基于具身認知理論的在線學習環境設計研究

李海峰++王煒

【摘 要】

在線學習環境中人機分離的問題一直受到研究者的持續關注和探討，但迄今為止并沒有得到有效的解決。具身認知理論的興起和Unity3D引擎技術的發展為這一問題的解決帶來了新契機。基于具身認知理論，筆者探討了在線學習環境從離身性向具身性設計范式的轉變，提出了“具身認知在線學習環境開發框架”和相應的設計原則，依據開發框架和設計原則進行了小學英語虛擬學習社區學習環境的設計、開發和教學實驗研究。研究結果表明，具身認知學習環境比網頁版式的學習環境更能促進學習者的學習效果。實踐研究也顯露出“開發框架”和“軟件系統”等的一些不足之處，需要在后續研究中繼續解決。

【關鍵詞】 在線學習環境；Unity3D；具身認知；LEEC；英語學習

【中圖分類號】 G434 【文獻標識碼】 A 【文章編號】 1009—458x（2016）02—0071—08

一、從離身到具身：在線學習

環境設計范式新轉向

大規模在線開放課程（MOOCs）業已成為影響傳統課堂教學的一種新力量，大規模、大數據、大眾化和免費學習等術語成為這場教育盛宴的鮮明特點。在線學習網站提供的功能主要包括課程資源、信息互動、學習監控和學習社區等。不可否認，這些功能和資源為學習者提供了較為有效的學習支持和幫助，然而“學習者仍然處于‘人與機的分離世界中，師生交互和生生交互缺乏教學現場感，使遠程學習者感到孤立”。[1]基于這種狀態的在線學習環境對于那些意志不堅強、場依存性強的學習者并沒有比傳統教學凸顯出優勢，同時也成為導致大量在線學習者輟學的主要原因之一。

迄今為止，在線學習環境的設計并沒有取得顯著進步，仍然停留在以“認知主義”“社會建構主義”和“聯通主義”為指導的信息互動層面上。汪瓊等人構建了“在線交互虛擬學習環境模型”，進行學習活動與系統中不同角色的交互，通過交互實現教學標準的確認和學生情緒的調控適應。[2]余東先等人提出了在線課程的五個關鍵要素——課程資源環境、參與體驗環境、支持環境、反思環境及社交環境。[3]切頓·切普萊杰特等人提供了移動交流工具對在線學習環境進行優化和提升，探索了將網絡教學平臺擴展到移動設備上的移動交流工具的設計和開發。[4]喬納森提出了建構主義學習環境，以問題為驅動，歸納了八大學習環境設計原則，可以支撐話語共同體、知識建構共同體和學習共同體。[5]諸如此類的在線學習環境設計，主要通過提供聊天室、論壇、維基百科等信息互動工具來實現在線學習環境的人機信息交流。這些僅限于信息的交流方式和功能始終是一種人與人交往的簡單中介和信息存儲區域，學習者始終置于在線學習環境之外，無法將自己融入在線學習環境中進行互動，也難以體驗到學習者共同聚集于在線學習環境中的具體感受和學習體驗。產生這種問題的原因主要包括有效理論的支持和先進技術的實現兩個維度。為了解決這一問題，具身認知理論和Unity3D引擎技術被引入以支持具有具身體驗的在線學習環境設計與構建，探索解決人機分離問題，實現在線學習環境的具身性。

二、具身認知理論與在線學習環境重構

（一）具身認知理論的內涵與本質

具身認知是指身體在認知過程中發揮著關鍵作用，認知是通過身體的體驗及其活動方式而形成的。人類最初的心智和認知是基于身體和涉及身體的，心智始終是具（體）身（體）的心智，而最初的認知則始終與具（體）身（體）的結構和活動圖式內在關聯。[6]具身認知主要包括三層含義：第一，認知過程的進行方式和步驟實際上是被身體的物理屬性所決定的；第二， 認知的內容是身體提供的；第三，認知、身體和環境是一體的，認知存在于大腦，大腦存在于身體，身體存在于環境。[7]具身認知強調了認知或者心智對身體及其感覺運動系統的依賴性，認知和心智同時也具有身體的某些屬性，沒有純粹脫離身體屬性的知識存在。譬如，當我們用心智操作頭腦中足球的思維表征時，足球的運動方向和力度始終是與自己身體的運動系統、神經系統和感知系統等密切相關。身體的構造和狀態、身體的物理屬性以及大腦與身體的特殊感覺——運動通道對認知具有塑造作用。認知不僅是具身的，同時也是嵌入的，即大腦嵌入身體，身體嵌入環境，構成了一體的認知系統。[8]

（二）具身認知在線學習環境的意蘊

在具身認知主義理論出現以前，行為主義、認知主義、建構主義和聯通主義是在線學習環境設計的主要理論基礎，尤其是建構主義理論成為當前學習環境設計最為重要的理論依據。在線學習環境在這些理論的指導下更多地以提供具有信息刺激、知識關聯和社會交往等功能的工具為主。這種結果是這些理論對學習的認識和解釋的差異造成的。行為主義認為學習發生在對學習者的刺激——反應之中；認知主義強調學習發生于學習者內在的知識組織和信息加工之中；建構主義則認為學習發生在人與人的交流和內在認知的平衡變化之中。這些理論更多地強調了信息的刺激和人際交往，但是對于身體與認知的作用并沒有進行深入的研究，甚至認為是身心二元論。

然而，具身認知主義的興起和發展，使身體在認知中的重要作用得到關注和深入研究。具身認知主義轉變了行為主義、認知主義和建構主義對學習發生機制的認識（認為身心二元論，身體與認知沒有關系，認知只是內在心智的活動）。具身認知的出現，使人們對學習發生機制的探討從“離身性”向“具身性”轉變，同時也引起了對教學設計和學習環境的重新思考。具身認知理論指導下的在線學習環境應該從僅僅提供人機的信息交流轉向提供支持學習者身體活動和心智思維的環境。聊天室、學習資源和學習工具等已經成為在線學習平臺的常見功能，然而這些功能的設計并沒有將學習者的身體置于學習平臺之中，而是人機分離，忽視了身體在學習中的重要作用。從具身認知心理學的視角來看，學習平臺的設計也應將學習者置于學習環境之中，發揮學習者身體在認知中的重要作用，即憑借學習者的虛擬化身來間接地為學習者提供實現其具身認知的機會與過程。換句話說，具身認知在線學習環境應著重從兩個維度進行考慮：第一，構造出具有類似于自然人的虛擬角色，滿足學習者對虛擬角色的各種控制，諸如運動和感覺等；第二，提供相應的仿真虛擬學習環境，包括學習資源和自然環境等。因為具身認知強調認知與心智、身體和環境的統一，身體是嵌入到學習環境的，學習環境是學習者體驗和感知的對象，是知識的來源。

（三）具身認知在線學習環境設計框架構建

基于上述關于具身認知與學習環境的討論和分析，筆者構建了“具身認知在線學習環境開發框架”（Learning Environment based on Embodied Cognition， LEEC），如圖1所示。

圖1 具身認知在線學習環境開發框架（LEEC）

認知與心智是具身認知在線學習環境開發框架的核心，身體及其功能是連接認知與心智和外在學習環境的橋梁和通道，物理環境、生物環境和社會環境等構成了身體體驗的對象和知識的來源。認知嵌于身體之中，身體嵌于環境之中，通過感知和體驗環境來影響和塑造學習者的內在認知與心智。LEEC框架揭示了認知與心智、身體和環境三者之間的聯系和邏輯關系，為在線學習環境的設計提供了一個系統性、連續性的參考框架。

認知與心智是人的認知與心智，最初是通過身體的體驗而獲得的，環境中的人必須具有基本的認知和心智能力。從具身認知理論來講，如果具身認知在線學習環境開發框架用于指導現實中的學習環境設計，那么對于人的認知與心智的實現根本就不用去考慮，因為學習者本身就具有這些能力。然而，在虛擬的在線學習環境中如若實現虛擬角色的認知與心智則需要強大的高科技技術，目前最為有效和實際的實現路徑是通過學習者基于相關的中介功能控制在線學習者，是一種將外在學習者心智和認知行為內化為虛擬角色的認知與心智過程，也可理解為學習角色的動作和行為是外在學習者的認知與心智表征。

身體及其功能是連結認知與心智和身體的橋梁和中介，具有運動系統、感覺器官、神經結構和身體結構等功能。身體及其功能決定著認知與心智的性質和具體內容，也決定著對學習環境的感知與體驗的范圍。學習目標決定著虛擬角色身體的基本功能，不同的學習目標需要不同的虛擬角色身體及其功能。譬如，在探險性質的虛擬環境中，虛擬角色除了具有運動系統和身體結構外，還應該具有一定的感知環境氣候、探險處境等方面的感知能力，最具代表性的就是雷達感知功能。具有較強身體功能及其逼真身體表征的虛擬角色被更多地應用到游戲中，而在在線學習環境中卻鮮有出現。因此，可以將3D游戲中的虛擬角色開發工具引入到在線學習中的虛擬學習者開發，當前的虛擬3D開發工具主要包括虛幻引擎3、Blender、Unity3D和Source SDK等，通過這些工具的設計和編程處理，基本能夠實現逼真的虛擬學習者外形和相應的功能。

在線虛擬環境是學習者認知和心智獲取和形成的主要來源，主要包括物理環境、生物環境和社會環境。學習目標決定著學習環境的設計和生成，學習環境中蘊含著相應的學習內容。在具身認知在線學習環境的設計中，更多地以體現虛擬現實的環境為主，包括構造虛擬教室、虛擬屏幕和山川、樹木、池塘等自然環境。此外，在線學習環境中應當構建提供學習者進行交流、協作的空間場地和同時協作的功能，從當前頁面形式的信息交流轉向具身體驗的互動與協作，如提供在線學習教室、多人在線等。

（四）具身認知在線學習環境設計原則

身體是具身認知理論的核心，包括身體的結構與狀態、運動系統、神經結構和感覺器官。在自然狀態下的學習環境中，設計者實現具身認知的理念可以直接通過學習者的實踐參與來完成，但對于虛擬在線學習環境，并不能按照自然狀態下的學習環境進行設計。根據具身認知理論，學習發生于學習者的身體與環境、人之間的交互體驗中，知識來源于身體的體驗，獲取知識的性質取決于身體的解剖學結構。換句話說，在線學習環境的設計必須創造外在學習者在虛擬環境中的虛擬化身，即虛擬學習者。在線學習環境中必須構建一個具有相應功能的虛擬學習者，包括身體結構、運動系統、神經結構和感覺系統等，同時運用相應的技術手段使這些功能能夠滿足學習者的一定需求。這樣，學習者就能夠通過外在的輸入設備來控制虛擬環境中的“玩家”，實現虛擬環境中的具身體驗和協作交流。除了虛擬玩家本身的功能外，在線學習環境同時也需提供其他的相關資源，如課程資源、學習工具、交流工具、互動空間和自然環境等。

通過對具身認知理論和在線學習環境的分析和討論可知，具身認知視域下的在線學習環境設計必須遵循以下基本原則：第一，構建具有相應功能的虛擬角色。正如具身認知理論所言，身體的相應功能決定了知識的來源和性質，也決定了內在心智對外在環境的理解。虛擬角色的構建必須充分掌握學習者的相關特點，包括個性特點和功能特點等。此外，最重要的是外在學習者與內在學習者之間的關聯和控制，即學習者能夠自由控制虛擬角色的相關功能，如跑、跳、揮手、觸摸、碰撞提示等。第二，構建虛擬環境的相關學習資源。身體功能決定了外在玩家獲取知識的途徑和性質，虛擬環境則成為知識的主要來源。具身認知理論強調認知與心智、身體和環境三者的統一，學習環境資源是虛擬玩家最重要的體驗和認知對象。學習環境應遵循具體的學習目標、學習者特征等進行設計和開發。具身認知指導下的虛擬環境必須為虛擬學習者的體驗提供空間和相應的對象，以使學習者獲得相應的知識。具身學習環境應包括物理環境、生物環境和社會環境三部分，為學習者提供相應的山、房子、桌子等物體，同時也提供一些動、植物等生物環境，以及多人在線互相交往的功能。第三，提供多人協作學習的具身環境。虛擬環境中不可忽視的一種環境是社會環境，即學習者之間的交互體驗環境。在線學習環境應該是多人相互交流、多人體驗的場所，能夠實現個人發展與集體智慧碰撞的功能，這些環境主要包括集體學習教室和社交場所等。第四，將學習目標與環境、身體和認知與心智統一起來，綜合考慮在線學習環境的內容、設計和開發。學習目標孕育在學習環境之中，虛擬角色身體功能的提供應滿足于環境中學習內容的感知與體驗，虛擬角色的感知與體驗通過計算機的信息中介和操作控制實現向學習者傳遞和表征具體內容。簡言之，學習目標決定著環境，環境決定著身體及其功能的設計與開發，虛擬角色的認知與心智決定著信息傳輸功能的提供。

三、具身認知在線學習環境實踐案例

——英語虛擬學習社區設計

依據上述學習環境開發框架，以小學英語的相關課程作為在線學習內容，進行具身視域下英語虛擬學習社區的設計與開發。

（一）學習內容設計

英語學習內容選自人民教育出版社小學六年級英語上冊第二單元，課程資源提供的形式包括視頻資源和單詞、課文等文本信息。視頻資源由虛擬社區的3D播放系統進行播放，視頻格式目前只支持*.oog格式，通過格式化工廠軟件和Theora Convert.NET軟件進行格式轉換。視頻資源來源于教材配置的光盤，通過視頻切割工具將它們分割成時長10分鐘左右的視頻剪輯。文本資源通過網頁的形式呈現給學生，他們可以瀏覽和下載，進行參考、查閱和復習。

（二）虛擬角色設計

虛擬學習者需要在虛擬社區中實現行走、奔跑、感知物體和信息交流等功能，也需要提供學習者的個人信息顯示功能，通過這些功能來滿足學習者在線學習的具身體驗和社交需求。虛擬角色的設計主要通過三維模型的開發軟件得以實現，此次角色設計主要利用Maya完成。角色的功能設計主要通過Unity3D引擎和編程技術實現，用以控制角色的運動、感知和外形變化等。英語虛擬學習社區的學習對象是小學生，故虛擬角色的外表主要以小學生的形象進行建模，動作功能主要包括行走、奔跑、跳躍、旋轉等。

（三）學習環境設計

網絡學習環境設計應當以提供具身體驗的環境為主要目標，兼顧以“學習者為中心”“促進有意義學習發生”和“支持學習者學習目標的達成”[9]作為基本設計原則。學習目標是學習環境設計的出發點和最終歸宿，從學習資源的設計與安排到學習者概念的建構與形成，學習目標始終是整個學習環境設計與安排的一條主線。虛擬學習社區的學習環境設計從四個層面由內向外逐漸展開，使不同層面的各個要素和學習活動有機結合，不斷趨向使學習者形成預定概念和相應能力的學習目標（如圖2所示）。

圖2 英語虛擬學習社區學習環境

學習資源、自然場景和虛擬教室構成了虛擬學習社區角色活動和學習的空間，是在線虛擬學習環境從網頁形式向仿真現實轉向的最大特征，是師生之間、生生之間和學生與環境之間進行信息交互、具身體驗的重要活動和學習場所。英語虛擬學習社區的學習環境主要包括學習工具、學習資源和虛擬場景三個主要部分，學習者圍繞三個部分進行各種學習活動，包括具身體驗、情景學習、多樣化學習和協作互動，最終實現概念建構、概念創建和概念變構來完成學習目標。虛擬學習社區主要提供了信息交流和視頻控制等工具，如聊天室、客戶端控制、視頻播放控制等。學習資源主要是進行標準化處理的英語視頻片段，以滿足單獨播放和群體同時播放的需求。虛擬場景主要包括虛擬仿真教室、虛擬播放器和虛擬自然景觀。虛擬仿真教室向學習者提供了桌椅和交流空間；虛擬播放器能夠播放指定的視頻資源，抑或連接服務器進行群體播放；虛擬自然景觀向學習者提供了池塘、椰樹、走廊、山川等景物，以提高學習者的具身體驗和沉浸感。

（四）學習交互設計

根據陳麗教授提出的教學交互層次塔，遠程教育包括操作交互、信息交互和概念交互三個層次。[10]虛擬學習社區是一種在線學習方式，依據教學交互層次塔分別從操作交互、信息交互和概念交互三個層次進行學習交互的界面、信息和概念的設計和技術支持（如圖3所示）。

圖3 基于教學層次塔的虛擬學習社區功能支持

概念交互是遠程學習的最終目的，即是否達到最終的學習目標。操作交互和信息交互都是為概念交互服務的，靈活的操作交互和有效的信息交互能夠助推概念交互的高效完成。在操作交互層面上，通過Unity3D引擎、服務器、計算機的支持實現角色的靈活控制、流暢的視頻操作、便捷的窗口操作和信息的輸入，提高對學生與媒體界面交互的有效支持。角色的控制至關重要，角色是學習者的虛擬化身，代表了學習者一定的行為方式、交流習慣和心態。通過Unity3D創建的虛擬3D角色，形象逼真，操作靈活，為學習者展示自身的行為習慣、思想情緒和學習態度提供了有效的支持。依據學習者個人先前知識和學習方式的差異，基于Unity3D引擎和服務器構建了個性化的視頻學習途徑，即自我學習和同步學習。教師或教輔人員可以通過服務器實現所有客戶端同步播放同一視頻，學習者也可以自行學習本地視頻資源。窗口操作是3D版虛擬社區中非常重要的功能。學習者通過計算機的輸入設備實現操作虛擬場景中的角色行為。社區地圖對幫助學習者確定位置信息顯得十分重要，學習者通過按鍵顯示或隱藏場景地圖來為他們提供有效的方向導航。信息輸入主要包括角色名稱、登錄信息和聊天信息。聊天室是社區主要的信息交流輸入窗口，學習者可通過相應按鍵顯示或隱藏該窗口。

（五）通訊和部署設計

虛擬學習社區采用兩個服務器來支持在線視頻學習和虛擬場景中角色的控制與交互。虛擬社區服務器具有角色創建、人際交互、信息通信等功能，服務器由Unity3D引擎進行創建。視頻資源服務器完成視頻資源的管理功能，由IIS配置實現（如圖4所示）。

圖4 服務器與客戶端關系部署

虛擬社區服務器在整個網絡中具有重要的作用，它上承視頻資源服務器，下啟虛擬社區客戶端的通訊和角色控制。其主要功能包括兩大部分：一是具有選擇視頻資源服務器中視頻學習資源的功能，同時兼具向所有與服務器連接的客戶端同步播放視頻的功能；二是具有創建虛擬社區服務器的功能，實例化學習者虛擬化身的功能，以及通過相應按鍵控制虛擬學習者行為的作用。客戶端具有兩大功能：一是能夠連接虛擬社區服務器，并實例化學習者的虛擬化身；二是學習者可以通過客戶端的相關功能加載本地視頻資源進行學習。視頻資源服務器主要負責相關的視頻資源存儲，視頻同步播放的實質是虛擬社區服務器通過Unity3D引擎中的遠程過程調用（Remote Procedure Calls，RPC）方法將被選中的視頻網址發送給所有的客戶端，連接到服務器的客戶端并自動加載視頻資源的網址而實現視頻的播放。網址由視頻資源服務器提供。本地視頻資源的加載與播放原理和同步播放的方法基本相同，最大的差異是客戶端將本地所選的視頻地址通過“File：//”協議進行解析并直接加載完成。

四、虛擬學習社區的開發

（一）Unity3D開發工具的特點與功能

1. 一次開發，多處部署。跨平臺是Unity3D引擎的顯著特點，用戶可以在PC、Mac和Linux下進行項目開發，項目作品可以一鍵發布到目前所有的主流平臺上，諸如Andriod、Windows、Linux、iOS和Xbox360等。

2. 通用性強。Unity3D引擎支持目前市場上所有的主流3D軟件，包括Maya、Cinema 4D、3ds MAX、Cheetah3D等，能夠導入幾乎所有主流的三維文件格式，如.FBX、.dae、.3DX等。

3. 超強的編輯功能，逼真的虛擬畫面。Unity3D可以完美支持DirctX 11，具有強大的物理引擎，強悍的Mecanim動畫系統，快速創建地形和植被的地形編輯器。Unity3D引擎支持C#、JavaScript和Boo腳本語言，開發者可以靈活控制，實現高交互、高仿真的項目開發。

（二）功能模塊開發簡介

1. 服務器構建。虛擬學習社區采用兩個服務器來完成相應需求，包括學習資源服務器和虛擬社區服務器。前者為虛擬社區各個客戶端的視頻同步播放提供資源支持，后者實現虛擬社區中的角色掌控和視頻控制。資源服務器由ASP.NET開發并由IIS進行管理來實現，其功能是對視頻進行上傳和刪除，虛擬社區服務器通過選擇資源服務器中指定文件夾中的視頻來實現同步播放功能。虛擬社區服務器通過Unity3D引擎的相關命令創建，首先根據NetworkPeerType進行判斷網絡連接的狀態，如果沒有服務器，則通過Network.InitializeServer（）方法進行服務器的創建；如果客戶端訪問服務器，則通過NetworkPeerType判斷網絡的連接狀態；如果沒有連接服務器，則通過Network.Connect（）方法進行連接；要斷開連接，則通過Network.Disconnect（）方法實現。

2. 視頻播放系統。視頻資源的同步播放和本地視頻播放構成了虛擬學習社區的兩種學習方式，前者是基于服務器的同步播放，后者為學習者提供了自主學習的支持。視頻資源同步播放的基本原理是：首先通過虛擬社區服務器選擇資源服務器指定文件夾中的視頻資源，其目的是獲取預播放視頻的地址，然后將地址通過Unity3D的遠程過程調用（RPC）發送到所有與服務器相連接的客戶端上；當客戶端接收到視頻完整地址和播放命令時，通過WWW對象加載視頻地址，并從中解析出電影材質和音頻，然后將電影材質和音頻分別賦予指定的物體材質和聲源，并通過播放命令實現播放（如圖5所示）。

圖5 虛擬社區視頻播放實例

圖5左上角是3D場景地圖，其余部分是視頻播放區域。界面的左邊配有相應的播放控制按鈕，包括播放、停止、雙屏播放和全屏播放。當前的實例截圖為雙屏播放，即場景地圖和視頻同時呈現。雙屏播放的功能通過兩個攝像機交替使用來實現，其中一個對準具有電影材質的物體平面，另一個跟蹤虛擬角色。

遠程過程調用（RPC）是Unity3D實現多人在線學習的重要組件，通過將其附于指定物體上來實現在所有客戶端和服務器上進行信息和物體狀態的同步傳輸。此功能的實現必須在指定物體上添加網絡視圖組件（NetwordView）。客戶端在視頻播放前必須通過yield return命令等待視頻加載到能夠播放，否則視頻很難流暢播放。視頻播放系統引入了System.Windows.Forms.dll類庫，教師或管理者可以像操作Windows窗體一樣方便地選擇和刪除視頻。需要注意的是，類庫必須放到Unity3D中Assets文件夾下的Plugins文件夾中，系統運行時才會先編譯該項，隨后對于該類庫的引用才不會出現錯誤提示。在應用該類庫時，最重要的是將項目屬性設置成 .NET2.0，否則會報錯。設置好后就可以通過腳本引用了。

3. 虛擬化身的創建和控制。學習者的虛擬化身由角色模型和相關功能腳本共同構成。角色模型由Maya軟件塑造而成，而角色的行為活動則由功能腳本來實現。虛擬化身是虛擬學習社區中實實在在的物體，具有現實世界中的物理屬性、通信能力和行為活動，這些功能則通過賦予其相應的功能組件來實現，諸如Animation、Capsule Collider、Network View、Rigidbody以及腳本等。虛擬學習社區是一個同時多人在線的活動空間，這就需要解決哪個角色在網絡上同步以及如何同步的問題。網絡視圖組件憑借其狀態同步和遠程過程調用的功能有效地解決了多人在線學習中的一些技術問題。無論什么時候，當一個新角色連接至服務器時就會調用服務器的OnPlayerConnected（）方法，并通過Network.Instantiate（）方法進行角色的實例化，具有網絡視圖組件的角色會同時在所有與服務器連接的客戶端進行實例化，實現同時多人在線。虛擬學習社區對角色采用的是授權服務器控制，即虛擬社區服務器承擔著對這個社區的模擬運算、所有邏輯規則運用，處理客戶端用戶的輸入并發送到服務器端，服務器端負責執行邏輯判斷。學習者通過計算機的輸入設備對角色進行控制，客戶端實時檢測鍵盤輸入信息并將有效信息發送至服務器，服務器將控制信息發送至客戶端指定的角色，實現對角色行為活動的控制。網絡視圖組件負責信息的發送和接收，并根據控制信號調用Animation中的動畫片段。

4. 簡易聊天室。教師與學生、學生與學生之間的互動離不開信息的通訊，聊天室扮演著重要作用。網絡視圖組件是簡易聊天室創建的重要功能支持，及時同步所有客戶端角色發送的信息，并將信息以字符串的形式展示于相應的GUI面板中。聊天室面板的美化可以通過GUIStyle類的實例進行設置，實現字體、窗口和背景等的優化。

五、英語虛擬學習社區教學實踐應用

（一）虛擬學習社區教學實踐應用效果

將學習社區投入到了河北省某小學的六年級英語教學中，并對系統的教學效果進行了檢驗。教學效果考查的維度主要包括學生的學習狀態和學習質量。學習狀態包括注意力和興趣度；學習質量包括學習成績。實驗方式采用短期隨機分組的形式，即將一個班分成兩組（A組16人，B組17人），A組采用基于學習社區系統的學習，B組采用網頁版在線學習系統，實驗時間為4節課，并對教學效果進行了統計和分析。就學習狀態而言，A組學生普遍比B組學生的注意力強、學習興趣濃；B組學生開始時還保持較高的注意力和興趣，但是大約在15分鐘以后有些學生就出現了注意力不集中的現象。A組學生的注意力和學習興趣能夠持續保持，并且在4節課的實驗中幾乎沒有學生出現走神的現象，他們以一種協作學習的方式完成學習任務，形成了一個基于局域網的學習共同體。學習結束后及時進行學習質量測驗，測驗內容包括單詞默寫、詞句搭配等。結果表明，A組學生的成績明顯高于B組學生的成績。研究表明，基于具身認知理論開發的虛擬學習社區系統對學習者的學習效果有較大的幫助，明顯優于網頁版在線學習環境。

（二）虛擬學習社區的學習特征

1. 改變了傳統在線學習環境。虛擬學習社區變傳統的網頁版在線學習環境為具身性的虛擬現實學習空間，為學習者提供了更多的學習體驗和具身感，避免了單調乏味的網頁文字、圖片和視頻形式，還學生一個真正的集協作交流、角色控制、絢麗場景的在線學習環境（如圖6所示）。

圖6 虛擬學習社區多人在線英語學習空間

2. 突出學習方式的具身性。正如具身認知主義所言，認知是身體的認知[11]。虛擬3D空間為學習者提供了較為寬廣的行為活動場所，學習者通過虛擬化身在空間中進行體驗、感悟和交流。通過在虛擬教室中的互動和學習產生一種強烈的歸屬感，對學習共同體的形成起到了顯著的促進作用。

3. 提供了多樣化的在線學習途徑。同步學習與自主學習形式為學習者提供了更多的學習途徑和選擇。教師可以根據教學的要求組織學生進行集體同步學習，便于學習共同體之間根據學習內容進行及時交流；學習者也可自行選擇視頻進行自定步調的學習，有利于學習者反復播放視頻并體會和揣摩其中的知識點。

4. 構建了情境化的在線學習新方式。僅僅提供簡單文字、圖片和論壇的在線學習系統很難引起更多學習者的注意力和學習興趣，并且對學習者的學習持久力也是一個極大的考驗。在線學習除了進一步加強學習資源的質量外，構建虛擬現實學習空間尤為重要。虛擬學習社區為學習者提供了優美的自然風光和靚麗的教室等，給學習者帶來了更多的誘惑力和新鮮感，也為他們的互動交流提供了一個實實在在的虛擬自然空間。

六、結語與展望

從離身性到具身性可能成為未來在線學習環境設計范式的重要轉變，也是滿足人類認知發展的重要需求。本文在基于具身認知理論的在線學習環境探索中，初步構建了LEEC開發框架，并探討了相應的設計原則，同時基于該框架和設計原則，結合小學英語課程內容進行了在線學習環境設計與實踐的嘗試。在實踐中取得了一定的效果，但仍存在一些不足，如實踐時間短、系統較不穩定、角色單調等。后續的研究將繼續豐富和發展具身認知學習環境開發框架和設計原則，進一步完善在線學習系統。

[參考文獻]

[1] 王麒，張際平，許亞鋒. 遠程實體與虛擬結合的課堂研究[J]. 中國電化教育，2012，（12）：130-135.

[2] 汪瓊，陳高偉. 構建未來在線學習環境——一個在線交互虛擬學習環境構建模型[J]. 中國電化教育，2003，（9）：78-82.

[3] 余東先，薛利艷. 在線學習環境的要素分析及設計策略[J]. 現代遠程教育研究，2008，（3）：38-40.

[4] 切頓·切普萊杰特，萬切爾撲·列錫柴可，喬瑟琳·威沙特，王志軍.在線學習環境中提升學習動機的移動交流工具設計[J]. 現代遠距離教育，2012，（1）：27-33.

[5] [美]戴維·H·喬納森. 學習環境的理論基礎[M]. 上海：華東師范大學出版社，2002.

[6] 李恒威，盛曉明. 認知的具身化[J]. 科學學研究，2006，（2）：184-190.

[7] 葉浩生. 具身認知：認知心理學的新取向[J]. 心理科學進展，2010，（5）：705-710.

[8] 葉浩生. 有關具身認知思潮的理論心理學思考[J]. 心理學報，2011，（5）：589-598.

[9] 武法提. 論目標導向的網絡學習環境設計[J]. 電化教育研究，2013，（7）：40-46.

[10] 陳麗. 遠程學習的教學交互模型和教學交互層次塔[J]. 中國遠程教育，2004，（5）：24-28.

[11] 葉浩生. 有關具身認知思潮的理論心理學思考[J]. 心理學報2011，（43）：589-598.

收稿日期：2015-07-08

定稿日期：2015-10-08

作者簡介：李海峰，講師，在讀博士生；王煒，教授，博士，博士生導師。新疆師范大學教育科學學院（830054）。

責任編輯 日 新