張方方

[摘 要]傳統(tǒng)認(rèn)知科學(xué)的身心二元觀點(diǎn)在面對人的復(fù)雜認(rèn)知時(shí)產(chǎn)生了教學(xué)的離身困境，即教學(xué)觀念的離身性、教學(xué)設(shè)計(jì)的預(yù)設(shè)性、教學(xué)環(huán)境的封閉性三重困境。文章以國內(nèi)外具身認(rèn)知思想下的認(rèn)知科學(xué)理論與實(shí)踐探索進(jìn)行梳理，從現(xiàn)象學(xué)、生物學(xué)、技術(shù)學(xué)三個視角的研究實(shí)例中歸納出第二代認(rèn)知科學(xué)的具身特征，進(jìn)而提出教學(xué)應(yīng)從體驗(yàn)性具身技術(shù)開發(fā)、生成性具身課程設(shè)計(jì)、交互式環(huán)境構(gòu)建三個維度促進(jìn)認(rèn)知科學(xué)的具身轉(zhuǎn)向。

[關(guān)鍵詞]離身認(rèn)知;具身認(rèn)知;認(rèn)知科學(xué)

[中圖分類號]G420 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A [文章編號]1005-5843（2019）11-0024-07

[DOI]10.13980/j.cnki.xdjykx.2019.11.005

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(shí)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[1]。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(jī)器”[2]。

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(jì)算機(jī)、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(yùn)用到認(rèn)知發(fā)展的研究上[3]。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[4]。這種把人當(dāng)做機(jī)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(diǎn)所無法預(yù)測的。隨著智能化時(shí)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(shí)了身體在學(xué)習(xí)過程中發(fā)揮的巨大作用，同時(shí)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(bào)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(yàn)。而混合現(xiàn)實(shí)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(yàn)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)的角度探討學(xué)習(xí)者身體運(yùn)動參與帶來的學(xué)習(xí)效果，智能化時(shí)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(jì)、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。

一、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(jì)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(jì)算。這種計(jì)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(diǎn)具有兩方面：一是關(guān)注人的經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為在認(rèn)知過程中，人運(yùn)用過去的經(jīng)驗(yàn)和策略來獲得加工信息;二是人對認(rèn)知過程中的信息要進(jìn)行整合分析[5]。Baddeley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?。ㄒ曈X和空間記憶）、一個語言環(huán)路（聽覺記憶）和一個情境緩沖器[6]。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(jì)算機(jī)隱喻基礎(chǔ)上，在計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)的軟件和硬件一樣相對獨(dú)立，人的認(rèn)知獨(dú)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(jī)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(diǎn)[8]：那些早期致力于有效的老式人工智能GOFAI （Good Old-Fashioned Artificial Intelligence）的人認(rèn)為，認(rèn)知本質(zhì)上是基于規(guī)則的計(jì)算，而不是符號表示;而一些連接主義者認(rèn)為它是計(jì)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(diǎn)存在差異，但都是一種傳統(tǒng)認(rèn)知主義身心分離的觀點(diǎn)，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(jì)算的過程。傳統(tǒng)的認(rèn)知心理學(xué)經(jīng)過了從“加工即計(jì)算”到“離身心智論”[9]，但是其本質(zhì)仍是身心分離的。人畢竟不是機(jī)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(yàn)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(dú)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?！靶问接?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(shí)或模擬體驗(yàn)而產(chǎn)生的距離感和孤獨(dú)感，這種教學(xué)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(jì)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(jì)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(yàn)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(diǎn);如果只單純設(shè)定目標(biāo)，不在教學(xué)設(shè)計(jì)中激發(fā)學(xué)生對知識生成的體驗(yàn)，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(jì)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(jì)中與學(xué)生的身體體驗(yàn)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(jì)，這種教學(xué)設(shè)計(jì)的身心二元觀點(diǎn)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(jì)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(yàn)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(shí)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(jì)算機(jī)一樣對信息進(jìn)行加工處理，人的感覺器官和運(yùn)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(yùn)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(jià)值。

二、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）[10]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(yàn)及其活動的方式形成的[11]。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(jī)生成”的實(shí)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(jì)算”的認(rèn)知加工模式，超越了“機(jī)械組織”的心智建構(gòu)方式，彰顯了身體在認(rèn)知中的地位[12]。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[13]。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)[14]，他從知覺體驗(yàn)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(yàn)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(yàn)在概念理解中的重要地位[15]。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(yàn)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(yàn)[16]。最近的社會認(rèn)知實(shí)驗(yàn)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(xiàng)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)中，被溫暖刺激的參與者表現(xiàn)出更高水平的自我報(bào)告的社會關(guān)系動機(jī)。在這兩項(xiàng)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[17]。這些發(fā)現(xiàn)揭示了感知、身體體驗(yàn)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(yàn)對學(xué)習(xí)者概念的理解和社會認(rèn)知有較大影響，人不是被動的感受來自外界的刺激，而是身體的感知經(jīng)驗(yàn)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(yàn)對于兒童學(xué)習(xí)的重要意義，只有從經(jīng)驗(yàn)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(yùn)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(yùn)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(yùn)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(yàn)的優(yōu)先性，但也承認(rèn)思維的獨(dú)特屬性和能力，以及在這些過程中的具身性[18]。認(rèn)知理論以前強(qiáng)調(diào)人類處理信息的模塊性，即獨(dú)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(yùn)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[19]。具身認(rèn)知理論所強(qiáng)調(diào)的感知運(yùn)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(shí)體動作的，也可以是基于想象的。多爾·亞伯拉罕森研究團(tuán)隊(duì)的一位博士生為代數(shù)學(xué)困生設(shè)計(jì)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[20]。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[21]。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(yùn)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(yùn)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(yùn)動促進(jìn)了概念的理解，這種運(yùn)動可以是自己身體的運(yùn)動，也可以是模擬的或觀察他人或物體的運(yùn)動，當(dāng)我們把這種運(yùn)動和感覺參與具身時(shí)，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(yàn)的擴(kuò)展性

具身認(rèn)知理論重視身體的體驗(yàn)，而借助于技術(shù)能夠“擴(kuò)展”我們的身體感知經(jīng)驗(yàn)，再對身體的經(jīng)驗(yàn)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（Use-Context）[22]，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(yàn)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[23]。實(shí)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(yàn)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(yàn)的一部分，眼鏡的“抽身而去”，使得視覺變得技術(shù)具身了[24]。Ruiter等人[25]設(shè)計(jì)了一項(xiàng)跟任務(wù)相關(guān)的全身運(yùn)動對一年級學(xué)生學(xué)習(xí)兩位數(shù)的影響的項(xiàng)目。研究設(shè)計(jì)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(yùn)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(yùn)動條件下（運(yùn)動與任務(wù)無關(guān)）的學(xué)生。研究也顯示了部分身體運(yùn)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(jì)數(shù)或手臂運(yùn)動等，讓學(xué)生有機(jī)會觀察或影響他人或物體的運(yùn)動，雖然不是自己做這些運(yùn)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(jī)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(shí)技術(shù)的出現(xiàn)，技術(shù)支持的具身認(rèn)知擴(kuò)展了人類身體的體驗(yàn)性，技術(shù)具身和學(xué)習(xí)者身體經(jīng)驗(yàn)的融合將會更加緊密，這種融合產(chǎn)生的交互式經(jīng)驗(yàn)?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。

三、 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(yàn)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?yàn)樯眢w活動本身體現(xiàn)了推動認(rèn)知發(fā)展的生存意向性[26]。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(yùn)動通道決定認(rèn)知內(nèi)容，這兩種認(rèn)知同時(shí)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(yùn)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）。

圖1 具身認(rèn)知的耦合循環(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(yùn)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(jī)器人互動時(shí)積極的用戶體驗(yàn)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(shí)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(yàn)，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(qiáng)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[27]。為教學(xué)設(shè)計(jì)者提供了基于手勢或基于運(yùn)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(kuò)展”，良好的具身技術(shù)設(shè)計(jì)能夠?yàn)閷W(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(jià)值，它雖然擴(kuò)展了人類的身體知覺，但如果沒有設(shè)計(jì)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(jì)

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[28]。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(jì)模式主要有三種類型[29]：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(yùn)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(jì)一些帶有個體參與性質(zhì)的課程主題。這類課程設(shè)計(jì)可以通過分析社會動態(tài)發(fā)展進(jìn)行課程設(shè)計(jì)，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(jì)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(yàn)和虛擬身體的場景疊加，來達(dá)到掌握概念和定律的目的。

這對于教學(xué)設(shè)計(jì)者提出了挑戰(zhàn)，如何設(shè)計(jì)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(jì)者所要考慮的問題。不僅要求教學(xué)設(shè)計(jì)者具有身心融合的教學(xué)觀念，創(chuàng)建出系統(tǒng)有機(jī)、動態(tài)生成的課程教學(xué)設(shè)計(jì)，同時(shí)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[30]。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(shí)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(jī)，增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)體驗(yàn)的機(jī)會，增加了學(xué)生真實(shí)的在場體驗(yàn)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(shí)體學(xué)習(xí)環(huán)境、在線學(xué)習(xí)環(huán)境和混合現(xiàn)實(shí)學(xué)習(xí)環(huán)境。

1.體驗(yàn)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(yàn)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(shí)體學(xué)習(xí)環(huán)境中，運(yùn)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(yùn)動）和即時(shí)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(yùn)動;第二類是直接的他人、物體的運(yùn)動;第三類是非直接的自身運(yùn)動;第四類是非直接的他人、物體的運(yùn)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(shí)的環(huán)境、多模態(tài)、運(yùn)動與圖形的關(guān)系、多重表征、符號學(xué)、學(xué)生控制、注意力捕捉和認(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(jì)框架，旨在引發(fā)出增強(qiáng)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)[31]。在這種物理學(xué)習(xí)環(huán)境下，學(xué)習(xí)者可以在真實(shí)的環(huán)境中、在具身認(rèn)知的實(shí)體環(huán)境構(gòu)建要注重學(xué)習(xí)者的體驗(yàn)性，大腦、身體和環(huán)境作為一個交互的動力系統(tǒng)[32]，通過設(shè)計(jì)加強(qiáng)身體體驗(yàn)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)知的視角來審視在線學(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[33]。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(shí)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(jì)和實(shí)現(xiàn)提供了指導(dǎo)。但是在這種嵌入式代理的設(shè)計(jì)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[34]。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(dú)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(shí)學(xué)習(xí)環(huán)境。隨著教育智能化發(fā)展，混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)的出現(xiàn)，可以將來自真實(shí)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(shí)支持具身交互的功能，這就可以被稱為“具身型混合現(xiàn)實(shí)學(xué)習(xí)環(huán)境”（Embodied Mixed Reality Learning Environment，簡稱EMRLE）[35]。具身型混合現(xiàn)實(shí)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(shí)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(jī)構(gòu)資助的多媒體藝術(shù)學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)室SMALLab[36]。SMALLab是一個混合現(xiàn)實(shí)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(jì)實(shí)驗(yàn)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(shí)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(shí)學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計(jì)要具備三個要求：一是在以計(jì)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;二是思想和行動應(yīng)該通過實(shí)時(shí)展開的主動生成過程分布在多個參與者之間;三是緊急概念模型的即時(shí)（空間和時(shí)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(shí)學(xué)習(xí)環(huán)境帶來了可供借鑒的項(xiàng)目實(shí)例。

四、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(jī)，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(jì)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(shí)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(shí)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(yàn)階段。

綜合來看，隨著5G時(shí)代的到來，混合現(xiàn)實(shí)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(jì);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。

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（責(zé)任編輯：宇美臻）