沈夏林 鄧倩 劉勉

[摘? ?要] 智慧課堂模擬但又超越自然的富技術(shù)人為環(huán)境，帶來(lái)了學(xué)習(xí)體驗(yàn)的新問(wèn)題。具身認(rèn)知理論將基本身體圖式的激活及其之上的復(fù)雜圖式建構(gòu)作為學(xué)習(xí)體驗(yàn)的內(nèi)在機(jī)制，基本圖式的有限性、共享性與投射性，給予了人們組織無(wú)限經(jīng)驗(yàn)、不言而喻地理解他人、與他人交互的能力?；旧眢w圖式自發(fā)地形成于兒童早期發(fā)展階段，課堂體驗(yàn)的主要目的在于喚起學(xué)習(xí)者已存圖式。課堂中存在真實(shí)情境、模擬情境、觀察體驗(yàn)、文字語(yǔ)言四種激活身體圖式的途徑。技術(shù)賦予學(xué)習(xí)者增強(qiáng)對(duì)象知覺(jué)和圖式喚起能力的同時(shí)，也具有負(fù)面的限制作用，但技術(shù)限制也能被利用而促進(jìn)學(xué)習(xí)。最后，通過(guò)課堂教學(xué)案例，分析了利用技術(shù)的賦能與限制喚起學(xué)習(xí)者身體圖式，以建構(gòu)數(shù)學(xué)圖式的過(guò)程。以基本身體圖式的喚起建構(gòu)符合科學(xué)原理的復(fù)雜圖式，是富技術(shù)智慧課堂學(xué)習(xí)體驗(yàn)設(shè)計(jì)的核心所在。

[關(guān)鍵詞] 經(jīng)驗(yàn)喚起; 身體圖式; 具身認(rèn)知; 技術(shù)賦能; 技術(shù)限制

[中圖分類(lèi)號(hào)] G434? ? ? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A

[作者簡(jiǎn)介] 沈夏林（1979—），男，浙江嵊州人。高級(jí)實(shí)驗(yàn)師，博士研究生，主要從事虛擬環(huán)境下的具身學(xué)習(xí)研究。E-mail：sxl@zjnu.cn。

一、引? ?言

學(xué)習(xí)體驗(yàn)是教學(xué)的一貫追求，學(xué)校教育每一階段的課堂，從不存在學(xué)習(xí)體驗(yàn)的缺位，盡管從經(jīng)典體驗(yàn)式學(xué)習(xí)理論看，作為限制性環(huán)境的課堂本身缺乏直接經(jīng)驗(yàn)的來(lái)源，教育者借助實(shí)物、模型、圖像以及文字語(yǔ)言等工具，構(gòu)建模擬情境，以間接經(jīng)驗(yàn)替代直接經(jīng)驗(yàn)[1]。智慧課堂——包括移動(dòng)終端、可穿戴設(shè)備、虛擬現(xiàn)實(shí)、數(shù)據(jù)分析、數(shù)字傳感器等在內(nèi)的智能技術(shù)，被用于構(gòu)建逼真程度和作用范圍不同的虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境，為學(xué)習(xí)體驗(yàn)帶來(lái)了新的途徑。技術(shù)具備放大或縮小現(xiàn)實(shí)結(jié)構(gòu)、增強(qiáng)人類(lèi)知覺(jué)的能力，賦予了學(xué)習(xí)者對(duì)現(xiàn)實(shí)世界模擬和增強(qiáng)體驗(yàn)的能力。但同時(shí)，由于現(xiàn)實(shí)世界的復(fù)雜性和技術(shù)發(fā)展的限度，難以真實(shí)還原客觀世界，增強(qiáng)對(duì)象某方面感知而忽略其他方面是常用的技術(shù)性手段。模擬自然但又超越自然情境的人為構(gòu)建，對(duì)學(xué)習(xí)體驗(yàn)既帶來(lái)機(jī)遇，也提出了新的挑戰(zhàn)，并且，這種挑戰(zhàn)將隨著技術(shù)智能程度的提高而越發(fā)凸顯。

二、學(xué)習(xí)體驗(yàn)與身體圖式

體驗(yàn)式學(xué)習(xí)在直接經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上經(jīng)過(guò)反思而達(dá)成概念的抽象化，使學(xué)習(xí)者從感性經(jīng)驗(yàn)上升到理性認(rèn)識(shí)，其中情節(jié)記憶和默會(huì)認(rèn)知發(fā)揮了重要作用[2]。但是，直接經(jīng)驗(yàn)到概念轉(zhuǎn)變的內(nèi)部機(jī)理究竟是什么？情節(jié)記憶和默會(huì)認(rèn)知如何作用于概念生成？對(duì)此，認(rèn)知科學(xué)將圖式（Schema）作為一個(gè)關(guān)鍵過(guò)程來(lái)描述——人類(lèi)基于事物原型，對(duì)范疇內(nèi)成員進(jìn)行歸納，從不同結(jié)構(gòu)中抽象出共性的認(rèn)知能力。認(rèn)識(shí)論意義上的圖式一詞最早出現(xiàn)于康德的著作中，他認(rèn)為知性的范疇與感性的直觀對(duì)象具有質(zhì)的區(qū)別，而圖式是兩者轉(zhuǎn)化的中介。格式塔心理學(xué)的心理完型案例，是圖式存在的直觀解釋。皮亞杰以圖式概念為基礎(chǔ)建立了發(fā)生認(rèn)識(shí)論，將個(gè)體圖式發(fā)展分為感知運(yùn)動(dòng)、前運(yùn)算、具體運(yùn)算和形式運(yùn)算四個(gè)階段，圖式的建立意味著個(gè)體心理的發(fā)展，同化和順應(yīng)是圖式發(fā)展的兩個(gè)機(jī)制。20世紀(jì)80年代，喬治·拉考夫（George Lakoff）和馬克·約翰遜（Mark Johnson）總結(jié)了認(rèn)知科學(xué)的三大發(fā)現(xiàn)——“心智的具身性”“思維大多無(wú)意識(shí)”和“抽象概念的隱喻性”，其中使用身體意象和身體圖式作為重要概念，闡述它們?cè)谝饬x建構(gòu)和推理中的基礎(chǔ)性作用：正是圖式的身體性，決定了心智的具身性，進(jìn)而使從中發(fā)展起來(lái)的抽象概念充滿(mǎn)了具身隱喻性，決定了占據(jù)人類(lèi)心智活動(dòng)70%以上的基本認(rèn)知活動(dòng)能在知覺(jué)層面展開(kāi)，這個(gè)過(guò)程很少耗費(fèi)心理資源，也即“思維大多無(wú)意識(shí)”[3]。由此，形成了他們具身認(rèn)知理論的基礎(chǔ)，同時(shí)，也為包括體驗(yàn)式學(xué)習(xí)在內(nèi)的實(shí)踐性、默會(huì)認(rèn)知等形式的學(xué)習(xí)機(jī)制提供了解釋——由基本身體圖式到復(fù)雜圖式的建構(gòu)過(guò)程。基本身體圖式具有動(dòng)靜態(tài)、有限性?xún)煞N特征。

首先，身體圖式既能表示狀態(tài)又表示過(guò)程，同時(shí)具有靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種屬性。如有關(guān)“平衡”的身體圖式，表示狀態(tài)時(shí)是靜態(tài)的，表示過(guò)程時(shí)則是一系列不斷調(diào)整的動(dòng)作，呈現(xiàn)出動(dòng)態(tài)的特征。認(rèn)知語(yǔ)言學(xué)家羅納德·蘭艾克（Ronald Langacker）用動(dòng)體（Trajector，簡(jiǎn)稱(chēng)TR）、界標(biāo)（Landmark，簡(jiǎn)稱(chēng)LM）和路徑（PATH）三個(gè)參數(shù)來(lái)描述圖式的動(dòng)態(tài)過(guò)程[4]。其中TR是投射的主體，LM是參照體，PATH是投射體運(yùn)動(dòng)路徑。與此相關(guān)，圖式的另一個(gè)特征是轉(zhuǎn)變性，指人們?cè)诶脠D式進(jìn)行概念化的過(guò)程中注意焦點(diǎn)的變化，如當(dāng)個(gè)體看到草地上滾動(dòng)的足球時(shí)，利用的是動(dòng)態(tài)的路徑圖式，而當(dāng)足球停止運(yùn)動(dòng)后，觀察者的注意力則停留在了球上，整個(gè)過(guò)程中，觀察者遵循的是“路徑焦點(diǎn)到靜止焦點(diǎn)”（Path-Focus-to-End-Focus）的圖式轉(zhuǎn)變。除此之外，圖式還有另外三種轉(zhuǎn)變[5]：聚集到分散（Mutiplex-to-Mass）——想象聚集在某處的物體，逐漸向四周移動(dòng)，直至每一個(gè)都成為獨(dú)立的對(duì)象;軌跡追蹤（Trajectory）——想象跟隨一個(gè)不斷移動(dòng)的物體;嵌套（Superimposition）——想象一個(gè)球體和管子，管子逐漸變大直至能把球體裝進(jìn);管子再逐漸縮小直到能裝入球體中。

其次，基本身體圖式是有限的。約翰遜最初列舉了20余種基本圖式，經(jīng)后來(lái)學(xué)者補(bǔ)充，形成表1的人類(lèi)認(rèn)知基本圖式表。在基本圖式之上組合成復(fù)雜圖式，抽象成概念結(jié)構(gòu)，從而構(gòu)筑起人類(lèi)龐大的認(rèn)知體系，皮亞杰的“結(jié)構(gòu)主義”和“建構(gòu)主義”兩個(gè)名詞恰如其分地描述了認(rèn)知的結(jié)構(gòu)特性和建構(gòu)過(guò)程。認(rèn)知語(yǔ)言學(xué)家蘇珊·林德納（Susan Lindner）曾分析600例“Verb+out”和1100多例“Verb+up”動(dòng)詞短語(yǔ)的意義，發(fā)現(xiàn)都可以歸結(jié)為為數(shù)不多的基本圖式[6]。如從“Verb+out”結(jié)構(gòu)中找出了三種圖式：容器到追蹤跟隨的圖式、容器到追蹤停止的圖式、路徑追蹤的圖式?；旧眢w圖式源于身體與環(huán)境的交互，由于人體相同的生物結(jié)構(gòu)，所處環(huán)境遵循相同的物理法則，以及基本身體圖式的有限性，人類(lèi)的基本圖式具備了共享和理解的條件。但是，由于個(gè)體發(fā)展和社會(huì)文化環(huán)境的差異，引起個(gè)體復(fù)雜圖式或群體社會(huì)性相關(guān)圖式的差別，以及圖式對(duì)信息篩選和過(guò)濾的差異，導(dǎo)致對(duì)同樣一種知識(shí)產(chǎn)生不同的理解。

三、身體圖式的生成與激活

身體圖式生成于后天主體與外界的交互，但建基于先天的生物性遺傳，皮亞杰認(rèn)為最初的圖式在由包括吮吸、抓握、踏步、定向等本能反射行為的基礎(chǔ)上構(gòu)建，隨著身體自身發(fā)展以及身體與外界反復(fù)的互動(dòng)形成身體圖式，在身體圖式基礎(chǔ)上進(jìn)一步構(gòu)建復(fù)雜圖式。身心發(fā)展正常的兒童可以在日常生活中自發(fā)形成基本的身體圖式，蒙臺(tái)梭利主張根據(jù)兒童成長(zhǎng)敏感期有目的地實(shí)施感官教育，有助于基本身體圖式的生成，已被證明有利于兒童的智力發(fā)展。

個(gè)體在對(duì)陌生事物開(kāi)展認(rèn)知時(shí)，首先對(duì)潛在的圖式結(jié)構(gòu)進(jìn)行匹配，試圖激活相關(guān)圖式。致力于為心理學(xué)構(gòu)建數(shù)學(xué)框架的認(rèn)知心理學(xué)家大衛(wèi)·魯姆哈特（David Rumelhart）將圖式的結(jié)構(gòu)視為按一定關(guān)系聯(lián)系起來(lái)的“槽”——類(lèi)似于格子，槽接受賦值，其值可能是固定的常量，也可能是受其他槽所賦值影響而改變的變量;如果認(rèn)知對(duì)象的特征參數(shù)在槽的接受范圍內(nèi)，則圖式得以激活[7]。蘭艾克則使用認(rèn)知域（Cognitive Domain）概念描述圖式激活的特征，認(rèn)知域指描寫(xiě)語(yǔ)義結(jié)構(gòu)時(shí)所涉及的概念領(lǐng)域，也即語(yǔ)境，針對(duì)同一對(duì)象的認(rèn)知，所處語(yǔ)境的差異會(huì)導(dǎo)致不同圖式的激活[4]。比如，有關(guān)樹(shù)的基本認(rèn)知域包括空間域、性狀域、生物域、色彩域、用途域等，當(dāng)小學(xué)生被要求畫(huà)一棵樹(shù)時(shí)，首先激活的是包含樹(shù)干、樹(shù)枝、樹(shù)葉等與主體結(jié)構(gòu)有關(guān)的空間域圖式，而被要求畫(huà)一棵秋天的樹(shù)時(shí)，則同時(shí)還激活了色彩域。

個(gè)體如何在身體圖式基礎(chǔ)上擴(kuò)展對(duì)于非身體他者的認(rèn)識(shí)？拉考夫使用了身體投射（Bodily Projections）這個(gè)術(shù)語(yǔ)——通過(guò)將身體參照系的圖式投射到對(duì)象而建立跨概念域的映射。[5]如空間關(guān)系中，將類(lèi)似于身體前、后關(guān)系的空間圖式投射于對(duì)象，就使對(duì)象有類(lèi)似于身體的參照性——相對(duì)于對(duì)象的前、后方位，以此，基于身體的空間定向就推而廣之于物與物之間的空間關(guān)系。身體投射遵循恒定性原則（Invariance Principle）——源域的圖式結(jié)構(gòu)與目標(biāo)域必須相一致，如果目標(biāo)域中不存在和源域相一致的圖式結(jié)構(gòu)，源域的特點(diǎn)就無(wú)法映射到目標(biāo)域中。如“理論就是建筑”這一隱喻：建筑中的地基、支柱、穩(wěn)固性、可能倒塌等用法能映射到“理論”中，是因?yàn)槟繕?biāo)域“理論”的特點(diǎn)適合用這些詞匯來(lái)描寫(xiě)，兩者的圖式結(jié)構(gòu)相一致，而建筑中的門(mén)、窗戶(hù)則不能映射到“理論”中。不僅與身體直接相關(guān)的“低級(jí)”認(rèn)知活動(dòng)建基于身體圖式，作為高級(jí)認(rèn)知象征的抽象概念也建基于身體圖式，如抽象的“熱情”與“冷淡”概念來(lái)源于身體對(duì)“熱”和“冷”的知覺(jué)，拉考夫用“隱喻”術(shù)語(yǔ)來(lái)描述這種廣泛存在于人類(lèi)語(yǔ)言結(jié)構(gòu)中的現(xiàn)象。

正是由于基本圖式的有限性、共享性，以及圖式的投射性，使人們能以此組織和理解無(wú)限的經(jīng)驗(yàn)，不言而喻地理解他人、與他人交互，也使得利用圖式開(kāi)展意義學(xué)習(xí)成為可能。由于人類(lèi)知識(shí)的龐雜性，教育脫離生產(chǎn)成為獨(dú)立的社會(huì)領(lǐng)域，專(zhuān)門(mén)開(kāi)展人類(lèi)知識(shí)的傳承和創(chuàng)造，知識(shí)也就主要以間接經(jīng)驗(yàn)方式習(xí)得，直接經(jīng)驗(yàn)在課堂中是難得的途徑。根據(jù)經(jīng)典體驗(yàn)式學(xué)習(xí)理論，完整的體驗(yàn)式學(xué)習(xí)包括具體體驗(yàn)、反思回顧、形成抽象概念以及新情境中檢驗(yàn)四個(gè)階段[8]。常規(guī)課堂并不具備具體體驗(yàn)和新情境中檢驗(yàn)的條件，但是，體驗(yàn)仍然是教學(xué)的追求，學(xué)校教育每一階段的課堂也從不存在學(xué)習(xí)體驗(yàn)的缺位。有別于完整的體驗(yàn)式學(xué)習(xí)，課堂中的體驗(yàn)通常跳過(guò)了構(gòu)筑直接經(jīng)驗(yàn)的階段，而代之為喚起（Evocation）學(xué)習(xí)者已經(jīng)存在的經(jīng)驗(yàn)[9]。當(dāng)然，這首先要求個(gè)體經(jīng)歷過(guò)該體驗(yàn)，已經(jīng)生成了目標(biāo)圖式。事實(shí)上，絕大多數(shù)體驗(yàn)來(lái)源于個(gè)體日?；顒?dòng)，盡管根據(jù)學(xué)生發(fā)展階段和學(xué)科教學(xué)需要，學(xué)校教育也會(huì)安排有限的體驗(yàn)活動(dòng)，如幼兒園的玩具、小學(xué)階段的肢體性活動(dòng)，以及實(shí)地觀察、實(shí)驗(yàn)室的學(xué)科實(shí)驗(yàn)等。

四、課堂中激活身體圖式的途徑

基于實(shí)驗(yàn)和心理現(xiàn)象，斯坦福大學(xué)的杰里米·拜倫森（Jeremy Bailenson）教授認(rèn)為，人類(lèi)大腦具有適合喚起虛擬體驗(yàn)的機(jī)制，借助語(yǔ)言文字、繪畫(huà)圖像、影音視頻、虛擬場(chǎng)景等媒介均可喚起經(jīng)驗(yàn)[10]。融合了技術(shù)元素的課堂教學(xué)中，可將喚起學(xué)生經(jīng)驗(yàn)的途徑分為真實(shí)情境、模擬情境、觀察學(xué)習(xí)和語(yǔ)言描述四類(lèi)：

（1）真實(shí)情境。指在與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的自然或社會(huì)環(huán)境中開(kāi)展學(xué)習(xí)所帶給學(xué)習(xí)者的體驗(yàn)感知，比如到商場(chǎng)中體驗(yàn)“折扣”的概念，到野外開(kāi)展地質(zhì)教學(xué)，利用青蛙開(kāi)展生物解剖教學(xué)。真實(shí)情境下的教學(xué)，在時(shí)間、組織和管理等成本上要求高昂，盡管通常學(xué)習(xí)效果好、學(xué)習(xí)滿(mǎn)意度高，但沒(méi)有很多的機(jī)會(huì)開(kāi)展，大多數(shù)課堂需限制在教室或?qū)嶒?yàn)室范圍內(nèi)，并且考慮到相對(duì)其他教學(xué)形式需要更多的時(shí)間，效率也不見(jiàn)得最高。

（2）模擬情境。是課堂中在模擬的自然或社會(huì)情境中學(xué)習(xí)所帶來(lái)的體驗(yàn)，模擬情境的適用范圍廣泛，可以是在高仿真度情境中開(kāi)展的學(xué)習(xí)，如模擬法庭實(shí)驗(yàn)室中的庭審體驗(yàn);也可以是簡(jiǎn)易的模擬環(huán)境，如用英語(yǔ)角構(gòu)造英語(yǔ)交流情境，甚至課堂中的角色扮演對(duì)話。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的成熟，為課堂構(gòu)建不同逼真度的模擬情境提供了便利的條件。

（3）觀察體驗(yàn)。指通過(guò)觀察事物或他人經(jīng)歷獲得替代性的經(jīng)驗(yàn)，個(gè)體無(wú)法通過(guò)直接經(jīng)驗(yàn)獲得其全部知識(shí)，替代性經(jīng)驗(yàn)是學(xué)習(xí)的重要來(lái)源。20世紀(jì)發(fā)現(xiàn)的存在于靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物的鏡像神經(jīng)元，揭示了人類(lèi)具備理解他人經(jīng)驗(yàn)的神經(jīng)機(jī)制——僅僅通過(guò)觀察別人的動(dòng)作就能產(chǎn)生感同身受的體驗(yàn)[11]。課堂無(wú)法為許多復(fù)雜的知識(shí)提供真實(shí)或模擬情境，通過(guò)觀察圖像、視頻、模型等途徑是獲取替代性經(jīng)驗(yàn)的一種方法：如播放紀(jì)錄片體驗(yàn)殘酷戰(zhàn)爭(zhēng)場(chǎng)景;觀看榜樣人物的感人事跡體驗(yàn)高尚行為帶來(lái)的道德感。

（4）語(yǔ)言描述。通過(guò)恰當(dāng)?shù)恼Z(yǔ)言和文字描述，也可以喚起學(xué)生的經(jīng)驗(yàn)，引發(fā)體驗(yàn)活動(dòng)。在約翰·布萊克（John Black）的語(yǔ)言加工實(shí)驗(yàn)中，分別以“John was working in the front yard then he went inside.”和“John was working in the front yard then he came inside.”為材料對(duì)被試加工時(shí)間進(jìn)行了測(cè)試，兩個(gè)句子僅有“Went”和“Came”一個(gè)單詞的差別，實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，后者需要花費(fèi)更長(zhǎng)的加工時(shí)間[12]。在解釋原因時(shí)認(rèn)為，被試在加工前者時(shí)只在意識(shí)中呈現(xiàn)了“院子中的人”一個(gè)場(chǎng)景，但在加工后者時(shí)，除了前半句“院子中人”的場(chǎng)景，后半句進(jìn)行了視角轉(zhuǎn)換，再次建立了“從房子內(nèi)看到人走進(jìn)”的場(chǎng)景，如圖1所示。語(yǔ)言可以在課堂中隨時(shí)運(yùn)用，適用于課堂運(yùn)用包括體驗(yàn)在內(nèi)的多種微觀教學(xué)過(guò)程，但該方法要求教師具備較高的語(yǔ)言組織水平。

以上四種途徑中，真實(shí)情境對(duì)環(huán)境和教學(xué)內(nèi)容切合度的要求很高;模擬情境和觀察學(xué)習(xí)由于數(shù)字資源的豐富以及虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的成熟，使得課堂應(yīng)用大為擴(kuò)展;語(yǔ)言描述對(duì)環(huán)境要求最少，僅依賴(lài)于教師的言語(yǔ)表達(dá)。因此，課堂應(yīng)用的頻率，由高到低分別是語(yǔ)言描述、觀察學(xué)習(xí)、模擬情境和真實(shí)情境，如圖2所示。當(dāng)然，這種分類(lèi)并非嚴(yán)格地相互分離，實(shí)際運(yùn)用中通常結(jié)合使用，如觀察依賴(lài)于切適的語(yǔ)言提示，而提供恰當(dāng)?shù)牟牧蟿t有助于減少語(yǔ)言描述的難度。

真實(shí)情境和模擬情境中的學(xué)習(xí)，都是一種“沉浸式”參與，既能喚起已經(jīng)存在的經(jīng)驗(yàn)，也具有生成新經(jīng)驗(yàn)的功能;觀察學(xué)習(xí)和語(yǔ)言描述則僅具備經(jīng)驗(yàn)的喚起功能，不能形成目標(biāo)內(nèi)容所指向的經(jīng)驗(yàn)。技術(shù)的融入擴(kuò)展了喚起經(jīng)驗(yàn)的來(lái)源，但需要注意的是，虛擬現(xiàn)實(shí)構(gòu)建的是一種模擬的情境，無(wú)論多么完美的設(shè)計(jì)，與真實(shí)情境提供的感知總是存在差異，需要教師對(duì)其引發(fā)目標(biāo)經(jīng)驗(yàn)的科學(xué)性進(jìn)行非常嚴(yán)格的檢查，因?yàn)橐坏┌l(fā)生科學(xué)性問(wèn)題，反而使學(xué)習(xí)者形成錯(cuò)誤的經(jīng)驗(yàn)，鑒于體驗(yàn)的深刻性，將對(duì)其產(chǎn)生長(zhǎng)期的影響。利茲大學(xué)的研究者發(fā)現(xiàn)，由于虛擬現(xiàn)實(shí)內(nèi)容以成人認(rèn)知視角制作，對(duì)于兒童使用者存在平衡和空間感知的風(fēng)險(xiǎn)[13]。

就喚起經(jīng)驗(yàn)的深刻程度，或者對(duì)于學(xué)習(xí)效果的影響而言，由于人類(lèi)強(qiáng)大的鏡像神經(jīng)機(jī)制，四種類(lèi)型不一定遵循媒體的直觀性原則，布萊克的實(shí)驗(yàn)已經(jīng)給出啟示，以恰當(dāng)語(yǔ)言組織喚起的經(jīng)驗(yàn)未必不如其他方式。并且，媒體逼真程度與學(xué)習(xí)效果并非是簡(jiǎn)單的正相關(guān)，機(jī)器人學(xué)家孫政弘發(fā)現(xiàn)，人類(lèi)存在一個(gè)特殊的“恐怖谷現(xiàn)象”[14]，如圖3所示，人類(lèi)對(duì)仿真人的好感度隨著外觀相似程度的提高而增加，但是當(dāng)相似性達(dá)到一定程度后——極相似但還有差別時(shí)，好感度驟然下降，隨著相似程度進(jìn)一步提高，好感度又快速回升。影視形象設(shè)計(jì)有意利用了這個(gè)原理，為避免落入恐怖谷，動(dòng)畫(huà)角色通常設(shè)計(jì)為與真人形象大相徑庭，卻易受人們喜愛(ài);相反，以僵尸或尸體畫(huà)面展現(xiàn)，則容易達(dá)成引起恐懼的目的。因此，教學(xué)媒體的選用，不能簡(jiǎn)單地以直觀和逼真程度為標(biāo)準(zhǔn)。

五、技術(shù)對(duì)學(xué)習(xí)體驗(yàn)的賦能與限制

盡管課堂中不同技術(shù)均具有激活身體圖式的潛力，但是，技術(shù)作為探索與改造自然的人造物和中介物，并非價(jià)值中立，具有放大或縮小結(jié)構(gòu)、增強(qiáng)信息本身或個(gè)體知覺(jué)、調(diào)節(jié)人類(lèi)建構(gòu)客觀實(shí)在的功能，給予學(xué)習(xí)者以自然人身體所不具備的認(rèn)知能力：攝影技術(shù)利用人類(lèi)空間感知近大遠(yuǎn)小的圖式特征，增強(qiáng)二維畫(huà)面的三維空間感知能力;通過(guò)聚焦方法虛化背景或前景，突顯主體，增強(qiáng)畫(huà)面情境中對(duì)目標(biāo)對(duì)象的選擇性注意力。影音與動(dòng)畫(huà)技術(shù)將宏觀或微觀場(chǎng)景以縮小放大的方式，賦予學(xué)習(xí)者觀察宏觀或微觀對(duì)象的能力;并且，多個(gè)圖像或場(chǎng)景的不同組合序列，將產(chǎn)生與單個(gè)圖像截然不同的圖式知覺(jué)結(jié)果，如影視作用中經(jīng)典的蒙太奇效應(yīng);多媒體技術(shù)予以學(xué)習(xí)者以多重感官信息的聯(lián)合刺激，獲得優(yōu)于單一媒體呈現(xiàn)的教學(xué)效果[15]?？纱┐骷夹g(shù)將專(zhuān)門(mén)化的信息終端和命令式操作轉(zhuǎn)變?yōu)樽匀唤换サ脑O(shè)備，終端操作由認(rèn)知中介（Cognitively Mediated）重新變?yōu)楦兄薪椋≒erceptually Mediated）[16]，將費(fèi)力的心智操作卸載到自動(dòng)化的知覺(jué)圖式上來(lái)減少心智需求，使技術(shù)成為“人體功能的延伸”，也就是說(shuō)，由知覺(jué)而不是認(rèn)知完成技術(shù)操作，釋放的認(rèn)知資源可以被重新分配以改善學(xué)習(xí)。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)則針對(duì)人類(lèi)多重感官信息聯(lián)合環(huán)境中對(duì)自主感（Sense of Agency）和歸屬感（Sense of Ownership）的模擬，產(chǎn)生親臨現(xiàn)場(chǎng)的體驗(yàn)，自主感即“那個(gè)動(dòng)作是我發(fā)起的”感覺(jué)，如感覺(jué)到虛擬現(xiàn)實(shí)中是“我”在操縱賽車(chē)行駛，歸屬感指“那個(gè)正在經(jīng)歷體驗(yàn)的人是我”的感覺(jué)[17]。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)本身大量利用了身體圖式的投射特征，如考慮技術(shù)難度與成本控制，僅以物理環(huán)境下有限的原始動(dòng)作——如通過(guò)手柄、運(yùn)動(dòng)傳感器、鼠標(biāo)、鍵盤(pán)等控制接口的推、拉、搖、移、按鍵等簡(jiǎn)單動(dòng)作，映射到虛擬環(huán)境中復(fù)雜的模擬真實(shí)的感知?jiǎng)幼?，也即?dòng)作映射（Action Mapped）[18]。原始動(dòng)作與感知?jiǎng)幼鞔嬖诰薮蟛顒e，體驗(yàn)者卻由于自主感和歸屬感而沉浸其中。然而，不同于圖像、影音動(dòng)畫(huà)等媒體僅激活已存圖式，虛擬環(huán)境如同真實(shí)環(huán)境，還具有生成新的身體圖式的功能，而這種新圖式有可能是由于技術(shù)原因而錯(cuò)誤構(gòu)建的，這是虛擬現(xiàn)實(shí)沉浸環(huán)境下學(xué)習(xí)體驗(yàn)存在風(fēng)險(xiǎn)的原因。

技術(shù)在賦予學(xué)習(xí)者增強(qiáng)的認(rèn)知能力的同時(shí)，也存在限制學(xué)習(xí)者認(rèn)知的功能。一方面，由于現(xiàn)實(shí)世界信息的復(fù)雜性和技術(shù)發(fā)展的有限性，作為人造物或模擬對(duì)象，不可能是對(duì)真實(shí)世界完整信息的重現(xiàn);另一方面，技術(shù)經(jīng)常只增強(qiáng)某一方面的功能，而有意丟棄其他方面的信息展現(xiàn)，這種手段占據(jù)了人造物的絕大部分。人造物潛在信息的缺乏，影響借此展開(kāi)的認(rèn)知活動(dòng)，也即技術(shù)帶來(lái)認(rèn)知的限制，這種影響在空間領(lǐng)域更為明顯。在虛擬和真實(shí)環(huán)境中學(xué)習(xí)空間布局的基礎(chǔ)研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)虛擬環(huán)境不能提供物理導(dǎo)航中固有的感知線索時(shí)，學(xué)習(xí)就會(huì)受到損害，包括來(lái)自主體運(yùn)動(dòng)的前庭和本體感受線索。由于互動(dòng)和感知差異，使用鍵盤(pán)或鼠標(biāo)與虛擬解剖模型或分子模型交互，不會(huì)產(chǎn)生與操縱真實(shí)模型相同的學(xué)習(xí)成果[19]。由于技術(shù)限制性，以及諸如虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)所生成圖式的深刻性，如果使用不佳，不僅起不到應(yīng)有認(rèn)知作用，甚至還可能造成負(fù)面的科學(xué)性問(wèn)題。因此，“能實(shí)不虛”作為一個(gè)保守的安全原則經(jīng)常被提及。

但是，并非所有的技術(shù)限制對(duì)學(xué)習(xí)都是負(fù)面的。巴雷特發(fā)現(xiàn)，將虛擬模型的交互性能限制為與任務(wù)相關(guān)的行為時(shí)，能發(fā)揮比實(shí)物更有價(jià)值的作用，在其有關(guān)化學(xué)分子鍵學(xué)習(xí)的實(shí)驗(yàn)中，使用受限于圍繞水平軸和垂直軸旋轉(zhuǎn)的虛擬模型，比能?chē)@任何軸自由旋轉(zhuǎn)的實(shí)物模型觀察到更高的學(xué)習(xí)效率，這種效率優(yōu)勢(shì)超過(guò)了實(shí)物模型提供觸覺(jué)形狀信息的潛在優(yōu)點(diǎn)[19]。也即，技術(shù)的限制性也可成為約束交互性而減少學(xué)習(xí)中的認(rèn)知需求。虛擬模型的限制性?xún)?yōu)勢(shì)在數(shù)學(xué)和醫(yī)學(xué)教學(xué)中也被證實(shí)。此外，在使用虛擬模型之后，在具體模型上觀察到的改進(jìn)性能表明，在使用傳統(tǒng)具體模型進(jìn)行指導(dǎo)之前，使用受約束的虛擬交互進(jìn)行練習(xí)可用于訓(xùn)練或腳手架學(xué)習(xí)。課堂是一個(gè)限制性環(huán)境，多數(shù)時(shí)候無(wú)法為學(xué)習(xí)提供真實(shí)情境，通過(guò)喚起學(xué)習(xí)者已有經(jīng)驗(yàn)作為一種彌補(bǔ)，技術(shù)在此具有賦能和限制的作用，技術(shù)的限制與賦能一樣，應(yīng)該予以關(guān)注和利用。

六、案例分析：打地鼠學(xué)坐標(biāo)

以典型的智慧課堂教學(xué)案例——由杭州市某小學(xué)F老師設(shè)計(jì)的《打地鼠，學(xué)坐標(biāo)》為例進(jìn)行課堂學(xué)習(xí)體驗(yàn)的分析。該課例以小學(xué)四年級(jí)學(xué)生為教學(xué)對(duì)象，使用移動(dòng)終端互動(dòng)教學(xué)平臺(tái)，以小組合作開(kāi)展學(xué)習(xí)，每組4位學(xué)生并配備一臺(tái)平板電腦，每位學(xué)生一只答題器。課例的核心工具是一個(gè)簡(jiǎn)單的模擬打地鼠小游戲，如圖4所示，模擬了小學(xué)生所熟悉的打地鼠游戲，將規(guī)律排序的5×5個(gè)地鼠洞映射為坐標(biāo)元素，以打地鼠活動(dòng)為工具展開(kāi)對(duì)“坐標(biāo)”特征和概念的探索，安排了兩個(gè)前后銜接的任務(wù)：任務(wù)一是探索坐標(biāo)要素——組、個(gè)和方向，任務(wù)二是探索坐標(biāo)表示法。以下將分析任務(wù)一的體驗(yàn)過(guò)程。

圖4? ?打地鼠學(xué)坐標(biāo)活動(dòng)示意圖

打地鼠是幼兒教育中一個(gè)廣為使用的游戲素材，常出現(xiàn)于幼兒園、商場(chǎng)、動(dòng)畫(huà)片、電子游戲等場(chǎng)景，小學(xué)四年級(jí)的學(xué)生通常有過(guò)這種直接或間接的體驗(yàn)，對(duì)游戲場(chǎng)景有一定的熟悉度;同時(shí)，在更早的年齡階段就建立起了所涉及的基本身體圖式——移動(dòng)圖式和空間圖式。其中移動(dòng)圖式是游戲本身所利用的一個(gè)要素，要求快速尋找“源—路徑—目標(biāo)”圖式中的“目標(biāo)”，找到目標(biāo)后，學(xué)習(xí)者以相對(duì)于自身及由此擴(kuò)展的空間圖式進(jìn)行定位。因此，可以通過(guò)熟悉的游戲場(chǎng)景激活這兩種已經(jīng)存在心智的簡(jiǎn)單圖式，但是，由于個(gè)體建構(gòu)的差異，這種相對(duì)于身體的簡(jiǎn)單空間圖式不宜于個(gè)體相互間的交流，由此建構(gòu)起更高級(jí)的、符合數(shù)學(xué)規(guī)定的、適宜于交流的坐標(biāo)圖式，正是該課程教學(xué)的目標(biāo)。

“坐標(biāo)要素探索”任務(wù)的環(huán)節(jié)及活動(dòng)見(jiàn)表2。在準(zhǔn)備環(huán)節(jié)，教師首先了解學(xué)生對(duì)打地鼠游戲的熟悉程度，對(duì)游戲內(nèi)容進(jìn)行介紹和演示，并讓相對(duì)不熟悉的學(xué)生體驗(yàn)該模擬游戲，以充分營(yíng)造激活圖式的條件。并且，教師提示學(xué)生可使用“組”和“個(gè)”兩個(gè)早操排隊(duì)中使用過(guò)的、熟悉的概念來(lái)描述地鼠出現(xiàn)的位置，使學(xué)生能依據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)，從以相對(duì)于身體定位的最基本空間圖式轉(zhuǎn)化到具備初步絕對(duì)定位能力的復(fù)雜空間圖式原型，但其中有意地未指定組、個(gè)的序列和方向規(guī)定，并將其預(yù)設(shè)為活動(dòng)中引發(fā)個(gè)體空間圖式?jīng)_突的關(guān)鍵。由此，在打地鼠環(huán)節(jié)，由于不同學(xué)生所建構(gòu)空間圖式中“組”“個(gè)”和方向的差異，指示人指出的位置不容易被打鼠人所定位（實(shí)際授課過(guò)程中，打鼠人第3次才打中地鼠）。在第3步，指示人和打鼠人陳述定位方法時(shí)，認(rèn)知沖突的原因——個(gè)體空間圖式不一致的現(xiàn)象得以顯現(xiàn);與第4步一起，教師讓全體學(xué)生對(duì)個(gè)體空間圖式不一致進(jìn)行了細(xì)致的體會(huì)。從而，在第5步的小組活動(dòng)中，兩個(gè)被抽樣小組在組內(nèi)就序列和方向立即達(dá)成一致，一次就完成打鼠任務(wù)。在小結(jié)中，教師在上述活動(dòng)基礎(chǔ)上引出了數(shù)學(xué)中關(guān)于坐標(biāo)“方向”的規(guī)定，達(dá)成從個(gè)體空間圖式到數(shù)學(xué)圖式的轉(zhuǎn)換。

在此，技術(shù)賦予了學(xué)習(xí)者激活身體圖式的能力，通過(guò)模擬的打地鼠游戲喚起學(xué)習(xí)者空間圖式，并構(gòu)建有關(guān)坐標(biāo)方向的數(shù)學(xué)圖式。同時(shí)，通過(guò)對(duì)技術(shù)工具的配置也限制了所激活圖式的性質(zhì)：一是地鼠洞的有序而非隨意排列，使構(gòu)建的空間圖式能投射到坐標(biāo);二是地鼠停留的時(shí)間，設(shè)定為1秒鐘，具有合適的難度又足以使學(xué)生形成空間記憶;三是地鼠出現(xiàn)的位置，并不是真正的隨機(jī)，尤其避免在邊緣位置和最中心位置出現(xiàn)，以保證有一定的難度，確保只有在理解位置的基礎(chǔ)上才能正確定位。因此，在課例中，并不需要開(kāi)發(fā)一個(gè)真正的游戲，真實(shí)游戲中不受限制的“隨機(jī)”反而不利于教學(xué);同時(shí)，也降低了教學(xué)材料制作的難度，用簡(jiǎn)單的預(yù)設(shè)動(dòng)作替代復(fù)雜的隨機(jī)事件，甚至僅以PPT動(dòng)畫(huà)就達(dá)到了要求。此外，由于該課程不是對(duì)生物學(xué)內(nèi)容進(jìn)行的學(xué)習(xí)，在材料上存在有悖生物學(xué)事實(shí)的現(xiàn)象，盡管模擬的是打地鼠游戲而非地鼠的真實(shí)環(huán)境，但是，仍然需要教師在課后對(duì)材料進(jìn)行補(bǔ)充說(shuō)明，告知有關(guān)地鼠的正確生物學(xué)知識(shí)，以消除學(xué)生可能引起的對(duì)地鼠這種動(dòng)物的錯(cuò)誤認(rèn)知。

七、結(jié)? ?語(yǔ)

學(xué)習(xí)體驗(yàn)是課堂一以貫之的追求，無(wú)論在傳統(tǒng)課堂還是技術(shù)豐富的智慧課堂。具身認(rèn)知理論揭示了學(xué)習(xí)體驗(yàn)的內(nèi)在機(jī)制是基本身體圖式的生成和激活，以及在此之上的復(fù)雜圖式建構(gòu)，圖式是一種自動(dòng)化、近于無(wú)意識(shí)的知覺(jué)過(guò)程，很少耗費(fèi)心智資源。基本身體圖式的生成主要在兒童早期發(fā)展階段中自發(fā)完成，課堂教學(xué)中的體驗(yàn)式學(xué)習(xí)主要是激活學(xué)習(xí)者已經(jīng)存在的圖式，用以建構(gòu)符合科學(xué)規(guī)定的高級(jí)圖式?；旧眢w圖式同時(shí)具有靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種屬性，并且其類(lèi)型是有限的，個(gè)體以身體投射的方式將擴(kuò)展對(duì)于非身體他者的認(rèn)知。由于人體相同的生物結(jié)構(gòu)，并處于相同物理法則的環(huán)境，基本身體圖式具有可共享、可理解的條件;個(gè)體發(fā)展和社會(huì)文化環(huán)境的差別，則會(huì)導(dǎo)致圖式建構(gòu)的差異。正是基本圖式的有限性、共享性、投射性，使人們能以此組織和理解無(wú)限的經(jīng)驗(yàn)、不言而喻地理解他人、與他人交互，也使利用圖式開(kāi)展意義學(xué)習(xí)成為可能。課堂中存在真實(shí)情境、模擬情境、觀察體驗(yàn)和語(yǔ)言描述四種激活身體圖式的途徑，其中模擬情境隨當(dāng)前智能技術(shù)發(fā)展，應(yīng)用范圍和逼真程度正在增加;四種途徑形象程度和材料難度逐級(jí)遞減，但并不意味著形象程度越高的工具，其教學(xué)價(jià)值越完美，語(yǔ)言描述也能以更便捷有效的方式喚起圖式。技術(shù)對(duì)學(xué)習(xí)體驗(yàn)同時(shí)具有賦能和限制作用，賦予了學(xué)習(xí)者增強(qiáng)對(duì)象知覺(jué)和激活圖式的能力，技術(shù)自身發(fā)展水平與應(yīng)用目的是體驗(yàn)限制的原因，這種限制有可能導(dǎo)致科學(xué)性問(wèn)題，使學(xué)習(xí)者形成難以消除的錯(cuò)誤圖式。但是，技術(shù)限制也能被利用而促進(jìn)學(xué)習(xí)。利用智能技術(shù)的賦能與限制作用，喚起學(xué)習(xí)者目標(biāo)圖式，建構(gòu)符合科學(xué)規(guī)定的高級(jí)認(rèn)知圖式，將知識(shí)以自動(dòng)化圖式的方式存儲(chǔ)，是技術(shù)豐富的智慧課堂學(xué)習(xí)體驗(yàn)設(shè)計(jì)的核心所在。

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[Abstract] Smart classroom， the artificial environment with rich technology， which simulates but transcends nature， brings new problems to the learning experience. According to embodied cognitive theory， it is the activation of basic body schema and the construction of complex schema that constitute the internal mechanism of learning experience. The finiteness， sharing and projection of basic schemas enable people to organize infinite experience， understand and communicate with others. Basic body schema is formed spontaneously in the early development stage of children， and the main purpose of classroom experience is to activate learners' existing schema. There are four ways to activate body schema in class， including the real-world situation， the simulated scene， observation and experience， and verbal language. While technology enables learners to enhance object perception and activate their schema， it also has negative constrains. However， technology constrains could be used to facilitate learning. Finally， through a classroom instructional case， this paper analyzes the process of using technology to activate learners' body schema to construct mathematical schema. Constructing complex schema in accordance with scientific principles by evoking basic body schema is the core of learning experience design of technology-rich smart classroom.

[Keywords] Experience Activation; Body Schema; Embodied Cognition; Technology Enabling; Technology Constraining