李晓迎
摘要：已有的“未来课堂”研究侧重于内涵、特性、空间设计等方面的研究，缺乏相应教学模式及教学活动设计的系统研究，开展“未来课堂”的教学活动设计有利于推动“未来课堂”教学改革实践。当前认知理论的研究已从“离身”转向“具身”，面向“未来课堂”的具身学习活动设计，基于“学生”的需求，以“学”为中心，将“认知、身体及环境”三者深度融合，职业院校专业课堂正发生着根本性的结构性变化。
关键词：未来课堂;具身认知;学习活动;传感器技术及应用
中图分类号：G712 文献标志码：A 文章编号：1673-9094-（2018）11C-0039-05
“未来课堂”这一新的课堂形态是基于“教育要面向未来”思想对教学场所创新设计提出的，是技术与教学深度融合的产物，是充满技术支持及更加人性化的泛在学习空间。“未来课堂”的“未来”并不意味着遥远，而是表达了职业院校课堂发展的趋势，预示着已经到来的职业院校课堂是职业院校学生期盼的课堂。
一、从“离身”走向“具身”：未来课堂教学活动范式转型
具身认知（embodied cognition）主张认知、身体及环境三者密不可分，表达认知是具体身体的认知，是人类通过“身体”体验及其活动方式对世界的理解，其本质是强调身体和身体动作在认知过程中起到关键作用，揭示了认知对身体的依赖以及身体的感知与体验对认知产生的影响。
具身学习（embodied of learning）遵循心智统一、身心合一，将认知、身体体验与学习环境三者融为一体，强调教师与学生之间的身体交流互动，主张心智根植于身体、身体根植于环境，使学习者最大限度地利用心理资源和外部学习环境条件，以达到心智、身体及环境三者之间动态平衡的过程。
目前，职业院校专业课堂以“离身型”（认知脱离身体与环境）为主，忽视认知、身体与环境的关系，忽视学生的情感参与。在课堂教学中，具身（认知、身体、环境相结合）特征蕴含于教师、学生、学习内容、学习环境等教学要素之中。具身认知理论为未来课堂的教学实践改革提供了新的视角，未来课堂教学需要从“离身”向“具身”转型，让学习者在“人际交互”与“人机交互”中有效地建构知识，实现有意义的学习。
二、具身学习模式的构建
笔者根据省电气控制与运行专业《传感器技术与应用课程标准（试行）》精神、结合专业教学实际，尝试基于核心素养构建《传感器技术与应用》课程“具身学习”模式，在成熟的教学设计基础上融合具身要素，聚焦学习环境、学习内容及学习过程等方面的设计，充分发挥教师与学生“身体”的教育价值，改造与优化多向互动的学习环境，实现专业课堂教学的“互动”价值，努力形成基于“认知—身体—环境”的教育合力功能。
结合教学设计的理论背景，具身学习模式设计框架主要包括前端分析（学习者需求、学习内容及学习环境）、具身学习设计（学习内容、学习资源、学习环境、学习活动及学习评价）及效果分析三个方面。如图1所示。
三、具身学习模式的实践
（一）具身学习前端分析
1.学习者特征分析。对学习者特征的分析有助于掌握学习者基本学情、先前的身体经验、知识储备、认知水平以及学习风格，可以此作为依据，有的放矢，设计符合学习者需求的学习内容、资源、活动及情境。本课程教学对象是电子技术应用专业二年级的学生，学生对于传感器与检测技术已有初步的认识，但缺少职业岗位认知;学生思维活跃、实际操作能力较强，但自主学习、合作探究能力较为欠缺;学生易于接受新事物，对网络学习具有较强的参与意识。
2.学习内容分析。目前，大部分学校选用的教材内容陈旧，与工程生产实践严重脱节;教学内容更新缓慢，缺乏新知识、新技术、新产品、新案例;教材选用的案例枯燥难以理解，实验内容基本为验证性的实验，很难提高学生的兴趣。具身学习模式在学习内容的设计上强调可视化及可操作。可视化是在技术的支持下利用视觉记忆将抽象难以理解的传感器结构原理、工作过程等学习内容以图形、图像等方式呈现出来;可操作是将抽象的传感器概念、验证性的实验内容转变为基于真实职业情境的问题探究、项目学习、任务驱动及游戏活动等。
3.学习环境分析。学习环境设计包括空间规划、物理环境、室内陈设、仿真情境等。目前，教师在授课时大多还局限于传统的课堂，传统传感器课堂的空间设计、布局，桌椅、实训教学设备设施等配置上，追求统一的标准，设计时显得统一与呆板，学习者身体的可活动范围较小，不利于身体自由伸展及互动学习，忽视了如何突破时空壁垒，按学生的实际需求提供学习及交流空间。
Roth & Lawless认为，不支持學习者利用身体和姿势的学习环境会限制学生的学习。具身认知视域下的学习环境设计倡导“个性鲜明”特征，给予学习者身体自由的活动空间，在物理环境与服务、空间规划、陈设、仿真情境、信息技术等构成要素设计上满足学习者身体的感知与交互体验。
（二）具身学习设计
1.学习内容设计。
学习内容情境化。《传感器技术与应用》是一门理论与实践相结合的核心课程，其任务是培养学生正确选择与使用传感器的能力，为后续达到电气设备安装与维护工作岗位要求奠定基础。在学习内容重构时基于职业情境、紧贴工作岗位实际要求和职业发展，改变以往的验证性实验教学，以项目为载体实施具身学习。
学习内容可操作。精选“温度、力、位置、位移、环境量”五种典型的、可操作的传感器应用案例为教学项目，将传感器的结构、原理、特性、应用等有机融入学习项目，各项目以传感器应用电路的安装与调试过程为路径，设计制作温度计、电视机红外遥控器、工业电子秤、超声波倒车防撞电路等16个必修任务及5个可选任务，供学生多元选择，让学习者通过真实的任务学习在观察、探究、操作、总结、反思等学习活动中生成知识，在亲身体验的过程中建构知识、技能与情感。
学习内容可视化。通过技术支持，将原本复杂抽象、难以理解的传感器结构、原理特性等内容以图像、flash动画、视频等可视化的方式动态呈现出来，让学习者通过身体感知体验完成专业知识的建构。如本案例中通过flash动画演示方式向学生展示电阻应变片原理，力传感器的轴向应变效应、电子应变片电桥测量原理等，将枯燥的原理形象呈现。
2.学习环境创设。
突破专业教学的时间、空间壁垒，突破传统教室的空间设计，根据传感器实训教学实际需要调整学习空间，创设综合、动态、平衡，可兼容各教学要素的特定功能，形成健康有序的具身型学习环境。
空间规划与陈设。实验室空间规划与陈设重视学习者个体差异，倡导学习者“身体”在认知过程的主体作用，给予学习者身体自由灵活的学习活动空间，确保实验室课桌椅选择及编排样式、课桌椅选择及编排样式以及室内空调、盆栽等陳设的设计，满足学习者身体的感知与交互体验。如实验设备设施要按教学项目需求配置，椅子应符合人体工程学，灵活可调、易拼接，配合不同形状的课桌，形成不同的创意组合，便于学习者交流互动、合作学习。
仿真情境。在学习情境的设计上应注意学习情境布设的“职业性”“生产性”，依据企业生产要求布置实训环境，还原职场的真实生产环境，实现教学过程与生产过程对接，引发学习者具身体验，从而调动感知。设计开发3D虚拟实训仿真系统、设计基于仿真情境的虚拟现实体感游戏，同时通过任务规则的设置，提升学习者的挑战性，让学习者在虚拟现实的世界中师生合作、小组协作、好奇探索、沉浸体验、身心交互。
3.具身学习的学习活动设计。学习活动是在时间上连续开展的顺序结构，根据前端分析、重构的具身学习内容及学习环境，设计具身学习活动。设计精髓在于“面向学习者的需求”，强调身体体验与知识生成，教师给学生设计具有体验性及多样化的学习活动，并扮演“交响乐指挥”的角色，协调和指导整个乐队的演奏，学生自主选择学习时空、学习内容、学习形式，通过“身体体验、交往对话、互动协作”等方式，掌握知识技能，形成情感态度，养成行为习惯，实现最好的学习效果，最终在原有的基础上得到充分地发展。笔者以项目三“力传感器的使用”中的“任务一制作工业电子秤”作为具身学习实践的典型案例，详述“课前—课中—课后”三环节、“具身体验—知识内化—反思总结—强化知识—评价分享”五步骤的学习活动过程。活动设置以预设学习目标为前提，以激发学习者主动探究为出发点，学习活动难度设置适中、逐级递进。如表1所示。
（三）具身学习效果分析
1.满意度问卷调查。为深度了解《传感器技术应用》课程具身学习改革的效果，笔者对开展具身学习教改班级的5名教师和70名学生发放具身“教与学”满意度调查问卷，发放问卷75份，回收71份，有效问卷69份，有效率为92%。问卷采用不记名方式，内容设计分为学习模式、学习内容、学习互动及学习成效4个维度12个调查项目。如表3所示。问卷采用“非常满意”“较为满意”“一般”“不太满意”“很不满意”五个量级，分值分别设为“1—5”分。教师的问卷答案反映具身教学实效，学生的问卷回答反映具身学习效果。
2.调查结果。问卷数据采用SPSS23.0软件整理分析。根据调查目的，笔者选用样本t检验对问卷数据统计计算，检验值设为“一般”量级对应的数值3，通过统计问卷各维度的均值，标准差分析教师与学生对“具身教与学”的满意度。据表2数据分析可知，师生对《传感器技术与应用》“具身教与学”的总体满意度均值为4.06，标准差为0.675，较低。
表2为师生对具身教与学四个维度的满意度，教学模式的满意度都较高（M≥4.19），体现了此学习模式以“学”为中心，技术感知易用性强，学生的总体学习兴趣较高;“情境体验，挑战性强”（M=4.31）和“学习内容丰富，选择性强”（M=4.17）受到了学生的高度认可;“教师主导，学生主体”（M=4.19）和“分析解决问题能力提升，形成良好的与职业素养”（M=4.03）两个调查项目的均值（M）均大于4，而其余10个调查项目均值M>3.75，且数据P<0.05，说明师生对《传感器技术与应用》课程具身教与学的整体满意度较高，各个维度的满意度趋于一致。
具身学习摒弃了传统的思维定式，从学生的实际情况出发，因人而宜，因材施教，将“认知、体验、环境”融为一体，强调学习者身体参与认知活动的交互行为，给予学习者更多身临其境的身体感知与体验，激发了学习者探索新知的欲望与行动，为学生提供“适合”的教学，使每个学生获得“最佳”的发展。这样“具身”专业课堂少一些喧嚣、厌恶和无益的劳苦，多一些兴趣、体验和行动，为专业课堂教学改革提供借鉴。
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责任编辑：章跃一
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
