摘要：該文運用二階診斷測試法對8年級學生在“光現象”單元學習之前的認知起點進行了測查。在借助具身認知理論對學習內容與學習者的認知狀況進行綜合分析后發現：由于學習者的視覺感知在明暗分辨能力、空間分辨能力和時間分辨能力等方面存在局限，學習者可能通過視覺獲得不準確或不全面的信息，并以這些信息為依據形成對“光現象”內容的偏差認知。為了從源頭上修正學習者的偏差認知，該文提出了以借助技術對視覺局限進行補償為核心，以改善學習、促進學習者偏差認知的轉變為目的，以綜合運用生理補償和心理補償為手段的微視頻學習資源設計模型，開發了“光現象”系列微視頻學習資源，并通過等組準實驗研究對模型及微視頻學習資源的效果進行了檢驗。教學實驗結果顯示，運用微視頻學習資源進行教學的實驗組在促進學習者偏差認知轉變方面顯著優于對照組。
關鍵詞：CTCL;具身認知；中學物理；視覺局限；微視頻；光現象。
近年來逐步興起的學習技術研究范式（簡稱CTCL）[1]主張在文化視域下，將學習者、學習內容和技術相統合，逐步形成以深入學科、關注學習者和技術改善學習等為特點的研究取向[2],為教育技術領域的研究提供了新的思路。面對“如何通過技術來改善學習”這一教育技術研究所關注的重要問題，CTCL研究范式認為“技術的運用應與學習者狀況以及學習內容相適應以期有效改善學習”[3].也就是說，有效運用技術的前提是深入學科、關注學習者，必須根據學習者與學習內容的具體情況，選擇適合的技術以及技術的用法，才能有效改善學習。
本研究運用CTCL研究范式，以微視頻學習資源開發作為切入點，以初中物理課程中“光現象”單元的學習為例，根據具身認知理論和對學習者認知起點的分析，提出了以借助技術對視覺局限進行補償為核心，以改善學習、促進學習者偏差認知[4][5]的轉變為目的，以生理補償和心理補償相結合為手段的微視頻學習資源設計模型。為驗證該模型的可行性與有效性，研究還運用該模型設計、制作了“光現象”系列微視頻學習資源，并通過教學實驗對其效果進行了檢驗。
一、具身認知理論與人的視覺局限。
具身認知（Embodied Cognition）[6][7]是近年來認知心理研究的新取向。傳統的認知主義傾向于認為認知與人自身的知覺運動經驗是相分離的，而具身認知理論則認為認知活動不僅離不開生物的大腦，而且與人類身體及其所處的環境密切相關[8].然而，人的生理機能并不完美。以人的視覺為例，人類所感知的信息中大約有80%是通過視覺獲得的，但人的視覺在光譜分辨能力、明暗分辨能力、空間分辨能力和時間分辨能力等方面存在局限[9].例如人的視覺只能感知特定頻段的電磁波、在強光環境下看不清弱光的變化、分辨不清遠處影像的細節、只能分辨靜止或運動速度較慢的目標等。
具身認知理論認為“心智之所以從根本上是具身的，并非僅僅因為心智的所有過程必須以神經活動為基礎，而是因為我們的知覺和運動系統在概念形成和理性推理中扮演了一種基礎性的角色”[10].視覺作為人體最重要的感覺之一，也會影響人的認知，而視覺的局限則有可能干擾科學知識的建構[11],對認知的過程和結果造成影響。
二、視覺局限影響學習者的認知起點。
為了了解視覺局限會對學習者產生哪些具體的影響，我們以初中物理“光現象”單元的學習為例，對學習者與“光現象”有關的認知起點進行了測查。
（一）學習者認知起點的測查。
本研究所關注的認知起點主要指學習者在學習物理課程前對相關概念、現象的認知，也就是通常意義上的前概念[12].前概念中的“概念”并不是嚴格意義上的狹義的概念，而是更接近于觀念，是頭腦中對某一對象（事物、現象、過程等）的觀點、看法[13].與初中生光學學習相關的前概念測查在國際上有比較成熟的研究可供借鑒[14-16],但對于這些前概念的本土化研究并不多見。因此，本研究一方面對國內外與光學內容相關的前概念研究進行了綜述，對常見的前概念、尤其是與科學觀念相悖的前概念進行了梳理，并將其作為認知起點的主要內容；另一方面，選取本土樣本，運用二階診斷測試[17]對學生進行相關前概念的測查，對綜述的結果進行驗證和補充，以保證認知起點的可靠性。
（二）視覺局限對認知起點的具體影響。
通過綜述、測查與分析，我們發現視覺局限對學習者的部分認知起點確實有影響。在對“光現象”的理解上，學習者把通過有局限的視覺所獲取的信息作為對“光現象”進行解讀的依據。這些信息未必能完整、真實地反映客觀世界，但卻能支持相關前概念，促使學習者形成難以轉變的偏差認知。如下表所示，對“光現象”內容的理解產生較為明顯影響的是視覺在明暗分辨能力、空間分辨能力和時間分辨能力方面存在的局限。
例如，學生認為“有的物體能夠反射光，有的物體不能反射光”,他們的判斷依據主要分為兩類：一類是根據物體的視覺效果進行判斷，例如“明亮”“影子（虛像）”“反照（反光）”等，能明顯觀察到上述現象的物體就被認為是能反射光的，現象不明顯的、不易被觀察到的物體就會被認為不能反射光；另一類是將一些能反射光的物體的特性提取出來作為判斷依據的。不論是哪種判斷依據，都和人的視覺感知有關，但人的視覺在明暗分辨能力方面是有局限的，當周圍環境比較明亮時，那些較弱的反射現象就不容易被人察覺，一些物體因此就被認為不能反射光。
關鍵詞：CTCL;具身認知；中學物理；視覺局限；微視頻；光現象。
近年來逐步興起的學習技術研究范式（簡稱CTCL）[1]主張在文化視域下，將學習者、學習內容和技術相統合，逐步形成以深入學科、關注學習者和技術改善學習等為特點的研究取向[2],為教育技術領域的研究提供了新的思路。面對“如何通過技術來改善學習”這一教育技術研究所關注的重要問題，CTCL研究范式認為“技術的運用應與學習者狀況以及學習內容相適應以期有效改善學習”[3].也就是說，有效運用技術的前提是深入學科、關注學習者，必須根據學習者與學習內容的具體情況，選擇適合的技術以及技術的用法，才能有效改善學習。
本研究運用CTCL研究范式，以微視頻學習資源開發作為切入點，以初中物理課程中“光現象”單元的學習為例，根據具身認知理論和對學習者認知起點的分析，提出了以借助技術對視覺局限進行補償為核心，以改善學習、促進學習者偏差認知[4][5]的轉變為目的，以生理補償和心理補償相結合為手段的微視頻學習資源設計模型。為驗證該模型的可行性與有效性，研究還運用該模型設計、制作了“光現象”系列微視頻學習資源，并通過教學實驗對其效果進行了檢驗。
一、具身認知理論與人的視覺局限。
具身認知（Embodied Cognition）[6][7]是近年來認知心理研究的新取向。傳統的認知主義傾向于認為認知與人自身的知覺運動經驗是相分離的，而具身認知理論則認為認知活動不僅離不開生物的大腦，而且與人類身體及其所處的環境密切相關[8].然而，人的生理機能并不完美。以人的視覺為例，人類所感知的信息中大約有80%是通過視覺獲得的，但人的視覺在光譜分辨能力、明暗分辨能力、空間分辨能力和時間分辨能力等方面存在局限[9].例如人的視覺只能感知特定頻段的電磁波、在強光環境下看不清弱光的變化、分辨不清遠處影像的細節、只能分辨靜止或運動速度較慢的目標等。
具身認知理論認為“心智之所以從根本上是具身的，并非僅僅因為心智的所有過程必須以神經活動為基礎，而是因為我們的知覺和運動系統在概念形成和理性推理中扮演了一種基礎性的角色”[10].視覺作為人體最重要的感覺之一，也會影響人的認知，而視覺的局限則有可能干擾科學知識的建構[11],對認知的過程和結果造成影響。
二、視覺局限影響學習者的認知起點。
為了了解視覺局限會對學習者產生哪些具體的影響，我們以初中物理“光現象”單元的學習為例，對學習者與“光現象”有關的認知起點進行了測查。
（一）學習者認知起點的測查。
本研究所關注的認知起點主要指學習者在學習物理課程前對相關概念、現象的認知，也就是通常意義上的前概念[12].前概念中的“概念”并不是嚴格意義上的狹義的概念，而是更接近于觀念，是頭腦中對某一對象（事物、現象、過程等）的觀點、看法[13].與初中生光學學習相關的前概念測查在國際上有比較成熟的研究可供借鑒[14-16],但對于這些前概念的本土化研究并不多見。因此，本研究一方面對國內外與光學內容相關的前概念研究進行了綜述，對常見的前概念、尤其是與科學觀念相悖的前概念進行了梳理，并將其作為認知起點的主要內容；另一方面，選取本土樣本，運用二階診斷測試[17]對學生進行相關前概念的測查，對綜述的結果進行驗證和補充，以保證認知起點的可靠性。
（二）視覺局限對認知起點的具體影響。
通過綜述、測查與分析，我們發現視覺局限對學習者的部分認知起點確實有影響。在對“光現象”的理解上，學習者把通過有局限的視覺所獲取的信息作為對“光現象”進行解讀的依據。這些信息未必能完整、真實地反映客觀世界，但卻能支持相關前概念，促使學習者形成難以轉變的偏差認知。如下表所示，對“光現象”內容的理解產生較為明顯影響的是視覺在明暗分辨能力、空間分辨能力和時間分辨能力方面存在的局限。
例如，學生認為“有的物體能夠反射光，有的物體不能反射光”,他們的判斷依據主要分為兩類：一類是根據物體的視覺效果進行判斷，例如“明亮”“影子（虛像）”“反照（反光）”等，能明顯觀察到上述現象的物體就被認為是能反射光的，現象不明顯的、不易被觀察到的物體就會被認為不能反射光；另一類是將一些能反射光的物體的特性提取出來作為判斷依據的。不論是哪種判斷依據，都和人的視覺感知有關，但人的視覺在明暗分辨能力方面是有局限的，當周圍環境比較明亮時，那些較弱的反射現象就不容易被人察覺，一些物體因此就被認為不能反射光。
