具身認(rèn)知學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計(jì)：特征、要素、應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)*

李志河 李鵬媛 周娜娜 劉芷秀

（1.山西師范大學(xué) 教育科學(xué)學(xué)院；2.山西師范大學(xué) 現(xiàn)代文理學(xué)院，山西臨汾 041000）

一、引言

近年來，隨著大數(shù)據(jù)、人工智能和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的快速發(fā)展，為具身認(rèn)知的發(fā)展注入了許多新的元素，也為具身認(rèn)知學(xué)習(xí)環(huán)境提供了更為先進(jìn)的技術(shù)支持，為實(shí)現(xiàn)教育“個(gè)性化”提供了可能，使得教師能夠準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與學(xué)習(xí)障礙，以更好地促進(jìn)學(xué)生進(jìn)行有意義學(xué)習(xí)。在學(xué)習(xí)環(huán)境中，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、體感技術(shù)等新的人機(jī)交互技術(shù)，扮演著至關(guān)重要的角色。這些技術(shù)與教學(xué)的整合，使得學(xué)習(xí)方式、學(xué)習(xí)活動(dòng)及學(xué)習(xí)環(huán)境正在發(fā)生著巨大的轉(zhuǎn)變，學(xué)習(xí)從離身走向具身成為必然。

國(guó)外對(duì)具身認(rèn)知學(xué)習(xí)環(huán)境的研究是基于具身認(rèn)知理論為基礎(chǔ)、具身技術(shù)為支撐的現(xiàn)實(shí)環(huán)境和數(shù)字化虛擬環(huán)境，在于通過調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)者身體各種感知器官的充分參與，通過身體與其各環(huán)境要素的沉浸式交互，觀察、體驗(yàn)和動(dòng)態(tài)地進(jìn)行知識(shí)學(xué)習(xí)和實(shí)現(xiàn)能力提升。目前，具有代表性的是亞利桑那州大學(xué)2010年創(chuàng)立的媒體情境藝術(shù)實(shí)驗(yàn)室（SMALLab）、哥倫比亞大學(xué)建構(gòu)的3D虛擬力學(xué)反饋教學(xué)環(huán)境[1]、LU等人開展的漢字具身學(xué)習(xí)環(huán)境以及SecondLife學(xué)習(xí)環(huán)境等。

目前，國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)于具身認(rèn)知環(huán)境研究較少，多在具身認(rèn)知理論的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)、改變課堂教學(xué)模式、策略及規(guī)范課程行為。如，王美倩等人以新系統(tǒng)觀和動(dòng)力學(xué)為視角，具體分析了具身認(rèn)知學(xué)習(xí)環(huán)境的進(jìn)化機(jī)制，并從現(xiàn)象學(xué)的角度分析了工具中介支持的關(guān)鍵作用；賈麗娜等人從身體參與的多感官整合視角，分析并提出了具身認(rèn)知教學(xué)設(shè)計(jì)框架[2]；王靖等人從具身認(rèn)知視角，對(duì)混合學(xué)習(xí)的本質(zhì)進(jìn)行了探討[3]等。這些研究成果主要以理論探討的方式，分析了具身認(rèn)知學(xué)習(xí)環(huán)境對(duì)具身學(xué)習(xí)活動(dòng)的關(guān)鍵作用。

隨著可穿戴設(shè)備、體感技術(shù)等發(fā)展，具身認(rèn)知學(xué)習(xí)環(huán)境的建構(gòu)成為當(dāng)前研究熱點(diǎn)[4]。我們認(rèn)為，具身認(rèn)知學(xué)習(xí)環(huán)境能夠借助智能技術(shù)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，并有利于學(xué)生進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)、有意義學(xué)習(xí)等。在具身認(rèn)知學(xué)習(xí)環(huán)境中，利用先進(jìn)的智能技術(shù)以促進(jìn)學(xué)生將“身體”融入課堂學(xué)習(xí)，已成為一種新的趨勢(shì)。為此，本文通過對(duì)具身認(rèn)知學(xué)習(xí)環(huán)境的特征、構(gòu)成要素及其先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用等方面的多維分析，提出具身認(rèn)知學(xué)習(xí)環(huán)境境脈及具身認(rèn)知學(xué)習(xí)環(huán)境的構(gòu)建路徑，為具身認(rèn)知學(xué)習(xí)環(huán)境的構(gòu)建提供參考，從而促進(jìn)學(xué)生的有意義學(xué)習(xí)，提高學(xué)習(xí)效能和培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力。

二、具身認(rèn)知學(xué)習(xí)環(huán)境之概述

（一）具身認(rèn)知理論與學(xué)習(xí)環(huán)境

具身認(rèn)知（Embodied Cognition）也被稱為身體性認(rèn)知、體現(xiàn)認(rèn)知等[5]，它是在皮亞杰認(rèn)知理論、加涅信息加工理論以及維果斯基社會(huì)文化觀等理論的基礎(chǔ)上，用于解釋人類通過身體與外界交互所獲得認(rèn)知的新理論。該理論最早追溯于現(xiàn)象學(xué)和生物學(xué)：胡塞爾（Husserl）強(qiáng)調(diào)以意識(shí)體驗(yàn)為主，梅洛·龐蒂（Maurice Merleau-Ponty）在此基礎(chǔ)上，提出人類是借助身體和外界進(jìn)行交互，應(yīng)重視身體體驗(yàn)。這些研究為具身認(rèn)知的發(fā)展奠定了理論基礎(chǔ)。之后，弗朗西斯科·瓦雷拉（Francisco Varela）等人從生物學(xué)角度認(rèn)為，人的認(rèn)知源于多感官身體所產(chǎn)生的不同經(jīng)驗(yàn)，且身體的感知能力會(huì)天然融入在一個(gè)更寬廣的物質(zhì)、文化、心理等的具體情境中[6]。

總體而言，具身認(rèn)知是指在認(rèn)知加工過程中，人的身體發(fā)揮著關(guān)鍵作用，認(rèn)知主要是通過身體各種感官在環(huán)境中的交互體驗(yàn)及其活動(dòng)形式而形成的[7]。具身認(rèn)知理論指出，認(rèn)知、身體和環(huán)境之間是相互嵌套、不可分離的；認(rèn)知存在于大腦中，大腦存在于身體中[8]，認(rèn)知附著于身體的各種感官所產(chǎn)生的經(jīng)驗(yàn)，而身體是融入在不同的物理、生理和文化環(huán)境中，三者均不可或缺。其宏觀關(guān)系圖，如圖1所示。

圖1 認(rèn)知、身體與環(huán)境之宏觀關(guān)系

我們知道，學(xué)習(xí)環(huán)境是促進(jìn)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)的一切因素的總和。其大致由三方面構(gòu)成：（1）物的因素，有課桌、黑板、粉筆、教科書、學(xué)案等；（2）人的因素，有學(xué)習(xí)者、教師或其他專家等；（3）技術(shù)因素，有投影儀、多媒體、播放器、電子書包等。而學(xué)習(xí)環(huán)境的設(shè)計(jì)理念與構(gòu)建方式，同時(shí)受到文化觀念、知識(shí)水平和技術(shù)發(fā)展的影響[9]。武法提等人提出，學(xué)習(xí)環(huán)境是指學(xué)習(xí)者基于某個(gè)場(chǎng)所，利用學(xué)習(xí)資源、認(rèn)知工具和師生進(jìn)行交互，發(fā)現(xiàn)問題、探索解決問題。傳統(tǒng)的離身認(rèn)知學(xué)習(xí)環(huán)境，無法持續(xù)有效地促進(jìn)學(xué)習(xí)者進(jìn)行有意義的建構(gòu)性學(xué)習(xí)。而隨著數(shù)字技術(shù)的不斷發(fā)展，以及各個(gè)學(xué)科領(lǐng)域中認(rèn)知理論的創(chuàng)新，研究者們逐漸關(guān)注將“身體”帶入課堂，融入學(xué)習(xí)環(huán)境中。自此，具身認(rèn)知學(xué)習(xí)環(huán)境的設(shè)計(jì)，逐漸引起人們的注意。

（二）具身認(rèn)知學(xué)習(xí)環(huán)境

所謂具身認(rèn)知學(xué)習(xí)環(huán)境，是一種基于具身認(rèn)知理論的身心融合、主客一體下建立起來的一種心智嵌入大腦、大腦嵌入身體[10]、身體嵌入環(huán)境的多種內(nèi)嵌性的學(xué)習(xí)環(huán)境[11]。路易斯（R.Lewis）和門德爾松（P.Mendelsohn）認(rèn)為，人類的所有認(rèn)知活動(dòng)都包括兩種形式的加工過程：一是依賴外在環(huán)境刺激的由外到內(nèi)的加工，這是人類對(duì)外部刺激進(jìn)行適應(yīng)、調(diào)節(jié)的過程；二是依賴人類自身的主體意識(shí)由內(nèi)到外的加工，這是人類對(duì)知識(shí)的主動(dòng)解釋、構(gòu)造的過程，這兩種加工過程都不是獨(dú)立存在的，而是相互作用、互利共生的關(guān)系[12]。便是對(duì)這種嵌套關(guān)系的詮釋。

認(rèn)知科學(xué)哲學(xué)家馬克·羅蘭茲（Mark Rowlands）認(rèn)為，認(rèn)知是一個(gè)涵蓋外在環(huán)境輔助加工和內(nèi)在個(gè)體主動(dòng)加工的混合過程，其中，外在的加工過程主要是依靠環(huán)境構(gòu)成要素中的資源技術(shù)環(huán)境的顯性支持，如，抽象的數(shù)理化概念及規(guī)則，應(yīng)用相關(guān)技術(shù)進(jìn)行可視化處理、高難度的技能分步驟呈現(xiàn)等；而內(nèi)在的認(rèn)知加工過程，則需要外在環(huán)境各要素的隱形支撐，如，學(xué)習(xí)者的認(rèn)知特征、學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)和認(rèn)知風(fēng)格等[13]。

我們認(rèn)為，具身認(rèn)知學(xué)習(xí)環(huán)境主要由物理環(huán)境、社會(huì)文化環(huán)境、資源支持環(huán)境和情感心理環(huán)境等四部分組成：（1）物理環(huán)境是學(xué)習(xí)者順利實(shí)施學(xué)習(xí)活動(dòng)的前提和保障，其主要由教學(xué)開展的場(chǎng)所，場(chǎng)所中的基本設(shè)施，場(chǎng)所的溫度、色彩、采光和隔音等組成；（2）資源支持環(huán)境是學(xué)習(xí)者進(jìn)行有意義學(xué)習(xí)的支架與橋梁，主要包括學(xué)習(xí)資料、相關(guān)的學(xué)習(xí)策略、多媒體、各種認(rèn)知工具、虛擬技術(shù)和支持教學(xué)的具身技術(shù)等要素；（3）情感心理環(huán)境主要包括學(xué)習(xí)者之間的關(guān)系、教學(xué)中的學(xué)習(xí)氛圍和交流對(duì)話等要素；（4）社會(huì)文化環(huán)境包括學(xué)習(xí)者、教師的信仰、思維模式和學(xué)習(xí)習(xí)慣等要素。其中后兩種環(huán)境，為學(xué)習(xí)者的內(nèi)在認(rèn)知加工過程，提供了隱形的支持和幫助。

進(jìn)一步來說，在具身認(rèn)知學(xué)習(xí)環(huán)境中，學(xué)習(xí)者的知識(shí)獲取，不僅存在于認(rèn)知層面的信息加工，而且與身體緊密相關(guān)，并借助身體的各感知器官，將身體的行為顯性化，或者通過具體的角色體驗(yàn)，來實(shí)現(xiàn)與環(huán)境中各要素之間交互作用。學(xué)習(xí)者身體的行為化、技術(shù)化、社會(huì)化和交互內(nèi)涵：（1）行為化是指結(jié)合課程的具體內(nèi)容，能夠通過身體的感官感知，將獲得的知識(shí)點(diǎn)整理出來，并在教學(xué)實(shí)踐過程中，將學(xué)習(xí)者的身體行為最大化的融入到環(huán)境中，使得具體的知識(shí)點(diǎn)能夠和身體的認(rèn)知體驗(yàn)之間建立連接[14]；（2）技術(shù)化是指借助具身技術(shù)、認(rèn)知工具等，將身體各感知器官的功能放大化，促進(jìn)學(xué)習(xí)者進(jìn)行具身化的學(xué)習(xí)；（3）社會(huì)化是指強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)者、教師將各自的學(xué)習(xí)習(xí)慣、觀念、思維模式等融入在具體的教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)中，切身體驗(yàn)不同科目的學(xué)習(xí)過程；（4）交互主要是強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)者之間在所營(yíng)造的不同的學(xué)習(xí)氛圍中，通過交流互動(dòng)、角色扮演、具身體驗(yàn)等方式，將其學(xué)習(xí)到的知識(shí)借助技術(shù)，用可視化的方式表示出來。至此，可構(gòu)建起一個(gè)具身認(rèn)識(shí)學(xué)習(xí)環(huán)境系統(tǒng)，具體如圖2所示。

圖2 具身認(rèn)知學(xué)習(xí)環(huán)境系統(tǒng)

三、具身認(rèn)知學(xué)習(xí)環(huán)境之特征

可見，具身認(rèn)知學(xué)習(xí)環(huán)境是由學(xué)習(xí)者與物理設(shè)施、教學(xué)材料、具身技術(shù)和教學(xué)情境等要素，相互影響、耦合發(fā)展的一個(gè)有機(jī)系統(tǒng)，它具有開放性、復(fù)雜性、適應(yīng)性和生成性等主要特征。

（一）具身認(rèn)知學(xué)習(xí)環(huán)境的開放性

具身認(rèn)知理論指出，認(rèn)知是身體、心理與環(huán)境持續(xù)交互的動(dòng)態(tài)開放系統(tǒng)[15]。因此，具身認(rèn)知學(xué)習(xí)環(huán)境具有開放性的特點(diǎn)：一是開放的學(xué)習(xí)資源，如，教學(xué)課件、導(dǎo)學(xué)案、教學(xué)視頻、音頻等教學(xué)資源的開放；網(wǎng)上公開課程，如，MOOCs、SPOCs、網(wǎng)站論壇、貼吧等網(wǎng)上學(xué)習(xí)社區(qū)的開放；網(wǎng)上信息的可隨時(shí)獲取，可隨時(shí)搜索，可免費(fèi)共享等網(wǎng)絡(luò)開放性；具身技術(shù)、認(rèn)知工具等支持服務(wù)性工具的開放等；二是任務(wù)情境的開放性，主要指結(jié)合具體的內(nèi)容，提前設(shè)計(jì)沒有固定解決方案的任務(wù)，并引導(dǎo)學(xué)生多角度思考、發(fā)現(xiàn)與課程或?qū)W習(xí)內(nèi)容相關(guān)的問題本質(zhì)、深入有效地探究問題，并提出盡可能多的解答思路。

正是由于任務(wù)情境的開放性特征，學(xué)習(xí)者才可以從不同的視角、不同的層次去思考問題，并通過充分與各種學(xué)習(xí)資源、認(rèn)知工具、具身技術(shù)、教師、其他學(xué)生等進(jìn)行交流互動(dòng)、親身體驗(yàn)等，來尋找解決問題的方法，使得學(xué)生的學(xué)習(xí)由單純的腦力認(rèn)知過程，變成身體、心理與外部環(huán)境共同協(xié)作交互，并持續(xù)進(jìn)行的一個(gè)動(dòng)態(tài)過程。

（二）具身認(rèn)知學(xué)習(xí)環(huán)境的復(fù)雜性

具身認(rèn)知理論突破了“身心二元論”的計(jì)算機(jī)隱喻，延伸了認(rèn)知的邊界，從而使得學(xué)習(xí)環(huán)境越來越復(fù)雜，其復(fù)雜性主要體現(xiàn)在兩方面：一是環(huán)境要素的復(fù)雜性，除了包含桌椅、多媒體和投影等硬件設(shè)施外，還包括共享互聯(lián)網(wǎng)、虛擬現(xiàn)實(shí)、隨時(shí)下載的資料、交流工具和軟件程序等具身技術(shù)支持性資源，以及學(xué)習(xí)者之間的親密度、信任度、心理活動(dòng)和學(xué)習(xí)內(nèi)在需求等情感要素，這些要素難以清晰界定和描述；二是各要素之間關(guān)系的復(fù)雜性，各要素會(huì)隨著教學(xué)活動(dòng)的開展而發(fā)生動(dòng)態(tài)變化，這些變化不是線性的、固定的和清晰可辨的，很難被顯性描述出來的，如，情感變化、交流對(duì)話以及人際關(guān)系等方面的變化。環(huán)境中各要素之間也發(fā)生著復(fù)雜作用，如，學(xué)生在與其他學(xué)習(xí)者討論問題時(shí)，也同時(shí)與學(xué)習(xí)資料、認(rèn)知工具、學(xué)習(xí)態(tài)度以及物理設(shè)施等并行發(fā)生作用，所以，這些要素之間的相互作用是復(fù)雜而重疊的。

從另個(gè)角度來說，具身認(rèn)知學(xué)習(xí)環(huán)境的復(fù)雜性，在于信息非線性的呈現(xiàn)，它滿足了創(chuàng)新性思維的連動(dòng)性和靈活性的需要。學(xué)習(xí)者在與學(xué)習(xí)資源、教師、認(rèn)知工具和具身技術(shù)等其他要素交互時(shí)，可以隨著感官知覺和想象力，對(duì)知識(shí)進(jìn)行深層次的加工，體現(xiàn)學(xué)習(xí)者的主體性，有利于學(xué)生多視角思考問題。

（三）具身認(rèn)知學(xué)習(xí)環(huán)境的適應(yīng)性

具身學(xué)習(xí)環(huán)境中的教學(xué)方案、教學(xué)流程和教學(xué)內(nèi)容的呈現(xiàn)方式，會(huì)隨著教學(xué)活動(dòng)中各種 “突發(fā)情況”的變化而作出相應(yīng)的改變。因此，它本身應(yīng)該具有適應(yīng)性。具身認(rèn)知學(xué)習(xí)環(huán)境的適應(yīng)性，主要體現(xiàn)在兩方面：一是充分考慮學(xué)習(xí)者的（視覺、聽覺、觸覺等）各感知器官的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)。在實(shí)際的教學(xué)活動(dòng)中，它結(jié)合具體的教學(xué)目標(biāo)并依據(jù)學(xué)習(xí)者對(duì)外界的燈光、顏色、聲音、認(rèn)知工具和設(shè)備的感知，來選擇和設(shè)計(jì)更有利于學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)的照明設(shè)備、墻壁顏色、音樂、教學(xué)工具等；二是由于具身認(rèn)知理論強(qiáng)調(diào)認(rèn)知存在于身體，身體融于環(huán)境[16]，認(rèn)知主要領(lǐng)會(huì)于身體與環(huán)境的持續(xù)交互中。這就要求具身認(rèn)知學(xué)習(xí)環(huán)境，需要根據(jù)不同學(xué)習(xí)者的認(rèn)知特征、學(xué)習(xí)風(fēng)格、學(xué)習(xí)需求、思考問題等變化，而實(shí)時(shí)地做出靈活而必要的調(diào)適。這種調(diào)適主要體現(xiàn)在根據(jù)教學(xué)情況，對(duì)具體的活動(dòng)流程進(jìn)行改變、對(duì)學(xué)習(xí)工具的重新選擇和即時(shí)資料的呈現(xiàn)等。其主要目的在于釋放學(xué)習(xí)者的身體，促進(jìn)學(xué)習(xí)者與環(huán)境之間的具身交互，而這種交互，更強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)者身體的深度參與和融合。

可見，具身認(rèn)知學(xué)習(xí)環(huán)境的適應(yīng)性，使得學(xué)習(xí)者在面對(duì)情境性、開放性的問題時(shí)，可以緊隨著自己的思維跳躍，多角度的思考問題并提出解決方案；有利于學(xué)習(xí)者在教學(xué)活動(dòng)過程中，獨(dú)立思考所遇到的問題，提高學(xué)習(xí)者的提問能力、歸納能力、演繹能力和辨別能力[17]。由此，我們應(yīng)該：（1）具身認(rèn)知學(xué)習(xí)環(huán)境需要根據(jù)具體的教學(xué)活動(dòng)，靈活進(jìn)行教學(xué)策略的調(diào)整，比如，提供各種情況下的多樣化的輔助性教學(xué)工具（教學(xué)模型、黑板、白板、多色粉筆）等；（2）具身認(rèn)知學(xué)習(xí)環(huán)境需要靈活地支持教學(xué)情境的重構(gòu)，比如，選擇可移動(dòng)的桌椅，可變換的學(xué)習(xí)空間；（3）具身學(xué)習(xí)環(huán)境要滿足不同學(xué)習(xí)方式的環(huán)境需求，比如，提供滿足自主探究性學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)資源、協(xié)作討論式學(xué)習(xí)的交流工具，以及適合傳統(tǒng)課堂學(xué)習(xí)與在線的課程相結(jié)合的混合式學(xué)習(xí)情境等；（4）具身認(rèn)知學(xué)習(xí)環(huán)境應(yīng)具備適應(yīng)傳遞不同的學(xué)習(xí)內(nèi)容的境脈支持，以促進(jìn)學(xué)習(xí)者對(duì)不同的知識(shí)點(diǎn)，進(jìn)行有意義的認(rèn)知加工[18]。

（四）具身認(rèn)知學(xué)習(xí)環(huán)境的生成性

具身認(rèn)知學(xué)習(xí)環(huán)境是一個(gè)各要素之間相互作用、共同發(fā)展的動(dòng)態(tài)生成性系統(tǒng)，主要體現(xiàn)在兩方面：一是學(xué)習(xí)者與具身認(rèn)知學(xué)習(xí)環(huán)境之間是相互影響、耦合發(fā)展的關(guān)系，學(xué)習(xí)環(huán)境是持續(xù)變化的，可以根據(jù)教學(xué)策略及學(xué)生的認(rèn)知特征作出相應(yīng)的調(diào)整，可以結(jié)合不同的教學(xué)目標(biāo)，提供不同的認(rèn)知工具等；二是在具身認(rèn)知學(xué)習(xí)環(huán)境中，要參照預(yù)設(shè)的教學(xué)方案，充分考慮師生、生生互動(dòng)過程中產(chǎn)生的想法，汲取學(xué)生與認(rèn)知工具、交流工具、體感技術(shù)等作用時(shí)所產(chǎn)生的想法、思路或靈感，這些都對(duì)學(xué)習(xí)環(huán)境的再生成性具有一定的作用?？梢哉f，各要素之間的非線性交互，不僅可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，使得學(xué)習(xí)者自身的素質(zhì)得以良好發(fā)展，而且也能促進(jìn)學(xué)習(xí)環(huán)境的動(dòng)態(tài)生成。

四、具身認(rèn)知學(xué)習(xí)環(huán)境要素及相關(guān)技術(shù)之演進(jìn)

（一）具身認(rèn)知學(xué)習(xí)環(huán)境的構(gòu)成要素

具身認(rèn)知學(xué)習(xí)環(huán)境的要素，主要有以實(shí)況、實(shí)地、實(shí)物為主的物理環(huán)境因素，以認(rèn)知工具、技術(shù)資源等為主的資源支持環(huán)境要素，以學(xué)習(xí)氛圍、人際關(guān)系等為主的情感心理環(huán)境要素，以學(xué)習(xí)習(xí)慣、思維模式、價(jià)值觀等為主的社會(huì)文化環(huán)境等要素組成。在具身認(rèn)知學(xué)習(xí)環(huán)境中，學(xué)習(xí)者、學(xué)習(xí)共同體等核心主體，在各要素融合的環(huán)境中進(jìn)行具身性學(xué)習(xí)，并且各要素之間是相互影響、耦合發(fā)展的關(guān)系，從而共同促進(jìn)學(xué)習(xí)環(huán)境的動(dòng)態(tài)生成，具體如圖3所示。

圖3 具身認(rèn)知學(xué)習(xí)環(huán)境構(gòu)成要素

其一，以實(shí)況、實(shí)地和實(shí)物等為主要要素的物理環(huán)境，是具身認(rèn)知學(xué)習(xí)環(huán)境的基本組成部分。它為學(xué)習(xí)者的深層次加工學(xué)習(xí)提供了教學(xué)場(chǎng)所和外在物化設(shè)施，使其沉浸在具體的物理環(huán)境中；同時(shí)，它也影響著學(xué)習(xí)者思考問題的方式、學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)、師生之間的親密度以及學(xué)習(xí)氛圍。

其二，在具身認(rèn)知學(xué)習(xí)環(huán)境中，教師、學(xué)習(xí)者和學(xué)習(xí)共同體等與各要素之間的交流互動(dòng)，在一定程度上改變或影響了學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)習(xí)慣和思維模式，借助交流工具、可視化工具等這些具身技術(shù)，以營(yíng)造出不同浸潤(rùn)性的學(xué)習(xí)氛圍和人際關(guān)系等。

其三，學(xué)習(xí)氛圍及師生、生生之間的人際關(guān)系，也會(huì)反作用、影響物理設(shè)備、認(rèn)知工具及具身技術(shù)的選擇、布局和使用。

其四，認(rèn)知工具、學(xué)習(xí)資源、教學(xué)策略和具身認(rèn)知工具等，則為學(xué)習(xí)者具身學(xué)習(xí)起到了支架和橋梁的作用，為促進(jìn)學(xué)習(xí)者的有意義學(xué)習(xí)而做出適應(yīng)性的變化，并且在一定程度上影響著學(xué)習(xí)者、教師，學(xué)習(xí)共同體的學(xué)習(xí)習(xí)慣、思考模式以及師生、生生之間的人際關(guān)系等。

我們結(jié)合以上的分析，可以發(fā)現(xiàn)：在具身認(rèn)知學(xué)習(xí)環(huán)境中，各構(gòu)成要素之間是互利共生、相互影響的共同體關(guān)系，并形成一種境脈。

（二）具身認(rèn)知學(xué)習(xí)環(huán)境境脈

具身認(rèn)知學(xué)習(xí)環(huán)境構(gòu)建的核心目標(biāo)，在于為學(xué)習(xí)者和教師提供具身性學(xué)習(xí)的環(huán)境境脈。形成以學(xué)生的學(xué)為中心，促進(jìn)有意義學(xué)習(xí)的發(fā)生。學(xué)習(xí)目標(biāo)是構(gòu)建學(xué)習(xí)環(huán)境的一條主線，從具身認(rèn)識(shí)學(xué)習(xí)環(huán)境中各環(huán)境要素的分析與安排，到知識(shí)概念的轉(zhuǎn)變和重建，學(xué)習(xí)目標(biāo)始終貫穿其中。所以，構(gòu)建具身認(rèn)知學(xué)習(xí)環(huán)境境脈，主要從四個(gè)層面從內(nèi)到外逐漸展開，使不同層面的各個(gè)要素之間互利共生、相互耦合之循環(huán)發(fā)展，促使學(xué)生在具身交互學(xué)習(xí)過程中，進(jìn)行有意義的學(xué)習(xí)，達(dá)成學(xué)習(xí)目標(biāo)，具體如圖4所示。

圖4 具身認(rèn)知學(xué)習(xí)環(huán)境境脈

具身認(rèn)知學(xué)習(xí)環(huán)境的四環(huán)要素是境脈的核心部分，也是教學(xué)活動(dòng)順利進(jìn)行的保障。在該環(huán)境中，學(xué)習(xí)者、教師浸潤(rùn)在各要素中，將身體帶入其中，與各要素之間發(fā)生多感官的交互作用，促進(jìn)不同形式學(xué)習(xí)體驗(yàn)的順利進(jìn)行，包括具身體驗(yàn)、情境化學(xué)習(xí)、多樣化學(xué)習(xí)、協(xié)作性學(xué)習(xí)。學(xué)習(xí)者結(jié)合具體的科目、知識(shí)的類型、信息的顯性化呈現(xiàn)方式等，選擇最適當(dāng)?shù)膶W(xué)習(xí)方式，可以是一種，也可以是多種學(xué)習(xí)方式交叉進(jìn)行。如，LU等人開展的漢字具身學(xué)習(xí)環(huán)境，學(xué)習(xí)者在其中學(xué)習(xí)漢字時(shí)，是一種具身體驗(yàn)和協(xié)作性學(xué)習(xí)的結(jié)合。最終使得學(xué)生在學(xué)習(xí)活動(dòng)中，實(shí)現(xiàn)概念回憶、概念建構(gòu)、概念創(chuàng)建以及概念轉(zhuǎn)變等過程的循環(huán)往復(fù)，耦合發(fā)展，逐步完成學(xué)習(xí)目標(biāo)[19]。

（三）具身技術(shù)

具身技術(shù)是離身認(rèn)知環(huán)境向具身認(rèn)知學(xué)習(xí)環(huán)境轉(zhuǎn)變的支架和橋梁，是促進(jìn)學(xué)習(xí)者進(jìn)行具身學(xué)習(xí)的關(guān)鍵要素，也是培養(yǎng)學(xué)生思維創(chuàng)新發(fā)展的重要條件。美國(guó)技術(shù)哲學(xué)家唐·伊德（Don Ihde）在胡塞爾的意向性理論、馬丁·海德格爾（Martin Heidegger）的支架理念、梅洛·龐蒂的人的肉身意向性理念等的影響下[20]，提出了人與技術(shù)之間的四種關(guān)系，分別是具身關(guān)系、詮釋關(guān)系、它異關(guān)系和背景關(guān)系[21]，其中人與技術(shù)之間最容易被理解的關(guān)系是具身關(guān)系。

在具身關(guān)系中，人與相關(guān)的具身技術(shù)融合在一起，身體各感官的體驗(yàn)或者對(duì)知識(shí)信息的感知，會(huì)借助技術(shù)中介而發(fā)生或多或少的變化[22]。伊德曾提出，技術(shù)在人類的認(rèn)知過程中，它總是真實(shí)存在的，但其作用不是中立的，而是具有擴(kuò)大或弱化的功能。如，運(yùn)動(dòng)手環(huán)，人們剛開始使用時(shí)，會(huì)覺得有壓力，每天會(huì)隨時(shí)看自己的運(yùn)動(dòng)步數(shù)、心跳的快慢以及晚上的睡眠質(zhì)量等。但一段時(shí)間之后，這種感知技術(shù)就自然依附在人們身體的各種體驗(yàn)中，人們就會(huì)習(xí)慣該技術(shù)的存在，這時(shí)技術(shù)就會(huì)“隱身”，與人的各類感知體驗(yàn)自然融合在一起，并與之形成“人—運(yùn)動(dòng)手環(huán)—日常生活”的關(guān)系。

由此可見，技術(shù)在學(xué)習(xí)者的具身學(xué)習(xí)中發(fā)揮著重要的中介性作用，在具身認(rèn)知學(xué)習(xí)環(huán)境中，技術(shù)的具身可以通過多種方式進(jìn)行。我們可以從技術(shù)與身體部位的嵌入點(diǎn)不同，對(duì)具身技術(shù)進(jìn)行分類：（1）內(nèi)嵌在體內(nèi)；（2）在身體接近的位置；（3）依附在身體某部位；（4）在體外。具體如表1所示。

表1 具身技術(shù)分類及特點(diǎn)

（四）智能時(shí)代具身認(rèn)知學(xué)習(xí)環(huán)境的新技術(shù)

我們結(jié)合上述對(duì)具身認(rèn)知學(xué)習(xí)環(huán)境的多維分析，發(fā)現(xiàn)技術(shù)在實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)者與學(xué)習(xí)環(huán)境的即時(shí)互動(dòng)和雙向建構(gòu)中，發(fā)揮著重要作用，學(xué)習(xí)環(huán)境是否經(jīng)過良好設(shè)計(jì)，與其提供的技術(shù)支持能否激發(fā)學(xué)習(xí)者的日常生活體驗(yàn)密切相關(guān)[23]。因此，在具身認(rèn)知學(xué)習(xí)環(huán)境的構(gòu)建中，技術(shù)扮演了至關(guān)重要的角色。

伊德對(duì)此進(jìn)行了大量探索，并結(jié)合多名專家學(xué)者的觀點(diǎn)，所提出的“技術(shù)具身”理論具有借鑒意義。尤其是在今天人工智能快速發(fā)展的時(shí)代，在具身認(rèn)知學(xué)習(xí)環(huán)境的構(gòu)建中會(huì)引入各種新技術(shù)，如，圖像識(shí)別、語音識(shí)別、眼動(dòng)檢測(cè)、機(jī)器人等，這些智能技術(shù)的應(yīng)用，可以提高學(xué)生的身體參與度。即在具身認(rèn)知學(xué)習(xí)環(huán)境中，教師通過學(xué)生的面部神態(tài)、音調(diào)的高低及學(xué)生的眼動(dòng)情況，可以了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)及學(xué)習(xí)情感，并據(jù)此給出解決問題的方案。其中利用人臉表情識(shí)別等技術(shù)，可以判斷學(xué)生上課時(shí)的舉手、練習(xí)、聽課、發(fā)言等課堂狀態(tài)和面部情緒變化，生成專屬每一個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)報(bào)告的智能輔助教學(xué)系統(tǒng)。如，學(xué)生在學(xué)習(xí)語文拼音時(shí)，教師可通過語音識(shí)別技術(shù)來判別學(xué)生的讀音音調(diào)是否準(zhǔn)確，進(jìn)而進(jìn)行糾正。教師借助情感計(jì)算技術(shù)，來分析學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的情緒波動(dòng)及專心程度，進(jìn)而及時(shí)給予提醒，如，MIT開發(fā)的“智能徽章”[24]，教師可以根據(jù)每個(gè)學(xué)生佩戴的徽章所發(fā)出的顏色判斷學(xué)生的專心程度，并對(duì)不專心的學(xué)生進(jìn)行干預(yù)性的提醒。而引入機(jī)器人作為學(xué)生的智能學(xué)習(xí)伙伴或智能導(dǎo)師，一方面可以減少學(xué)生在合作學(xué)習(xí)過程中的情感焦慮，另一方面可幫助教師了解每位學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)并實(shí)時(shí)調(diào)整學(xué)習(xí)方式，如，法國(guó)使用小型機(jī)器人在課堂教學(xué)中幫助學(xué)生學(xué)習(xí)拼音等[25]。

（五）具身認(rèn)知學(xué)習(xí)環(huán)境技術(shù)的演變與進(jìn)化

目前，具身認(rèn)知學(xué)習(xí)環(huán)境技術(shù)正扮演一個(gè)助學(xué)者角色，學(xué)習(xí)者借助智能化技術(shù)，切身感受外來信息，構(gòu)建自身的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。學(xué)習(xí)者借助智能化技術(shù)，以技術(shù)作為橋梁，使學(xué)習(xí)者能將抽象化的知識(shí)具體化。隨著智能化技術(shù)的快速發(fā)展，“技術(shù)具身”的影響會(huì)越來越大，人類大腦甚至可通過技術(shù)將自己的知識(shí)與能力對(duì)人體之外的其他物體進(jìn)行“傳授”，比如，腦機(jī)接口技術(shù)。

我們知道，人類不同于其他物種的一大優(yōu)勢(shì)就是“人類會(huì)學(xué)習(xí)”。那如何將人類的這種能力顯性化，正是目前人工智能正在研究與體現(xiàn)的前沿技術(shù)。而要想將人類的這種能力顯性化，就需要搞懂“它究竟是什么”，就需要獲得其本身的多元數(shù)據(jù)。在教育中也一樣，學(xué)習(xí)者借助技術(shù)工具感受外來信息，在不斷豐富自身的同時(shí)，會(huì)面臨多種多樣的問題，比如，我學(xué)這個(gè)內(nèi)容的動(dòng)力是什么，為什么要學(xué)，學(xué)的怎么樣等等。這就需要我們將學(xué)習(xí)者的內(nèi)在信息及時(shí)加以外在化與可分析化。所以，隨著智能時(shí)代的到來，具身認(rèn)知學(xué)習(xí)環(huán)境的技術(shù)，不再僅僅是人們獲取外在信息的工具，更是學(xué)習(xí)者內(nèi)在信息外顯化的通道，從而產(chǎn)生更多的動(dòng)態(tài)性數(shù)據(jù)，對(duì)所需要的分析技術(shù)也將有更高的要求。因此，倡導(dǎo)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的精準(zhǔn)教學(xué)以及智能化技術(shù)推進(jìn)下的個(gè)性化學(xué)習(xí)，會(huì)呈現(xiàn)出與具身認(rèn)知學(xué)習(xí)環(huán)境技術(shù)相互促進(jìn)的發(fā)展態(tài)勢(shì)。

五、智能時(shí)代具身認(rèn)知學(xué)習(xí)環(huán)境之構(gòu)建路徑

面向智能時(shí)代，我們?cè)诰唧w構(gòu)建具身認(rèn)環(huán)境時(shí)，應(yīng)注意該環(huán)境的特殊性，關(guān)注如何能有效地將學(xué)習(xí)者的身體帶入課堂，促進(jìn)有意義學(xué)習(xí)的發(fā)生，最終達(dá)到概念轉(zhuǎn)變。具身認(rèn)知學(xué)習(xí)環(huán)境的構(gòu)建路徑主要有：

（一）使身體各感官能夠更多地、多方位地融入到環(huán)境中

具身認(rèn)知的兩大特征之一，就是強(qiáng)調(diào)認(rèn)知主要來源于學(xué)習(xí)者身體多感官在具體體驗(yàn)中產(chǎn)生的不同種類的經(jīng)驗(yàn)[26]，強(qiáng)調(diào)身體在與物理環(huán)境、情境支持環(huán)境和社會(huì)文化環(huán)境等交互中，對(duì)認(rèn)知進(jìn)行有意義的建構(gòu)。普賴斯（Price）等人總結(jié)了人與技術(shù)的交互類型：泛在交互、臨近交互、可佩戴交互、感知特定的交互、可植入交互和多模態(tài)交互[27]。隨著智能技術(shù)的快速發(fā)展與普及，在智能技術(shù)支持下，正形成三種具身學(xué)習(xí)空間：（1）通過移動(dòng)技術(shù)和傳感技術(shù)，將身體活動(dòng)與抽象概念相連接的物理空間；（2）強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)的沉浸感，帶來與物理世界相似的感知覺體驗(yàn)的虛擬空間；（3）在虛擬空間和現(xiàn)實(shí)空間進(jìn)行交互體驗(yàn)的虛擬/現(xiàn)實(shí)混合空間。

總體而言，就是具身認(rèn)知學(xué)習(xí)環(huán)境需要為學(xué)習(xí)者提供對(duì)事物產(chǎn)生具體經(jīng)驗(yàn)的外在條件，以最大化地使身體各感官能夠全方位地融入到環(huán)境中。

伊德曾以個(gè)體透過玻璃窗看外面的世界為例，指出“我—世界”的關(guān)系實(shí)際上是“（我—窗戶）→世界”的關(guān)系。由于媒介是透明的，具身的視覺和肉眼的視覺是一樣的，用海德格爾的術(shù)語來說，玻璃從視覺的既定目標(biāo)中“抽身而去”，使玻璃就像眼鏡一樣，融入觀看中[28]。把它映射到學(xué)習(xí)過程，身體的各種感官所發(fā)出的信號(hào)，比如，學(xué)習(xí)者的面部表情、眼神或肢體的動(dòng)作等感官信號(hào)，是學(xué)習(xí)者對(duì)知識(shí)的理解、遷移和運(yùn)用的窗戶，身體各種感官的適當(dāng)反應(yīng)，能夠被學(xué)習(xí)者有意或無意地調(diào)入大腦的工作記憶中，進(jìn)行更深層次的加工，這樣會(huì)有助于促進(jìn)學(xué)習(xí)者對(duì)教學(xué)內(nèi)容的理解和遷移應(yīng)用[29]。

就此而言，學(xué)習(xí)者進(jìn)行學(xué)習(xí)時(shí)，具身學(xué)習(xí)環(huán)境中能夠刺激學(xué)習(xí)者各感官應(yīng)用的各種技術(shù)，比如，虛擬現(xiàn)實(shí)營(yíng)造的環(huán)境，使其如同感受真實(shí)世界一樣，為學(xué)習(xí)者提供直觀、有效的交互，使之能從空間和現(xiàn)象的內(nèi)部，來觀察事物，更好地理解、掌握所獲得的信息，提高抽象思維能力。因此，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等應(yīng)用得越具體，所能感知的視聽覺材料、平面圖的立體呈現(xiàn)等的形態(tài)越豐富，就越能夠全方位的刺激學(xué)習(xí)者身體的各運(yùn)動(dòng)感官，使學(xué)習(xí)者的身體沉浸在學(xué)習(xí)環(huán)境中，進(jìn)而促進(jìn)學(xué)習(xí)者對(duì)知識(shí)較為深入的理解、思考和探究。

（二）使學(xué)生的思維顯性化，用身體動(dòng)作展現(xiàn)自己的思維模式

學(xué)生思維顯性化主要包括兩個(gè)方面：一方面，是借助某種技術(shù)、交流工具等，將抽象的教學(xué)材料以顯性的方式呈現(xiàn)出來，使得學(xué)生感官可具體感知。比如，應(yīng)用3D打印技術(shù)來打印教學(xué)工具或?qū)W習(xí)工具，在教學(xué)過程中，就可有效拓展學(xué)生的感知思維，增加學(xué)生的觸覺體驗(yàn)，進(jìn)而彌補(bǔ)傳統(tǒng)離身教學(xué)所缺乏的直接經(jīng)驗(yàn)情況；另一方面，是學(xué)生在感知之后可以借助具身認(rèn)知學(xué)習(xí)環(huán)境中的具身技術(shù)，采用顯性化的方式將自己的理解、思維及時(shí)展示、闡述出來，可以方便老師、專家及其他學(xué)生了解其對(duì)知識(shí)概念、規(guī)則的推理過程和解決問題的思考方式。思維顯性化通常情況是通過圖示來呈現(xiàn)，而圖示可借助多種工具展示出來，例如，用3DMAX或是Flash等交互工具展示。因此，要使學(xué)生的思維顯性化，需在具身認(rèn)知學(xué)習(xí)環(huán)境中有機(jī)結(jié)合具體的科目、課程內(nèi)容，選擇所需的顯性化工具及具身技術(shù)。

（三）可兼容各要素交互時(shí)發(fā)生的變化，并作出靈活的調(diào)整

具身認(rèn)知學(xué)習(xí)環(huán)境是一個(gè)龐大的、具有兼容性的整體性系統(tǒng)[30]。由以上分析的環(huán)境復(fù)雜性可知，各構(gòu)成要素之間并不是平行關(guān)系，而是復(fù)雜的非線性關(guān)系。我們可從兩個(gè)視角來說：一方面，是該環(huán)境中的每一個(gè)要素，可與其他的任意多個(gè)要素并行、交叉、多方向地產(chǎn)生影響。例如，學(xué)習(xí)者在與具身技術(shù)交互的過程中，能與學(xué)習(xí)共同體中的其他成員、物理環(huán)境以及學(xué)習(xí)資料等同時(shí)發(fā)生作用；另一方面，是在不同或相同的學(xué)習(xí)進(jìn)程中，各要素之間的相互作用，也不是單一重復(fù)的、模式化的，而是一直處于動(dòng)態(tài)的變化中。也就是說，即使不同的小組成員在學(xué)習(xí)同一課程時(shí)，由于成員與不同要素的交互順序、時(shí)間的長(zhǎng)短等不一致，使得各要素之間的相互作用不是一成不變，而一直處于動(dòng)態(tài)的變化中。這就要求具身認(rèn)知學(xué)習(xí)環(huán)境可兼容各要素之間關(guān)系的變化，容納各種難以清晰描述的要素改變，如，學(xué)習(xí)氛圍、學(xué)生的情緒等，并適時(shí)地作出調(diào)整。因此，可兼容、靈活可變的具身認(rèn)知學(xué)習(xí)環(huán)境，需要及時(shí)根據(jù)學(xué)習(xí)者、教師以及學(xué)習(xí)資源等各要素之間發(fā)生的變化，而做出相應(yīng)的改變，才能有利于提升學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)績(jī)效。

（四）滿足教學(xué)活動(dòng)的動(dòng)態(tài)生成

從具身認(rèn)知理論的視角來看，學(xué)生的學(xué)習(xí)也是一種具身性的學(xué)習(xí)，因而，教學(xué)也必然是具身性的，教師、學(xué)生以及環(huán)境之間是雙向交互、互相影響的關(guān)系[31]。在傳統(tǒng)的離身學(xué)習(xí)環(huán)境中，教師是根據(jù)提前準(zhǔn)備好的教案或電子課件，主要以講授的方式將內(nèi)容傳授給學(xué)生，即使有的教師在教學(xué)活動(dòng)中會(huì)組織學(xué)生之間進(jìn)行交流互動(dòng)，但在針對(duì)不同的聽課群體講授相同的課程知識(shí)時(shí)，教學(xué)的活動(dòng)流程、課件資料等大致是一成不變、模式化的。

而在具身認(rèn)知學(xué)習(xí)環(huán)境中，雖然教師也會(huì)提前準(zhǔn)備相關(guān)的課程資料，預(yù)測(cè)教學(xué)活動(dòng)的大致方向。但由于在具體的教學(xué)環(huán)節(jié)中的具身技術(shù)、活動(dòng)的物理設(shè)施、多媒體技術(shù)等的使用，教師會(huì)采用更多的教學(xué)方法來引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)，學(xué)生借助具身認(rèn)知學(xué)習(xí)環(huán)境的優(yōu)勢(shì)會(huì)采用更多的學(xué)習(xí)方法。課堂中不再使用單一的“教法”和“學(xué)法”，更加體現(xiàn)以學(xué)生為中心的理念[32]。由于學(xué)習(xí)氛圍、學(xué)習(xí)者情緒、不同的學(xué)習(xí)者對(duì)知識(shí)的意義建構(gòu)、概念的轉(zhuǎn)變等都是處于不斷變化之中，就要求具身認(rèn)知學(xué)習(xí)環(huán)境能夠容納這些不可預(yù)知的改變，并且可以巧妙地采用環(huán)境中的一些要素，將這些“意外事件”或?qū)ο笕谌胝鎸?shí)的教學(xué)活動(dòng)中，以提高學(xué)生對(duì)知識(shí)的認(rèn)知、建構(gòu)能力。

六、具身認(rèn)知學(xué)習(xí)環(huán)境之實(shí)施案例

我們通過上面論述，對(duì)具身認(rèn)知學(xué)習(xí)環(huán)境的價(jià)值與作用已然明晰，但它對(duì)于學(xué)生的學(xué)習(xí)效果究竟有多大幫助？效果又如何？還需作教學(xué)驗(yàn)證。為此，我們通過已有的一個(gè)具身認(rèn)知學(xué)習(xí)環(huán)境—智慧教室，來與普通多媒體教室進(jìn)行比較研究。這里以S大學(xué)2017年9月-2018年1月在教育技術(shù)學(xué)本科專業(yè)的15級(jí)和16級(jí)為研究對(duì)象，他們同時(shí)開設(shè)《教育傳播學(xué)》課程，授課教師相同。其中，15級(jí)教育技術(shù)學(xué)專業(yè)學(xué)生（43人）在普通多媒體教室上課，16級(jí)教育技術(shù)學(xué)專業(yè)（44人）在智慧教室上課。

實(shí)施的研究方法是通過課堂觀察、課堂測(cè)驗(yàn)和問卷調(diào)查等，主要從學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)、學(xué)習(xí)方式及學(xué)習(xí)效果等三個(gè)方面，對(duì)上述兩個(gè)年級(jí)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行考察和分析。問卷調(diào)查旨在調(diào)查學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，主要指不同學(xué)習(xí)環(huán)境中學(xué)生的注意力和參與度；著重調(diào)查學(xué)習(xí)環(huán)境的不同，對(duì)所采用學(xué)習(xí)方式的類型和多樣化的影響，學(xué)習(xí)方式主要指協(xié)作性學(xué)習(xí)、多樣性學(xué)習(xí)及情境中的具身性學(xué)習(xí)等[33]，分成主動(dòng)和被動(dòng)兩種形式，從而分析學(xué)生參與課堂學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。因此，我們從學(xué)習(xí)狀態(tài)和學(xué)習(xí)方式兩個(gè)角度出發(fā)來設(shè)計(jì)調(diào)查問卷，并在咨詢相關(guān)專家意見后，經(jīng)反復(fù)修改形成正式問卷。而學(xué)生效果主要以課堂測(cè)試成績(jī)?yōu)橹鳌?/p>

由于是隨堂調(diào)查，調(diào)查的樣本和回收問卷樣本質(zhì)量可以保證，調(diào)查的總樣本數(shù)87，其中智慧教室上課的16級(jí)學(xué)生的問卷回收44份，在普通多媒體教室上課的15級(jí)學(xué)生的問卷回收43份，回收率100%，有效率100%。為了保證問卷的有效性和可靠性，在進(jìn)行正式問卷調(diào)查之前，專門對(duì)問卷進(jìn)行了測(cè)試，并對(duì)測(cè)試的結(jié)果進(jìn)行了信度和效度分析。其中α系數(shù)為0.912，KMO值為0.85，說明問卷具有很好的信度和效度。另外，在數(shù)據(jù)分析前，還對(duì)問卷進(jìn)行了登記、編碼和項(xiàng)目分析，并對(duì)其指標(biāo)項(xiàng)和指標(biāo)質(zhì)量進(jìn)行了認(rèn)定，以保證將數(shù)據(jù)分析誤差縮到最小。課程教學(xué)實(shí)施效果情況分析如下：

第一，就學(xué)習(xí)狀態(tài)而言，在課堂教學(xué)中，16級(jí)學(xué)生的注意力和參與教學(xué)活動(dòng)的次數(shù)明顯高于15級(jí)，15級(jí)學(xué)生在開課后15分鐘之內(nèi)能保持較高的注意力，但是在15分鐘之后，有的學(xué)生就開始走神、玩手機(jī)、看其他書籍等；而16級(jí)學(xué)生在整個(gè)教學(xué)過程中幾乎都保持高度的注意力并積極參與各項(xiàng)教學(xué)活動(dòng)，他們?nèi)硇娜谌朐谥腔劢淌覍W(xué)習(xí)環(huán)境中，借助平板電腦、手機(jī)等認(rèn)知工具主動(dòng)完成學(xué)習(xí)任務(wù)，并形成了有效的學(xué)習(xí)共同體。其中，學(xué)生學(xué)習(xí)注意力變化，如圖5所示。

圖5 學(xué)生學(xué)習(xí)注意力變化折線圖

我們通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，學(xué)習(xí)環(huán)境的改變，對(duì)學(xué)生在課堂上的注意力有明顯的影響。16級(jí)學(xué)生在具有具身認(rèn)知學(xué)習(xí)環(huán)境特征的智慧教學(xué)環(huán)境中，注意力保持在一個(gè)相對(duì)平穩(wěn)的狀態(tài)。而15級(jí)學(xué)生在普通多媒體教室上課，上課前15分鐘，注意力保持在一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)，但在上課15分鐘以后，注意力波動(dòng)程度大，而且被更多的外部因素所干擾。從學(xué)生課堂注意力集中程度，反映出15級(jí)學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)中隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，有明顯離身課堂的行為，學(xué)習(xí)注意力有明顯的下降，反映出學(xué)生參與課堂的主動(dòng)性在下降；而16級(jí)學(xué)生的注意力保持在一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)，相對(duì)15級(jí)學(xué)生來說，參與課堂的主動(dòng)性更強(qiáng)一些?？梢?，具身認(rèn)知學(xué)習(xí)環(huán)境，對(duì)于提高學(xué)生注意力并進(jìn)行主動(dòng)學(xué)習(xí)，有明顯幫助。

我們?cè)偻ㄟ^對(duì)環(huán)境和學(xué)習(xí)類型兩個(gè)變量進(jìn)行交叉分析，來測(cè)試學(xué)生在改進(jìn)的環(huán)境中參與學(xué)習(xí)的主動(dòng)程度。其中表2中學(xué)習(xí)類型1表示主動(dòng)學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)類型2表示被動(dòng)學(xué)習(xí)；環(huán)境1表示改進(jìn)后的智慧教室環(huán)境，環(huán)境2表示普通多媒體教室環(huán)境。從表2我們可以看出，在智慧教室中有81.8%的同學(xué)進(jìn)行主動(dòng)學(xué)習(xí)，有18.2%的學(xué)生進(jìn)行被動(dòng)學(xué)習(xí)；而在普通多媒體教室只有32.6%的學(xué)生進(jìn)行主動(dòng)學(xué)習(xí)，有高達(dá)67.4%的學(xué)生進(jìn)行被動(dòng)學(xué)習(xí)。

表2 不同學(xué)習(xí)環(huán)境學(xué)生學(xué)習(xí)參與度

我們通過上述數(shù)據(jù)不難發(fā)現(xiàn)，在智慧教室環(huán)境下的學(xué)生，參與課堂學(xué)習(xí)的主動(dòng)性明顯優(yōu)于普通多媒體教室學(xué)生，16級(jí)學(xué)生開始更加主動(dòng)地進(jìn)入課堂，學(xué)生在課堂中的參與度大大提高，更加體現(xiàn)了以學(xué)生為中心的教育理念。同時(shí)，也體現(xiàn)出具身認(rèn)知學(xué)習(xí)環(huán)境下學(xué)生普遍帶“身體”進(jìn)入課堂。

第二，就學(xué)習(xí)方式而言，16級(jí)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中采用的學(xué)習(xí)方式明顯比15級(jí)學(xué)生的多，突出體現(xiàn)了以學(xué)習(xí)為中心的主動(dòng)探究。16級(jí)學(xué)生能夠根據(jù)具體的問題，選擇不同的學(xué)習(xí)方式，如，在協(xié)作學(xué)習(xí)時(shí)，小組成員能夠明確任務(wù)，在遇到困難時(shí)積極互助協(xié)作，利用平板電腦和手機(jī)等工具在線查詢、協(xié)作討論以及梳理整理資料，以最終解決問題；而15級(jí)學(xué)生采取的是被動(dòng)式聽課學(xué)習(xí)方式，在小組討論或合作學(xué)習(xí)的過程中，呈現(xiàn)“能者多勞”和“坐享其成”等現(xiàn)象，具體分析如表3所示。

表3 學(xué)習(xí)環(huán)境與學(xué)習(xí)方式相關(guān)性分析

表3將兩種不同的學(xué)習(xí)環(huán)境 （主要是應(yīng)用的工具，提供的技術(shù)支持等的不同），與學(xué)生在進(jìn)行課堂學(xué)習(xí)時(shí)所采用的方法的不同，進(jìn)行相關(guān)性分析?？煽闯鯬earson相關(guān)性值為0.498，值大于0.01，說明學(xué)習(xí)方式的不同與環(huán)境有顯著相關(guān)。我們發(fā)現(xiàn)，在智慧教室學(xué)習(xí)環(huán)境下：（1）學(xué)習(xí)者可根據(jù)不同的問題，選擇不同的學(xué)習(xí)方式進(jìn)行具體的體驗(yàn)；（2）可在不同的情境下，選擇合適的工具和技術(shù)進(jìn)行情景化學(xué)習(xí)；（3）可在學(xué)習(xí)內(nèi)容的不同時(shí)段，根據(jù)學(xué)生的個(gè)性化需要進(jìn)行協(xié)作學(xué)習(xí)。而在普通多媒體教室環(huán)境下，學(xué)生沒有將“身體”代入課堂，沒有切身的體會(huì)，更多的是在聽取教師的講授，學(xué)生參與度低，注意力易分散，從而影響學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。這說明學(xué)習(xí)方式的多樣化，體現(xiàn)著學(xué)生在遇到不同問題或情景可進(jìn)行個(gè)性化學(xué)習(xí)，促使學(xué)生進(jìn)行有意義學(xué)習(xí)；同時(shí)，也體現(xiàn)環(huán)境對(duì)于學(xué)生進(jìn)行有意義學(xué)習(xí)的重要性。

第三，學(xué)習(xí)效果分析是在學(xué)期末通過知識(shí)測(cè)試進(jìn)行的。測(cè)試內(nèi)容包括教育傳播媒體中五種媒體的概念，傳統(tǒng)媒體和現(xiàn)代媒體的區(qū)別，現(xiàn)代教育環(huán)境下的教師與學(xué)生的關(guān)系，教育信息傳播基本模式以及教育傳播效果評(píng)價(jià)方式等內(nèi)容。測(cè)試結(jié)果表明：16級(jí)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果明顯好于15級(jí)學(xué)生。其中概念題的答案，16級(jí)絕大部分同學(xué)能用自己的語言進(jìn)行概括，并且列舉出生活中各種實(shí)例；而15級(jí)大多數(shù)學(xué)生則用課本上的原話進(jìn)行作答。這說明16級(jí)學(xué)生可將學(xué)到的概念知識(shí)與自己原有的知識(shí)進(jìn)行有效整合，進(jìn)而達(dá)到了概念轉(zhuǎn)變，提升學(xué)習(xí)的質(zhì)量與成效。這也進(jìn)一步表明，智慧教室所具有的具身認(rèn)知學(xué)習(xí)環(huán)境，可以有效提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，也明顯好于一般的多媒體教學(xué)環(huán)境，可以更好地輔助學(xué)生進(jìn)行有意義學(xué)習(xí)。

七、結(jié)語

隨著智能時(shí)代的到來，智能技術(shù)為教育的發(fā)展提供了多種多樣的可能性。智能學(xué)習(xí)伙伴、云端一體的學(xué)習(xí)過程、智能數(shù)據(jù)采集與分析、智能對(duì)話等技術(shù)，為教育現(xiàn)代化提供技術(shù)支持。學(xué)習(xí)環(huán)境從傳統(tǒng)的離身認(rèn)知學(xué)習(xí)環(huán)境到具身認(rèn)知學(xué)習(xí)環(huán)境轉(zhuǎn)變，也契合了人類認(rèn)知發(fā)展的需求。我們通過設(shè)計(jì)與構(gòu)建具身認(rèn)知學(xué)習(xí)環(huán)境，認(rèn)為其環(huán)境中各構(gòu)成要素之間相互影響、互利共生，促進(jìn)學(xué)習(xí)者的身體得以釋放，并將身體各感官帶入到學(xué)習(xí)過程中，激發(fā)學(xué)習(xí)者各感官的感知能力，引導(dǎo)學(xué)習(xí)者多角度、發(fā)散性地探索解決問題的方法，為培養(yǎng)學(xué)習(xí)者的技術(shù)思維、發(fā)散性思維和創(chuàng)新性思維奠定基礎(chǔ)。

當(dāng)然，本研究的探討與教學(xué)效果的實(shí)施驗(yàn)證僅僅是初步的，關(guān)于具身認(rèn)知學(xué)習(xí)環(huán)境中的各種學(xué)習(xí)活動(dòng)，如何有效地促進(jìn)學(xué)習(xí)者的意義建構(gòu)，如何選擇適當(dāng)?shù)墓ぞ?、技術(shù)等更好地激發(fā)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)的潛能以培養(yǎng)學(xué)習(xí)者的創(chuàng)新性思維，仍需要更為深入的探索、設(shè)計(jì)與驗(yàn)證。特別是隨著智能技術(shù)更多地融入到具身認(rèn)知學(xué)習(xí)環(huán)境，如何有效刺激學(xué)生身體的多感官參與，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，幫助學(xué)習(xí)者更加具體、多元地獲取外部信息，以切實(shí)促進(jìn)學(xué)生進(jìn)行有意義學(xué)習(xí)，還需要通過“大數(shù)據(jù)+智能技術(shù)”等多種研究角度與方法，來進(jìn)行更為精細(xì)的分析與研究。