具身認(rèn)知視域下科普繪本的數(shù)字化設(shè)計研究

一、數(shù)字化時代的科普繪本

數(shù)字技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛，數(shù)字繪本利用文本、圖像、聲音和動畫等多媒體元素，通過電子設(shè)備展示和閱讀，突破了傳統(tǒng)紙質(zhì)繪本的局限，賦予了科普教育新的表現(xiàn)形式。相比傳統(tǒng)媒介，數(shù)字繪本不僅具有強互動性和多樣化的表現(xiàn)手法，更能夠通過新興技術(shù)手段實現(xiàn)內(nèi)容的精準(zhǔn)傳達和知識的有效傳播。

科普繪本作為數(shù)字時代的創(chuàng)新載體，在科普教育中展現(xiàn)出強大的潛力，這與如今網(wǎng)絡(luò)普及率的提升與數(shù)字化手段的進步密不可分。根據(jù)中研普華產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2024-2029年兒童繪本產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢分析報告》數(shù)據(jù)顯示，2023年中國兒童繪本市場規(guī)模已達到300億元人民幣，年復(fù)合增長率超過 1 0 % 。隨著數(shù)字時代的全面來臨，數(shù)字繪本逐漸成為“10后”“數(shù)字原住民”的閱讀方式之一，與紙質(zhì)繪本互為補充。根據(jù)北京開卷前三季度中國少兒圖書市場數(shù)據(jù)，2024年前三季度少兒科普百科在中國少兒圖書市場占比超 2 7 % 。值得關(guān)注的是，平臺電商和垂直電商少兒科普百科類圖書市場占比最高，有聲、互動式等多媒體形式在該細分門類廣泛應(yīng)用，受到用戶廣泛歡迎[]。越來越多的兒童通過數(shù)字閱讀的形式接受科普教育，閱讀內(nèi)容從傳統(tǒng)實體出版物逐漸過渡到出版物與立體數(shù)字資源相結(jié)合的形式，彰顯出兒童數(shù)字閱讀正從“紙媒”向“屏媒”轉(zhuǎn)型。

隨著數(shù)字媒體和教育工具的不斷發(fā)展，科普繪本與新媒體的結(jié)合開辟了豐富多樣的科普形式，為公眾提供了更為廣泛的知識獲取途徑。盡管科普繪本通過豐富的媒體資源和游戲化的交互設(shè)計增強了趣味性和參與感，但在科普內(nèi)容的準(zhǔn)確性與趣味性之間的平衡仍需進一步努力，以提升兒童的科學(xué)素養(yǎng)和閱讀體驗。

二、基于具身認(rèn)知理論的數(shù)字繪本設(shè)計策略探索

“具身認(rèn)知”是認(rèn)知科學(xué)領(lǐng)域的核心議題，目前學(xué)界的主流觀點認(rèn)為“具身”一詞指的是身體構(gòu)造與身體感覺運動系統(tǒng)在與環(huán)境的互動中塑造認(rèn)知，即個體的身體經(jīng)驗在認(rèn)知塑造方面所起到的建構(gòu)作用。各種類型的認(rèn)知活動，如觀念、思維、概念形成、分類和判斷等，都受到身體和身體感覺運動圖式的制約和塑造[2。身體的方方面面，如神經(jīng)系統(tǒng)的物理屬性、大腦和身體的結(jié)構(gòu)、感覺運動系統(tǒng)的圖式、感官的構(gòu)造、神經(jīng)遞質(zhì)的傳遞等無時無刻不在塑造著人類的認(rèn)知和心智，使得身心成為緊密交融的一體。

《具身心智：認(rèn)知科學(xué)與人類經(jīng)驗》一書強調(diào)了認(rèn)知具有具身性、情境性和生成性特點，這本書標(biāo)志著具身認(rèn)知理論的正式提出。在數(shù)字繪本設(shè)計中，具身認(rèn)知理論為設(shè)計師理解讀者的認(rèn)知過程提供了一個綜合視角，強調(diào)了身體、環(huán)境和情境在認(rèn)知中的重要作用。具身認(rèn)知理論強調(diào)，認(rèn)知的生成過程始終依賴于個體與環(huán)境的動態(tài)互動。尤其在兒童教育中，這種互動的重要性更加突出。兒童通過直接感知、操作和觀察形成知識，而數(shù)字繪本為這種具身認(rèn)知提供了理想的平臺。與傳統(tǒng)繪本相比，數(shù)字繪本能夠更充分地利用動態(tài)的視覺呈現(xiàn)與交互方式，將具身認(rèn)知的原則深度嵌入到設(shè)計中。例如，通過簡化的觸屏互動和場景體驗，兒童可以直觀理解復(fù)雜的科學(xué)概念，促進他們更深層次的學(xué)習(xí)效果。設(shè)計符合具身認(rèn)知原理的交互式數(shù)字繪本，充分利用讀者的身體體驗和環(huán)境互動以增強繪本的教育效果和用戶體驗，從而實現(xiàn)知識的有效學(xué)習(xí)，即具身認(rèn)知視域下認(rèn)知主體和認(rèn)知對象的完美融合。

基于以上觀點，筆者嘗試通過總結(jié)科普向數(shù)字繪本中常用的交互范式，并運用具身認(rèn)知理論進行解釋和優(yōu)化，得出了相對應(yīng)的具身化策略。這些策略不僅注重情境的真實再現(xiàn)和身體的實際參與，還通過多種互動方式提升兒童的學(xué)習(xí)效果和認(rèn)知發(fā)展。表1詳細闡述了數(shù)字繪本中的交互設(shè)計和具身化策略，這些策略旨在通過科學(xué)的設(shè)計方法和多感官的綜合體驗，創(chuàng)造一個動態(tài)且沉浸式的學(xué)習(xí)環(huán)境，從而在理論與實踐之間找到更好的結(jié)合點，促進兒童對科普知識的深度理解和記憶。

三、具身化策略在數(shù)字繪本中的應(yīng)用實踐

為了深入探討具身認(rèn)知理論在科普向數(shù)字繪本中的應(yīng)用，本文構(gòu)建了一個包含三個主要層次的實證模型，展示了在具身認(rèn)知視域下，數(shù)字繪本的設(shè)計策略從理論到實踐的轉(zhuǎn)化路徑，并明確了各設(shè)計策略與核心理論之間的關(guān)系，為科普繪本的設(shè)計與應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)和實踐指導(dǎo) （如圖1）。

在預(yù)期效果層中，設(shè)計策略的教育目標(biāo)通過“知識、技能、能力分類法”的支持得以明確和細化。“知識、技能、能力分類法”（TypologyofKnowledge，SkillsandCompetences，簡稱“KSC分類法”）是歐洲職業(yè)培訓(xùn)發(fā)展中心于2006年發(fā)布的《知識、技能和能力的類型學(xué)：概念和原型的澄清》一書中提出的一種學(xué)習(xí)成果分類理論，將學(xué)習(xí)成果劃分為知識、技能和能力三個維度：知識維度關(guān)注內(nèi)容的記憶與理解，技能維度側(cè)重實踐操作的掌握，能力維度強調(diào)在不同情境中靈活應(yīng)用知識和技能[3]?；谶@一框架，數(shù)字繪本的設(shè)計策略在不同層面支撐了具體的教育目標(biāo)。知識維度強調(diào)內(nèi)容的記憶與理解，適用于圖中“互動多媒體體驗”與“沉浸式情境參與”策略，通過情境化和多感官互動的方式有效促進兒童的理解記憶，幫助兒童在直觀體驗中形成深刻記憶。技能維度關(guān)注學(xué)習(xí)效果的提升，與“個性化交互反饋”策略相契合，采用明確標(biāo)識和規(guī)則引導(dǎo)來提高學(xué)習(xí)效果，幫助兒童逐步掌握知識并應(yīng)用到具體任務(wù)中。能力維度涵蓋復(fù)雜情境中的靈活應(yīng)用，與“游戲化練習(xí)”策略緊密關(guān)聯(lián)，通過遞進的任務(wù)挑戰(zhàn)和個性化反饋引導(dǎo)兒童完成自我提升，進而增強認(rèn)知發(fā)展。這些預(yù)期效果為繪本設(shè)計提供了清晰指導(dǎo)方向的同時，也為其教育成效的后續(xù)評估奠定了理論基礎(chǔ)。

設(shè)計策略層詳細闡述了如何通過具體的策略實現(xiàn)這些預(yù)期效果。該層次集中展示了三大核心策略：互動多媒體體驗、個性化交互反饋和沉浸式情境參與?；佣嗝襟w體驗通過結(jié)合多種感官刺激，利用圖像、聲音和動畫等元素，旨在創(chuàng)設(shè)逼真的學(xué)習(xí)情境，激發(fā)學(xué)習(xí)者的興趣并提升其參與度。個性化交互反饋則通過與學(xué)習(xí)者的持續(xù)互動，提供即時的反應(yīng)與引導(dǎo)，幫助他們更好地理解復(fù)雜概念。此外，沉浸式情境參與通過模擬真實環(huán)境和情境，再現(xiàn)學(xué)習(xí)情境，促使學(xué)習(xí)者在接近實際應(yīng)用的條件下進行探索和練習(xí)，從而增強學(xué)習(xí)效果。這些設(shè)計策略通過將具身認(rèn)知理論具體化，使數(shù)字繪本的教育目標(biāo)更加切實可行。接下來筆者將分別深入探討互動多媒體體驗、個性化交互反饋和沉浸式情境參與在繪本設(shè)計中的具體應(yīng)用。

（一）互動多媒體體驗

在兒童思維的發(fā)展階段中，視覺、聽覺和觸覺往往在兒童認(rèn)知過程中發(fā)揮更重要的作用。互動多媒體體驗通過多感官的綜合刺激，營造沉浸式的學(xué)習(xí)環(huán)境可以有效增強兒童的學(xué)習(xí)效果。視覺感知在其中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，兒童通過視覺獲得的認(rèn)知遠超其他感官，通過繪本中的圖像、色彩和虛擬場景直觀地呈現(xiàn)故事內(nèi)容，可以幫助兒童從多維的角度理解故事內(nèi)容，對事物進行判斷和認(rèn)知。聽覺作為兒童獲取聲音信息的主要來源也是數(shù)字繪本中不可忽視的部分，結(jié)合音效、配樂等元素，數(shù)字繪本能夠使故事情節(jié)更加生動。在數(shù)字繪本中，傳統(tǒng)繪本中的文字表達被動態(tài)的聲音替代，兒童在聽覺和視覺的雙重刺激下產(chǎn)生的聯(lián)覺體驗，刺激并強化兒童對事物的感知，使用戶能夠更加身臨其境地感知故事的情境與情感。而觸覺則為數(shù)字繪本提供了進一步的互動空間，兒童可以通過與觸摸屏的互動，獲得對物體特性的感知。例如，在創(chuàng)作以自然科學(xué)主題的科普向數(shù)字繪本時，可以通過動畫展示不同生態(tài)系統(tǒng)的變化，結(jié)合聲音元素如鳥鳴、水流聲和風(fēng)聲等，創(chuàng)造一個真實的自然情境。在感官知覺統(tǒng)合的過程中，不僅增強了用戶的學(xué)習(xí)動機，還實現(xiàn)了具身認(rèn)知理論的具體化通過身體的直接參與和感官互動，兒童能夠在更具沉浸感的學(xué)習(xí)環(huán)境中動態(tài)生成認(rèn)知結(jié)構(gòu)。

（二）個性化交互反饋

交互反饋是數(shù)字繪本設(shè)計中的核心功能，它根據(jù)用戶的操作和行為提供即時反饋，這種機制通常依據(jù)用戶的行為和操作提供個性化的反應(yīng)，使每個用戶的學(xué)習(xí)過程都更加符合其需求和進展。具身認(rèn)知理論中的生成性強調(diào)，認(rèn)知并非固定不變的過程，而是在情境和環(huán)境的互動中動態(tài)生成。在數(shù)字繪本中，個性化交互反饋通過動態(tài)反饋機制和個性化學(xué)習(xí)路徑設(shè)計得以實現(xiàn)，系統(tǒng)根據(jù)用戶的表現(xiàn)提供正向或反向反饋，從而影響用戶的情感和認(rèn)知過程。正向反饋不僅增強用戶的自信心，還能激發(fā)他們的學(xué)習(xí)動機；而負向反饋則通過引導(dǎo)反思，促進學(xué)習(xí)深度。例如，在姜蔚的數(shù)字繪本《水寶寶的奇妙之旅》中（如圖2），每章節(jié)設(shè)有闖關(guān)模式，讓兒童在學(xué)習(xí)的同時進行知識檢測，回答正確后還有獎勵機制。這種模式可以讓讀者在積極的情感體驗中完成對知識的吸收，在寓教于樂的情感互動中愛上閱讀。通過設(shè)計多樣化的任務(wù)與練習(xí)內(nèi)容，數(shù)字繪本能夠進一步增強兒童的學(xué)習(xí)效果。例如，在設(shè)計與能源科學(xué)相關(guān)的科普繪本時，可以加入虛擬實驗闖關(guān)游戲，讓用戶通過選擇正確的能源轉(zhuǎn)換裝置完成供電任務(wù)。在這一過程中，繪本不僅提供任務(wù)完成后的即時反饋，還通過逐步提升的任務(wù)難度培養(yǎng)兒童的科學(xué)邏輯思維。研究表明，這種以游戲化任務(wù)為載體的設(shè)計形式能夠有效激發(fā)兒童的學(xué)習(xí)興趣，并在潛移默化中增強他們對復(fù)雜知識的掌握能力。

（三）沉浸式情境參與

沉浸式情境參與是指數(shù)字繪本通過創(chuàng)建一個讓用戶完全投入的沉浸式學(xué)習(xí)環(huán)境，促進他們在情感、態(tài)度和行為上的積極參與。數(shù)字繪本的沉浸式情境參與策略可以通過延展故事內(nèi)容的時間與空間維度，增強用戶的沉浸感。例如，在科普繪本中增加章節(jié)模式，每個章節(jié)展現(xiàn)一個完整的情境故事，讓兒童能夠在連續(xù)性的故事體驗中理解科學(xué)知識。情境的多樣化設(shè)計，例如從自然環(huán)境到太空探索，從微觀的分子世界到宏觀的宇宙視野，可以大大拓展兒童的知識范圍，激發(fā)他們的想象力和學(xué)習(xí)動力。虛擬數(shù)字繪本的敘事方式與傳統(tǒng)繪本不同，它打破了時間的線性發(fā)展，融入了作者設(shè)定的情節(jié)和用戶的互動選擇，形成了雙重的情節(jié)線。用戶的閱讀路徑不僅是從故事的碎片化情節(jié)中重建的，而且在互動中逐步推進，這使故事的推進過程更加靈活、動態(tài)，同時也確保了故事的主要目標(biāo)貫穿始終，達成作者與用戶的目標(biāo)一致。數(shù)字繪本通過去除傳統(tǒng)文字形式，突出視覺和聽覺的多模態(tài)表現(xiàn)。這種形式的轉(zhuǎn)變突破了傳統(tǒng)敘事的線性結(jié)構(gòu)，提供了更加動態(tài)、靈活的學(xué)習(xí)體驗[4]。在這種視覺驅(qū)動的敘事中，場景的情緒烘托和多感官的沉浸式感知幫助用戶進入一個充滿情感共鳴的故事環(huán)境。具身認(rèn)知理論中的具身性概念在此發(fā)揮了重要作用，因為認(rèn)知不僅僅發(fā)生在大腦中，而且通過身體的參與和感官的互動與環(huán)境產(chǎn)生聯(lián)系。通過色彩、音效和動畫的組合，數(shù)字繪本創(chuàng)造了一個情感豐富、立體鮮活的敘事空間，使用戶能夠與故事中的情境和情感產(chǎn)生更加真實的共鳴。

總體而言，上述數(shù)字繪本中設(shè)計中的應(yīng)用策略與具身認(rèn)知理論的核心原則（情景性、具身性和生成性）緊密結(jié)合。學(xué)習(xí)情境的再現(xiàn)和身體的直接參與使用戶能夠更加真實地體驗知識的應(yīng)用，生成性原則則通過動態(tài)調(diào)整的互動設(shè)計促進了認(rèn)知策略的靈活生成與應(yīng)用。未來的研究可以基于此模型，為數(shù)字教育的發(fā)展提供更加豐富的理論基礎(chǔ)與實踐參考。

四、結(jié)語

本研究探討了具身認(rèn)知理論在科普繪本數(shù)字化設(shè)計中的應(yīng)用，提出了基于情景性、具身性和生成性三大原則的設(shè)計策略。通過構(gòu)建具身認(rèn)知理論與數(shù)字繪本設(shè)計的實證模型，本文明確了互動多媒體體驗、個性化交互反饋和沉浸式情境參與等核心策略的實際應(yīng)用。數(shù)字繪本設(shè)計師應(yīng)充分利用數(shù)字技術(shù)，將視覺、聽覺、觸覺等感官元素有機融合，創(chuàng)造出一個沉浸式的學(xué)習(xí)環(huán)境，使兒童在互動中能更好地理解和內(nèi)化所學(xué)知識。未來的研究需要關(guān)注如何將具身認(rèn)知理論進一步深化并應(yīng)用到不同教育領(lǐng)域，結(jié)合不同年齡段、文化背景的需求，進一步探索如何設(shè)計更加符合兒童認(rèn)知特點的數(shù)字繪本。通過這種持續(xù)的理論與實踐探索，數(shù)字繪本能夠為廣泛的受眾提供更加精準(zhǔn)、有效的學(xué)習(xí)體驗，并在提高公眾科學(xué)素養(yǎng)和認(rèn)知能力方面發(fā)揮更大作用。

參考文獻：

[1]中研網(wǎng).2024年兒童繪本產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢預(yù)測分析報告[EB/OL].[2024-10-11].https：//www.chinairn.com/hyzx/20241011/171155280.shtml.

[2]葉浩生，身心二元論的困境與具身認(rèn)知研究的興起[J].心理科學(xué)，2011（4）：999-1005.

[3]徐欣玥，傅凱莉．具身認(rèn)知視角下的情感化設(shè)計探究[J].美術(shù)教育研究，2022（17）：109-111.

[4]王梓.基于用戶體驗的交互式敘事兒童數(shù)字繪本設(shè)計策略研究[J].藝術(shù)與設(shè)計（理論），2022（5）：87-89.

作者簡介：

劉婉婷，北京林業(yè)大學(xué)藝術(shù)設(shè)計學(xué)院動畫藝術(shù)學(xué)專業(yè)碩士研究生。研究方向：動畫設(shè)計與創(chuàng)作。

上官大堰，北京林業(yè)大學(xué)藝術(shù)設(shè)計學(xué)院副教授、碩士研究生導(dǎo)師。研究方向：游戲設(shè)計、動畫創(chuàng)作。

編輯：雷雪問題進行探討。