伴随数字化和智能技术的飞速发展，当前网络资源可容纳的体量与可覆盖的范围持续扩大，尤其在教育教学领域，近年来围绕线上教学资源的扩容、线上教学模式的创新、线上平台类型的开发以及线上传播路径的优化等渠道，借助教育教学政策的推动、教学师资力量的投入以及智能信息等技术的支持，开展了一系列的探索和推广。在此背景下，如何在线上及线上线下混合式教学模式中为学生提供良好的学习获得感体验，已成为教育教学过程中亟须探索的关键问题。
线上教学资源涵盖了教师的即时授课、课程录播以及慕课、微课、AI课程等多元化的课程内容，因此线上学习作为一种以电子媒介为渠道获取信息的教学方式，具有信息传递速度快、物理空间要求灵活、技术要求局限性小、反馈方式多样等优势，是一种高效便捷的教学模式。然而，在其具有优势的同时也存在一定的局限性，如难以实现线下课堂中充分的师生互动，可能导致学生即时反馈不足，且学生在网络环境下容易出现分心或懈怠等现象
[1]，尤其在医学院校中，医学类课程不仅包括理论教学内容，更多的是实验以及操作等实践性较强的课程内容。正如研究指出，学生在线学习策略的有效性，可以提升其学习动机水平，同时也可以增加其自我效能感。因此，如何帮助学生在线上学习过程中保持积极的注意力和思维能动性，持续体验良好的学习状态，已成为近年来教学研究中的一个重要话题
[2]。
1 双系统理论溯源及其研究
在探讨线上学习的学习投入水平以及学习效能等问题时，有必要从双系统理论的视角进行考量。在认知与社会心理学研究中，双系统理论认为行为现象是两种不同的心理过程的结果
[3]。双系统理论（dual-system theory，DST；又称双过程理论或双重加工理论）是心理学领域用于阐释个体在进行信息处理与决策过程中如何进行加工的理论。这一理论认为，人类的认知过程由两个系统组成：系统1表现为冲动的、自动化的、依赖于直觉的、快速的信息加工方式，系统2表现为全面的、深思熟虑的、依赖于理性的、较为缓慢的信息加工方式
[4]。其分别采用启发式加工（heuristic processing）和分析式加工（analytic processing）的认知方式。采用启发式加工的系统1快速、自动，只需要较少的认知资源就可以对刺激做出本能的决策；而采用分析式加工的系统2则运行缓慢、慎重，需要更多的认知资源和复杂计算以便做出最优决策
[5]。双系统理论为理解人类复杂的认知过程提供了有力的框架，有助于解释在不同情境下个体的认知差异
[4]。
心理学家丹尼尔·卡尼曼在其著作《思考，快与慢》中通过双系统理论揭示了人类思维的复杂性，并阐述了两种认知系统所具有的差异性
[6]。提出系统1具有直觉性、快速性、大容量、无意识性、情境化以及自动化等特点，其依赖情感驱动，根据记忆和经验迅速作出判断，这种方式具有高效和节省认知资源的优势；系统2则具有深思熟虑、自主控制、容量有限、有意识等特点，其遵循规则进行认知运作且具备准确性和理性的优势，适用于完成推理选择、判断分析等较为复杂的任务。
2 基于双系统理论的学习沉浸体验探析
2.1 线上教学模式中的学习沉浸体验研究
在双系统理论的逻辑框架下，可以从一种独特的视角为学习沉浸体验的形成提供思路。学习沉浸体验是指学习者在学习过程中全身心投入，达到一种对学习内容高度专注且享受其中的忘我状态
[7]。20 世纪70 年代，美国心理学家Csikszentmihalyi通过对不同人群的研究发现，当个体从事可控并且富有挑战性的、需要一定技能、受内在动机驱使的活动时，会陷入一种独特的乐观体验，称为“沉浸”，也称其为心流理论（flow theory），通常指个体专注于某一活动时，所体验到的精神完全投入和自我享受的情绪状态。近年来，学者将沉浸体验引入学习情境中，学习沉浸体验又称为学习心流体验，是指一种深层的目标明确、驾驭自如以及内心愉悦的心理状态，在这种状态下，个体的能力与学习任务的挑战之间达到平衡，随之产生一种积极的、正面的情绪体验
[8]。
学者认为，沉浸状态产生的关键是活动具有的挑战性与个体掌握有关的活动技能之间的平衡关系，即个体感知到自身具备的技能和资源与胜任当前活动所需要的技能和资源相当的情况下，个体才有可能进入沉浸状态。Csikszentmihalyi在研究中将沉浸体验划分为9个维度，分别为清楚的目标、自成性的体验（即个体将任务本身作为奖励，在活动过程中感到自己的身心得到了充分满足的心理体验）、挑战与技能的平衡、对任务的控制感、任务专注程度、明确的反馈、行动与意识的融合、时间的扭曲感、自我意识的丧失。同时，研究者也指出，只有当个体的能力与任务的挑战性处于平衡时，才会出现沉浸体验；同时也发现，当教学内容与学生的生活经验或兴趣相关时，学生更容易进入沉浸状态
[9]。而沉浸体验本身还会带来更多的积极影响，梅尔斯（1978）表明，在一门课程中经历的心理沉浸比能力指标更能预测课程的成功。而沉浸体验对在线学习者持续使用意愿也会产生显著的积极影响。此外，沉浸体验似乎不仅会诱发积极情绪，而且也会抑制消极情绪，在完成学习任务之后，个体则会感知到愉悦及充足的积极情绪。迄今的研究中，学者从个体的学习动机、自我效能感、时间管理倾向、人格特质等角度分别阐释了个体因素对于学习沉浸感的影响。如大学生人格特质与学习沉浸体验具有显著正相关，且大学生人格特质部分维度及学习动机部分因子对学习沉浸体验具有显著预测作用
[10]。学业自我概念对学习沉浸体验有直接效应，即大学生的学业自我概念水平越高，大学生学习沉浸体验越深。同时，研究者也从学习时间的连贯性、认知工具的功能、网络学习空间的交互性、线上学习平台的反馈信息、线上教育资源的吸引力等外在影响因素角度进行了探讨。例如，网络学习空间的交互性直接影响学生的沉浸感和满意度，间接影响学生网络学习的质量。从个体的情绪体验角度发现，在学习过程中沉浸体验与学习者的积极情绪有着密切的关系，伴随着学习沉浸感带来的是专注、享受、愉悦和满足的心理体验，可以进一步使学生感受到更高的学习满意度、学习兴趣和发展出更强的学习动机，提升学习愿望和学习效果。然而，由于在线学习情境下学生通常会出现注意力易分散、学习过程的间歇性中断、学习参与感淡薄以及学习获得感不足等问题，因此对于线上学习过程中如何提升沉浸体验的探讨尤其必要。
由于当前数字化技术的发展以及教学模式、教学形式、课程特色等内容的多元化，例如，依托中国大学MOOC等平台开放共享的线上一流课程、整合在线资源与课堂互动优化学习流程的线上线下混合式一流课程、通过数字技术模拟实验场景的虚拟仿真实验教学一流课程等各种教学形式已与传统授课模式出现并存形势，同时利用智能系统进行个性化学习推荐和学情分析等内容的AI赋能教学已然成为大势所趋。另外，在教学中互动教学工具、学习管理系统、虚拟仿真工具等数字化工具的使用激增，因此深入探究线上学习过程中个体对信息的认知和处理过程，了解个体的心理资源运用机制是分析学习投入水平变化的重要途径，也是提供线上学习成效提升建议与策略的重要依据。如前所述，学习沉浸体验是预测持续有效的学习行为的要素，由于迄今研究中对于学习沉浸体验主要从其影响因素及其形成机制的角度进行探讨，而双系统理论则是在教育领域应用中集中在通过设计教学活动来促进学生的认知发展方面，因此可以将两者结合起来，探讨在心理资源视角的双系统理论认知通道与学习沉浸体验的不同形成阶段相联结时，如何提供促进学生深度学习的教学设计和学习策略。
2.2 双系统对学习沉浸体验的促发作用
2.2.1 认知系统1对学习沉浸体验的形成与持续作用
自动化学习过程的达成 由于系统1使用快速和自动化的认知过程以节省心理资源，因此当学习者接触到新知识时，系统1会迅速基于过往的经验、知识、情感和直觉对其进行初步判断，能够快速提供直觉性的反应
[4]。当学习任务与学习者的技能水平相匹配时，系统1能够在快速处理信息的基础上，使学习者可以较易进入沉浸状态
[9]。例如，当学习者所接收的外界刺激信号属于熟悉的信息材料范畴时，个体就能够高效地进行简单化或反应性的处理，因此也更易针对这部分学习内容迅速进入注意力集中积极工作的专注状态。
情感驱动功能 如前所述，沉浸体验的产生会带来个体的积极情绪，同样由于系统1主要是无意识和自主发生的，因此当学习者既有的知识框架与学习内容相契合时，个体更易被将要处理的信息所吸引并唤起积极的情绪体验，此刻的系统1就可以通过愉悦感等积极的情绪情感反应促发个体的学习沉浸体验，使得学习者进入一种较为放松且积极的学习状态。但同时，系统1的自动化和无意识性也可能带来一些干扰，由于其更多依赖个体的情感和经验，当学习内容与学习者的情绪状态或既有认知产生冲突时，可能会引发注意力分散或抵触情绪。例如，当学习者在面对难度较大且与自己原有认知相悖的学习任务时，系统1可能会引发焦虑或逃避的情绪反应，导致其无法进入专注状态
[4]，使得个体在学习沉浸状态的形成过程中出现阻滞。
2.2.2 认知系统2对学习沉浸体验的形成与持续作用
有意识认知控制的达成 由于系统2所具有的缓慢性、分析性、控制性、有意识的认知过程特点，使得个体在接收信息时更依赖于逻辑和推理，因此有助于对学习内容进行深入地思考和整合，促进对于学习内容的理解和记忆，而在学习过程中所感知的挑战与技能的平衡，行动与意识的融合则会进一步诱发沉浸体验，可以深化和保持学习沉浸体验的状态。在面对具有一定挑战性的学习任务时，学习者需要集中注意力解决复杂问题，大脑需要收集更多信息以供决策，此刻系统2则通过使用更多的认知资源有意识地帮助学习者集结资料，专注于推理、判断等深层次的思考，使个体继续保持在沉浸状态
[4]。
目标导向功能 采用分析式认知方式的系统2在接收外界信息的过程中，会根据学习者的能力设定阶段性学习目标，目标将其注意力和努力引向与目标相关的活动，并随时加以调整，以便学习者保持任务与技能的平衡状态，并应用分析能力理解和解决复杂的知识与学习任务，从而更容易进入学习沉浸体验，与此同时也发现，给予个体的反馈可以揭示目标达成的进度，帮助个体调整努力水平或策略
[11]。当学习者进入沉浸状态后，系统2开始发挥作用，它能够帮助学习者将新知识与已有知识体系进行有效连接，通过有意识的思考和加工，使学习者对知识的理解更加深刻和全面
[12]。然而，系统2的有限容量特点也意味着学习者在完成任务过程中需要集中注意力，尽量避免冗余信息在个体的认知过程中产生过多干扰，从而出现自我损耗（Ego Depletion）。自我损耗是指个体在长时间进行自我控制或决策后，心理资源被耗尽，会导致后续自控能力下降。研究也发现，损耗条件下的参与者在后续任务中的表现更差。因此，如果学习任务过于复杂，超出了系统2的处理能力，系统2的有意识加工就需要更多的认知资源支持，因此无论是外界刺激过盛还是学习过程过久，都有可能使得学习者感到认知疲劳，从而难以维持沉浸体验
[13]。
3 双系统的协同深化应用与学习沉浸体验的促发
鉴于双系统所具有的不同特点及其在学习沉浸体验产生过程中的作用，为了促进沉浸体验的形成和维持，需要考量如何充分发挥双系统各自的优势，促进其协同应用。目前，在医学院校的线上课程体系中，不仅设置了基础专业理论课程，还设置了基础实验、临床实践、技能训练等多种实践课程，以培养不仅具备扎实医学知识，更兼具实践能力和职业素养的医学专业人才为目标。因此，运用系统1的直觉反应和情感驱动特点，可以在线上操作演示视频、临床案例讨论、医学图谱等教学展示过程中，选用有现实基础的案例、有鲜明视听觉特点的素材、具有可操作性的情境等内容优化教学资源的呈现方式，也可以将人工智能技术如ChatGPT或Stable Diffusion（AI绘画生成工具）等应用在课程设计以及教学构图、教学插图生成等教学内容中，从而引发学习者的兴趣和注意力。而基于系统2的逻辑驱动特点，在组织学习资源时则需要考虑其知识点之间的连贯性和逻辑性，以及学习内容所具有的可理解和可分析性，如生成AI知识图谱为学习者提供显性的知识逻辑框架；设计具有适度挑战性的学习任务，以随堂测试即时反馈的形式、或限时模拟情境决策等形式穿插在教学过程中，给学习者提供更多匹配其学习技能的机会，有助于学习者进行深度加工和有效思考，同时也能够提高其课堂参与度和学习效果。
由于个体的认知能力所限，减少无关干扰的物理学习环境的创设也至关重要。有研究指出，在社会拥挤状态下，个体可能出现认知负荷过载、支持分析式系统运作可用性资源减少的情况，此时个体更倾向于使用占用认知资源更少的启发式系统。与此相对应，在非拥挤环境下，充足的认知资源支持个体采取分析式系统
[14]。系统2的有限容量特征也表明，学习者在较为安静和独立的空间中更易进入沉浸状态，因此在为学习者提供学习建议时有必要考虑包括声音、光线、温度、物理空间等环境因素。此外，为减少个体出现信息超载的现象，合理安排学习时间和任务难度，在学习过程中适时安排休息和放松时间，避免过度疲劳和认知负荷过重，也有助于及时恢复认知资源和维持系统2的高效运行
[13]。
综上所述，双系统理论为理解学习沉浸体验提供了一个多维度的框架。个体对有关信息的思维加工，包括记忆、推理、判断、理解和解释等环节是一个复杂的认知过程。系统1的直觉和情感反应为沉浸体验的产生提供了驱动力，而系统2的分析和加工能力则有助于沉浸体验的深化和维持。通过系统1和系统2的协同作用，学习者才能够在任务难度与技能水平平衡的条件下，达到高度专注、愉悦和高效的学习状态
[15]。只有在了解双系统理论的特征以及综合协同作用下，才能更好地促进学习沉浸体验的产生和维持，从而提升学习效率和提高学习效果。
4 结束语
对于双系统理论的研究，迄今已经拓展到医学领域、教育学领域、心理学领域、社会学领域等不同学科中，本研究以理论驱动从教学设计的角度进行了协同应用的探析，教学设计作为教育活动中的核心环节，其质量直接关乎教学目标的达成与否以及学生学习成效的高低。未来也可以从学习者的认知风格、人格特质的差异性等个性特征中探讨双系统与学习沉浸的关系，从而在教学研究中拓宽个性化学习方案设计的视野。此外，由于对任务的控制感和明确的反馈也是促发沉浸体验的要素，随着人工智能技术的不断发展，高度仿真的动态虚拟学习场景的建立，为学习者提供的模拟操作界面，逼真的场景和实时的反馈也同样可以通过系统1和系统2的综合作用有效助力学习沉浸体验的形成。
北京市教育科学“十四五”规划课题(CHDB21187)
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