本文轉(zhuǎn)自《現(xiàn)代教育科學(xué)》2019-11
從古至今，哲學(xué)家和教育者關(guān)注更多的是靈魂和心靈等內(nèi)在的發(fā)展與提升。柏拉圖認(rèn)為教育是靈魂的轉(zhuǎn)向，只有擺脫肉欲，才能真正得到靈魂的上升。在其后的很多西方哲學(xué)家也認(rèn)為，靈魂和身體是相互分離的，這種身心分離的理論在笛卡爾時期達(dá)到了頂峰。笛卡爾從認(rèn)識論上確證了心、物二元世界的存在。但“如果把一切歸結(jié)為精神，世界被觀念化，人就成為一個超然的意識主體；如果把一切歸結(jié)為物質(zhì)，人就成為了機器”。
20世紀(jì)50年代末，認(rèn)知科學(xué)誕生初期從多學(xué)科視角探究人類的學(xué)習(xí)，關(guān)注人類思維的理解和知識的建構(gòu)。隨著信息加工理論的出現(xiàn)，把人腦看作計算機、信息處理器和問題解決者的隱喻開始廣為流傳，并被迅速運用到認(rèn)知發(fā)展的研究上。傳統(tǒng)認(rèn)知科學(xué)認(rèn)為，人的大腦是為各種心智活動構(gòu)建算法和程序的。這種把人當(dāng)做機器的傳統(tǒng)認(rèn)知科學(xué)存在著一些弊端，認(rèn)為它只能接受簡單的指令算法。但人作為一種具有復(fù)雜腦結(jié)構(gòu)的高級生物，在復(fù)雜的社會情境中會出現(xiàn)各種情況，這些是傳統(tǒng)認(rèn)知觀點所無法預(yù)測的。
隨著智能化時代的到來，人們更加關(guān)注學(xué)習(xí)的具身性、情境性和生成性，形成了第二次認(rèn)知革命。MR技術(shù)、體感技術(shù)和社會學(xué)研究方面都證實了身體在學(xué)習(xí)過程中發(fā)揮的巨大作用，同時新智能技術(shù)的出現(xiàn)也為學(xué)習(xí)者提供了技術(shù)支持。2019年《地平線報告》（高等教育版）中提到移動學(xué)習(xí)設(shè)備和頭戴式顯示器可增加學(xué)習(xí)者的臨場體驗。而混合現(xiàn)實技術(shù)是最近兩三年發(fā)展起來的，它通過將線上和線下的融合，把數(shù)字技術(shù)和物理世界連接起來，創(chuàng)造了物理空間的模擬化環(huán)境，使學(xué)習(xí)者沉浸于學(xué)習(xí)環(huán)境中，通過身體體驗形成了新的感知和理解。語言學(xué)家萊考夫從現(xiàn)象學(xué)的視角揭示了概念隱喻的具身性，也有學(xué)者從生物學(xué)角度探討學(xué)習(xí)者身體運動參與帶來的學(xué)習(xí)效果，智能化時代的技術(shù)要促進(jìn)學(xué)習(xí)者的發(fā)展需要具身理論的支撐。
筆者通過對傳統(tǒng)認(rèn)知科學(xué)的困境進(jìn)行分析，并梳理了具身認(rèn)知理論支持下的認(rèn)知科學(xué)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用情況，并從具身技術(shù)開發(fā)、生成性具身課程設(shè)計、交互式環(huán)境構(gòu)建三個方面的教育轉(zhuǎn)向展開論述，旨在為具身認(rèn)知在傳統(tǒng)認(rèn)知科學(xué)向第二代認(rèn)知科學(xué)發(fā)展中的應(yīng)用提供參考。
01
離身——傳統(tǒng)認(rèn)知科學(xué)的身心二元困境
在傳統(tǒng)認(rèn)知科學(xué)看來，人類對外界信息的加工是建立在計算隱喻之上，認(rèn)為心智是按照某種程序算法對符號進(jìn)行操作計算。這種計算遵循著某種算法，用精確的語言寫成的算法就形成了程序。傳統(tǒng)認(rèn)知理論主要關(guān)注的是人的信息加工過程，其特點具有兩方面:
1、一是關(guān)注人的經(jīng)驗，認(rèn)為在認(rèn)知過程中，人運用過去的經(jīng)驗和策略來獲得加工信息；
2、二是人對認(rèn)知過程中的信息要進(jìn)行整合分析。
Bad-deley認(rèn)為工作記憶由一個中樞執(zhí)行功能組成。在注意力集中、轉(zhuǎn)移、分散中發(fā)揮作用。這個執(zhí)行功能監(jiān)控一個視覺略圖薄（視覺和空間記憶）、一個語言環(huán)路（聽覺記憶）和一個情境緩沖器。認(rèn)知主要是心理的操作，即使可能會涉及到身體，但是這只是心理操作的一部分，跟身體聯(lián)系不大。它的研究范式是建立在傳統(tǒng)的計算機隱喻基礎(chǔ)上，在計算機隱喻的認(rèn)知過程中，人通過感官接收外界的信息，對它進(jìn)行登記，保持在記憶當(dāng)中，在大腦中進(jìn)行信息加工和轉(zhuǎn)換，當(dāng)收到指令以后再輸出。整個人如同計算機的軟件和硬件一樣相對獨立，人的認(rèn)知獨立于身體和大腦，認(rèn)知操作過程和身體操作過程之間是離散的，沒有過多的聯(lián)系，兩者之間是一種隨機的關(guān)系。這樣任何物理系統(tǒng)只要加入一些算法結(jié)構(gòu)，都可以擁有人的智能。
在傳統(tǒng)認(rèn)知科學(xué)中，主要存在著兩種觀點：那些早期致力于有效的老式人工智能GOFAI(Old－FashionedArtificialIntelligence)的人認(rèn)為，認(rèn)知本質(zhì)上是基于規(guī)則的計算，而不是符號表示；而一些連接主義者認(rèn)為它是計算在子符號或分布式中表示，不是或者說不完全基于規(guī)則。盡管兩種觀點存在差異，但都是一種傳統(tǒng)認(rèn)知主義身心分離的觀點，認(rèn)為心靈基本上是一個顱內(nèi)的信息處理系統(tǒng)，它用操作符號表示，在認(rèn)知本質(zhì)上就是一個計算的過程。傳統(tǒng)的認(rèn)知心理學(xué)經(jīng)過了從“加工即計算”到離身心智論”，但是其本質(zhì)仍是身心分離的。人畢竟不是機器，人有身體的感覺和心靈的思考，在教學(xué)過程中也會面臨著很多無法預(yù)測的教學(xué)事件，對環(huán)境的體驗也是有許多不同，所帶來的知識的生成也會存在差別，這種身心分離的思想隨著教育信息化的發(fā)展面臨著諸多困境。
第一，教學(xué)觀念的離身性。傳統(tǒng)的教育受原有觀念影響，認(rèn)為認(rèn)知、記憶以及思維等方面的學(xué)習(xí)是獨立于身體的，學(xué)習(xí)的主要目的是對這些心智能力的訓(xùn)練過程。“形式訓(xùn)練說”就是受這一思想影響而產(chǎn)生的。加涅的信息加工模式就是典型的這種學(xué)習(xí)模式。技術(shù)支持下的在線學(xué)習(xí)也面臨著學(xué)習(xí)者缺乏身體的真實或模擬體驗而產(chǎn)生的距離感和孤獨感，這種教觀念下的教學(xué)過程是一種偏重于大腦心智的提升為中心任務(wù)的訓(xùn)練過程，身體在這一過程中被放在了邊緣位置，使學(xué)習(xí)的過程與身體缺失了聯(lián)系。這種教學(xué)觀念導(dǎo)致了學(xué)習(xí)者忽略了身體參與到構(gòu)建知識結(jié)構(gòu)和與外界建立聯(lián)系的生成性作用，造成了教學(xué)觀念的身心二元，這是傳統(tǒng)認(rèn)知科學(xué)理論教學(xué)觀念所面臨的一重困境。
第二，教學(xué)設(shè)計的預(yù)設(shè)性。傳統(tǒng)的教學(xué)是以一個既定的教學(xué)目標(biāo)而進(jìn)行設(shè)計教學(xué)方案的一種教學(xué)預(yù)設(shè)。核心素養(yǎng)是培養(yǎng)全面發(fā)展的人，如果課堂中涉及到的每節(jié)課、每個教學(xué)片段、教學(xué)方法、教學(xué)組織形式等都是既定的、一成不變的。忽略對學(xué)生情感和體驗來促進(jìn)知識生成的影響，則很難培養(yǎng)學(xué)生的必備品格和關(guān)鍵能力。學(xué)生的發(fā)展才是教學(xué)預(yù)設(shè)的落腳點，如果只單純設(shè)定目標(biāo)，不在教學(xué)設(shè)計中激發(fā)學(xué)生對知識生成的體驗，則很難達(dá)到良好的教學(xué)效果。隨著技術(shù)在教學(xué)設(shè)計中的應(yīng)用，如果只是作為傳統(tǒng)教學(xué)的展示工具，而不是真正將技術(shù)融合于教學(xué)設(shè)計中與學(xué)生的身體體驗建立聯(lián)系來改變這種傳統(tǒng)預(yù)設(shè)性的教學(xué)設(shè)計，這種教學(xué)設(shè)計的身心二元觀點很難提高教學(xué)效果，無法達(dá)到生成性的課堂教學(xué)，這是傳統(tǒng)認(rèn)知科學(xué)理論教學(xué)設(shè)計所面臨的二重困境。
第三，教學(xué)環(huán)境的封閉性。傳統(tǒng)的課堂教學(xué)環(huán)境主要是采用講授法，為了傳授課本內(nèi)容，教學(xué)環(huán)境處于一種封閉狀態(tài)。隨著現(xiàn)代技術(shù)進(jìn)入課堂環(huán)境中，教學(xué)倡導(dǎo)以教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體的教學(xué)，但人們?nèi)匀皇前熏F(xiàn)代技術(shù)作為一個工具來進(jìn)行課堂教學(xué)，教學(xué)環(huán)境和學(xué)習(xí)者的體驗之間沒有產(chǎn)生動態(tài)交互的知識生成，這種教學(xué)環(huán)境的封閉性造成了學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)缺乏情境性，無法真正參與到學(xué)習(xí)的知識建構(gòu)中。人與社會環(huán)境割裂開來，很難培養(yǎng)學(xué)生的高階思維，如果不改變這種教學(xué)環(huán)境，技術(shù)無法充分發(fā)揮作用，這種教學(xué)環(huán)境中存在的身心二元，很難實現(xiàn)以技術(shù)促教學(xué)的生成性智慧學(xué)習(xí)環(huán)境，這是傳統(tǒng)認(rèn)知科學(xué)理論教學(xué)環(huán)境所面臨的三重困境。
傳統(tǒng)認(rèn)知科學(xué)所面臨的困境，讓越來越多的研究者意識到，人的頭腦不能僅僅被理解成向計算機一樣對信息進(jìn)行加工處理，人的感覺器官和運動輸出系統(tǒng)在復(fù)雜的情境中也發(fā)揮著重要的作用。研究在技術(shù)支持下學(xué)習(xí)者的感官和運動系統(tǒng)如何促進(jìn)學(xué)習(xí)者思考和感知來達(dá)到深度學(xué)習(xí)有著十分重要的價值。
02
具身認(rèn)知——第二代認(rèn)知科學(xué)的研究探索
第二代認(rèn)知科學(xué)(second generation cognitive science)這一提法最早是在認(rèn)知語言學(xué)家萊考夫(G.Lakoff)和約翰森(M．Johnson)所著的《肉身中的哲學(xué)：具身心智及其對西方思想的挑戰(zhàn)》一書中提到。具身認(rèn)知(embodied cognition)也譯為“涉身”認(rèn)知，是指身體在人的認(rèn)知過程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，認(rèn)知是通過身體的體驗及其活動的方式形成的。具身認(rèn)知的科學(xué)以“身心一體”的本體論、“模擬—復(fù)現(xiàn)”的認(rèn)識論和“有機生成”的實踐論，突破了傳統(tǒng)認(rèn)知科學(xué)所認(rèn)為的“身心二分”關(guān)系，挑戰(zhàn)了“表征計算”的認(rèn)知加工模式，超越了“機械組織”的心智建構(gòu)方式，彰顯了身體在認(rèn)知中的地位。皮亞杰和維果斯基的內(nèi)化理論、萊考夫和約翰遜的隱喻投射理論表明了身體活動是如何向高級認(rèn)知發(fā)展的。美國哲學(xué)家唐·伊德(Don Ihde)主要關(guān)注技術(shù)哲學(xué)和現(xiàn)象學(xué)，他從知覺體驗的角度對人與技術(shù)的關(guān)系進(jìn)行了深刻解讀。通過對文獻(xiàn)的梳理總結(jié)出目前主要從三方面的視角對具身認(rèn)知進(jìn)行了研究。
（一）現(xiàn)象學(xué)的視角：概念隱喻的具身性
最早從具身認(rèn)知對概念理解進(jìn)行研究的是語言學(xué)家萊考夫和約翰遜關(guān)于具身認(rèn)知在思維中隱喻作用的研究。他們在對大量的隱喻現(xiàn)象研究分析后認(rèn)為：隱喻不僅是一種語言修辭的手段，而是反映了人類的認(rèn)知特征。人的抽象概念，如感知經(jīng)驗和具體概念的發(fā)展通過加工隱喻化的描述和身體有著密切關(guān)聯(lián)，基于此他們提出了概念隱喻理論，確立了身體經(jīng)驗在概念理解中的重要地位。概念的隱喻性突出顯示了理性概念范疇與身體感覺經(jīng)驗的密切聯(lián)系，如抽象的“冷淡、熱情”之類的概念最初是來自對“冷”“熱”的感知經(jīng)驗。
最近的社會認(rèn)知實驗表明，身體溫暖和社會歸屬感之間存在著相關(guān)性。研究者通過兩項實驗的結(jié)果支持了這樣一種假設(shè):即身體上的溫暖是一種象征性的暗示，標(biāo)志著親密關(guān)系來源的接近。在實驗中，參與者認(rèn)為一個溫暖的物體在物理上比一個寒冷的物體更近。在另一組實驗中，被溫暖刺激的參與者表現(xiàn)出更高水平的自我報告的社會關(guān)系動機。在這兩項研究中，依戀風(fēng)格的個體差異對影響均有調(diào)節(jié)作用；啟動效應(yīng)在依戀回避程度低和依戀焦慮程度高的人群中顯著。這些發(fā)現(xiàn)揭示了感知、身體體驗和社會認(rèn)知之間的深層聯(lián)系。
以上的研究從社會現(xiàn)象學(xué)的視角來探討表明了人的身體體驗對學(xué)習(xí)者概念的理解和社會認(rèn)知有較大影響，人不是被動地感受來自外界的刺激，而是身體的感知經(jīng)驗和外界刺激產(chǎn)生交互，從而促進(jìn)概念的理解。因此，身體所帶來的經(jīng)驗對于兒童學(xué)習(xí)的重要意義，只有從經(jīng)驗中生長出的知識才能真正被學(xué)習(xí)者所理解和吸收的，也有學(xué)者從生物學(xué)的視角證明感知運動的參與性促進(jìn)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)。
(二)生物學(xué)的視角：感知運動的參與性
具身認(rèn)知理論認(rèn)為身體不是與學(xué)習(xí)活動無關(guān)的因素，而是作為學(xué)習(xí)的主體，在身體運動的參與過程中也在塑造者學(xué)習(xí)者的思維、感知、記憶等心智活動。
一些研究著發(fā)現(xiàn)，身體活動在學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)過程中所占有的重要作用。Chris Shilling以約翰·杜威的著作為基礎(chǔ)，提出了一種身體教育學(xué)的方法，他贊同身體經(jīng)驗的優(yōu)先性，但也承認(rèn)思維的獨特屬性和能力，以及在這些過程中的具身性。認(rèn)知理論以前強調(diào)人類處理信息的模塊性，即獨立的模塊處理信息不受其他類型信息的影響。然而，最新的理論研究表明，認(rèn)知與運動和感覺過程的聯(lián)系比模塊理論所認(rèn)為的要緊密得多。
具身認(rèn)知理論所強調(diào)的感知運動(Sensorimotor)并不是說身體要完全沉浸式地參與到學(xué)習(xí)活動中，具身的形式可以是基于實體動作的，也可以是基于想象的。多爾·亞伯拉罕森研究團隊的一位博士生為代數(shù)學(xué)困生設(shè)計的“巨人的步伐”代數(shù)游戲，便是通過鼠標(biāo)或觸屏，調(diào)用內(nèi)在認(rèn)知資源來參與學(xué)習(xí)的具身形式。Alfonso通過以鏡像神經(jīng)元作為行為理解的理論分析和核心電生理學(xué)的研究發(fā)現(xiàn)，鏡像神經(jīng)元理論是具身認(rèn)知理論中最有影響力的例子之一。他們分析了鏡像神經(jīng)元是通過將觀察到的動作的視覺表象映射到運動表象來輔助動作理解的說法，試圖闡明這些神經(jīng)元所攜帶的表象在何種意義上可以被稱為運動。
通過這些研究所得出的結(jié)果可以看出，兒童通過感知運動促進(jìn)了概念的理解，這種運動可以是自己身體的運動，也可以是模擬的或觀察他人或物體的運動，當(dāng)我們把這種運動和感覺參與具身時，這種概念隱喻就會促進(jìn)人的高階思維能力，促進(jìn)概念的理解。
（三）技術(shù)學(xué)的視角：人類體驗的擴展性
具身認(rèn)知理論重視身體的體驗，而借助于技術(shù)能夠“擴展”我們的身體感知經(jīng)驗，再對身體的經(jīng)驗進(jìn)行加工和提煉，形成認(rèn)知理解。伊德認(rèn)為，人與技術(shù)的具身關(guān)系是一種特殊的使用情境(Context)，在這種使用情境中，個體以一種特殊的方式將技術(shù)和自身經(jīng)驗融合為一體，個體借助技術(shù)來感知，然后由此轉(zhuǎn)化為個體的知覺和身體的感覺。伊德將這種關(guān)系表述為（人類—技術(shù)）→世界。實現(xiàn)這種人與技術(shù)及其世界之間共生關(guān)系的基礎(chǔ)是技術(shù)所具備的知覺透明性，意思是說技術(shù)就好像融入自身知覺的身體經(jīng)驗中，如“（我—眼鏡）→世界”的關(guān)系中，眼鏡成了個體對周圍環(huán)境的日常體驗的一部分，眼鏡的“抽身而去”，使得視覺變得技術(shù)具身了。
Ruiter等人設(shè)計了一項跟任務(wù)相關(guān)的全身運動對一年級學(xué)生學(xué)習(xí)兩位數(shù)的影響的項目。研究設(shè)計步長(小、中、大)表示不同大小的數(shù)字單位（1，5，10）。研究發(fā)現(xiàn)，在全身運動與任務(wù)相關(guān)的條件下，學(xué)生在學(xué)習(xí)兩位數(shù)方面的表現(xiàn)優(yōu)于非運動條件下（運動與任務(wù)無關(guān)）的學(xué)生。研究也顯示了部分身體運動對學(xué)習(xí)的有益影響，比如學(xué)生的手勢、手指追蹤，手指計數(shù)或手臂運動等，讓學(xué)生有機會觀察或影響他人或物體的運動，雖然不是自己做這些運動，也可以提高理解。研究結(jié)果表明，在適當(dāng)?shù)某潭认?，鏡像或模擬機制的參與也會影響學(xué)生的認(rèn)知。
隨著體感技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)的出現(xiàn)，技術(shù)支持的具身認(rèn)知擴展了人類身體的體驗性，技術(shù)具身和學(xué)習(xí)者身體經(jīng)驗的融合將會更加緊密，這種融合產(chǎn)生的交互式經(jīng)驗?zāi)軌騽討B(tài)生成一種全新的概念理解和學(xué)習(xí)者自身的意義建構(gòu)，這帶來了技術(shù)支持下的認(rèn)知科學(xué)的必然轉(zhuǎn)向。
03
具身學(xué)習(xí)——技術(shù)支持下認(rèn)知科學(xué)的必然轉(zhuǎn)向
具身化、情境性和生成的思想在認(rèn)知科學(xué)學(xué)習(xí)領(lǐng)域中已經(jīng)有了廣泛的融合，隨著技術(shù)的推進(jìn)具身學(xué)習(xí)勢在必行。在具身認(rèn)知理論中，認(rèn)知不是一個先驗的邏輯能力，而是一個連續(xù)進(jìn)化的發(fā)展的情境性過程；身體在認(rèn)知中之所以是核心的，是因為身體活動本身體現(xiàn)了推動認(rèn)知發(fā)展的生存意向性。在人類學(xué)習(xí)的過程中，身體狀態(tài)對認(rèn)知過程產(chǎn)生影響，運動通道決定認(rèn)知內(nèi)容，這兩種認(rèn)知同時又受環(huán)境的影響，這樣身體在認(rèn)知過程中就具有具身性，運動通道下認(rèn)知內(nèi)容就具有生成性，而這一認(rèn)知生成必須和環(huán)境產(chǎn)生交互，這樣就具有情境性。因此身體、認(rèn)知和環(huán)境就形成了一個動態(tài)的耦合循環(huán)系統(tǒng)(如圖1所示)
具身認(rèn)知的動態(tài)耦合循環(huán)系統(tǒng)
這個具身認(rèn)知的動態(tài)耦合循環(huán)系統(tǒng)形成了一個互利共生的學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)，隨著新技術(shù)的出現(xiàn)，如何將其運用于新的認(rèn)知科學(xué)領(lǐng)域，從具身性、生成性和情境性這三個方面來構(gòu)建新的學(xué)習(xí)環(huán)境就變得至關(guān)重要。
（一）具身性：人工智能支持的具身技術(shù)開發(fā)
在與社交互動機器人互動時積極的用戶體驗的出現(xiàn)，讓身體在情感理解和認(rèn)知方面變得至關(guān)重要。隨著人工智能的出現(xiàn)，基于AR和VR的混合現(xiàn)實技術(shù)發(fā)展，一些手持設(shè)備和可穿戴設(shè)備讓人們的身體有了更多的體驗，傳統(tǒng)認(rèn)知科學(xué)的離身性將得到一定程度的顛覆。像微軟Kinect這樣的體感技術(shù)出現(xiàn)，通過加強信息處理、編碼、表示和交流，身體動作可以促進(jìn)學(xué)習(xí)者的心理活動。為教學(xué)設(shè)計者提供了基于手勢或基于運動的學(xué)習(xí)，有了技術(shù)的支持，人的身體知覺能夠得到“擴展”，良好的具身技術(shù)設(shè)計能夠為學(xué)習(xí)帶來臨場感和沉浸感，也提供了以創(chuàng)新的方式促進(jìn)學(xué)習(xí)的新方法。
基于具身理論的技術(shù)開發(fā)如果僅僅是作為工具來使用將難以發(fā)揮其價值，它雖然擴展了人類的身體知覺，但如果沒有設(shè)計良好的具身課程，那么只能是增加學(xué)習(xí)者的認(rèn)知負(fù)荷。只有具身技術(shù)和具身課程之間的密切結(jié)合，能真正達(dá)到一種生成性的課堂教學(xué)。
（二）生成性：課堂和技術(shù)結(jié)合的具身課程設(shè)計
傳統(tǒng)認(rèn)知理論是一種具有“離身”特征的二元認(rèn)識論，這種認(rèn)識論使得課堂學(xué)習(xí)環(huán)境深陷“離身”困境，從而引發(fā)對傳統(tǒng)課堂學(xué)習(xí)環(huán)境預(yù)設(shè)性維度的認(rèn)識。宋嶺等嘗試改造故事的核心要素為具身化課程的核心特征構(gòu)建結(jié)構(gòu)框架，為進(jìn)一步的課堂教學(xué)提供思路。張良提出應(yīng)從知識與身體、知識與情境、知識與行動三個維度來構(gòu)建課堂中的具身課程知識觀。目前具身教育課程設(shè)計模式主要有三種類型：
主題本身包含有身體的內(nèi)在性的活動
主題本身有利于社會基礎(chǔ)的課堂教學(xué)
主題本身帶有隱含的空間特質(zhì)
第一種類型是課程本身包含了身體的運動和操作。這種課程主題就是一些身體的操作，如一些技能性的訓(xùn)練課程。我國目前的通用技術(shù)課程就屬于這一類型模式范疇。
第二種類型是以社會科學(xué)課程為主。這種課程的內(nèi)容是以社會為基礎(chǔ)，有利于教師設(shè)計一些帶有個體參與性質(zhì)的課程主題。這類課程設(shè)計可以通過分析社會動態(tài)發(fā)展進(jìn)行課程設(shè)計，比如說讓學(xué)習(xí)者走出教室，到博物館、科技展覽館等場所，歷史發(fā)展進(jìn)程進(jìn)行收集和整理，及在學(xué)校教育中通過設(shè)計開放的課題來開展相關(guān)的社會調(diào)查研究課程。如在人文課程中可以設(shè)置進(jìn)入博物館等進(jìn)行課題調(diào)研，近幾年興起的研學(xué)旅行也是這類課程的體現(xiàn)。
第三種類型是那些基于空間主題概念的學(xué)科。如數(shù)學(xué)和物理學(xué)科，這些學(xué)科在課程學(xué)習(xí)中，可以利用智能化技術(shù)來促進(jìn)教學(xué)，學(xué)習(xí)者通過自身身體的體驗和虛擬身體的場景疊加，來達(dá)到掌握概念和定律的目的。
這對教學(xué)設(shè)計者提出了挑戰(zhàn)，如何設(shè)計課程能夠達(dá)到具身認(rèn)知的效果，以及如何讓學(xué)習(xí)者能夠從中獲得認(rèn)知的飛躍，以及怎樣才能促進(jìn)身體、認(rèn)知和環(huán)境達(dá)到一種生態(tài)的平衡狀態(tài)，是教學(xué)設(shè)計者所要考慮的問題。不僅要求教學(xué)設(shè)計者具有身心融合的教學(xué)觀念，創(chuàng)建出系統(tǒng)有機、動態(tài)生成的課程教學(xué)設(shè)計，同時也要建構(gòu)具身交互的生態(tài)課堂學(xué)習(xí)環(huán)境。
（三）情境性：身心一體的具身交互環(huán)境構(gòu)建
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、身體嵌入環(huán)境的多種內(nèi)嵌性的學(xué)習(xí)環(huán)境。隨著“互聯(lián)網(wǎng) ”的發(fā)展，各種新興技術(shù)，如觸控技術(shù)、可視化技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)等相繼融入教學(xué)過程中，為創(chuàng)造學(xué)生的學(xué)習(xí)環(huán)境提供了新的改革契機，增強了學(xué)生學(xué)習(xí)體驗的機會，增加了學(xué)生真實的在場體驗感。通過對文獻(xiàn)的整理和分析，目前國內(nèi)外主要的研究可以分為三種類型的具身學(xué)習(xí)環(huán)境構(gòu)建：實體學(xué)習(xí)環(huán)境、在線學(xué)習(xí)環(huán)境和混合現(xiàn)實學(xué)習(xí)環(huán)境。
1.體驗性：物理學(xué)習(xí)環(huán)境。物理學(xué)習(xí)環(huán)境在促進(jìn)STEM教學(xué)的教學(xué)干預(yù)和研究中占有相當(dāng)大的份額。在這些學(xué)習(xí)環(huán)境中，學(xué)生的身體體驗是學(xué)習(xí)活動的重要組成部分，因此也是學(xué)習(xí)的重要組成部分。Duijzer綜述了實體學(xué)習(xí)環(huán)境中，運動支持背景下學(xué)生在建模中對圖形理解的變化。通過對身體參與程度（自身和他人、體的運動）和即時性（直接和非直接）并行的方式，歸納出四類具身化學(xué)習(xí)環(huán)境。
第一類是直接的自身運動
第二類是直接的他人、物體的運動
第三類是非直接的自身運動
第四類是非直接的他人、物體的運動
在每一類具體的學(xué)習(xí)環(huán)境中，中介因素的不同組合被識別出來。這樣具身認(rèn)知環(huán)境中存在八個中介因素：真實的環(huán)境、多模態(tài)、運動與圖形的關(guān)系、多重表征、符號學(xué)、學(xué)生控制、注意力捕捉、認(rèn)知沖突。
每一類具體的學(xué)習(xí)環(huán)境都具有特定的具體配置，并且中介因素可以形成不同的組合。從基于探究的知識學(xué)習(xí)和教學(xué)研究，歸納出CLIA－model（能力、學(xué)習(xí)、干預(yù)、評估）作為學(xué)習(xí)環(huán)境的設(shè)計框架，旨在引發(fā)出增強的學(xué)習(xí)過程，促進(jìn)知識的產(chǎn)出和思維能力的培養(yǎng)。在這種物理學(xué)習(xí)環(huán)境下，學(xué)習(xí)者可以在真實的環(huán)境中、在具身認(rèn)知的實體環(huán)境構(gòu)建要注重學(xué)習(xí)者的體驗性，大腦、身體和環(huán)境作為一個交互的動力系統(tǒng)，通過設(shè)計加強身體體驗性的環(huán)境讓“感覺—思維—行動”形成一種順序的加工循環(huán)的動力系統(tǒng)。
2.參與性：在線學(xué)習(xí)環(huán)境。從具身認(rèn)知的視角審視在線學(xué)習(xí)環(huán)境。第二代認(rèn)知科學(xué)需重構(gòu)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間的框架結(jié)構(gòu)，創(chuàng)建具身型網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間，構(gòu)建“認(rèn)知—身體—空間”一體化的學(xué)習(xí)參與模式，以促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間與教育教學(xué)的深度融合。楊玉寶給出了具身型網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間框架，并應(yīng)用在廣州市屬高校學(xué)習(xí)空間平臺《Photoshop數(shù)字圖像處理》課程教學(xué)中。國外在線學(xué)習(xí)環(huán)境中使用嵌入式具身代理的興趣越來越大。Mahmood為在線學(xué)習(xí)環(huán)境中開發(fā)和評估具身代理提供一個框架。這個框架對課件和嵌入式代理開發(fā)的實踐者和研究人員非常有用，為嵌入式代理在電子學(xué)習(xí)環(huán)境中的設(shè)計和實現(xiàn)提供了指導(dǎo)。但是在這種嵌入式代理的設(shè)計需求中，教師和學(xué)生之間出現(xiàn)的二分法關(guān)系，這種關(guān)系體現(xiàn)了主體所能承受的自主程度。
研究結(jié)果表明：教育者傾向于高度控制的具有有限自主權(quán)的具身代理；而學(xué)生則希望能夠有更加自主的、高度個性化的具身代理，可以作為他們與教師之間的非正式接口。具身認(rèn)知的在線學(xué)習(xí)環(huán)境要注重于為學(xué)習(xí)者提供幫助，減少學(xué)習(xí)者的孤獨感和距離感，讓學(xué)習(xí)者更具有具身參與性。
3.整合性：混合現(xiàn)實學(xué)習(xí)環(huán)境。隨著教育智能化發(fā)展，混合現(xiàn)實技術(shù)的出現(xiàn)，可以將來自真實世界和虛擬世界的各種對象整合到一個學(xué)習(xí)進(jìn)程中，同時支持具身交互的功能，這就可以被稱為“具身型混合現(xiàn)實學(xué)習(xí)環(huán)境”(Embodied Mixed Reality Learning Environment，簡稱EMRLE)。具身型混合現(xiàn)實學(xué)習(xí)環(huán)境是一個媒體融合型的交互式學(xué)習(xí)環(huán)境。
國外在混合現(xiàn)實學(xué)習(xí)環(huán)境研究中比較著名的是美國政府與國家科學(xué)基金會等機構(gòu)資助的多媒體藝術(shù)學(xué)習(xí)實驗室SMALLab。SMALLab是一個混合現(xiàn)實的環(huán)境，它為協(xié)作學(xué)習(xí)參與者提供了面對面的交互的中介空間。在他們的設(shè)計實驗中，開發(fā)了一個新的SMALLab學(xué)習(xí)場景和一個協(xié)作學(xué)生參與框架，為72名學(xué)習(xí)地球科學(xué)科目的高中學(xué)生進(jìn)行為期3天的干預(yù)。通過分析干預(yù)期間和常規(guī)課堂教學(xué)中學(xué)生和教師的課堂交流，發(fā)現(xiàn)SMALLab中學(xué)生驅(qū)動的交流數(shù)量顯著增加，采取干預(yù)下的學(xué)生取得了顯著的成就。他們預(yù)測混合現(xiàn)實可以對協(xié)作學(xué)習(xí)產(chǎn)生積極的影響，并為傳播推廣到主流K—12環(huán)境中做好了準(zhǔn)備。
混合現(xiàn)實學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計要具備三個要求：
1、一是在以計算為中介的空間內(nèi)，應(yīng)培養(yǎng)協(xié)同參與者之間的直接面對面互動；
2、二是思想和行動應(yīng)該通過實時展開的主動生成過程分布在多個參與者之間；
3、三是緊急概念模型的即時（空間和時間）鞏固應(yīng)遵循主動學(xué)習(xí)過程；
這給我國構(gòu)建整合性的混合現(xiàn)實學(xué)習(xí)環(huán)境帶來了可供借鑒的項目實例。
04
結(jié)語
具身認(rèn)知指導(dǎo)下的認(rèn)知科學(xué)的第二次革命給教育帶來了新的契機，傳統(tǒng)認(rèn)知科學(xué)要從封閉預(yù)設(shè)的環(huán)境中走向智慧教學(xué)，必須從身心二元（離身）到身心一體化（具身）的轉(zhuǎn)向。教育所面臨的挑戰(zhàn)是如何設(shè)計用于學(xué)習(xí)的具身技術(shù)，具身技術(shù)如何能使學(xué)習(xí)者在復(fù)雜的學(xué)習(xí)環(huán)境任務(wù)中得以解決實際問題獲得高階認(rèn)知。當(dāng)前我國對于具身認(rèn)知理論下的第二代認(rèn)知科學(xué)理論還比較散亂，缺乏系統(tǒng)性，所建構(gòu)的課程教學(xué)和學(xué)習(xí)環(huán)境中比較成熟應(yīng)用的實踐還不是很多，技術(shù)具身的落地發(fā)展還處在方興未艾的試驗階段。
綜合來看，隨著5G時代的到來，混合現(xiàn)實技術(shù)等在教育中的應(yīng)用，教育在智能技術(shù)的支持下，應(yīng)更注重人的具身性、生成性和情境性。
第一，加快人工智能支持的具身技術(shù)開發(fā)；
第二，促進(jìn)課堂與技術(shù)融合的具身課程設(shè)計；
第三，構(gòu)建身心一體的具身交互環(huán)境，打造一個互利共生的生態(tài)循環(huán)動力系統(tǒng)，讓認(rèn)知科學(xué)真正從離身轉(zhuǎn)向具身。
