基于具身认知理论的在线学习环境设计研究

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1、基于具身认知理论的在线学习环境设计研究【摘要】在线学习环境中人机分离的问题一直受到研究者的持续关注和探讨，但迄今为止并没有得到有效的解决。具身认知理论的兴起和Unity3D引擎技术的发展为这一问题的解决带来了新契机。基于具身认知理论，笔者探讨了在线学习环境从离身性向具身性设计范式的转变，提出了“具身认知在线学习环境开发框架”和相应的设计原则，依据开发框架和设计原则进行了小学英语虚拟学习社区学习环境的设计、开发和教学实验研究。研究结果表明，具身认知学习环境比网页版式的学习环境更能促进学习者的学习效果。实践研究也显露出“开发框架”

2、和“软件系统”等的一些不足之处，需要在后续研究中继续解决。【关键词】在线学习环境；Unity3D；具身认知；LEEC；英语学习【中图分类号】G434【文献标识码】A【文章编号】1009-458X(2016)02—0071—08一、从离身到具身：在线学习环境设计范式新转向大规模在线开放课程（MOOCs）业己成为影响传统课堂教学的一种新力量，大规模、大数据、大众化和免费学习等术语成为这场教育盛宴的鲜明特点。在线学习网站提供的功能主要包括课程资源、信息互动、学习监控和学习社区等。不可否认，这些功能和资源为学习者提供了较为有效的学习支

3、持和帮助，然而“学习者仍然处于‘人与机’的分离世界中，师生交互和生生交互缺乏教学现场感，使远程学习者感到孤立”。［1］基于这种状态的在线学习环境对于那些意志不坚强、场依存性强的学习者并没有比传统教学凸显出优势，同时也成为导致大量在线学习者辍学的主要原因之一。迄今为止，在线学习环境的设计并没有取得显著进步，仍然停留在以“认知主义”“社会建构主义”和“联通主义”为指导的信息互动层面上。汪琼等人构建了“在线交互虚拟学习环境模型”，进行学习活动与系统中不同角色的交互，通过交互实现教学标准的确认和学生情绪的调控适应。［2］余东先等人提出

4、了在线课程的五个关键要素__课程资源环境、参与体验环境、支持环境、反思环境及社交环境。［3］切顿?切普莱杰特等人提供了移动交流工具对在线学习环境进行优化和提升，探索了将网络教学平台扩展到移动设备上的移动交流工具的设计和开发。［4］乔纳森提出了建构主义学习环境，以问题为驱动，归纳了八大学习环境设计原则，可以支撑话语共同体、知识建构共同体和学习共同体。［5］诸如此类的在线学习环境设计，主要通过提供聊天室、论坛、维基百科等信息互动工具来实现在线学习环境的人机信息交流。这些仅限于信息的交流方式和功能始终是一种人与人交往的简单中介和信息

5、存储区域，学习者始终置于在线学习环境之外，无法将自己融入在线学习环境中进行互动，也难以体验到学习者共同聚集于在线学习环境中的具体感受和学习体验。产生这种问题的原因主要包括有效理论的支持和先进技术的实现两个维度。为了解决这一问题，具身认知理论和Unity3D引擎技术被引入以支持具有具身体验的在线学习环境设计与构建，探索解决人机分离问题，实现在线学习环境的具身性。二、具身认知理论与在线学习环境重构（一）具身认知理论的内涵与本质具身认知是指身体在认知过程中发挥着关键作用，认知是通过身体的体验及其活动方式而形成的。人类最初的心智和认知

6、是基于身体和涉及身体的，心智始终是具（体）身（体）的心智，而最初的认知则始终与具（体）身（体）的结构和活动图式内在关联。［6］具身认知主要包括三层含义：第一，认知过程的进行方式和步骤实际上是被身体的物理属性所决定的；第二，认知的内容是身体提供的；第三，认知、身体和环境是一体的，认知存在于大脑，大脑存在于身体，身体存在于环境。［7］具身认知强调了认知或者心智对身体及其感觉运动系统的依赖性，认知和心智同时也具有身体的某些属性，没有纯粹脱离身体属性的知识存在。譬如，当我们用心智操作头脑中足球的思维表征时，足球的运动方向和力度始终是与

7、自己身体的运动系统、神经系统和感知系统等密切相关。身体的构造和状态、身体的物理属性以及大脑与身体的特殊感觉__运动通道对认知具有塑造作用。认知不仅是具身的，同时也是嵌入的，即大脑嵌入身体，身体嵌入环境，构成了一体的认知系统。［8］（二）具身认知在线学习环境的意蕴在具身认知主义理论出现以前，行为主义、认知主义、建构主义和联通主义是在线学习环境设计的主要理论基础，尤其是建构主义理论成为当前学习环境设计最为重要的理论依据。在线学习环境在这些理论的指导下更多地以提供具有信息刺激、知识关联和社会交往等功能的工具为主。这种结果是这些理论对

8、学习的认识和解释的差异造成的。行为主义认为学习发生在对学习者的刺激一一反应之中；认知主义强调学习发生于学习者内在的知识组织和信息加工之中；建构主义则认为学习发生在人与人的交流和内在认知的平衡变化之中。这些理论更多地强调了信息的刺激和人际交往，但是对于身体与认知的作用并没有进行