沈夏林

（浙江師范大學(xué)教師教育學(xué)院，浙江　　金華　321004）

身在其中：一種多功能計(jì)算機(jī)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室的學(xué)習(xí)空間設(shè)計(jì)

沈夏林

（浙江師范大學(xué)教師教育學(xué)院，浙江金華321004）

認(rèn)知學(xué)認(rèn)為學(xué)習(xí)是一個(gè)融合生物、心理與情境的過(guò)程，而非純思維的“計(jì)算”過(guò)程。當(dāng)今，學(xué)習(xí)空間設(shè)計(jì)指向于“以自然的方式學(xué)習(xí)”——應(yīng)創(chuàng)設(shè)能為學(xué)習(xí)者所示能的環(huán)境，提供身在其中的直接體驗(yàn)，而非“二手”言語(yǔ)解釋。從計(jì)算機(jī)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室空間設(shè)計(jì)難以適應(yīng)多樣化學(xué)習(xí)組織形式的實(shí)踐問(wèn)題為題，分析其學(xué)習(xí)空間的設(shè)計(jì)——應(yīng)具有演講空間、協(xié)作空間、個(gè)人空間與指導(dǎo)空間，以多型空間共存的方法保證學(xué)習(xí)空間的靈活性。在此基礎(chǔ)上，提供了一個(gè)多功能計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室學(xué)習(xí)空間設(shè)計(jì)的案例。

具身認(rèn)知；學(xué)習(xí)空間設(shè)計(jì)；示能性；計(jì)算機(jī)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室

計(jì)算機(jī)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室作為高校常規(guī)教學(xué)場(chǎng)所，不僅要滿足不同學(xué)科、不同類型教學(xué)內(nèi)容的要求，更應(yīng)該能適應(yīng)不同類型的學(xué)習(xí)組織方式，這種需求不僅反映在對(duì)具體軟硬件的選擇，也包含了實(shí)驗(yàn)室的空間布局。然而，計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的空間設(shè)計(jì)并沒(méi)有引起專門的關(guān)注，也許有人認(rèn)為這根本不是一個(gè)值得討論的問(wèn)題，從有限的正式與非正式討論中，多著力于管理、技術(shù)性能、設(shè)備選型等角度，鮮有學(xué)習(xí)發(fā)生層面的空間研究。在實(shí)踐中，其設(shè)計(jì)也就同多異少——作為“機(jī)房”，甚至就是一個(gè)“網(wǎng)吧”——就是一種可以上網(wǎng)休閑的地方？顯然這個(gè)結(jié)論不可接受。

一、具身認(rèn)知：學(xué)習(xí)空間設(shè)計(jì)的一種切適理論

具身認(rèn)知認(rèn)為不存在獨(dú)立、與身體這個(gè)“硬件”無(wú)關(guān)的心智活動(dòng)［1］，有別于傳統(tǒng)認(rèn)知主義的計(jì)算隱喻——將認(rèn)知視為表征與計(jì)算的過(guò)程，表征即形式化，將對(duì)象要素轉(zhuǎn)換為可計(jì)算的符號(hào)，計(jì)算包括邊邏輯、規(guī)則、概念、類比、表象等類型［2］。表征與計(jì)算的認(rèn)知主義取得了巨大成功，可以說(shuō)沒(méi)有表征與計(jì)算的認(rèn)知主義，就沒(méi)有當(dāng)代的信息革命。然而，隨著自身研究的深入，表征與計(jì)算范式遇到了幾乎無(wú)可逾越的障礙。首先，單純算法似乎無(wú)法描繪人類所存在的不同于表征水平的廣泛認(rèn)知能力［3］，包括自適應(yīng)及與環(huán)境的相互作用等。其次是形式化的困境，這是計(jì)算的前提，無(wú)論算法多么精美，形式化都無(wú)法繞過(guò)，而對(duì)于復(fù)雜環(huán)境與背景知識(shí)的表征，經(jīng)過(guò)種種不同角度的努力，現(xiàn)基本宣示了可能性的破滅［4］。具身認(rèn)知試圖從身體結(jié)構(gòu)、身體與世界的相互作用——生物、心理和文化情境三方面去尋找路徑。神經(jīng)科學(xué)的研究成果從多個(gè)方面證實(shí)了具身認(rèn)知特殊的存在，人類鏡像神經(jīng)元——僅在看到別人動(dòng)作時(shí)其就會(huì)被激活；通過(guò)fMRI神經(jīng)成像，發(fā)現(xiàn)人類大腦在執(zhí)行符號(hào)操作時(shí)，感知區(qū)域（涉及形狀、顏色、大小、聲音與觸覺(jué)）在任務(wù)期間也變得活躍，而不僅僅是符號(hào)區(qū)域。

生態(tài)心理學(xué)家吉布森關(guān)于直接視知覺(jué)的研究為理解具身認(rèn)知機(jī)制提供了視角。觀察者在環(huán)境中通過(guò)移動(dòng)而產(chǎn)生一連串的視點(diǎn)轉(zhuǎn)換，形成無(wú)窮多連續(xù)變化的視覺(jué)排列，吉布森認(rèn)為這些光學(xué)排列包含了高級(jí)動(dòng)物所需的有關(guān)現(xiàn)實(shí)世界的充分信息，大腦神經(jīng)進(jìn)化除了對(duì)這些信息的直接反饋能力，無(wú)需一個(gè)類似于計(jì)算的過(guò)程，因而其反應(yīng)直接而快速。這種視知覺(jué)輸入不僅是深度知覺(jué)的原因，也是形狀、大小、距離和運(yùn)動(dòng)知覺(jué)的中心。實(shí)際上，對(duì)于人類之外的動(dòng)物是否存在傳統(tǒng)認(rèn)知心理學(xué)認(rèn)為的計(jì)算能力，不得而知，然而，高級(jí)動(dòng)物確實(shí)具有與人類相似甚至更好的空間感知能力。吉布森直接知覺(jué)的要害在于，有機(jī)體以此直接從環(huán)境中獲取與自身相關(guān)特征，從而引起對(duì)其生存至關(guān)重要的趨利避害行為，其反應(yīng)敏銳而快速，甚至為“本能”提供了一種解釋。吉布森以“示能性”概念（自創(chuàng)的詞Affordance）來(lái)描述環(huán)境中這種能被有機(jī)體感知的互動(dòng)特征——具有選擇性的直接知覺(jué)：在多數(shù)活動(dòng)中，人們并不是去感知世界是由哪些對(duì)象組成，以及這些對(duì)象的物理特征和感官特征［5］，而是去感知世界中有哪些機(jī)會(huì)和威脅組成，由哪些可供其行動(dòng)的情境組成，如果事物沒(méi)有提供能影響進(jìn)化成功的潛在可能，那是不值得去知覺(jué)的，從而對(duì)其“視而不見(jiàn)”。

盡管關(guān)于計(jì)算主義與具身兩種研究路線的爭(zhēng)論仍在繼續(xù)，具身認(rèn)知作為一種全新的學(xué)習(xí)理論正在逐漸得到關(guān)注。具身認(rèn)知尤其為學(xué)習(xí)空間設(shè)計(jì)展示了一種天然的理論前景——營(yíng)造一個(gè)身在其中的場(chǎng)所，融合學(xué)習(xí)者所在生物、心理、文化情境，超越“教育是脖頸以上部分的事”的認(rèn)識(shí)［6］，提供一種本真與自然的學(xué)習(xí)環(huán)境——“事物就是它們看上去的樣子”，這正是學(xué)習(xí)空間設(shè)計(jì)的目標(biāo)。

二、身在其中：計(jì)算機(jī)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室的學(xué)習(xí)空間

具身理念使人們的教育觀由“脖頸以上”轉(zhuǎn)變?yōu)樯硇囊惑w，就學(xué)習(xí)空間而言，具身認(rèn)知為一些經(jīng)驗(yàn)性的基本設(shè)計(jì)原則提供了解釋，這有助于深化人們對(duì)學(xué)習(xí)空間設(shè)計(jì)原則的理解——提倡“以人為本”、“以學(xué)習(xí)者為中心”、“注重學(xué)習(xí)者體驗(yàn)”、“以用戶需求為中心”，其指向的最高目標(biāo)實(shí)質(zhì)是營(yíng)造一種“身在其中”的學(xué)習(xí)情境，使學(xué)習(xí)者“憑感受就知道該做什么”，而不僅僅是單純的美觀舒適。當(dāng)然，由于學(xué)習(xí)者一定是處于某種學(xué)習(xí)活動(dòng)之下，具體的學(xué)習(xí)空間則涉及學(xué)習(xí)活動(dòng)類型與學(xué)習(xí)者生物、心理、文化情境的結(jié)合。根據(jù)學(xué)習(xí)活動(dòng)中的師生互動(dòng)特征，學(xué)習(xí)空間可分為以下四種類型：（1）演講空間，是一種以演講者為中心的空間布局方式，圍繞著演講者設(shè)定的主題而展開，討論的機(jī)會(huì)比較少，演講者可以是教師，也可以是學(xué)生；（2）協(xié)作空間，為兩名及以上有限學(xué)習(xí)者開展互助式學(xué)習(xí)而設(shè)計(jì)的空間，適合于小組內(nèi)的交流與互動(dòng)；（3）個(gè)人空間，指相對(duì)于公共性空間，具有一定私密性、獨(dú)立性的空間，提供給個(gè)體“為所欲為”的空間［7］，以便獨(dú)立、創(chuàng)造性的思考與創(chuàng)作；（4）指導(dǎo)空間，主要指為教師與學(xué)生互動(dòng)而設(shè)計(jì)的空間，可分為一對(duì)一的個(gè)別指導(dǎo)與一對(duì)多的小組指導(dǎo)。

以上分類的界限并非絕對(duì)分明，多種空間可以共存，如演講式空間布局中可以設(shè)計(jì)相對(duì)獨(dú)立的個(gè)人空間；個(gè)人空間的相對(duì)獨(dú)立，不影響一定范圍內(nèi)討論與協(xié)作空間的共存，同時(shí)也可以包容師生一對(duì)一指導(dǎo)空間；同樣，協(xié)作空間下也存在相對(duì)獨(dú)立的個(gè)人空間。演講空間與協(xié)作空間通常是相對(duì)遠(yuǎn)的兩端，然而也非不能協(xié)調(diào)，實(shí)事上，分組布局又存在帶講臺(tái)的教室。同時(shí)，就課堂教學(xué)而言，也并非總是采用單一的教學(xué)方式，講授、對(duì)話、協(xié)作、個(gè)別思考經(jīng)常穿插進(jìn)行。當(dāng)前對(duì)傳統(tǒng)學(xué)習(xí)空間的批判，多針對(duì)于傳統(tǒng)以教學(xué)者為中心的設(shè)計(jì)——以“排排座”、“插秧式”為特征，認(rèn)為是一種教育中的工業(yè)化、工廠模式。然而，在提倡個(gè)性與合作的同時(shí)，并不應(yīng)否認(rèn)工廠模式的合理方面，兩者并非完全排斥，實(shí)際上工廠模式的高效尚難有其它可以替代之方法。這種批判的實(shí)質(zhì)是對(duì)學(xué)習(xí)空間中講座式教學(xué)模式功能單一的不滿。“身在其中”的具身空間設(shè)計(jì)理念反映的是對(duì)個(gè)體的尊重，不管其是工廠模式、合作模式，還是個(gè)別化模式，具身的關(guān)鍵不在于以一種模式代替另一種，而是通過(guò)提高個(gè)體全身心的參與度，使每一種形式各自所應(yīng)有之長(zhǎng)得以充分發(fā)揮。因此，適應(yīng)多種教學(xué)組織形式是現(xiàn)代學(xué)習(xí)空間設(shè)計(jì)的基本要求，這通?？珊?jiǎn)單地通過(guò)活動(dòng)式、可拼接課桌椅的重組而達(dá)到［7］［8］。

但是，計(jì)算機(jī)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室由于技術(shù)、管理、性能價(jià)格比等原因，通常不允許采用便攜式移動(dòng)計(jì)算機(jī)作為終端——涉及固定布線，一旦空間布局形成，后期難有調(diào)整重組的可能，一般學(xué)習(xí)空間要素中的靈活性原則沒(méi)有留給計(jì)算機(jī)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)多大余地，這是其區(qū)別于其它正式學(xué)習(xí)空間的所在。因此，為適應(yīng)不同的學(xué)習(xí)方式，多種空間共存或功能區(qū)劃分成為必然選擇。計(jì)算機(jī)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室的另一個(gè)特殊性是計(jì)算機(jī)在空間設(shè)計(jì)中的地位，需要注意兩個(gè)問(wèn)題：第一，計(jì)算機(jī)在此只是一種工具，要避免以“計(jì)算機(jī)為中心”的空間布局，計(jì)算機(jī)尤其是顯示器的放置，不應(yīng)阻礙師生、生生間的信息傳輸與學(xué)習(xí)共享，這個(gè)問(wèn)題在以往計(jì)算機(jī)作為一種昂貴設(shè)備的時(shí)候尤為嚴(yán)重，空間設(shè)計(jì)的首要因素似乎變成了保護(hù)這個(gè)設(shè)備；第二，計(jì)算機(jī)作為工具，應(yīng)該讓它的工具作用得以極盡發(fā)揮，不僅在于其對(duì)個(gè)體的可及，也在于其物理位置與空間環(huán)境，對(duì)于協(xié)作活動(dòng)要有不同群體的區(qū)分度，對(duì)于集中講授要視線順暢，對(duì)于個(gè)別指導(dǎo)要有交流空間而不影響其他學(xué)習(xí)者。

三、案例：多功能計(jì)算機(jī)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室的設(shè)計(jì)

（一）實(shí)驗(yàn)室功能需求分析

現(xiàn)以一個(gè)多功能計(jì)算機(jī)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室的空間設(shè)計(jì)作為案例。其主要功能如下：

（1）以計(jì)算機(jī)為工具的考試與測(cè)評(píng)，如教學(xué)設(shè)計(jì)和課件制考核，每輪考核1400人，從成本與效率考慮（包括持續(xù)時(shí)間、管理人員、監(jiān)考人員等），要求放置盡可能多數(shù)量的計(jì)算機(jī)。

（2）各類需以計(jì)算機(jī)軟件為工具的課程教學(xué)，如教育統(tǒng)計(jì)、研究方法、圖像處理等，以40人左右的班額比例最高，部分社會(huì)培訓(xùn)類課程則也有可能更大的班額。

（3）計(jì)算機(jī)類專業(yè)實(shí)驗(yàn)，包括局域網(wǎng)架構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)安全、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)等需要分組搭建小環(huán)境網(wǎng)絡(luò)的實(shí)驗(yàn)，該類實(shí)驗(yàn)具有一批專用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，集中安置于六只機(jī)柜（每只機(jī)柜長(zhǎng)寬高為60×100×120cm），36臺(tái)臺(tái)式計(jì)算機(jī)終端除開展專業(yè)實(shí)驗(yàn)，也可作為普通終端用于其他課程的教學(xué)。

實(shí)驗(yàn)室用房面積140m2，呈10m×14m長(zhǎng)方形（見(jiàn)圖3），門開于長(zhǎng)邊正中間，中間有兩根邊長(zhǎng)60cm的柱子。計(jì)算機(jī)類型包括新購(gòu)置一體臺(tái)式機(jī)及原有的分體臺(tái)式機(jī)，計(jì)劃在二至三年后更新為一體臺(tái)式機(jī)，考慮技術(shù)、管理、性能價(jià)格比等因素，確定不會(huì)采用便攜式移動(dòng)計(jì)算機(jī)作為替代。以上這些因素，使得該實(shí)驗(yàn)室的設(shè)計(jì)顯得相對(duì)復(fù)雜。

（二）一種以90度三角形桌子為基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)空間設(shè)計(jì)

在計(jì)算機(jī)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室空間設(shè)計(jì)中，桌子設(shè)計(jì)是首要的，桌子形狀與大小決定了可能的空間排列組合，決定了可支持的學(xué)習(xí)組織方式。為此，設(shè)計(jì)了一種90度三角形桌子，如圖1所示，相比傳統(tǒng)矩形桌子，在保證有效使用空間的前提下，減少了計(jì)算機(jī)顯示器后方的無(wú)效空間。同時(shí)，具有靈活的拼接組合方式，能適合多種不同類型的學(xué)習(xí)組織形式（見(jiàn)圖2），可分別拼接成兩人組、四人組與六人組。60度梯形桌也具有很好的拼接組合性能，然相比之下，90度三角形桌子由于其規(guī)則性，具有更為理想的空間利用率，相對(duì)適合計(jì)算機(jī)房的布置。

圖1　三角形桌功能圖　

圖2　三角形桌的拼組形式

圖3　　以三角形桌組合的計(jì)算機(jī)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室空間設(shè)計(jì)

由此，以營(yíng)造“身在其中”的學(xué)習(xí)環(huán)境為目標(biāo)，根據(jù)功能需求、結(jié)合場(chǎng)地參數(shù)，利用90度三角形桌的拼接組合，對(duì)計(jì)算機(jī)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室的學(xué)習(xí)空間進(jìn)行了規(guī)劃（見(jiàn)圖3），實(shí)驗(yàn)室在左右方向上分為兩個(gè)大功能區(qū)。左邊功能區(qū)總體上為講授型布局，在講授型的大布局下是兩兩組合的協(xié)作空間，共48個(gè)位置，適合大多數(shù)以計(jì)算機(jī)為工具的課程教學(xué)。右邊則拼接成最多六人為單位的協(xié)作空間，共6組36個(gè)位置，網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)所用的機(jī)柜安置于兩邊，該區(qū)域除用于開展網(wǎng)絡(luò)與安全相關(guān)實(shí)驗(yàn)，也為其它課程的教學(xué)提供了相對(duì)獨(dú)立的小組協(xié)作空間。在需要時(shí)（超過(guò)48人的大課），左右兩個(gè)功能區(qū)可合二為一使用。為解決空間過(guò)大以及不同方向的視線問(wèn)題，在右邊功能區(qū)兩邊墻上各安裝液晶大屏一塊，以擴(kuò)展教師機(jī)VGA信號(hào)。

通過(guò)功能區(qū)劃分與設(shè)計(jì)，在達(dá)到了對(duì)多種學(xué)習(xí)式支持目的的同時(shí)，提升了空間利用率，不僅輕松放置了多達(dá)84臺(tái)計(jì)算機(jī)，滿足考試測(cè)評(píng)的需求，而且為學(xué)習(xí)者留下了足夠的個(gè)人空間，置身其中并不會(huì)感到局促。盡管三角桌的直角邊長(zhǎng)度僅60余厘米，但學(xué)習(xí)者實(shí)際利用的斜邊邊長(zhǎng)達(dá)80余厘米。學(xué)生與學(xué)生間距離保持在120厘米左右，根據(jù)人類學(xué)家愛(ài)德華·霍爾的空間距離理論［9］，介于屬于“個(gè)人距離”與“社交距離”之間，既留給學(xué)生有相對(duì)獨(dú)立的私密空間，又適合就近學(xué)生間的相互交流。每一組周圍縱向、橫向上又留出了一定的距離，在兼顧安全性的同時(shí)，又形成了教師對(duì)學(xué)習(xí)者個(gè)體、對(duì)小組的個(gè)別指導(dǎo)空間。因此，以上以90度三角桌為基礎(chǔ)的空間設(shè)計(jì)，布局靈活、結(jié)構(gòu)清晰，置身其間，為學(xué)習(xí)活動(dòng)的開展提供了充分的視覺(jué)信息，無(wú)須借助更多的、并不一定能說(shuō)得通的言語(yǔ)解釋。

四、結(jié)語(yǔ)

身在其中，實(shí)質(zhì)是倡導(dǎo)以自然的方式學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)不僅僅發(fā)生于學(xué)習(xí)者“脖頸以上部分”，而是一個(gè)包含身體在內(nèi)的全身心投入過(guò)程，這是具身認(rèn)知理論對(duì)學(xué)習(xí)的認(rèn)識(shí)。具身認(rèn)知是學(xué)習(xí)空間設(shè)計(jì)的一種天然理論，為之提供了直接指導(dǎo)，解釋了以往“以用戶為中心”等經(jīng)驗(yàn)性原則，營(yíng)造身在其中、使學(xué)習(xí)者以自然的方式學(xué)習(xí)，構(gòu)造能被學(xué)習(xí)者所“示能”的學(xué)習(xí)元素，這正是學(xué)習(xí)空間設(shè)計(jì)的目標(biāo)。學(xué)習(xí)理論的發(fā)展、技術(shù)的變革，正在悄悄地重構(gòu)學(xué)校的空間環(huán)境，從校園建筑物到道路，從走廊到教室，從課堂到草坪，使學(xué)習(xí)空間設(shè)計(jì)這一領(lǐng)域從邊緣走到相對(duì)核心的地位。然而，不盡于此，具身并不一定需要發(fā)生于物理上的身體動(dòng)作，僅僅視覺(jué)或思維上的回憶，也能引起具身反應(yīng)，并運(yùn)用于新知識(shí)的學(xué)習(xí)中，這從個(gè)體經(jīng)驗(yàn)到腦神經(jīng)實(shí)驗(yàn)中均已得到驗(yàn)證，也即具身體驗(yàn)廣泛存在于學(xué)習(xí)中。因此，相比相對(duì)“邊緣”的學(xué)習(xí)空間設(shè)計(jì)領(lǐng)域，具身認(rèn)知以自然方式學(xué)習(xí)的理念，正越來(lái)越觸及學(xué)習(xí)的“核心”。

［1］Lakoff G，Johnson M.Philosophy in the Flesh：The Embodied Mind and Its Challenge toWestern Thought ［M］.New York：Basic Books.1999.

［2］保羅·薩伽德著.朱菁，陳夢(mèng)雅譯.心智［M］.上海：上海辭書出版社，2010.

［3］李恒威.認(rèn)知科學(xué)研究綱領(lǐng)的困境與走向［J］.中國(guó)社會(huì)科學(xué)，2003（1）.

［4］Norman，J.Two visualsystemsand two theories of perception：An attempt to reconcile the constructivist and ecological approaches［J］ .Behavioral and Brain Sciences.2002，25：73-144.

［5］葉浩生.身體與學(xué)習(xí)：具身認(rèn)知及其對(duì)傳統(tǒng)教育觀的挑戰(zhàn)［J］.教育研究，2015（4）.

［6］王繼新，鄭旭東，黃濤.非線性學(xué)習(xí)空間的設(shè)計(jì)與創(chuàng)建［J］.中國(guó)電化教育，2010（1）.

［7］陳向東，許山杉，王青，蔣中望.從課堂到草坪——校園學(xué)習(xí)空間連續(xù)體的建構(gòu)［J］.中國(guó)電化教育，2010（11）.

［8］許亞鋒，尹晗，張際平.學(xué)習(xí)空間：概念內(nèi)涵、研究現(xiàn)狀與實(shí)踐進(jìn)展［J］.現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育研究，2015（3）.

［9］金盛華.社會(huì)心理學(xué)［M］.北京：高等教育出版社，2010.

［責(zé)任編輯何一輝］

G436

A

1008-7656（2016）02-0023-04

2016-05-31

沈夏林，浙江師范大學(xué)教師教育實(shí)訓(xùn)中心副主任，博士研究生，工程師，研究方向：未來(lái)課堂、信息化環(huán)境下的教師專業(yè)發(fā)展。