27、探索协作式具身变化率模拟中的手势能动性

探索协作式具身变化率模拟中的手势能动性

1. 引言

近年来，技术在 STEM 学习模拟中促进手势使用的作用日益受到关注。身体可以成为学习者理解和整合 STEM 理念的关键纽带，尤其是那些严重依赖形式化表征的理念，这些表征可能会成为参与学习的障碍。此外，将身体作为外化思维和促进反思的手段，已被证明是提高学习效果的有效方法。

然而，开发强大且有影响力的具身 STEM 学习环境仍面临挑战：
- 缺乏明确的设计启发式方法 ：设计师难以选择与目标学习概念有效映射的具身动作，因为并非所有具身形式在产生新学习方面的潜力都相同，且对于抽象概念的“一致性”构成并不明确。
- 学习的持久性和迁移性未充分探索 ：尽管具身学习理论认为具身知识直观且核心，但很少有具身学习的实例能超越初始学习的特定情境。不过，近期研究发现，具身交互方案有助于在多个科学领域中参与跨领域概念学习，从而显著提高知识保留和迁移能力。
- 具身动作的规定性存在争议 ：研究文献对于具身动作应明确规定还是由学习者自主生成存在不同观点。规定特定动作可支持对学习有益的隐喻，但自主发明表征能使学习更个性化和有效。
- 多学习者环境中的具身交互研究不足 ：虽然有研究探讨了课堂等协作环境中的具身学习，但在多学习者环境中具身交互如何协同作用仍有许多待探索之处，例如学习环境如何在多个可视化和物理演示同时出现时协助分配注意力。

为解决这些问题，本研究旨在回答以下问题：
- RQ1 ：在特定 STEM 内容学习情境中，