數智化背景下基于認知行為理論的沉浸式教學探索

吳亞楠,李長州,趙廣平

(1.宿遷澤達職業技術學院,江蘇宿遷,223800;2.閩南師范大學教育科學學院,福建漳州,363000)

一、引言

虛擬現實技術呈現的場景/情境給人們帶來了全新的沉浸式體驗,在影響人們日常生活的同時,也為教育研究者開展教育教學實踐探索帶來了挑戰與機遇。研究者已逐漸意識到學習者的參與度和深度學習在教育教學中的重要作用,因此,沉浸式教學研究逐漸受到心理學、社會學和教育學領域研究者的關注。不同于傳統教學方式,沉浸式教學注重學習者在學習過程中的沉浸感、自主性以及與環境的交互,促進學習者的參與度和深度學習。在數智環境下,基于認知行為理論的沉浸式教學強調學習者的內在認知、外界環境和個體行為的相互作用,重視學習者的參與性,能夠充分調動學習者的自主性,進而促進學習者的身心統一、知行合一整合性發展。因此,本研究以新興技術為支持,將認知行為理論和沉浸式教學結合起來,構建沉浸式教學的理論模型,并對沉浸式教學進行應用探索,為沉浸式教學在未來教學活動中的實施提供一定的支撐。

二、認知行為理論與沉浸式教學

(一)認知行為理論

認知行為理論以行為主義的行為習得和認知主義的心理信息加工為基礎,強調人的認知、情感和行為之間的相互作用。該理論認為,人的認知過程(包括思考、判斷、決策等)會直接影響人的情緒和行為,而認知的形成受自動化思維的影響。[1]個體在學習和發展的過程中,會通過觀察和模仿他人的行為來獲取新的知識和技能。同時,個體通過學習和適應改變認知模式,從而實現積極的心理成長和適應。

三元交互決定論兼顧認知理論和行為理論的特點。該理論認為內在認知和個體行為之間、個體行為和外在環境之間、內在認知和外在環境之間交互影響,而這種交互影響的程度會因不同個體、不同活動和不同環境而不同。個體在互動中除表現出真實的自我外,還會根據不同情境扮演不同的角色。個體的行為和態度受其他人對其行為的解釋和反應的影響。基于此,學習者在學習互動的過程中可以結合當前情境,扮演不同角色,進而將知識、技能、理論等內化,由內而外地改變自己的行為。[2]總之,認知行為理論強調認知的重要作用,認為認知的產生不能脫離具體的情境,即強調認知的情境性,同時重視行為與環境的交互性。應用于學習中,認為需注重學習的中介性、自主性和整體性。[3]其理論意義在于呼吁人們要重視認知、行為和環境的整體作用,以便探索出促進學習的教與學新方式。

(二)沉浸式教學

沉浸狀態是指人們在活動中自動忽略無關知覺,完全投入情境之中的一種專注狀態。[4]沉浸感、沉浸式體驗等是隨著新興技術的發展與應用進一步孕育出來的概念。沉浸感是指個體不自覺地、情不自禁地、自然地與某情境融為一體。沉浸式體驗指一種全身心專注于某事、某物或某情境中,并達到完全忘我的狀態。[5]沉浸式體驗由淺入深可以分為三個層次:初步參與,全神貫注,完全沉浸。初步參與需要理性主導,只需投入時間、精力和注意力,無需投入過多感情;全神貫注需體驗劇情,逐漸產生情感,形成共鳴;完全沉浸是主觀上失去自我意識,達到自覺交互、忘我境界。[6]

沉浸式教學是指教育者運用多種教學手段,創造出真實、讓學習者身臨其境的學習環境,以激發學習者的學習興趣,使學習者完全投入學習過程,進而進入沉浸體驗的學習狀態,更深入地理解和掌握所學知識,從而提高教學成效。[7]在沉浸式教學中,學習者可以通過與實際情境相關的活動和任務,積極參與學習過程,提高對知識和技能的理解和運用能力。沉浸式教學包括以下特征:第一,沉浸感,即學習者身處情境之中融入了視覺、聽覺、觸覺等多種感官體驗。第二,交互感,即在新興技術打造的虛擬環境下,學習者需要多感官協同作用,運用大腦調動認知資源加工處理所看、所聽、所觸的信息事物,同時與場景中的事物互動,甚至需要學習者和虛擬情境中的人物共情,以獲取經驗。第三,自主性,即沉浸式教學需要學習者自己選擇在虛擬情境中學習的方式,主動地選擇和篩選學習內容。

綜上,沉浸式教學支持學習者與學習環境的動態交互,強調學習者在學習過程中的主動性和情境體驗。上述特點與認知行為理論的諸多觀點契合,如重視情境性、相互性等。因此,進入數智化時代,可以將認知行為理論應用于沉浸式教學,為學習者提供更加有效的學習方式。

三、基于認知行為理論的沉浸式教學

認知行為理論重視認知、態度與行為之間的交互,強調認知在問題解決過程中的重要性,認為認知方式能夠影響思維和心智。此外,個體內在與外在的互動也會影響個體的行為。因此,認知行為理論需要學習者主動學習,將學習的知識技能內化為自身的認知與經驗。教師要引導學習者的內在認知、外在學習環境與個體行為的動態交互,幫助學習者在主動學習過程中進行情境體驗。

沉浸式教學是指借助新興科技,為學習者提供虛實融合、生動直觀的學習環境,促使學習者在學習過程中身心與環境產生自然交互,獲得完全融入其中的身心體驗,增強學習的體驗感和沉浸感。沉浸式教學可以提供具體的情境,使學習者能夠主動參與并觀察學習他人的行為、思維和技能。在學習者觀察他人在真實情境中的表現時,能夠直觀地學習他人的操作思路,并嘗試將這些思路應用到自己的學習和行為中,從而將知識與技能內化于心。

另外,反饋和強化是學習和行為改變的關鍵因素。在沉浸式教學中,及時的反饋可以幫助學習者認識到自身行為和表現的不足,以提供調整和改進的機會。教師可以通過實時觀察和指導,與學習者交流討論,提供有效的反饋和強化措施。同時,認知行為理論強調個體的自我效能感對學習和行為的影響。在沉浸式教學中,學習者可以通過實踐和體驗建立自信,通過面對挑戰并成功完成任務提高自我效能感。教師可以提供支持和鼓勵,幫助學習者建立積極的自我認知和學習態度。

綜上,認知行為理論與沉浸式教學可以相互補充。學習者在沉浸式情境中可以通過主動學習觀察、及時反饋和強化以提高自我效能,幫助自己更好地理解和應用所學知識,促進學習和發展水平的提高。

基于認知行為理論的沉浸式教學,需要利用新興技術構建的數智化信息平臺,打造虛實融合的可交互的沉浸式學習環境。沉浸層次可分為以下三個層面:第一層次,初步參與。該層次為理性主導,需要時間精力和注意力等,具有涉身性,有動機激活、認知資源分享等過程。從認知層面來講,學習是學習者主動參與的過程,其認知過程是需要感覺、知覺、注意力等的多通道參與。第二層次,全神貫注階段。該層次涉及產生情感、形成共鳴的過程,學習者會獲得一種現象學體驗,具有體感體驗性,有態度的形成、欲望和期望的產生。從態度層面講,學習過程是需要學習者情感參與的過程,是心理的情感過程。第三層次,完全沉浸階段。該階段是與周圍情境完全交互、失去自我意識并達到忘我境界的階段。在這個過程中,學習者由內而外,知行合一,身心統一,置身其中。從行為層面講,學習者的學習行為是意志行為過程。據此,認知行為理論與沉浸式教學的關系如圖1所示。

四、模型建構

(一)理論基礎

利用新興數智化信息技術,打造逼真的虛擬學習環境,可使學習者自然地與環境交互,身臨其境地學習和實踐。這種新興的教學形態能夠激發學習者主動參與教學活動的熱情,親身體驗和探索各種情境,提高學習的參與度,進而獲得身心融合的學習體驗。因此,本研究以新興技術為支持,以認知行為理論與沉浸理論為基礎,初步構建了沉浸式教學模型:第一部分為沉浸式教學的理論支撐基礎;第二部分是沉浸式教學的活動內容;第三部分為沉浸式教學的開展過程。這三部分相互作用、相互影響,共同構成沉浸式教學的模型框架。具體如圖2所示。

圖2 沉浸式教學的理論模型

(二)活動內容

在虛實融合的學習環境中,基于認知行為理論,沉浸式教學的教學目標是促進學習者身心統一發展。

基于認知行為理論的沉浸式教學更加關注學習者的內在認知、外在環境和個人行為的交互作用,注重教學過程中的多層次的動態交互,使學習者從對學習的初步參與到全神貫注再到完全沉浸,實現教學目標。第一,擴展現實、虛擬現實和增強現實為沉浸式教學提供了技術支持,為學習者創造了虛實相融、動態交互的學習環境。第二,該新型教學模式可以根據學習者的個體差異和個性化學習需求,提供個性化的學習體驗。通過智能化的教育技術和學習系統,可以根據學習者的知識水平、學習進度和興趣愛好布置學習任務,使學習者更好地參與到學習過程中,實現個性化的學習。第三,可以通過模擬真實情境和角色扮演,鼓勵學習者間的互動和合作學習。學習者可以在虛擬環境中扮演不同的角色,進行情境模擬和決策討論,通過互動合作來解決問題和達成共識,達到互動和合作學習的效果。第四,該教學方式注重學習者的實踐,更注重學習者應用能力培養。以實踐和應用為導向,通過虛擬實驗、模擬演練和項目實踐,學習者可以在安全的環境中進行實踐活動,探索解決實際問題的方法和策略。第五,沉浸式教學可以提供實時反饋,幫助學習者認識自己的學習過程和行為,以及時調整和改進。通過智能化的學習系統和數據分析,收集學習者的學習數據,提供個性化的反饋和指導,以提高學習者的學習效果。沉浸式教學實現知行合一、身心統一的教學目標,還需要教師關注學習者在學習過程中的態度轉變和感知情感體驗,構建評價沉浸程度和行為的多元評價體系,并將其貫穿到整個教學活動中。

總體而言,基于認知行為理論的沉浸式教學在數智化環境下能夠更好地滿足學習者的學習需求,提供身臨其境的學習體驗,并通過個性化、互動、實踐和反饋等方式促進學習者學習和發展。這種教學方法能夠充分利用數字技術和智能化工具的優勢,促進學習者的知行合一、身心統一的發展。

(三)開展過程

根據教學的基本流程,可以將沉浸式教學開展過程分為教學設計、教學實施和教學檢驗三部分。教學設計對沉浸式教學的落地具有重要作用,是沉浸式教學落地實施的探索。具體包括:教學前期整合教育資源,利用新興技術數據平臺采集學習者學習信息,了解學習者的學習需求、學習基礎與能力等,在此基礎上創設教學環境;制定教學計劃等。教學實施環節是沉浸式教學落地實踐的過程,是沉浸式教學在課堂中應用的階段,是過程評價的階段,是教學實施與教學評價一體化的過程。在課堂中,教師根據課程設計逐步實施課程教學,充分發揮學習者的積極性,將學習者帶入創設的虛實相融的教學情境,使學習者身心均投入學習,提高學習的沉浸性和有效性。教學檢驗是課后教師和學習者對沉浸式教學效果檢驗的階段,在課后階段,除主觀性的評價、體驗和情感參與度外,教師還需布置合理的作業,根據學習者的完成情況,作為教學檢驗的客觀評價指標。教師需要從主客觀出發,發現問題,進行反思與總結。

五、結語

本研究以數智化時代為背景,將認知行為理論和沉浸理論結合起來,探究了創造虛實融合的可交互的沉浸式學習環境的可能性。綜上所述,本研究以學習主體的認知行為、心理過程、沉浸式體驗層次及三者的相互作用為出發點,以認知行為理論、沉浸理論及新興技術為理論基礎,以“交互性的沉浸式學習環境”“個性化的學習體驗”“互動與合作學習”“實踐和應用導向”“反饋和自我調節”“多元的評價體系”為教學內容,以“教學設計、教學實施和教學檢驗為教學過程,構建了基于認知行為理論的沉浸教學模型。但本研究僅初步探討了沉浸式教學,停留在理論構建階段,在具體的學段、學科的教育教學中還有待更深入地研究和探索。