面向未來課堂的具身教與學活動設計研究

李曉迎

摘要：已有的“未來課堂”研究側重于內涵、特性、空間設計等方面的研究，缺乏相應教學模式及教學活動設計的系統研究，開展“未來課堂”的教學活動設計有利于推動“未來課堂”教學改革實踐。當前認知理論的研究已從“離身”轉向“具身”，面向“未來課堂”的具身學習活動設計，基于“學生”的需求，以“學”為中心，將“認知、身體及環境”三者深度融合，職業院校專業課堂正發生著根本性的結構性變化。

關鍵詞：未來課堂;具身認知;學習活動;傳感器技術及應用

中圖分類號：G712 文獻標志碼：A 文章編號：1673-9094-（2018）11C-0039-05

“未來課堂”這一新的課堂形態是基于“教育要面向未來”思想對教學場所創新設計提出的，是技術與教學深度融合的產物，是充滿技術支持及更加人性化的泛在學習空間。“未來課堂”的“未來”并不意味著遙遠，而是表達了職業院校課堂發展的趨勢，預示著已經到來的職業院校課堂是職業院校學生期盼的課堂。

一、從“離身”走向“具身”：未來課堂教學活動范式轉型

具身認知（embodied cognition）主張認知、身體及環境三者密不可分，表達認知是具體身體的認知，是人類通過“身體”體驗及其活動方式對世界的理解，其本質是強調身體和身體動作在認知過程中起到關鍵作用，揭示了認知對身體的依賴以及身體的感知與體驗對認知產生的影響。

具身學習（embodied of learning）遵循心智統一、身心合一，將認知、身體體驗與學習環境三者融為一體，強調教師與學生之間的身體交流互動，主張心智根植于身體、身體根植于環境，使學習者最大限度地利用心理資源和外部學習環境條件，以達到心智、身體及環境三者之間動態平衡的過程。

目前，職業院校專業課堂以“離身型”（認知脫離身體與環境）為主，忽視認知、身體與環境的關系，忽視學生的情感參與。在課堂教學中，具身（認知、身體、環境相結合）特征蘊含于教師、學生、學習內容、學習環境等教學要素之中。具身認知理論為未來課堂的教學實踐改革提供了新的視角，未來課堂教學需要從“離身”向“具身”轉型，讓學習者在“人際交互”與“人機交互”中有效地建構知識，實現有意義的學習。

二、具身學習模式的構建

筆者根據省電氣控制與運行專業《傳感器技術與應用課程標準（試行）》精神、結合專業教學實際，嘗試基于核心素養構建《傳感器技術與應用》課程“具身學習”模式，在成熟的教學設計基礎上融合具身要素，聚焦學習環境、學習內容及學習過程等方面的設計，充分發揮教師與學生“身體”的教育價值，改造與優化多向互動的學習環境，實現專業課堂教學的“互動”價值，努力形成基于“認知—身體—環境”的教育合力功能。

結合教學設計的理論背景，具身學習模式設計框架主要包括前端分析（學習者需求、學習內容及學習環境）、具身學習設計（學習內容、學習資源、學習環境、學習活動及學習評價）及效果分析三個方面。如圖1所示。

三、具身學習模式的實踐

（一）具身學習前端分析

1.學習者特征分析。對學習者特征的分析有助于掌握學習者基本學情、先前的身體經驗、知識儲備、認知水平以及學習風格，可以此作為依據，有的放矢，設計符合學習者需求的學習內容、資源、活動及情境。本課程教學對象是電子技術應用專業二年級的學生，學生對于傳感器與檢測技術已有初步的認識，但缺少職業崗位認知;學生思維活躍、實際操作能力較強，但自主學習、合作探究能力較為欠缺;學生易于接受新事物，對網絡學習具有較強的參與意識。

2.學習內容分析。目前，大部分學校選用的教材內容陳舊，與工程生產實踐嚴重脫節;教學內容更新緩慢，缺乏新知識、新技術、新產品、新案例;教材選用的案例枯燥難以理解，實驗內容基本為驗證性的實驗，很難提高學生的興趣。具身學習模式在學習內容的設計上強調可視化及可操作。可視化是在技術的支持下利用視覺記憶將抽象難以理解的傳感器結構原理、工作過程等學習內容以圖形、圖像等方式呈現出來;可操作是將抽象的傳感器概念、驗證性的實驗內容轉變為基于真實職業情境的問題探究、項目學習、任務驅動及游戲活動等。

3.學習環境分析。學習環境設計包括空間規劃、物理環境、室內陳設、仿真情境等。目前，教師在授課時大多還局限于傳統的課堂，傳統傳感器課堂的空間設計、布局，桌椅、實訓教學設備設施等配置上，追求統一的標準，設計時顯得統一與呆板，學習者身體的可活動范圍較小，不利于身體自由伸展及互動學習，忽視了如何突破時空壁壘，按學生的實際需求提供學習及交流空間。

Roth & Lawless認為，不支持學習者利用身體和姿勢的學習環境會限制學生的學習。具身認知視域下的學習環境設計倡導“個性鮮明”特征，給予學習者身體自由的活動空間，在物理環境與服務、空間規劃、陳設、仿真情境、信息技術等構成要素設計上滿足學習者身體的感知與交互體驗。

（二）具身學習設計

1.學習內容設計。

學習內容情境化。《傳感器技術與應用》是一門理論與實踐相結合的核心課程，其任務是培養學生正確選擇與使用傳感器的能力，為后續達到電氣設備安裝與維護工作崗位要求奠定基礎。在學習內容重構時基于職業情境、緊貼工作崗位實際要求和職業發展，改變以往的驗證性實驗教學，以項目為載體實施具身學習。

學習內容可操作。精選“溫度、力、位置、位移、環境量”五種典型的、可操作的傳感器應用案例為教學項目，將傳感器的結構、原理、特性、應用等有機融入學習項目，各項目以傳感器應用電路的安裝與調試過程為路徑，設計制作溫度計、電視機紅外遙控器、工業電子秤、超聲波倒車防撞電路等16個必修任務及5個可選任務，供學生多元選擇，讓學習者通過真實的任務學習在觀察、探究、操作、總結、反思等學習活動中生成知識，在親身體驗的過程中建構知識、技能與情感。

學習內容可視化。通過技術支持，將原本復雜抽象、難以理解的傳感器結構、原理特性等內容以圖像、flash動畫、視頻等可視化的方式動態呈現出來，讓學習者通過身體感知體驗完成專業知識的建構。如本案例中通過flash動畫演示方式向學生展示電阻應變片原理，力傳感器的軸向應變效應、電子應變片電橋測量原理等，將枯燥的原理形象呈現。

2.學習環境創設。

突破專業教學的時間、空間壁壘，突破傳統教室的空間設計，根據傳感器實訓教學實際需要調整學習空間，創設綜合、動態、平衡，可兼容各教學要素的特定功能，形成健康有序的具身型學習環境。

空間規劃與陳設。實驗室空間規劃與陳設重視學習者個體差異，倡導學習者“身體”在認知過程的主體作用，給予學習者身體自由靈活的學習活動空間，確保實驗室課桌椅選擇及編排樣式、課桌椅選擇及編排樣式以及室內空調、盆栽等陳設的設計，滿足學習者身體的感知與交互體驗。如實驗設備設施要按教學項目需求配置，椅子應符合人體工程學，靈活可調、易拼接，配合不同形狀的課桌，形成不同的創意組合，便于學習者交流互動、合作學習。

仿真情境。在學習情境的設計上應注意學習情境布設的“職業性”“生產性”，依據企業生產要求布置實訓環境，還原職場的真實生產環境，實現教學過程與生產過程對接，引發學習者具身體驗，從而調動感知。設計開發3D虛擬實訓仿真系統、設計基于仿真情境的虛擬現實體感游戲，同時通過任務規則的設置，提升學習者的挑戰性，讓學習者在虛擬現實的世界中師生合作、小組協作、好奇探索、沉浸體驗、身心交互。

3.具身學習的學習活動設計。學習活動是在時間上連續開展的順序結構，根據前端分析、重構的具身學習內容及學習環境，設計具身學習活動。設計精髓在于“面向學習者的需求”，強調身體體驗與知識生成，教師給學生設計具有體驗性及多樣化的學習活動，并扮演“交響樂指揮”的角色，協調和指導整個樂隊的演奏，學生自主選擇學習時空、學習內容、學習形式，通過“身體體驗、交往對話、互動協作”等方式，掌握知識技能，形成情感態度，養成行為習慣，實現最好的學習效果，最終在原有的基礎上得到充分地發展。筆者以項目三“力傳感器的使用”中的“任務一制作工業電子秤”作為具身學習實踐的典型案例，詳述“課前—課中—課后”三環節、“具身體驗—知識內化—反思總結—強化知識—評價分享”五步驟的學習活動過程。活動設置以預設學習目標為前提，以激發學習者主動探究為出發點，學習活動難度設置適中、逐級遞進。如表1所示。

（三）具身學習效果分析

1.滿意度問卷調查。為深度了解《傳感器技術應用》課程具身學習改革的效果，筆者對開展具身學習教改班級的5名教師和70名學生發放具身“教與學”滿意度調查問卷，發放問卷75份，回收71份，有效問卷69份，有效率為92%。問卷采用不記名方式，內容設計分為學習模式、學習內容、學習互動及學習成效4個維度12個調查項目。如表3所示。問卷采用“非常滿意”“較為滿意”“一般”“不太滿意”“很不滿意”五個量級，分值分別設為“1—5”分。教師的問卷答案反映具身教學實效，學生的問卷回答反映具身學習效果。

2.調查結果。問卷數據采用SPSS23.0軟件整理分析。根據調查目的，筆者選用樣本t檢驗對問卷數據統計計算，檢驗值設為“一般”量級對應的數值3，通過統計問卷各維度的均值，標準差分析教師與學生對“具身教與學”的滿意度。據表2數據分析可知，師生對《傳感器技術與應用》“具身教與學”的總體滿意度均值為4.06，標準差為0.675，較低。

表2為師生對具身教與學四個維度的滿意度，教學模式的滿意度都較高（M≥4.19），體現了此學習模式以“學”為中心，技術感知易用性強，學生的總體學習興趣較高;“情境體驗，挑戰性強”（M=4.31）和“學習內容豐富，選擇性強”（M=4.17）受到了學生的高度認可;“教師主導，學生主體”（M=4.19）和“分析解決問題能力提升，形成良好的與職業素養”（M=4.03）兩個調查項目的均值（M）均大于4，而其余10個調查項目均值M>3.75，且數據P<0.05，說明師生對《傳感器技術與應用》課程具身教與學的整體滿意度較高，各個維度的滿意度趨于一致。

具身學習摒棄了傳統的思維定式，從學生的實際情況出發，因人而宜，因材施教，將“認知、體驗、環境”融為一體，強調學習者身體參與認知活動的交互行為，給予學習者更多身臨其境的身體感知與體驗，激發了學習者探索新知的欲望與行動，為學生提供“適合”的教學，使每個學生獲得“最佳”的發展。這樣“具身”專業課堂少一些喧囂、厭惡和無益的勞苦，多一些興趣、體驗和行動，為專業課堂教學改革提供借鑒。

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責任編輯：章躍一

Research on the Design of Teaching and Learning Activities for Future Classrooms——A Case Study

LI Xiao-ying

（Jiangsu Lianyungang Secondary Vocational School， Lianyungang 222000， Jiangsu Province）

Abstract： The existing "future classroom" research focuses on the research of connotation， characteristics， space design， etc.， but it lacks systematic research on the corresponding teaching mode and teaching activity design. The design of teaching activities for the "future classroom" is conducive to promoting the "future classroom" teaching reform practice. The current research on cognitive theory has changed from "disembodiment" to "embodiment"， and the design of learning activities for the "future classroom" is based on the students needs， with "learning" as the center integrated with "cognition， body and environment”. The professional classrooms of vocational colleges are undergoing fundamental structural changes.

Key words： future classroom; embodied cognition; learning activities; sensor technology and application