具身认知理论视域下小学生数字素养培养的教学实践研究

摘要：本研究以具身认知理论为基础，基于当前小学生数字素养的基础，构建了小学生数字素养培养框架，并以信息科技课程中的《智能停车系统》一课为例展开实践，形成了培养小学生数字素养的教学实践范式，以期为一线教师在教学中培养小学生的数字素养提供参考。

关键词：具身认知理论；数字素养；信息科技；小学生教育

中图分类号：G434 文献标识码：A 论文编号：1674-2117（2024）15-0097-05

引言

在教育数字化转型的时代背景下，数字素养既是数字时代公民的基本素养，也是学生应对数字化条件下的生活、学习所必备的品质。提升学生数字素养对推动教育数字化转型至关重要。[1]目前，已有研究以具身认知理论为支撑，融合新型信息技术教学手段，探究出具身认知视角下的教学模式，并通过具体教学案例分析和验证其可行性。[2]也有学者在信息技术学科中运用具身认知理论构建教学模型并结合案例进行探讨，验证了该教学设计模型能够提高学生学习兴趣、课堂参与度和参与水平，提高学生的学习效率，促进学生元认知的发展。[3]综合已有研究，笔者发现从具身认知视角出发，对小学生数字素养培养的教学实践做出系统性设计以及案例验证的相关研究不足。因此，本研究以小学生为研究对象，探讨在具身认知理论视域下培养小学生数字素养的教学模式，并对信息科技课程中的具体案例进行分析验证，旨在通过深入的教学实践，总结有效的教学策略和方法，为小学生数字素养培养提供新的思路和途径。

核心概念和理论基础

1.具身认知理论

具身认知的中心观点是：认知、思维、记忆、学习、情感和态度等是身体作用于环境的活动塑造出来的。从根本上讲，心智是一种身体经验，身体的物理体验制约了心智活动的性质和特征。心智基于身体、源于身体。[4]具身认知极其强调感知与行动构成了一种回路的关系，认为在感wN9Kk1KtFyFMo+9jnQwVqN/Mrgqx88L2eqFji5OZ1dY=知与行动构成的回路中，各种内部和外部过程都是错综复杂且循环往复地交缠在一起的。[5]其主张身体的知觉是行为产生的基础，认知是具体的个体在实时的环境中产生的。[6]相关研究指出，具身认知活动可分为即时性具身认知活动和结构性具身认知活动。即时性具身认知活动是指学习者在学习过程中身体做出即时反馈的认知活动；结构性具身认知活动是指学习者通过借助技术工具进行的结构化反思活动。[7]

2.数字素养的定义与内涵

关于数字素养，《提升全民数字素养与技能行动纲要》提出：“数字素养与技能是数字社会公民学习工作生活应具备的数字获取、制作、使用、评价、交互、分享、创新、安全保障、伦理道德等一系列素质与能力的集合。”这是我国首次对数字素养的内涵进行的权威界定。[8]信息科技教学能够促进数字素养的提升，《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》确定了信息科技课程核心素养的四个维度：信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任。这四个维度既有各自的特征，又相互支持、相互渗透，共同促进学生数字素养与技能的提升。[9]

具身认知理论视域下的小学生数字素养培养过程设计

具身认知强调身体、心理与环境三者之间的交互，以及在这一交互过程中发生的“感知—行动”循环，共同推动了学习环境之生态隐喻的建立与发展。[10]在具身认知理论视域下，进行小学生数字素养的培养必须充分利用环境作为中介，通过巧妙设计身体感知活动，让学生能够有效地接受环境刺激，完成信息输入。在这一过程中，有针对性地引导学生提炼数字信息，激发其数字意识，促进数字化交流与合作，为他们更好地习得数字知识与技能创造有利条件。具身认知理论的三元交互原理揭示了从身体感知到环境刺激后启发思维的作用，而这种思维的启发会反作用于学生的身体感知，最终通过肢体或语言表达呈现出思维的变化，形成可观测的学习成果，实现对学习过程的多维度评估。

具身学习理论指导下的小学生数字素养培养框架如图1所示。

在教学过程中，教师首先构建一个沉浸式的情境环境，旨在为学生提供一个具体而生动的学习背景。教师通过精心设计涵盖视觉、听觉、触觉等感官维度的多感官具身感知活动，引导学生深入感知和提炼数字信息，实现对信息的有意义输入。这一阶段旨在通过创设丰富的感知体验，激发学生对数字信息的积极关注和深度理解。随后，教师通过问题链的构建启发学生的思维过程。问题的设计旨在促使学生在感知的基础上展开思辨和分析，进而推动他们对数字信息进行更深层次的理解和运用。整个教学活动将学生的感知和行动之间的交互过程视为数字素养培养过程的关键环节。这强调了学生在感知和行动之间不断循环的动态互动，使数字素养的培养不仅仅停留在信息感知阶段，还涵盖了对信息的主动处理和行动实践的全面发展。最终，学生思维的变换在教学活动中得以显现，并通过他们具体的行为表现出来。这一过程是数字素养培养的最终体现，凸显了学生在具身认知活动中不断深化和实践数字素养的过程。整体而言，这一教学设计注重学生在多维度感知和主动思维方面的相互促进，为数字素养的全面发展提供了理论和实践的支持。

具身学习理论视域下的教学实践模型设计

在设计学习环境和教学策略时，应当注重引导学生进行深度思考和自我监控，为他们提供适当的反馈和引导，以促进知识的长期积累和升华。两类具身认知活动在学习者认知过程中发挥着截然不同的功能。即时性活动更侧重于学习过程中的即刻、直观性反应，强调学生对信息的迅速感知和处理，体现在对学科知识的快速吸收和直观性理解上。相较而言，结构性活动更侧重于学习的回顾和反思阶段，通过对学习经验的深度反思和整理，以促进对知识的长时期记忆和更高层次认知的建构。

本研究根据两种具身认知活动类型构建的具身认知理论视域下的教学实践模型由教学准备、教学实施及教学反思三部分组成，如图2所示。

1.教学准备阶段

该阶段注重精细化的任务分解，主要集中于教学目标的明确制订、教学内容的精心设计及教学技术的巧妙选择。其目的在于在教育实践中塑造一个紧密契合学科特性的具身学习环境，从而为学生的具身认知活动提供优越的条件。通过深入挖掘学科标准和学生需求，明确具体可测量的教学目标，使之既符合学科要求，又贴合学生的认知水平，从而为后续教学活动的顺利展开奠定坚实基础。教学内容的有机构建需要深入分析课程大纲，将教学内容呈现为一个有机整体，激发学生的学科兴趣，提升其对知识体系的整体把握能力。教学技术的选择需要确保其与教学目标的契合度，促使学生深层次地参与学科知识的构建。

2.教学实施阶段

教学实施的核心在于即时性的感知机制，该机制注重学生对教学内容的实时感知与理解。教师首先通过设计精心构思的学习活动，激发学生的感知能力，使其在学习中能够迅速而准确地捕捉到关键信息，形成对知识的直观认识。其次，具身认知的行动机制强调学生在感知的基础上通过行动转化和巩固知识。由于教学实施阶段的任务是在具体的学科背景下调动学生的认知机制，促使其更为主动地参与到知识的建构中，因此，教师在设计具身学习任务前需要深刻理解学科的知识结构，以确保学习活动既符合学科特点，又能够满足学生的认知需求。

3.教学反思阶段

该阶段涉及结构性具身认知的过程，其着眼点在于系统性地审视和调整教学实践，以确保教学的效果得以进一步优化。首要的反思任务包括对教学内容的仔细审视。通过结构性的认知过程，教师能够识别和理解教学内容中的关键知识点、难点以及学科间的交叉点，为进一步的优化提供理论指导。改善教学环境是结构性具身认知过程中的另一关键任务。通过对教学环境的系统评估，发现其中的潜在问题并作出相应的调整，创造一个更具启发性和互动性的学习场所。此外，合理使用技术也是结构性具身认知的重要组成部分。通过技术工具的审慎选择和灵活运用，为学生提供更为丰富、个性化的学习体验，推动教学不断适应现代教育需求。

应用案例

信息科技课程中的《智能停车系统》一课的设计与实施，旨在通过学生的亲身参与、体验和实践活动，实现对数字信息的深刻提炼、数字意识的生动激发、数字知识技能的全面习得、计算思维的有机培养，以及数字化学习与创新的深入开展，从而形成对数字社会责任的积极培养。本课的教学环节设计如下表所示，教学实践流程如下。

1.创设情境

教师引入仿真案例模型，通过实际模拟操作，帮助学生深入理解数字信息的应用。在此阶段的目标是通过实际情境的引入，激发学生对停车系统的浓厚兴趣，并在实际操作中感知数字信息的生成和运作。

2.整体感知

在本阶段，教师帮助学生整体感知停车系统的工作原理，并提供实际项目的目标。引导学生通过实践活动深入思考问题及解决措施，促使他们理解数字信息在实际项目中的具体应用。

3.具身操作

学生在实践过程中借助网络画板、在线学习平台等技术手段，将不同学科知识相结合，探究停车系统的工作原理。通过使用图形化编程软件进行模拟实验，以生动、直观的方式帮助学生理解和应用所学知识。

4.具身建构

在实践中，教师介入辅助学生进行知识的联结，实现跨学科的知识整合，从而更好地理解智能停车系统的运作机制。将传感器原理、编程逻辑等多个学科的知识融入到智能停车系统的设计与实施中，学生通过实际项目实施，深入思考问题并采取解决措施，完成对知识的内化和应用。

5.问题解决

在课程中，学生面临一系列挑战，需要运用信息科技知识解决实际问题。首先，学生将面对传感器选择和调试的问题，通过比较不同传感器的性能，选择最适合的类型。其次，学生将学习编程逻辑，使用图形化编程语言设计智能停车系统的控制程序，解决实现自动停车和出行功能的问题。在整个设计过程中，学生需要跨学科整合知识，将信息科技与数学、物理等学科结合，以确保系统设计的全面性和合理性。随后，通过实际模拟实验，学生发现并解决潜在问题。这一系列问题解决的过程培养了学生的创新思维和实际应用能力，使其在信息科技领域更具竞争力。

6.反思小结

在项目实施完成后，教师进行归纳总结，引导学生回顾整个知识技能学习与项目实践的过程。通过反思调整，学生巩固内化所学知识与技能，教师强调数字社会责任的理解，促进学生在数字化学习中全面成长。

结语

本研究以具身认知理论为基础构建了小学生数字素养培养框架和教学实践模型，创新性地将具身认知理论引入小学信息科技教学，通过重视学生的感知、行动和认知活动，深化了教师对学生数字素养培养的理解。

参考文献：

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[10]郑旭东，王美倩.“感知—行动”循环中的互利共生：具身认知视角下学习环境构建的生态学[J].中国电化教育，2016（09）：74-79.