景君珺

（西安開放大學(xué)，陜西 西安 710000）

0 引 言

具身認知理論和混合現(xiàn)實學(xué)習(xí)環(huán)境作為當(dāng)代認知科學(xué)和信息技術(shù)支持教育實踐創(chuàng)新發(fā)展的兩大前沿，促使學(xué)習(xí)方式發(fā)生深刻變化。隨著可穿戴設(shè)備、體感技術(shù)、VR、AR及全息影像等為代表的新興技術(shù)的快速發(fā)展，具身學(xué)習(xí)在教育實踐中得到越來越廣泛的設(shè)計。具身認知理論在教學(xué)實踐中的落地離不開教學(xué)設(shè)計。教學(xué)設(shè)計面臨活動、資源、促進這三方面的挑戰(zhàn)[1]。針對資源的設(shè)計，研究者強調(diào)，學(xué)習(xí)環(huán)境應(yīng)能夠支持學(xué)習(xí)者的身體運動或在虛擬空間的運動，并包括相應(yīng)的動作反饋，學(xué)習(xí)者在環(huán)境中通過“感知-運動”循環(huán)達到學(xué)習(xí)目標(biāo)。因此，如何基于新興技術(shù)為這一類數(shù)字化學(xué)習(xí)資源設(shè)計教學(xué)交互，使學(xué)習(xí)者獲得良好的具身學(xué)習(xí)體驗，達成對目標(biāo)內(nèi)容的意義建構(gòu)，顯得尤為重要。

1 具身認知相關(guān)理論

具身認知理論認為，認知存在兩種基本模式：基于身體感知的即時性行動和借助技術(shù)工具的結(jié)構(gòu)化反思。認知系統(tǒng)理論認為，心智、身體和環(huán)境之間的動態(tài)平衡離不開系統(tǒng)內(nèi)相關(guān)因素的交互作用。這些交互作用對學(xué)習(xí)者而言，反映在其感知與行動、行動與反思的協(xié)調(diào)運作上[2]。具身學(xué)習(xí)是一種“學(xué)習(xí)中行動→行動中反思→反思中實踐→實踐中建構(gòu)”的螺旋式上升過程，這是一個行動與反思協(xié)調(diào)運作的過程。技術(shù)現(xiàn)象學(xué)理論運用現(xiàn)象學(xué)的方法探討“人-技術(shù)-世界”三者之間的關(guān)系，為技術(shù)支持下的具身學(xué)習(xí)設(shè)計提供了良好的理論支撐。技術(shù)既可以延伸學(xué)習(xí)者的身體，拓展其身體感知范圍，使其獲得沉浸體驗，又能夠可視化呈現(xiàn)學(xué)習(xí)者的隱性思維過程，為具身學(xué)習(xí)過程中行為和思考的即時干預(yù)、科學(xué)引導(dǎo)提供有力支撐。

2 具身認知視角下的數(shù)字化學(xué)習(xí)資源教學(xué)交互設(shè)計模式

具身認知視角下，學(xué)習(xí)資源的教學(xué)交互設(shè)計要緊密圍繞感知、行為、反思3個要素，如圖1所示。3個要素以新興信息技術(shù)為中介，是相互關(guān)聯(lián)的連續(xù)統(tǒng)一，相互影響、相互促進[3]。

圖1 具身認知視角下的數(shù)字化學(xué)習(xí)資源教學(xué)交互設(shè)計要素

數(shù)字化學(xué)習(xí)資源作為混合現(xiàn)實學(xué)習(xí)環(huán)境中有效支撐具身學(xué)習(xí)開展的重要載體，其交互設(shè)計的核心在于引導(dǎo)學(xué)習(xí)者充分調(diào)動其身體各官能參與、沉浸在學(xué)習(xí)情境之中，多模態(tài)感知信息，并借助技術(shù)工具及時進行結(jié)構(gòu)化的反思，從而實現(xiàn)“身”與“心”的統(tǒng)一、實踐與經(jīng)驗的互動，持續(xù)深入推進具身交互的耦合循環(huán)，實現(xiàn)對知識內(nèi)容的意義建構(gòu)[4]。基于上述教學(xué)交互設(shè)計要素，數(shù)字化學(xué)習(xí)資源的具身型交互設(shè)計涉及4個層面：技術(shù)支持層、交互感知層、交互行為層以及交互反思層，如圖2所示。

圖2 具身認知視角下的數(shù)字化學(xué)習(xí)資源教學(xué)交互設(shè)計模式

交互設(shè)計以具身學(xué)習(xí)的情境為引導(dǎo)，緊密圍繞情境主題層層遞進。評價反饋作為交互設(shè)計調(diào)整、優(yōu)化的客觀依據(jù)，包含兩個層面：第一，針對學(xué)習(xí)者利用數(shù)字化學(xué)習(xí)資源開展具身學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)體驗、學(xué)習(xí)成果的評價反饋；第二，嵌入在具身交互過程中的嵌入式評價，即利用混合現(xiàn)實、體感技術(shù)等無縫捕捉學(xué)習(xí)者的行為、心理等數(shù)據(jù)，參照數(shù)據(jù)分析來判斷交互的適應(yīng)性、熟練度以及學(xué)習(xí)目標(biāo)的達 成情況[5]。

2.1 交互感知層

人體感知即人的意識對內(nèi)外界信息的覺察、感覺、注意、知覺的一系列過程，分為感覺過程和知覺過程。學(xué)習(xí)者通過外部感覺（視覺、聽覺、味覺、嗅覺及膚覺）與內(nèi)部感覺（機體覺、運動覺及平衡覺）相互配合，獲取所處學(xué)習(xí)環(huán)境的信息，并將篩選后的信息轉(zhuǎn)入知覺過程，進而產(chǎn)生對事物的整體認識。分析學(xué)習(xí)者的交互感知特性，與相關(guān)技術(shù)特性有機結(jié)合，才能有效支撐具身學(xué)習(xí)行為，使學(xué)習(xí)者自然而然地融入交互環(huán)境[6]。

2.2 交互行為層

具身學(xué)習(xí)活動的開展基于學(xué)習(xí)者在交互環(huán)境中所表現(xiàn)出的身體行為。根據(jù)身體的投入程度，交互方式分為頭部交互、上肢肢體動作交互、全身參與交互（場景固定、位置變動?。┮约皥鼍笆浇换ィㄈ韰⑴c、場景豐富）?；诔两絍R技術(shù)開發(fā)的數(shù)字化學(xué)習(xí)資源，學(xué)習(xí)者佩戴頭盔、持手柄即可在設(shè)定的紅外感知范圍內(nèi)，調(diào)動全身肢體動作參與交互?；贏R、混合現(xiàn)實即互動投影等技術(shù)開發(fā)的數(shù)字化學(xué)習(xí)資源，為真實環(huán)境的學(xué)習(xí)賦能，學(xué)習(xí)者佩戴AR眼鏡等可穿戴設(shè)備即可獲得虛實融合的學(xué)習(xí)體驗。

根據(jù)行為達成的學(xué)習(xí)目標(biāo)，交互方式分為體驗式交互、探究式交互、技能習(xí)得式交互以及問題解決式交互。體驗式交互主要通過感官刺激和肢體動作等，激發(fā)學(xué)習(xí)者心理、認知上的反饋。探究式交互突出學(xué)習(xí)者主動與環(huán)境中的要素進行互動，從而獲得相應(yīng)的反饋。技能習(xí)得式交互著重引導(dǎo)、支撐動作技能的訓(xùn)練和掌握。問題解決式交互通過綜合運用學(xué)習(xí)者通過體驗、探究、技能習(xí)得等形成的互動成果，創(chuàng)造性、生成性地解決真實或虛擬情境中的問題[7]。

根據(jù)行為體驗的沉浸程度，交互方式分為游學(xué)式交互和實操式交互。游學(xué)式交互中，學(xué)習(xí)者以“游客”身份進入真實環(huán)境或場館（如紀(jì)念館、博物館等）中去體驗感悟，或通過虛擬人物的引導(dǎo)和講解，進而拓寬視野、增長知識、感受文化差異等。實操式交互中，學(xué)習(xí)者作為觀察者或問題解決者，在交互情境中扮演某一角色，完成對應(yīng)的操作任務(wù)，進而獲得具身學(xué)習(xí)體驗。

根據(jù)交互環(huán)境中參與角色的不同，交互方式分為單人單機交互和多人協(xié)作交互。

根據(jù)主體與環(huán)境互動的介質(zhì)不同，交互方式分為語音交互、眼神交互、文字符號交互以及肢體動作交互（如觸摸、點、按、滑、跳躍等）。

2.3 交互反思層

設(shè)計良好的交互反思能夠促進學(xué)習(xí)者對具身學(xué)習(xí)過程中獲取的知識、行動產(chǎn)生的經(jīng)驗等進行及時總結(jié)、提煉，并在此基礎(chǔ)上調(diào)節(jié)自身行為。在“行動→反思→反饋→行動改進”的協(xié)調(diào)運作、螺旋式上升的過程中，實現(xiàn)意義建構(gòu)。反思引導(dǎo)為學(xué)習(xí)者提供線索，引發(fā)思考與深層次理解，恰當(dāng)?shù)墓ぞ叽龠M知識和思維的可視化表征，針對學(xué)習(xí)者的反思進行有指導(dǎo)的反饋，幫助其科學(xué)優(yōu)化反思性實踐，進而推動整個具身學(xué)習(xí)過程的持續(xù)深入[8]。

3 具身認知視角下的數(shù)字化學(xué)習(xí)資源交互設(shè)計策略

3.1 目標(biāo)-具身程度的一致性

不同技術(shù)對學(xué)習(xí)者身體投入程度的支撐力度不同，交互過程中的具身程度也不同。研究表明，身體具身隱喻的表征（如手勢）與學(xué)習(xí)內(nèi)容的數(shù)字表征（如可視化畫面）之間的匹配，能夠有效地促進和支持學(xué)習(xí)者的思考和探究。因此，具身程度所獲得的學(xué)習(xí)體驗與所要達成的學(xué)習(xí)目標(biāo)的一致性，在交互設(shè)計中不可忽視。具身程度與學(xué)習(xí)目標(biāo)的一致性，不僅關(guān)系著交互方式的選擇，還影響媒體技術(shù)的綜合運用。

3.2 內(nèi)容-媒體選擇的適用性

適合不同知識內(nèi)容表征的技術(shù)不盡不同，交互設(shè)計前期要分析內(nèi)容特點，結(jié)合學(xué)習(xí)目標(biāo)和交互方式，確定媒體技術(shù)的優(yōu)先級別。在綜合考慮不同媒體的效果、價格、危險性及操作難易度等因素的基礎(chǔ)上，動態(tài)調(diào)整交互方式，最終確定恰當(dāng)?shù)拿襟w技術(shù)，支撐相應(yīng)學(xué)習(xí)資源的開發(fā)[9]。不能為了“具身”而技術(shù)，增加學(xué)習(xí)者的認知負荷。

3.3 探索-情境設(shè)計的沉浸性

3.3.1 互動引導(dǎo)

互動體驗設(shè)計要充分考慮學(xué)習(xí)者對參與方式和互動機制的理解，短時間內(nèi)明確互動機制、熟練掌握參與方式，令技術(shù)“抽身而去”，使學(xué)習(xí)者完全專注于學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)活動，增強互動中的沉浸感體驗。

3.3.2 激發(fā)探索

學(xué)習(xí)者在具身學(xué)習(xí)過程中是一個思考著的行動者，其學(xué)習(xí)在“感知-行動”的良性循環(huán)中深入，要將學(xué)習(xí)者從被動的信息接收者轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃拥男畔⑻綔y者。交互設(shè)計要凸顯探索性，創(chuàng)設(shè)不同的探索區(qū)域。例如，設(shè)定“隱藏關(guān)卡+通關(guān)獎勵”，可以增強互動神秘感，激發(fā)探索欲，強化情節(jié)和線索 設(shè)計。

3.4 動作-具身映射的關(guān)聯(lián)性

當(dāng)學(xué)習(xí)者在物理空間或虛擬空間中直接接觸或模擬操作，有助于激活其身體圖式，喚起已有經(jīng)驗，生成新的具身經(jīng)驗。虛擬現(xiàn)實技術(shù)利用身體圖式的投射特征，通過手柄、運動傳感器、鼠標(biāo)及鍵盤等控制接口的推、拉、搖、移、按等簡單動作，映射到虛擬環(huán)境中復(fù)雜的模擬真實的感知動作，即動作映射。技術(shù)支持下的具身學(xué)習(xí)的優(yōu)勢，通過身體動作與互動內(nèi)容之間的映射凸現(xiàn)。一方面，交互環(huán)境中的虛擬場景和虛擬教具通常由模擬真實場景和真實教具而來，注重其設(shè)計的意義性、可操作性，能夠增強動作映射的有效性。另一方面，設(shè)計流程清晰、操作合理的肢體動作來表征知識和交互內(nèi)容，使學(xué)習(xí)者的身體動作與概念之間建立起實質(zhì)性的聯(lián)系，能最大程度激活身體圖式，促進經(jīng)驗的形成。

3.5 協(xié)作-具身學(xué)習(xí)的促進性

協(xié)作式交互活動通過分享、合作、激勵等策略，強調(diào)學(xué)習(xí)者之間在交互情境中基于學(xué)習(xí)內(nèi)容的經(jīng)驗分享和意義建構(gòu)。數(shù)字化學(xué)習(xí)資源的交互設(shè)計不應(yīng)局限于單人沉浸式的、封閉的互動，這難以生成基于具身學(xué)習(xí)體驗的經(jīng)驗交流、分享與協(xié)作。交互設(shè)計要關(guān)注具身學(xué)習(xí)過程中的協(xié)作性，支持學(xué)習(xí)者之間、虛擬形象之間、學(xué)習(xí)者與虛擬形象之間的多模態(tài)互動。

4 結(jié) 語

新興技術(shù)支持下的數(shù)字化學(xué)習(xí)資源，為具身認知所倡導(dǎo)的行動與反思協(xié)調(diào)運作的學(xué)習(xí)提供有力支撐。筆者在交互設(shè)計模式的基礎(chǔ)上分析、提煉交互設(shè)計應(yīng)遵循的策略，以便更好地幫助學(xué)習(xí)者實現(xiàn)在交互環(huán)境中的“感知→行動→反思”。后續(xù)將以此為指導(dǎo)設(shè)計開發(fā)資源實例，應(yīng)用于教學(xué)實踐，進一步研究模式的應(yīng)用效果。