傅文曉 趙文龍 黃海舵
(1.西安交通大學(xué) 人文社會(huì)科學(xué)學(xué)院,陜西西安 710049; 2.西安交通大學(xué) 人工智能學(xué)院,陜西西安 710049)
尼葛洛龐蒂(2017)曾預(yù)言,“計(jì)算不再只和計(jì)算機(jī)有關(guān),它決定我們的生存”。隨著元宇宙等前瞻性甚至帶有科幻色彩的構(gòu)想變成現(xiàn)實(shí)的數(shù)字化生存場域,過去只存在于科學(xué)家頭腦中的數(shù)字平行世界呼之欲出,衍生出游戲元宇宙、教育元宇宙等下位概念。
元宇宙表征了一種超越現(xiàn)實(shí)物理世界經(jīng)驗(yàn)系統(tǒng)的數(shù)字世界,整合了虛擬現(xiàn)實(shí)、數(shù)字孿生等技術(shù),構(gòu)建了以沉浸體驗(yàn)、具身學(xué)習(xí)等為特征的數(shù)字生存場域(華子荀等,2022)。教育元宇宙指學(xué)習(xí)者以“虛擬化身”方式進(jìn)入泛在性數(shù)字場域,實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)上受限于時(shí)空約束而無法開展的教育設(shè)想,最終達(dá)成虛擬與現(xiàn)實(shí)全面交織、人類與機(jī)器全面協(xié)同、學(xué)校與社會(huì)全面聯(lián)結(jié)(劉革平等,2022)??梢哉f,教育元宇宙具有的涉身性、體驗(yàn)性和情境性為學(xué)習(xí)對象、方式、過程和結(jié)果賦予了全新的可能。
元宇宙的教育應(yīng)用除了“理論可能性”的探索,還需要實(shí)際的證據(jù)支持其“現(xiàn)實(shí)可行性”。教育元宇宙所包含的具身學(xué)習(xí)屬性真的能夠打破“虛”“實(shí)”之間的“次元壁”而獲得實(shí)際的學(xué)習(xí)增效嗎?有無足夠的證據(jù)解釋具身學(xué)習(xí)與學(xué)習(xí)效能之間的因果機(jī)制?如果可能,教育元宇宙能否在情感學(xué)習(xí)領(lǐng)域發(fā)揮效能?以上追問,構(gòu)成了本研究試圖回答的主要問題。
教育元宇宙之所以可能,與其技術(shù)實(shí)現(xiàn)的具身學(xué)習(xí)密切相關(guān)。功能性核磁共振成像(functional magnetic resonance imaging,fMRI )的證據(jù)也表明,人類的知識(shí)認(rèn)知與情感認(rèn)知深深地植根于身體與環(huán)境的相互作用。例如,學(xué)習(xí)“打”“踢”等文字知識(shí),不僅會(huì)激活大腦語言詞匯區(qū)域,同時(shí)也會(huì)激活動(dòng)作執(zhí)行領(lǐng)域,即使想象被打、踢時(shí)大腦的個(gè)人痛覺區(qū)域也會(huì)變得活躍(Lindgren & Glenberg,2013)。因此,理解人類學(xué)習(xí)過程不能采取“離身”觀點(diǎn),而應(yīng)秉持“具身”立場,將學(xué)習(xí)看作學(xué)習(xí)者嵌入環(huán)境并協(xié)同發(fā)展的過程(葉浩生,2015)。
具身學(xué)習(xí)重視學(xué)習(xí)者身體的感覺通道與環(huán)境的交互作用,將“身體主體”置于學(xué)習(xí)過程的核心,通過認(rèn)知與感覺、動(dòng)作的耦合,將學(xué)習(xí)者的默會(huì)性、非認(rèn)知性學(xué)習(xí)納入學(xué)習(xí)范疇(嚴(yán)孟帥等,2021)。從具身學(xué)習(xí)視角看,教育元宇宙通過主體性在場、具身性交互和人性化賦能構(gòu)建了人與技術(shù)的具身關(guān)系(王美倩等,2020)。元宇宙所具有的高度擬真、開源開放、永續(xù)發(fā)展和閉環(huán)運(yùn)行四方面特征(喻國明,2021),既有別于觀看多媒體材料的“非參與式旁觀”,也區(qū)別于電子游戲中操縱角色的“參與式旁觀”,更能實(shí)現(xiàn)主體全身心“融入式參與”,甚至能夠模糊傳統(tǒng)意義上的直接經(jīng)驗(yàn)與間接經(jīng)驗(yàn)之間的區(qū)隔,帶有部分直接經(jīng)驗(yàn)身心一致、心智統(tǒng)一的屬性(葉浩生,2015)。另外,意義學(xué)習(xí)往往也依賴于同輩群體及各類亞群體的交流互動(dòng),元宇宙的游戲化設(shè)計(jì)、自主性機(jī)制、任務(wù)式驅(qū)動(dòng)都有利于與其他參與者實(shí)現(xiàn)“共同在場”,最終形成身心高度融入的學(xué)習(xí)環(huán)境(華子荀等,2022)。
教育元宇宙從理念構(gòu)想到實(shí)踐應(yīng)用需要強(qiáng)大的數(shù)字孿生技術(shù)的支撐,包含超越人眼分辨極限、仿真聽覺動(dòng)覺定位、復(fù)現(xiàn)觸覺復(fù)雜性,甚至“欺騙”嗅覺與味覺的“認(rèn)知真實(shí)感”,以及更高程度的符合物理世界基本定律的“實(shí)踐真實(shí)感”,以便實(shí)現(xiàn)物理世界向數(shù)字世界的映射。元宇宙底層的數(shù)字孿生技術(shù)對硬件算力、軟件界面、交互設(shè)計(jì)提出了很高要求,目前理想意義上的元宇宙系統(tǒng)還不存在,但包含上述要素的元宇宙“雛形”已有,如早期的角色置入型的“第二人生”(Second Life)、“模擬人生”(The Sims)軟件、互動(dòng)導(dǎo)向性的“我的世界”(Minecraft)游戲,以及近期包含虛擬仿真和多重并發(fā)特征的百度“希壤”系統(tǒng)等。通過數(shù)字孿生技術(shù)的快速發(fā)展和技術(shù)擴(kuò)散,教育系統(tǒng)的具身學(xué)習(xí)也可以獲得新的擴(kuò)展,特別是借助各類成型軟件平臺(tái),能夠從早期多媒體技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用、人工智能快速迭代到接近數(shù)字孿生的“全息技術(shù)”設(shè)計(jì)(張艷麗等,2020)。
正如教育技術(shù)的歷次發(fā)展都依托于當(dāng)時(shí)最先進(jìn)的科技技術(shù)一樣,教育元宇宙的應(yīng)用探索也不能脫離當(dāng)前工業(yè)界數(shù)字孿生技術(shù)的開發(fā)平臺(tái)。借助當(dāng)前的虛擬擴(kuò)增技術(shù)以及以具身學(xué)習(xí)為導(dǎo)向的教學(xué)設(shè)計(jì),為學(xué)習(xí)者在現(xiàn)有元宇宙平臺(tái)的學(xué)習(xí)賦能,是當(dāng)下教育元宇宙開發(fā)應(yīng)用的最優(yōu)化路徑?;诖?,本研究選用最新研發(fā)的元宇宙測試平臺(tái),以生態(tài)教育的垃圾處理主題作為教學(xué)設(shè)計(jì)與測試對象,檢驗(yàn)虛擬數(shù)字孿生技術(shù)支持下的具身學(xué)習(xí)可否切實(shí)培養(yǎng)學(xué)生的積極生態(tài)行為,借以驗(yàn)證教育元宇宙的教學(xué)實(shí)效,并揭示其作用機(jī)制。
具身學(xué)習(xí)能夠較好地解釋人類行為選擇的塑造過程,也可以解釋生態(tài)教育等以情感認(rèn)同而非簡單認(rèn)知發(fā)展為目標(biāo)的教學(xué)往往缺乏實(shí)效的原因。環(huán)境保護(hù)、生態(tài)危機(jī)等行為具有反饋時(shí)間長、結(jié)果不易觀察等特點(diǎn),很難與主體的直接經(jīng)驗(yàn)掛鉤,也就難于觸發(fā)情感學(xué)習(xí)機(jī)制(廖冰等,2018)。因此,積極生態(tài)行為的培養(yǎng)需要通過具身代入,賦予知識(shí)豐富的情境因素,并最終塑造和形成個(gè)性(謝泉峰等,2020)。教育元宇宙借助數(shù)字孿生技術(shù)能夠提供虛擬且沉浸的經(jīng)驗(yàn)習(xí)得過程,降低情感學(xué)習(xí)的觸發(fā)門檻。部分借助虛擬沉浸式體驗(yàn)的研究也證明,較強(qiáng)具身認(rèn)知屬性的學(xué)習(xí)方式,能夠獲得更好的情感學(xué)習(xí)效果(孫強(qiáng),2021;嚴(yán)磊等,2016)。據(jù)此,本研究做出如下假設(shè):
H1a:教育元宇宙中具身參與程度越高的學(xué)習(xí)者,其積極生態(tài)行為的傾向越高。
教育元宇宙本質(zhì)上是一種學(xué)習(xí)導(dǎo)向的數(shù)字空間,但仍然受制于學(xué)生周遭物理時(shí)空的約束,尤其是教師和學(xué)校(Perdana et al.,2021)。研究表明,教師數(shù)字化素養(yǎng)水平是制約學(xué)生數(shù)字學(xué)習(xí)的重要因素。能夠有效利用數(shù)字技術(shù)開展教學(xué)的教師,不僅能提升學(xué)生的數(shù)字化學(xué)習(xí)能力,也能顯著提高學(xué)生數(shù)字學(xué)習(xí)的自我效能感(張恩銘等,2019;Prior et al.,2016)。利用早期Minecraft、Roblox等平臺(tái)進(jìn)行的元宇宙教學(xué)實(shí)驗(yàn)也證明,教師是避免學(xué)生學(xué)習(xí)活動(dòng)“失焦”的最重要因素(Rospigliosi,2022)。因此,應(yīng)當(dāng)將教師數(shù)字素養(yǎng)水平納入研究假設(shè):
H1b:教師數(shù)字素養(yǎng)越高,學(xué)生積極生態(tài)行為的傾向越高。
考慮到元宇宙具身學(xué)習(xí)對硬件條件(如VR一體機(jī)、高速無線網(wǎng)、數(shù)字學(xué)習(xí)設(shè)備等)要求極高,較低的分辨率(<1080P)、較高的網(wǎng)絡(luò)延遲(>0.15s)、不能“快進(jìn)-快出”(Easy in & Easy out)的學(xué)習(xí)終端都將極大地削弱具身學(xué)習(xí)的沉浸感(Lindgren & Glenberg,2013; Skulmowski & Rey,2018)。因此,學(xué)校所能提供的數(shù)字化環(huán)境水平也是制約學(xué)生具身學(xué)習(xí)效果的重要因素。據(jù)此提出:
H1c:數(shù)字環(huán)境越好的學(xué)校,其學(xué)生積極生態(tài)行為的傾向越高。
雖然有研究證實(shí)了具身學(xué)習(xí)與學(xué)習(xí)效能之間的相關(guān)性,但對這一過程的內(nèi)部機(jī)制還缺乏必要的闡釋與論證(Barry et al.,2009)。從知識(shí)學(xué)習(xí)的角度看,單純的知識(shí)灌輸雖然開始能夠獲得大量的陳述性知識(shí),卻缺乏經(jīng)由心理編輯轉(zhuǎn)換為程序性知識(shí)的內(nèi)驅(qū)力(宋耀武等,2021)。從情感學(xué)習(xí)的角度看,經(jīng)典的組織行為學(xué)和群體動(dòng)力學(xué)研究證明大量行為選擇常受情感驅(qū)使,然而物理世界中時(shí)空區(qū)隔的客觀存在抑制了學(xué)習(xí)者對學(xué)習(xí)對象的情感共鳴(Prinz,2006;Roeser,2010)。這也解釋了人們?yōu)槭裁丛诃h(huán)保問題上能夠做到曉之以理,卻很難達(dá)到動(dòng)之以情。由情感學(xué)習(xí)難題導(dǎo)致的各類“復(fù)活節(jié)島悲劇”不斷上演,也加深了人們對生態(tài)環(huán)保教育效能的悲觀態(tài)度(Van et al.,2014)。教育元宇宙技術(shù)的引入不僅能助力知識(shí)學(xué)習(xí),還對分析與干預(yù)情感學(xué)習(xí)及其變化過程提供了可能,有望在知情兩方面提升學(xué)習(xí)交互體驗(yàn)與優(yōu)化教學(xué)策略(葉俊民等,2020)。因此,充分理解元宇宙中具身學(xué)習(xí)對培養(yǎng)積極生態(tài)行為的有效性,需要了解知識(shí)學(xué)習(xí)與情感學(xué)習(xí)如何發(fā)揮作用以及知情雙通道中哪一路徑的效用更突出。基于這一認(rèn)識(shí),本研究提出如下假設(shè):
H2a:具身學(xué)習(xí)對積極生態(tài)行為的影響過程中,知識(shí)學(xué)習(xí)具有顯著中介效應(yīng)。
H2b:具身學(xué)習(xí)對積極生態(tài)行為的影響過程中,情感學(xué)習(xí)具有顯著中介效應(yīng)。
具身學(xué)習(xí)研究和道德心理學(xué)研究都解釋了知識(shí)學(xué)習(xí)與情感學(xué)習(xí)之間的“互滲”作用,知識(shí)的擴(kuò)充能夠提升對環(huán)境情感反應(yīng)的選擇性和敏感性,反之情感學(xué)習(xí)也能夠提升知識(shí)習(xí)得的動(dòng)機(jī)水平與加工深度,在多通道整合中降低認(rèn)知失調(diào)程度(賈麗娜等,2016;葉浩生,2010)。因此,研究知識(shí)學(xué)習(xí)與情感學(xué)習(xí)的加工路徑應(yīng)當(dāng)考慮兩者之間的交互影響。由此,本研究提出結(jié)構(gòu)性假設(shè):
H3a:知識(shí)學(xué)習(xí)、情感學(xué)習(xí)在具身學(xué)習(xí)對積極生態(tài)行為的中介效應(yīng)中,具有顯著的交互作用。
此外,基于上述對知識(shí)學(xué)習(xí)與情感學(xué)習(xí)之間關(guān)系的文獻(xiàn)回溯,結(jié)合我國傳統(tǒng)關(guān)于“情理交融”的教育主張和“知性范式”為主的現(xiàn)實(shí)困境(高德勝,2003),本研究認(rèn)為有必要討論兩種中介路徑之間的競爭性問題,即情感學(xué)習(xí)與知識(shí)學(xué)習(xí)對積極生態(tài)行為的影響孰輕孰重。因此,本研究提出以下假設(shè):
H3b:知識(shí)學(xué)習(xí)對積極生態(tài)行為的中介效應(yīng)顯著大于情感學(xué)習(xí)的中介效應(yīng)。
本研究選取生態(tài)教育這一環(huán)保主題進(jìn)行教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。鑒于教學(xué)便利性的考量,本研究采用整群抽樣法選取西安市兩所綜合類高校附屬中學(xué)高中二年級(jí)兩個(gè)班級(jí)、年齡在16-18歲之間的125名被試(女生占48.8%,男生占51.2%)。在進(jìn)入教育元宇宙平臺(tái)前,全體被試均有視頻在線學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn),32%的被試體驗(yàn)過虛擬現(xiàn)實(shí)或增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)虛擬設(shè)備,18.4%的被試曾使用過Minecraft或Roblox軟件,但所有學(xué)生均沒有利用教育元宇宙技術(shù)進(jìn)行課程學(xué)習(xí)的經(jīng)歷。
為確保元宇宙知識(shí)流轉(zhuǎn)的順利進(jìn)行,本研究遵循元宇宙基本場域架構(gòu),從物理層、軟件層、應(yīng)用層、分析層設(shè)計(jì)教育流程(見圖1):首先,借助學(xué)校智慧教室等配置在物理世界構(gòu)建元宇宙支持框架;其次,購買虛擬學(xué)術(shù)一體機(jī)并采用手機(jī)APP軟件接入教育元宇宙系統(tǒng);再次,開展序列型指引、綜合型探究與眾創(chuàng)型建構(gòu)三種教學(xué)活動(dòng),并收集被試參與各項(xiàng)活動(dòng)的數(shù)據(jù)以及對該元宇宙的評(píng)價(jià)數(shù)據(jù);最后,采用Mplus和Stata軟件分析回收的數(shù)據(jù),探索被試的具身學(xué)習(xí)情況、教師數(shù)字素養(yǎng)以及學(xué)校數(shù)字環(huán)境對其積極生態(tài)行為的影響。
圖1 教育元宇宙場域“垃圾的命運(yùn)”項(xiàng)目教學(xué)設(shè)計(jì)
本研究教學(xué)內(nèi)容對應(yīng)高中生物(選修三)第四章的生態(tài)工程模塊,將物質(zhì)循環(huán)與再生的相關(guān)內(nèi)容作為主要教學(xué)設(shè)計(jì)對象。對應(yīng)的教育元宇宙學(xué)習(xí)模塊題目為“垃圾的命運(yùn)”。該模塊帶有游戲化設(shè)計(jì)的擬真場景及運(yùn)作規(guī)則,在虛擬數(shù)字人帶領(lǐng)下教師可與學(xué)生在虛擬浸入、任務(wù)達(dá)成、互動(dòng)社交三個(gè)層面進(jìn)行學(xué)習(xí)。教學(xué)活動(dòng)歷時(shí)一個(gè)月(四個(gè)教學(xué)周),第一周是系統(tǒng)接觸與導(dǎo)入,第二、三周為自由探索與任務(wù)完成,第四周為項(xiàng)目匯報(bào)與數(shù)據(jù)生成。學(xué)習(xí)內(nèi)容導(dǎo)入是三十分鐘的虛擬數(shù)字人導(dǎo)覽。被試以虛擬人形象進(jìn)入教育元宇宙,各人獲得的視覺體驗(yàn)會(huì)因虛擬空間位置和行動(dòng)軌跡而不同。在導(dǎo)覽過程中,被試會(huì)學(xué)習(xí)基本的虛擬頭盔使用流程,創(chuàng)造自己的個(gè)性化角色形象與聲紋特征,并在最后的小游戲中完成運(yùn)動(dòng)切換、物體操作、社交活動(dòng)等測試,以保證后續(xù)教學(xué)任務(wù)的正常進(jìn)行。
任務(wù)型探索設(shè)置了16個(gè)不同類型的挑戰(zhàn)任務(wù),包括常規(guī)物理時(shí)空尺度的個(gè)人或團(tuán)隊(duì)任務(wù)(如垃圾焚燒發(fā)電系統(tǒng)的搭建、工業(yè)垃圾無害化處理等),非常規(guī)的大跨度體驗(yàn)任務(wù)(如聚乙烯塑料袋的降解過程等,以加速展現(xiàn)常規(guī)物理世界無法看到的長期變化過程及生態(tài)后果),以及極小尺度的科學(xué)知識(shí)演示(如微觀尺度的腐敗垃圾微生物發(fā)酵機(jī)制)。
教育元宇宙具身學(xué)習(xí)程度的測量涉及三個(gè)維度:1)針對虛擬化身指標(biāo),該元宇宙建構(gòu)了垃圾生成與處理相關(guān)情景模擬模塊與垃圾處理知識(shí)問答模塊,其中知識(shí)問答環(huán)節(jié)作為完成任務(wù)的附屬學(xué)習(xí)內(nèi)容,問題均與任務(wù)緊密相關(guān),同時(shí)設(shè)置了選擇性知識(shí)學(xué)習(xí)環(huán)節(jié),學(xué)生完成學(xué)習(xí)并通過測試,虛擬化身將得到一枚環(huán)保衛(wèi)士徽章。最后問題回答的正確率與徽章數(shù)量將作為這一模塊的評(píng)分依據(jù);2)針對心流狀態(tài)指標(biāo),教育元宇宙為了讓被試可以體驗(yàn)隨進(jìn)隨出的學(xué)習(xí)狀態(tài),除了每次正式上課時(shí)可以利用VR一體機(jī)進(jìn)行有教師參與的專題任務(wù)學(xué)習(xí)和交流外,學(xué)生課余時(shí)間也可以到實(shí)驗(yàn)室借用設(shè)備自我探索,若虛擬化身人數(shù)不足,系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)生成數(shù)字角色參與任務(wù)。同時(shí),該教育元宇宙軟件可以通過手機(jī)、電腦登陸,或者采取非浸入式的屏幕操作方式操縱虛擬化身,體驗(yàn)“境身合一”的持續(xù)心流狀態(tài),其總在線時(shí)長將作為這一指標(biāo)的衡量標(biāo)準(zhǔn);3)針對共同在場指標(biāo),該虛擬世界允許多名被試共同交流和探索,自由組成學(xué)習(xí)共同體。學(xué)習(xí)者以虛擬化身身份活動(dòng),如觀看生活垃圾、農(nóng)田垃圾等的流通軌跡,參與垃圾分類、綠肥收集、垃圾運(yùn)輸?shù)裙ぷ鳌P枳⒁獾氖?,該教育元宇宙設(shè)定遵循類似物理世界的基本時(shí)空規(guī)則,由于分工不同,個(gè)人所體驗(yàn)的角色也不相同,角色分派是排他性的。
本研究在教育元宇宙的應(yīng)用層和項(xiàng)目結(jié)束后的評(píng)估反饋中采集被試具身學(xué)習(xí)投入程度、教師數(shù)字素養(yǎng)與學(xué)校數(shù)字環(huán)境等數(shù)據(jù)。被解釋變量為積極生態(tài)行為,其操作化定義為:在教育元宇宙系統(tǒng)外的物理世界采取積極的生態(tài)環(huán)保行動(dòng)(如樂于使用LED燈具取代壞的白熾燈)的傾向性。本研究設(shè)計(jì)了李克特五級(jí)量表,共20題,加總后得分轉(zhuǎn)化為0-100的標(biāo)準(zhǔn)化得分。
解釋變量有三個(gè)。其一為學(xué)生具身學(xué)習(xí)投入的程度與頻次,依據(jù)是被試課內(nèi)及課后自主登錄VR一體機(jī)、手機(jī)APP的頻次和參與應(yīng)用層學(xué)習(xí)程度的復(fù)合變量。這些數(shù)據(jù)進(jìn)行主成分分析后形成具身學(xué)習(xí)投入度得分。其二為教師數(shù)字素養(yǎng)。數(shù)據(jù)來源是被試對教師在元宇宙教學(xué)中的數(shù)字化能力的評(píng)教結(jié)果。其三為學(xué)校數(shù)字環(huán)境。數(shù)據(jù)來源是被試對學(xué)校在元宇宙學(xué)習(xí)中的數(shù)字支持評(píng)價(jià)。教師數(shù)字素養(yǎng)與學(xué)校數(shù)字環(huán)境兩項(xiàng)解釋變量內(nèi)含5道題,均采用李克特五級(jí)量表計(jì)分(“1”代表非常不同意,“5”代表非常同意),分別累計(jì)加總后轉(zhuǎn)化為0-100的標(biāo)準(zhǔn)得分。
中介變量為知識(shí)學(xué)習(xí)與情感學(xué)習(xí)。知識(shí)學(xué)習(xí)的數(shù)據(jù)來源于學(xué)生在應(yīng)用層知識(shí)問答模塊的答題正確率與徽章數(shù),并將得分轉(zhuǎn)化為滿分為0-100的標(biāo)準(zhǔn)分?jǐn)?shù)。情感學(xué)習(xí)的數(shù)據(jù)收集依賴系統(tǒng)自動(dòng)歸并后的數(shù)據(jù)匯總,共分為關(guān)注、共情、消極情緒體驗(yàn)和積極情緒體驗(yàn)四個(gè)維度。關(guān)注維度從任務(wù)進(jìn)行中的視覺追蹤、保持與跳躍頻率獲得;共情維度以項(xiàng)目完成中的自呈匯報(bào)、語言文字分析和聲紋分析得來(通過對被試表現(xiàn)出的擔(dān)心、著急、驚嘆等聲紋變異進(jìn)行測量);積極情緒體驗(yàn)、消極情緒體驗(yàn)從項(xiàng)目過程中虛擬角色自選情緒符號(hào)(以表情emoji呈現(xiàn))的分類累計(jì)量計(jì)算。情感學(xué)習(xí)各維度數(shù)據(jù)為1-5的等級(jí)分?jǐn)?shù),同樣累計(jì)加總并轉(zhuǎn)化為0-100的標(biāo)準(zhǔn)得分。
本研究將積極生態(tài)行為作為被解釋變量,在引入性別、戶口、父母受教育水平和家庭網(wǎng)絡(luò)接入條件等控制變量后,將學(xué)生的具身學(xué)習(xí)投入度、教師數(shù)字素養(yǎng)與學(xué)校數(shù)字環(huán)境等解釋變量逐步放入,進(jìn)行多元線性回歸模型擬合。同時(shí),為了保證模型理論框架的合理性與有效性,本研究采用結(jié)構(gòu)方程模型對各因子之間的影響路徑進(jìn)行驗(yàn)證性因子分析和整體適配度檢驗(yàn),如果擬合結(jié)果及路徑系數(shù)與多元線性回歸保持一致,則可以更有效地驗(yàn)證影響路徑的真實(shí)性。多元線性回歸模型如下:
其中,EcoActionYi為被解釋變量,即積極生態(tài)行為分?jǐn)?shù),Controli表示性別、戶口、父母受教育水平和家庭網(wǎng)絡(luò)接入條件等控制變量,Exogenousi表示具身學(xué)習(xí)投入度、教師數(shù)字素養(yǎng)、學(xué)校數(shù)字資源等外生變量,Mediatei表示知識(shí)學(xué)習(xí)和情感學(xué)習(xí)兩個(gè)中介變量。β0為常量值,εi為隨機(jī)誤差項(xiàng)。
本研究利用Stata16.0處理各主要變量,變量描述性統(tǒng)計(jì)結(jié)果詳見表一。
表一 主要變量的描述性統(tǒng)計(jì)值
積極生態(tài)行為的影響因素紛繁復(fù)雜,性別、家庭等要素都有間接作用。本研究采用逐步分層回歸,在分離各控制變量影響的基礎(chǔ)上,逐步放入主變量和中介變量,檢驗(yàn)多元回歸模型的有效性,并驗(yàn)證各主要解釋變量的解釋力(見表二)。模型1為控制模型,模型2-4分別放入具身學(xué)習(xí)投入度等三項(xiàng)主解釋變量,模型5-6分別檢驗(yàn)知識(shí)學(xué)習(xí)、情感學(xué)習(xí)。模型7為放入所有解釋變量的全模型,模型8報(bào)告了全模型的標(biāo)準(zhǔn)化系數(shù),以便進(jìn)行影響因素效應(yīng)大小的比較。
表二 積極生態(tài)行為多元線性回歸模型統(tǒng)計(jì)
從模型1回歸結(jié)果看,在僅放入控制變量的情況下,方差變異解釋量不到10%(R2=0.092)。這表明在缺乏教育元宇宙場域中相關(guān)解釋變量的情況下不足以對積極生態(tài)行為做出預(yù)測。
在模型2-4中,研究者逐次放入外生解釋變量—具身學(xué)習(xí)投入度、教師數(shù)字素養(yǎng)和學(xué)校數(shù)字環(huán)境。三者均具有顯著主效應(yīng),影響系數(shù)介于0.779-1.493之間(p<0.01),假設(shè)H1a、H1b和H1c獲得支持。
模型5-6使用知識(shí)學(xué)習(xí)和情感學(xué)習(xí)兩個(gè)內(nèi)生性中介變量作為預(yù)測變量,二者主效應(yīng)系數(shù)分別為0.150和0.175(p<0.01),假設(shè)H2a和H2b成立。
模型7的結(jié)果同樣支持上述發(fā)現(xiàn),即使考慮到所有因素之間影響的相互作用,本研究依然發(fā)現(xiàn)所有變量均具有顯著影響。從標(biāo)準(zhǔn)化后得到的模型8可以發(fā)現(xiàn):
1)在控制其他因素后,男生的積極生態(tài)行為傾向較低(β=-0.092,p<0.01),城市戶口、教育資本等因素會(huì)帶來正向作用,但整體作用系數(shù)均低于0.05(p<0.01)。相較而言,主解釋變量具身學(xué)習(xí)投入度(β=0.194,p<0.01)影響較大,教師數(shù)字素養(yǎng)(β=0.103,p<0.01)、學(xué)校數(shù)字環(huán)境(β=0.104,p<0.01)的影響力基本相當(dāng)。
2)知識(shí)學(xué)習(xí)與情感學(xué)習(xí)影響顯著,且情感學(xué)習(xí)(β=0.215,p<0.01)的作用效力大于知識(shí)學(xué)習(xí)(β=0.117,p<0.01)。在兩類學(xué)習(xí)加工中,情感學(xué)習(xí)的程度對積極生態(tài)行為影響更大。這與前述假設(shè)相符,證明了具身學(xué)習(xí)中情感加工引發(fā)的行為后效可能遠(yuǎn)大于知識(shí)獲得的影響。
3)通過具身學(xué)習(xí)投入度等主解釋變量在非全模型中的系數(shù)變化能夠判斷,它與其他變量存在交互性關(guān)系,可能是經(jīng)由其他中介變量影響生態(tài)行為。這一結(jié)果也說明還需要對該模型進(jìn)行結(jié)構(gòu)性探討,包括考慮知識(shí)學(xué)習(xí)與情感學(xué)習(xí)兩個(gè)變量的內(nèi)生性,分析二者在具身學(xué)習(xí)投入度與積極生態(tài)行為之間的中介作用,提高對學(xué)習(xí)過程機(jī)制的解釋力。
教育元宇宙的具身學(xué)習(xí)屬性能夠提高學(xué)生積極生態(tài)行為水平,而具身學(xué)習(xí)所帶來的知識(shí)學(xué)習(xí)與情感學(xué)習(xí)分別從外顯與內(nèi)隱層面對積極生態(tài)行為發(fā)揮作用。教育元宇宙所依賴的數(shù)字孿生技術(shù)能夠帶來更直觀的知識(shí)學(xué)習(xí)環(huán)境,有利于知識(shí)加工編碼與記憶提取,尤其在情感學(xué)習(xí)方面能夠帶來有異于傳統(tǒng)間接經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)的沉浸體驗(yàn),多方面證據(jù)也表明這種沉浸感會(huì)首先作用于情感加工通道,對積極生態(tài)行為產(chǎn)生正向影響。這就有必要在中介效應(yīng)模型的基礎(chǔ)上加以檢驗(yàn),分離出知識(shí)學(xué)習(xí)與情感學(xué)習(xí)的效應(yīng)量,并最終檢驗(yàn)二者之間的互動(dòng)關(guān)系。
結(jié)合本研究的理論模型,研究者將知識(shí)學(xué)習(xí)與情感學(xué)習(xí)均作為中介變量,并考慮具身學(xué)習(xí)研究和情感教學(xué)研究中的證據(jù),以鏈?zhǔn)街薪槎瞧叫兄薪榈姆绞娇紤]情感學(xué)習(xí)與知識(shí)學(xué)習(xí)之間的關(guān)聯(lián)性。本研究使用Mplus 8.3軟件構(gòu)建結(jié)構(gòu)模型,通過PA-OV路徑分析模型(Path Analysis with Observed Variables Model)對提出的理論架構(gòu)進(jìn)行數(shù)據(jù)匹配(方杰等,2014),并根據(jù)匹配后的數(shù)據(jù),建立最終模型(見圖2)。
圖2 積極生態(tài)行為PA-OV模型影響路徑
結(jié)構(gòu)模型適配的卡方值為0.139,顯著性概率值p>0.05,總體方差Σ矩陣與Σ(θ)矩陣的差異顯著性概率值P=0.000<0.05,這表明假設(shè)理論模型與實(shí)際數(shù)據(jù)可以契合。模型結(jié)果顯示擬合良好: χ2/df =0.069,CFI=0.988,NFI=0.991,IFI=0.976,RMSEA=0.048。具體結(jié)構(gòu)模型中的路徑系數(shù)統(tǒng)計(jì)見表三。結(jié)構(gòu)模型顯示:
表三 PA-OV模型路徑載荷系數(shù)統(tǒng)計(jì)
1)具身學(xué)習(xí)投入度對于積極生態(tài)行為的作用是顯著的(β=2.662,p<0.001),且影響具有顯著結(jié)構(gòu)性。知識(shí)學(xué)習(xí)與情感學(xué)習(xí)作為具身學(xué)習(xí)兩個(gè)重要通道,傳導(dǎo)了具身學(xué)習(xí)的作用,并直接決定了積極生態(tài)行為的最終水平。同時(shí),教師素養(yǎng)和學(xué)校環(huán)境等因素對積極生態(tài)行為也具有作用,且在考慮結(jié)構(gòu)性影響后這一作用的總體水平與回歸分析結(jié)果基本保持一致。假設(shè)H1a、H1b和H1c獲得進(jìn)一步支持。
2)具身學(xué)習(xí)投入度對于情感學(xué)習(xí)的直接影響遠(yuǎn)大于知識(shí)學(xué)習(xí)(β=1.575>0.503,p<0.001),表明具身學(xué)習(xí)主要通過提升情感體驗(yàn),而非知識(shí)總量獲得效能。這和傳統(tǒng)課堂上以傳授生態(tài)知識(shí)和環(huán)保理念為主要生態(tài)教育的常規(guī)手段形成了鮮明對比。這也證明教育元宇宙能夠?yàn)榍楦袑W(xué)習(xí)賦能。
3)情感學(xué)習(xí)與知識(shí)學(xué)習(xí)的交互影響表明,情感學(xué)習(xí)對知識(shí)學(xué)習(xí)不僅提高了效應(yīng)絕對值,且其方向是正向的(β=0.521,p<0.001)。反之,知識(shí)學(xué)習(xí)對情感學(xué)習(xí)在其他結(jié)構(gòu)因素被控制情況下反而呈現(xiàn)出低水平負(fù)向結(jié)果(β=-0.185,p<0.001)。這表明,知識(shí)學(xué)習(xí)的程度會(huì)在認(rèn)知加工中抑制情感的激發(fā)與維持,這似乎與通常所假設(shè)的知情相互激發(fā)有所不同,但是否能夠延伸解釋為,傳統(tǒng)課堂設(shè)計(jì)中過多的知識(shí)為本的教學(xué)會(huì)產(chǎn)生對情緒認(rèn)知的反向抑制,導(dǎo)致依賴于情感認(rèn)同的道德選擇難以在現(xiàn)實(shí)中轉(zhuǎn)化為心理驅(qū)力,還需要通過對鏈?zhǔn)街薪樾?yīng)的檢驗(yàn)加以討論。
研究者通過引入知識(shí)學(xué)習(xí)與情感學(xué)習(xí)中介模型,辨析了知—情雙通道在行為轉(zhuǎn)變中的影響機(jī)制,也證明情感學(xué)習(xí)對于行為塑造的作用可能遠(yuǎn)大于知識(shí)學(xué)習(xí)。本研究為討論該鏈?zhǔn)街薪橛绊憘鲗?dǎo)中的效應(yīng)構(gòu)成問題,使用Bootstrap方法進(jìn)行了2000次有放回重復(fù)抽樣(張涵等,2016),將總效應(yīng)計(jì)算分解為直接效應(yīng)與間接效應(yīng),表征知識(shí)學(xué)習(xí)與情感學(xué)習(xí)兩通道在教育影響中的載荷情況(見表四),從中不難發(fā)現(xiàn):
表四 中介效應(yīng)路徑系數(shù)
1)具身學(xué)習(xí)投入度的作用既包括直接效應(yīng)也包括間接效應(yīng),其中間接效應(yīng)占85.7%(34.9%+50.8%),直接效應(yīng)(1-85.7%=14.3%)僅為間接效應(yīng)的16.7%,表明具身學(xué)習(xí)的影響主要通過知識(shí)學(xué)習(xí)與情感學(xué)習(xí)中介作用傳導(dǎo)至積極生態(tài)行為。H2a和H2b的中介效應(yīng)假設(shè)進(jìn)一步被證實(shí)。
2)除了具身學(xué)習(xí),教師數(shù)字素養(yǎng)和學(xué)校數(shù)字環(huán)境也具有一定的影響,但作用途徑并非由情感學(xué)習(xí)與知識(shí)學(xué)習(xí)傳導(dǎo),其間接效應(yīng)僅為21.5%和13.7%。同時(shí),這一結(jié)果也佐證了前述具身學(xué)習(xí)投入度的影響效應(yīng)具有排他性的預(yù)測。此外,具身學(xué)習(xí)對知識(shí)學(xué)習(xí)、情感學(xué)習(xí)和積極生態(tài)行為的綜合影響最高,這也說明具身學(xué)習(xí)的教育影響具有很大程度的彌散性。
3)在知—情雙通道的競爭性方面,知識(shí)學(xué)習(xí)與情感學(xué)習(xí)雖然都具有顯著的間接效應(yīng),但從效應(yīng)量看,情感學(xué)習(xí)顯著大于知識(shí)學(xué)習(xí)(50.8%>34.9%),這與之前分析一致。假設(shè)H3a被證實(shí),H3b被證否。
值得注意的是,從前述數(shù)據(jù)可知,與通常認(rèn)為的知—行兩通道平行加工或正向交互作用的理解相悖,知識(shí)學(xué)習(xí)與情感學(xué)習(xí)在積極生態(tài)行為上呈現(xiàn)更復(fù)雜的面相:一方面,情感學(xué)習(xí)對知識(shí)學(xué)習(xí)的影響正向且強(qiáng)烈,表明情感投入能夠激發(fā)知識(shí)學(xué)習(xí)的動(dòng)機(jī),導(dǎo)致更好的知識(shí)學(xué)習(xí)效果;另一方面,知識(shí)學(xué)習(xí)對情感學(xué)習(xí)的影響是負(fù)向的,雖然程度較弱,卻使得情感學(xué)習(xí)與知識(shí)學(xué)習(xí)在鏈?zhǔn)街薪樾?yīng)傳導(dǎo)中的總體效應(yīng)量有所縮減。這是否意味著知識(shí)學(xué)習(xí)的理性化、抽象化水平越高,越有礙于情感投入?如果這一結(jié)論可靠,教育元宇宙極有希望成為解決目前大量教學(xué)中重知識(shí)輕情感以至知識(shí)壓抑情感問題的一劑“良藥”,這方面的證據(jù)還需要更嚴(yán)格的教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)加以驗(yàn)證。
本研究引入元宇宙平臺(tái),以生態(tài)教育為教學(xué)內(nèi)容探索了具身學(xué)習(xí)方式對積極生態(tài)行為的影響效能及其內(nèi)在機(jī)制,不僅確證了教育元宇宙的具身學(xué)習(xí)特性能夠產(chǎn)生積極的學(xué)習(xí)效果,更解析了具身學(xué)習(xí)過程中情感學(xué)習(xí)的作用路徑。研究發(fā)現(xiàn):1)教育元宇宙具有的具身學(xué)習(xí)屬性能夠極大提升積極生態(tài)行為水平;2)具身學(xué)習(xí)效能主要通過知—情雙通道進(jìn)行中介傳導(dǎo),且情感學(xué)習(xí)通道的作用更顯著;3)情感學(xué)習(xí)與知識(shí)學(xué)習(xí)相互影響,情感學(xué)習(xí)能夠提升知識(shí)學(xué)習(xí)效能,但知識(shí)學(xué)習(xí)對情感學(xué)習(xí)存在競爭與抑制作用。
研究證明,教育元宇宙借助數(shù)字孿生等技術(shù)優(yōu)勢,有效建構(gòu)了個(gè)體的數(shù)字化具身學(xué)習(xí)空間,部分模糊了直接經(jīng)驗(yàn)與間接經(jīng)驗(yàn)的邊界,使學(xué)習(xí)者更有效地將學(xué)習(xí)對象納入自身知識(shí)學(xué)習(xí)與情感學(xué)習(xí)過程,最終提升個(gè)體學(xué)習(xí)效能。然而,目前制約教育元宇宙發(fā)展的因素,除了科技迭代所需的經(jīng)濟(jì)成本、時(shí)間成本,還包括從家長到教師、從家庭到學(xué)校的全過程參與帶來的接入成本、學(xué)習(xí)成本。今天的“Z世代”(Generation Z)作為數(shù)字原住民將數(shù)字虛擬技術(shù)視為尋常(鄧敏杰等,2019),很多家長或教師卻很難接受非中心化的學(xué)習(xí)方式,對數(shù)字世界的不信任往往成為心理層面拒斥教學(xué)新技術(shù)應(yīng)用的瓶頸。另外,從元宇宙技術(shù)平臺(tái)的發(fā)展看,不論美國、歐洲還是中國,都不具有實(shí)現(xiàn)完全意義上的元宇宙開發(fā)運(yùn)行的技術(shù)儲(chǔ)備,更不可能達(dá)到全然實(shí)現(xiàn)數(shù)字勞動(dòng)與數(shù)字教育的程度(何哲,2022)。部分研究者提出開發(fā)專門面向教育領(lǐng)域的元宇宙構(gòu)想,試圖一攬子解決元宇宙學(xué)習(xí)系統(tǒng)從平臺(tái)搭建、系統(tǒng)開發(fā),到虛實(shí)對接、自主演化的整個(gè)鏈路,這種做法既不現(xiàn)實(shí)也無必要。以本研究為例,即使采用架構(gòu)趨近教育元宇宙理想形態(tài)的設(shè)計(jì)方案,仍然只能實(shí)現(xiàn)視覺、聽覺的沉浸,有限實(shí)現(xiàn)觸覺、動(dòng)覺的反饋,尚無法實(shí)現(xiàn)味覺、嗅覺等的虛實(shí)對接,且硬件算力也僅能勉強(qiáng)保障10萬級(jí)的并發(fā)接入數(shù)。因此,教育元宇宙的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)建立在當(dāng)前工業(yè)化水平與智能技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)上,合理利用已有學(xué)習(xí)平臺(tái),以提升學(xué)習(xí)者各方面學(xué)習(xí)效能為宗旨,盡力解決技術(shù)從云端到學(xué)校、家庭再到個(gè)體的“最后一比特”問題,實(shí)現(xiàn)教育元宇宙的最優(yōu)“落地”。
研究表明,教育元宇宙的教學(xué)能夠充分體現(xiàn)具身學(xué)習(xí)的涉身性、體驗(yàn)性和情境性等特質(zhì),借由數(shù)字孿生技術(shù)搭建起可以讓主體全身心投入的認(rèn)知與情感環(huán)境(殷明等,2015;張艷麗等,2020)。因此,情感學(xué)習(xí)這一傳統(tǒng)上較難納入學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)的領(lǐng)域反而在元宇宙場域中煥發(fā)出新的活力,取得了“真情實(shí)感”的學(xué)習(xí)效能增益。這似乎也回應(yīng)了奧蘇伯爾“有意義學(xué)習(xí)”和羅杰斯“有意義學(xué)習(xí)”概念的重要區(qū)別——前者僅是“頸部以上的學(xué)習(xí)”,而后者更依賴于個(gè)體經(jīng)驗(yàn)和情感習(xí)得。由此審視羅杰斯的“自由學(xué)習(xí)”理論——以學(xué)習(xí)者為中心的教學(xué)應(yīng)當(dāng)是自我驅(qū)動(dòng)的、情感投入和自由探索的——在元宇宙語境中似乎更富有理論解釋力和實(shí)踐想象力。這也能解釋情感學(xué)習(xí)在元宇宙教學(xué)設(shè)計(jì)中的比較優(yōu)勢,并促使我們思考是否應(yīng)當(dāng)將情感學(xué)習(xí)建構(gòu)作為教育元宇宙中教學(xué)設(shè)計(jì)的焦點(diǎn),以便在新的技術(shù)環(huán)境中重塑教學(xué)目標(biāo)體系。
正如尼葛洛龐蒂(2017)所預(yù)言:社會(huì)不是分為信息富裕者和信息匱乏者、富人和窮人、第一世界和第三世界,真正的文化差距會(huì)出現(xiàn)在世代之間。隨著數(shù)字原住民與數(shù)字移民在技術(shù)使用、數(shù)字化行動(dòng)能力等方面差距的拉大,新型數(shù)字貧困也極可能帶來新的次生不平等和數(shù)字鴻溝,因此,提升數(shù)字參與比糾結(jié)于數(shù)字世界真實(shí)性更迫切。就本研究而言,元宇宙相關(guān)的教學(xué)研究結(jié)果容易獲得認(rèn)同,但元宇宙背后的全新“世界圖景”卻容易引發(fā)爭論。傳統(tǒng)觀念傾向于將經(jīng)由數(shù)字技術(shù)而來的電子游戲、虛擬人物看作非真實(shí)的、虛幻的存在物,導(dǎo)致非理性地拒斥等次生問題,形成新型數(shù)字鴻溝。關(guān)于數(shù)字世界的“真實(shí)性”問題,元宇宙技術(shù)實(shí)質(zhì)上已模糊了物理真實(shí)與數(shù)字真實(shí)之間的區(qū)隔,學(xué)習(xí)者以“虛擬化身”方式進(jìn)入非中心化的教育元宇宙中,其學(xué)習(xí)并非原子化的感知過程,而是在與團(tuán)隊(duì)、陌生人乃至系統(tǒng)NPC(Non-Player Character,非玩家角色)的互動(dòng)中建構(gòu)起關(guān)于學(xué)習(xí)對象與學(xué)習(xí)過程的知識(shí)和意義,其真實(shí)性潛藏在學(xué)習(xí)關(guān)系的建立和互動(dòng)過程中,而非獨(dú)立于過程外(朱虹等,2013)。從皮亞杰的激進(jìn)建構(gòu)主義立場看,這一過程可理解為個(gè)體認(rèn)知圖式在新的數(shù)字空間的適應(yīng)與再平衡,最終形成的并非是客觀性的實(shí)體知識(shí),而是個(gè)體關(guān)于外部世界的信念與理解,是個(gè)體意義上的分布式的真實(shí)而非集中式的唯一真實(shí)(周國梅等,2002)。因此,轉(zhuǎn)換思維范式,從糾結(jié)元宇宙能否提供真知識(shí)轉(zhuǎn)而關(guān)注元宇宙能否切實(shí)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)增益,充分利用元宇宙技術(shù)為現(xiàn)代教育教學(xué)賦能,是教育者應(yīng)當(dāng)關(guān)注的。
最后,本研究與其說是對教育元宇宙場域中具身學(xué)習(xí)效能的實(shí)證檢驗(yàn),不如理解為在非完備技術(shù)條件下對現(xiàn)有元宇宙場域中教育應(yīng)用潛力的初步探索。隨著元宇宙技術(shù)應(yīng)用與教學(xué)實(shí)踐的深度融合,本研究還能夠在微觀和宏觀兩方面進(jìn)行擴(kuò)展:在微觀領(lǐng)域,通過更好地將學(xué)生腦電波、皮膚電壓、眼動(dòng)追蹤、聲紋分析等數(shù)據(jù)納入分析框架,更細(xì)致入微地揭示大腦神經(jīng)層面的作用機(jī)制;在宏觀層面,隨著元宇宙用戶數(shù)量增長帶來的關(guān)系復(fù)雜性冪次擴(kuò)增,以及數(shù)字世界經(jīng)濟(jì)、文化等抽象層資產(chǎn)的生產(chǎn)與固化,數(shù)字化行動(dòng)能力與數(shù)字再生產(chǎn)帶來的數(shù)字不平等等全新問題也將成為未來教育治理在數(shù)字世界的自然延伸??傊?,對于教育元宇宙的未來,研究者的想象或不足以追趕現(xiàn)實(shí)的發(fā)展速率,但教育研究者的持續(xù)關(guān)注與有效互動(dòng)卻是教育元宇宙蓬勃發(fā)展的重要?jiǎng)恿碓粗弧?/p>