进入研究的起步阶段，开始关注“具身”与“学习”“教学”之间的关系；2016年研究重心逐渐转移至“具身”与“交互”的关系，少部分人同时关注“具身认知”与“产品设计”“具身认知”与“语言认知”；2017年开始重视“具身”与“环境”的研究，提出“具身情绪”的概念；2018年研究重心重新回归“教育教学”，并强调“具身模拟”；2019年研究方向更加多元化，“深度学习”“虚拟现实”“核心素养”“离身认知”等成为新的研究重点；2020年在前年的基础上研究更加细化，在“虚拟现实”的基础上聚焦于对“真实情境”“虚拟实验”的研究；在“教育教学”的大方向上聚焦于“无意识行为”与“心智模型”的研究，同时研究对象趋向于“中小学生”和“老年人”。不同时间阶段的研究重点有所不同，研究方向的动态变化构筑出具身认知在设计领域的知识演进路径。

三、结论与展望

（一）研究结论

本文利用Citespace对中国知网数据库中有关具身认知在國内设计领域的研究文献进行可视化分析，可得出以下结论：

（1）在国内，具身认知在设计领域的研究与探索是具身认知理论发展与应用的一个重要方向，并且在近几年内呈现出愈发繁荣之态，由发文量的年度趋势可以预判，具身认知在设计领域的研究热度在未来仍会持续一段时间。

（2）结合国内相关文献数据的年度发文趋势与关键词共现时区图可知，国内关于具身认知在设计领域的研究大体可分为三个阶段：2011年—2013年为研究的萌芽阶段，该阶段文献总量较少，年度发文量增长平缓，研究重心主要为具身认知的基础理论研究，还未分化出细致的研究方向。2014年—2018年为研究的起步阶段，该阶段发文量明显增加，增长速度较为平均。从2014年开始关注“具身认知”与“教育”的关系，出现“具身学习”概念，到2016年，研究方向开始向着“交互设计”演进，学界开始关注“具身”与“交互”之间的关系。2017年开始重视“具身”与“环境”的研究；2018年研究重心重新回归“教育教学”，并提出“具身模拟”。2019年—2020年进入研究的快速发展阶段，该阶段发文量呈“井喷式”增长，研究在此前基础上更加深入，研究方向也在稳定中寻求多元变化，出现“深度学习”“虚拟现实”“心智模型”“中小学教育”等新的研究热点。由此可以看出不同研究阶段的研究重心与研究特点，可描绘出具身认知在设计领域从理论基础研究到关系研究、再到微观的具体应用研究的演进路径。

（3）结合关键词共现图谱、关键词频次表与关键词中心性表可知，具身认知在国内设计领域的研究热点主要集中在“具身学习”“具身教学”“交互设计”“深度学习”“虚拟现实”等方面。根据关键词突现情况的分析结果，可以窥探具身认知在我国设计领域的研究前沿。在2011年—2013年的研究萌芽阶段，整体沉浸在对基础理论的研究之中，没有突现词出现；2014年—2018年的研究起步阶段为突现关键词集中爆发的时期，“交互设计”“身体与环境”“具身情绪”“具身模拟”等方向成为该阶段的研究前沿；在2019年—2020年的快速发展阶段，没有突现出新的研究前沿，说明该阶段研究方向较为稳定，在原有的各方向分支上继续深入发展。

（二）展望

具身认知在近几年有较高的研究热度，关于其应用仍在多方位的探索与发展之中，设计领域是具身认知应用维度中的重要探索阵地，因此了解具身认知在我国设计领域的研究现状非常有必要。总体来看，具身认知在我国设计领域的探索呈现出从宏观到微观循序渐进、有方向、有重点的研究特点，研究演进路径较为清晰，研究方向的分支与结构也较为显著。但是，研究机构与研究群体仍然显得不足，各研究作者之间以及各研究机构之间的合作关系不够紧密，未形成特定的、聚集的研究集群。因此国内具身认知在设计领域的研究仍需投入更多的科研资源，各研究群体之间应当消除壁垒，打破各自为阵的零散局面，要加强交流与合作，也可参考国外的研究范式来完善自身的科研体系。

具身认知在国内设计领域的研究方向可归纳为广义的两个大类，即“具身教育”与“具身交互”，演进的出口较窄，研究面向缺乏多维度的探索。因此后续研究可以尝试开拓其他研究方向，必要时可展开跨学科、跨领域的合作，为具身认知在设计领域的应用发展探索更多的可能性。