摘要：该文运用二阶诊断测试法对8年级学生在“光现象”单元学习之前的认知起点进行了测查。在借助具身认知理论对学习内容与学习者的认知状况进行综合分析后发现：由于学习者的视觉感知在明暗分辨能力、空间分辨能力和时间分辨能力等方面存在局限，学习者可能通过视觉获得不准确或不全面的信息，并以这些信息为依据形成对“光现象”内容的偏差认知。为了从源头上修正学习者的偏差认知，该文提出了以借助技术对视觉局限进行补偿为核心，以改善学习、促进学习者偏差认知的转变为目的，以综合运用生理补偿和心理补偿为手段的微视频学习资源设计模型，开发了“光现象”系列微视频学习资源，并通过等组准实验研究对模型及微视频学习资源的效果进行了检验。教学实验结果显示，运用微视频学习资源进行教学的实验组在促进学习者偏差认知转变方面显着优于对照组。
　　
　　关键词：CTCL;具身认知；中学物理；视觉局限；微视频；光现象。
　　
　　近年来逐步兴起的学习技术研究范式（简称CTCL）[1]主张在文化视域下，将学习者、学习内容和技术相统合，逐步形成以深入学科、关注学习者和技术改善学习等为特点的研究取向[2],为教育技术领域的研究提供了新的思路。面对“如何通过技术来改善学习”这一教育技术研究所关注的重要问题，CTCL研究范式认为“技术的运用应与学习者状况以及学习内容相适应以期有效改善学习”[3].也就是说，有效运用技术的前提是深入学科、关注学习者，必须根据学习者与学习内容的具体情况，选择适合的技术以及技术的用法，才能有效改善学习。
　　
　　本研究运用CTCL研究范式，以微视频学习资源开发作为切入点，以初中物理课程中“光现象”单元的学习为例，根据具身认知理论和对学习者认知起点的分析，提出了以借助技术对视觉局限进行补偿为核心，以改善学习、促进学习者偏差认知[4][5]的转变为目的，以生理补偿和心理补偿相结合为手段的微视频学习资源设计模型。为验证该模型的可行性与有效性，研究还运用该模型设计、制作了“光现象”系列微视频学习资源，并通过教学实验对其效果进行了检验。
　　
　　一、具身认知理论与人的视觉局限。
　　
　　具身认知（Embodied Cognition）[6][7]是近年来认知心理研究的新取向。传统的认知主义倾向于认为认知与人自身的知觉运动经验是相分离的，而具身认知理论则认为认知活动不仅离不开生物的大脑，而且与人类身体及其所处的环境密切相关[8].然而，人的生理机能并不完美。以人的视觉为例，人类所感知的信息中大约有80%是通过视觉获得的，但人的视觉在光谱分辨能力、明暗分辨能力、空间分辨能力和时间分辨能力等方面存在局限[9].例如人的视觉只能感知特定频段的电磁波、在强光环境下看不清弱光的变化、分辨不清远处影像的细节、只能分辨静止或运动速度较慢的目标等。
　　
　　具身认知理论认为“心智之所以从根本上是具身的，并非仅仅因为心智的所有过程必须以神经活动为基础，而是因为我们的知觉和运动系统在概念形成和理性推理中扮演了一种基础性的角色”[10].视觉作为人体最重要的感觉之一，也会影响人的认知，而视觉的局限则有可能干扰科学知识的建构[11],对认知的过程和结果造成影响。
　　
　　二、视觉局限影响学习者的认知起点。
　　
　　为了了解视觉局限会对学习者产生哪些具体的影响，我们以初中物理“光现象”单元的学习为例，对学习者与“光现象”有关的认知起点进行了测查。
　　
　　（一）学习者认知起点的测查。
　　
　　本研究所关注的认知起点主要指学习者在学习物理课程前对相关概念、现象的认知，也就是通常意义上的前概念[12].前概念中的“概念”并不是严格意义上的狭义的概念，而是更接近于观念，是头脑中对某一对象（事物、现象、过程等）的观点、看法[13].与初中生光学学习相关的前概念测查在国际上有比较成熟的研究可供借鉴[14-16],但对于这些前概念的本土化研究并不多见。因此，本研究一方面对国内外与光学内容相关的前概念研究进行了综述，对常见的前概念、尤其是与科学观念相悖的前概念进行了梳理，并将其作为认知起点的主要内容；另一方面，选取本土样本，运用二阶诊断测试[17]对学生进行相关前概念的测查，对综述的结果进行验证和补充，以保证认知起点的可靠性。
　　
　　（二）视觉局限对认知起点的具体影响。
　　
　　通过综述、测查与分析，我们发现视觉局限对学习者的部分认知起点确实有影响。在对“光现象”的理解上，学习者把通过有局限的视觉所获取的信息作为对“光现象”进行解读的依据。这些信息未必能完整、真实地反映客观世界，但却能支持相关前概念，促使学习者形成难以转变的偏差认知。如下表所示，对“光现象”内容的理解产生较为明显影响的是视觉在明暗分辨能力、空间分辨能力和时间分辨能力方面存在的局限。
　　 　　　　　　例如，学生认为“有的物体能够反射光，有的物体不能反射光”,他们的判断依据主要分为两类：一类是根据物体的视觉效果进行判断，例如“明亮”“影子（虚像）”“反照（反光）”等，能明显观察到上述现象的物体就被认为是能反射光的，现象不明显的、不易被观察到的物体就会被认为不能反射光；另一类是将一些能反射光的物体的特性提取出来作为判断依据的。不论是哪种判断依据，都和人的视觉感知有关，但人的视觉在明暗分辨能力方面是有局限的，当周围环境比较明亮时，那些较弱的反射现象就不容易被人察觉，一些物体因此就被认为不能反射光。