未来课堂的空间设计：以学习者为中心

陈卫东

课堂设计理念的演变

从现有文献中对普通教室和媒体教室的历史演变分析可以看出，课堂的样式经历了从最早只是提供一个可以容纳教师和学生的空间，到配备黑板的教室，再到配备多媒体投影的教室、配备电子白板的教室这样一个过程。这与技术的发展及其在教育教学领域的应用是一致的。

同济大学吴奋奋教授认为，第一代教室，也就是传统的课堂是为教师的“教”而建，也可以说是“为黑板而建”，随着多媒体技术的发展和多媒体投影走进课堂，课堂中教师的教学手段有了较大的改变，“为屏幕而建”的第二代教室应运而生。但课堂还是那个课堂，桌椅还是那个桌椅，只是给教室装上了窗帘。现有的课堂上经常会出现很多的“不合适”，如多媒体投影、电子白板等多媒体设备装进了教室，可是教室的光环境不可控，造成屏幕图像效果的严重衰减，从而抑制和降低学生从图像中获取的信息量。变成小班化教学后，用的还是原来的教室，学生不得不延续原来的秧田式座位，成了“人数少一点”的大班教学；在强调讨论和参与式教学的时候，想把座位调整成马蹄形或者其他更灵活的形状，发现固定的或不易移动的桌椅成了最大的障碍，屏幕、黑板和讲台都还在原地留着……[1]这些都充分表明了传统与现代课堂的设计更多的是关注到如何有效地方便教师教学，而没有给学习者以足够的关注和体现以学习者为中心，没有关注到课堂主体的体验。

以学习者为中心设计的提出

随着新兴信息技术的不断出现，不管是录音机、电视机、计算机还是网络，这些技术的提倡者希望每一项技术都可以为教育带来根本变革。然而，很多时候它们在教育领域带来的转变效果并不如人们所期望的那么大。在过去20年中，出现了大量新的信息技术，如个人电脑、手提电脑、无线网络和互联网，这再一次为教育变革带来可能。库班（Cuban，1986）列出了一些之前的技术没能成功地支持学习的原因：第一，人们没有很好地理解怎样整合技术才能满足学习者的需要；第二，人们也没有清楚认识到技术该如何有效地与教育情境结合才能真正地支持学习者活动和达到学习目标。因此，要使计算机对学习产生积极的影响，教育软件应该围绕学习者的目标、需求、活动和教育情境来设计。[2]这种软件设计的方法被称作以学习者为中心的设计（Leamer-Centered Design，LCD）（Soloway， Guzdial，& Hay，1994）。[3]

在软件设计领域，唐纳德·A·诺曼（Donald Arthur Norman）等人曾提出以用户为中心的设计（User-Centered Design，简称UCD）。所谓以用户为中心的设计，是指“设计易于使用的产品的用户经验。就是设计人员在进行产品设计前，做好充分的用户需求分析，背景研究，在进行产品设计时，应从用户的使用需求和心理感受出发，站在用户的角度，围绕用户设计出适合用户习惯的产品，而不是让用户去适应产品，无论产品的使用流程、产品的信息架构、人机交互方式等，都需要考虑不同用户的使用情境、使用习惯、预期交互方式、感官感受等方面”。[4]

杨南昌在其博士论文中对以用户为中心设计中的专业用户与以学习者为中心设计的学习者的区别进行了比较，认为“用户中心设计考虑的对象一般是指工作用户，而不是学习者，关注的是技术如何提高人们的工作绩效，而不是技术如何有效整合到教育情境中真正支持学习者学习”。[5]显而易见，用户中心设计在面向学习的技术开发中没有像在面向工作的技术开发中获得成功。因此，在基于技术的教育革新中，如果要真正发挥技术工具促进学习的作用，必须转变学习技术的设计思维，由商业软件公司面向普通用户的用户中心设计转向面向特定教育境脉学习者的学习者中心设计（Learner-Centered Design，简称LCD）。[6]

虽然Soloway，Guzdial & Hay等人提出的以学习者为中心的设计关注的是教育软件的设计，[7]但其关注学习者的特殊需求设计思想对课堂空间和课堂活动的设计同样有很好的借鉴意义。

作为以人本主义、互动、环境心理学等相关的理论和信息、智能、人机交互等技术支持下，以如何充分发挥课堂组成各要素（人、技术、资源、环境和方法等）的作用，以互动为核心，旨在构建充分发挥课堂主体的主动性、能动性，和谐、自由发展的教与学的环境与活动的未来课堂，其设计应该是个性化的、人性化的，需要充分关注课堂主体的教与学的需求，而不再是传统课堂形式上的整齐划一，没有个性，也没有生命。未来课堂应成为教与学过程的重要组成部分，无论是课堂的外在物理环境，还是课堂教与学过程中形成的心理环境均需要关注课堂主体的用户体验，这些体验包括环境体验、活动体验、情感体验、思考体验和关联体验[8]。除此之外还需满足学习者的学习需求（促进个体学习和社会化学习）。无论是课堂空间的布局，设备技术的选择，还是教与学资源的设计、活动的组织实施等均需体现良好的可用性、易用性，这些都充分说明未来课堂的设计应体现以学习者为中心的设计思想。

未来课堂的设计原则

作为教与学活动的主要场所，未来课堂究其本质是一种类型的学习空间，未来课堂的研究也离不开学习空间设计理论的支持。因此要研究未来课堂的设计原则，首先需要分析和梳理学习空间设计原则，其次还要厘清未来课堂所具备和能够提供的功能，在此基础上才能制定出切实可行的设计原则。

1.学习空间设计的原则

麻省理工学院的Phillip D.Long把学习空间界定为“要么是一间教室，要么是一个物理场所，它致力于课程活动，是一个旨在为教学者和学习者举行面对面晤谈的空间”。[9]但随着数字化技术的发展，现在学习空间的概念有了很大的改变，王继新等人认为：“学习空间是一种能让学习者开放获取、自由参与、互动交流的环境，它既包括实体空间也包括虚拟空间。学习空间与传统学习环境最重大而本质的区别在于，它高度重视学习资源、信息资源、技术资源、设备资源以及人力资源的无缝链接和集成，将学校的各个相关部门和机构都纳入学习空间的组织框架之中，在各种因素的共同支持下，为学习者的学习过程提供全面支助。”[10]

JISC2006年发布的“为有效学习设计空间（Designing Spaces for Effective Learning：A Guide to 21st Century Learning Space Design）”的研究报告主要探讨了学习技术和物理空间创新之间的关系，认为“一个学习空间应该能够激发学习者，促进学习活动、支持协作、提供个性化和包容性的环境，并且面对需求变化时能够灵活变通”。[11]Jamieson提倡多学科共同参与整个设计过程，提出空间设计要能够同时或连续派不同用途、尽量扩展空间的灵活性、扩大师生的控制权、方便不同的课外活动的开展及学生获取和使用学习环境等七条建议来扩展现有的设计原则。[12]高丹丹、陈向东等人综合了未来课堂设计需要考虑的一些因素，并把这些因素细分为教育、空间和技术三个维度：从教育维度看，未来课堂要便于学生协作和交互、以学生为中心、为学生提供不同类型学习的体验；从物理空间的维度看，需要考虑未来课堂的类型和用途、布局、家具和内部的装修、声学效果等多种要素；从技术的维度看，未来课堂既要与现有的信息技术相整合，也要为未来的技术发展预留空间等。[13]

通过对这几个学习空间设计原则的比较，本文认为作为实施课堂教学活动的主要场所的未来课堂，也是一个相对正规的学习空间，这个空间的设计主要考虑的维度应包括教育理论的维度、技术应用的维度和空间设计的维度，目的在于将未来课堂的空间环境、所使用的技术手段以及采用的教育教学内容、方法有机结合，共同促进学习者的学习与发展。

2.未来课堂的功能分析

未来课堂作为一个泛技术支持下的课堂，其设计理念主要体现以学习者为中心的设计，促进学习者的学习和发展，要实现这一理念，必须有相应的环境及在这一环境中的活动支持，未来课堂的环境和活动应体现在为学习者在课堂中的个体学习和社会化学习提供良好的支持，未来课堂的物理环境设计也应体现当前及未来空间设计的新理念。针对未来课堂教与学的特点，未来课堂在功能上应能够实现泛在网络，实现课堂内多数设备的无缝接入，并实现课堂中各设备之间良好的互动，共同构建交互自然的学习环境。[14]在桌椅配置上提供可调节桌椅，突出课堂对人的关注，应能提供适合个体需要，符合人体工程学的桌椅设施，课桌椅应是灵活的、易于移动及组合的（如可以设计成梯形或六边形、三角形状），可以根据不同教学形式的需要，进行拼接和组合成适度规模的学习小组。未来课堂应是一个多屏显示的学习空间，既有利于教师从不同角度呈现教学的信息（如在艺术课程中利用多屏从不同角度展示艺术作品等），克服当前流行的单屏环境下“单一、静态的幻灯片孤立地显示在屏幕上，一张一张地按序演示”[15]的现状，同时为每个小组都配有一个小组共享的展示屏幕，也方便进行小组的协作学习，小组成员可以基于这个屏幕进行作品的展示、比较、合作编辑等学习活动。未来课堂是一个预设性与生成性并重的课堂，在课堂的教学过程中，会有许多生成的资源，未来课堂配备的智能实录系统可以将课堂的教学过程完整地记录下来，直接上传到云学习支持系统中，实录的这些资源借助视频点评系统既可以很方便地供教学者进行教学后反思，也利于学习者在课后利用这些资源进行复习和学习反思，同时这些资源也将成为新的生成性资源供其他学习者使用。未来课堂是一个开放性的课堂，学习者所获得的资源及与之互动的学习同伴、教学者、专家也不再仅仅局限于真实的课堂，可以借助视讯会议系统，将身处异地的学习者、教学者、专家聚集到一个学习空间中，进行学习的互动和交流，也可以实现实际工作场景或生活场景的接入，能为学习者的学习过程提供真实的情境。也可以借助虚拟现实技术，使现实课堂中的学习者与虚拟课堂中的学习者进行互动交流等，从而有力地扩展了现实课堂中学习的资源。未来课堂是一个人性化的学习空间，大量设备、技术的应用必然会给教学者和学习者的使用带来一定的难度，要让这些技术能够很好地服务和支持教学者的教学和学习者的学习，就需对这些设备实现智能控制，让这些设备技术能够为教与学的过程提供便利和支持。未来课堂是一个智能学习空间，学习环境的舒适程度将会直接影响学习者的学习状态。未来课堂可以借助环境智能控制系统实现对课堂内光、温、声、湿的智能控制，可以依据教室内的实际情况进行智能调整，给学习者创设最为合适的学习环境，体现以人为本的设计理念。

3.未来课堂设计的参考原则

建设未来课堂是一项复杂的系统工程，国外大学未来课堂（教室）建设有一些成功的经验和案例，而国内也只有少数高校建立了未来课堂实验室，进行着一些研究，也有一些中小学校进行着相关方面的尝试。作为面向未来创新人才培养而建的未来课堂，是未来课堂教学的主阵地，其建设是采用全新的模式还是基于传统的空间进行改造，这些都面临着遵循一个什么样的设计原则问题。

最近的一项SCUP调查和赫曼米勒公司的调查结果显示，受访者一致认为，学习者应该是学习空间设计中的核心要素。[16]未来课堂作为未来学习空间的重要形式，其在设计中也必须体现以学习者为中心的原则，让使用者参与空间设计的协作模式是最好的设计模式。作为未来课堂的设计者和开发人员接下来面临的一个挑战就是怎样有效地把学习者的意见融人设计过程，并最终带来一个最能体现面向学习者体验、最有效的课堂。

未来课堂的组织原则是基于学习的，不仅仅只是提供信息和技术，更重要的是通过各种有效的支持和服务来促进学习，未来课堂的建设是为学习者这一课堂主体服务的。

（1）课堂设计应能满足学习者对课堂空间的环境要求

①课堂环境应利于学习者进入学习状态。

这里所讲的课堂环境主要是指课堂的物理环境，包括光线照明、墙壁色彩、背景声环境、室内温度、空气质量、桌椅设计及教室内人均面积等因素。

学习者在课堂中的学习是会受课堂环境影响的，要使学习者能够更易进入学习状态，在光线照明方面，教室采光应能根据季节和室外光照调节的不同或是教学过程的需要进行自动调整，创造最适合的光照效果、保护教师与学生的视力；在墙壁色彩方面，可以根据季节的不同采用不同颜色，创造适合的视觉效果，使学生能够产生愉悦的心境；在背景声环境方面，利用课堂的声学环境和音响系统构建良好的背景声环境（如提供特定波段的背景音乐，促进学习者的思考，提高学习效率[17]；在温度、空气质量方面，教室可采用自动调节系统，保持适宜的温度和进行室内空气质量的调节，使室内空气质量有利于学习者的学习；在桌椅设计方面，学生的课桌椅设计很好地体现了人体工程学，可以方便地调整到最适合的高度和座椅靠背的倾斜度，具有舒适感，并易于移动和组合；在人均面积方面，教室大小规模应适度，既要结合我国国情，又要体现未来课堂的设计理念，建议未来课堂人均使用面积应不小于2.5m2[18][19]，这样可以增加个体身体行为的自由度。

②课堂环境形成有利于学习者社会化学习的发生氛围。

社会化学习的产生需要有一定的氛围，未来课堂环境应能形成这样一个氛围，这个氛围的形成需要调适课堂主体相互之间的关系，教学者和学习者之间更多的应是一种平等、和谐的关系，教师应从那个代表着权力、权威、神圣的讲台上走下来，到学习者中去，给学习者的学习以引导、帮助，能够跟学习者进行良好的互动、交往，以促进学习者的学习和发展。

课堂的环境也应形成方便学习者进行合作、交流、展示、分享的氛围，当然这需要在空间设计、设施选择与配置上的配合。例如，在未来课堂中设计的多屏显示，方便小组成员进行合作、交流，在电子白板、互动反馈技术、交互学习终端等技术的支持下，易于形成良好的多元互动氛围。另外，未来课堂还应提供真实情境的多种创设手段，使教学内容更贴近现实生活，在情境中体验和探索，让学习者尝试解决实际的社会性问题。

（2）课堂设计应能满足学习者对课堂空间的功能要求

未来课堂与传统课堂的显著不同是，未来课堂中更多的不再是强调以教师讲授为主的教学活动，而是促进学习者进行个体学习和社会化学习的活动。强调学习者之间采用协作式学习是未来课堂的主要特点，支持学习者之间的群体/团队学习、协同合作开展知识创新，并最终实现知识共享，知识只有通过相互交流、学习、共享才能得到发展，知识的共享范围越广，其利用增值的效果越好。知识只有被更多的人共享，才能使知识的拥有者获得更大的收益。[20] “共享”理念和未来课堂为教学者、学习者、教学支持者、研究者提供了一个实体上的、技术的、社会的智能学习空间，在这个空间中可以进行探索各种教育及研究课程和活动。学习者对未来课堂的功能需求具体体现在以下两个方面：

①课堂的环境和活动应能满足学生面向21世纪技能中个体技能的培养。

未来课堂是面向学生21世纪技能培养而建的。在21世纪技能中，涉及学习者个体技能培养的主要是创造力、批判性思维和问题解决能力，信息素养、媒体素养和ICT素养，以及学习者能够具备自主、灵活性及适应性、主动和自我管理。

课堂需要形成开放的，富有想象的、挑战性的氛围，积极的竞争情境，促进学习者创造力、批判性思维和问题解决能力的培养。通过未来课堂设备和技术的使用，创造一个多层次的信息呈现、信息交互和处理的环境，促进学习者的信息素养、媒体素养和ICT素养的养成。

课堂应提供独立的学习终端，实现学习过程的自主，使学习具有灵活性及适应性，能够体现学习者的主动性和自我管理能力。

②课堂应能满足学生面向21世纪基本技能中社会化方面技能的培养。

社会化方面的技能包括合作问题的解决、沟通和交流的能力，进行社会化学习所需的信息素养和技术素养，社交、全球意识和跨文化理解能力以及合作精神、责任意识和领导力等。未来课堂在设计上可以通过多层面技术构建多渠道沟通模式，消除学习者在沟通上的障碍，给学习者提供充分的交流、合作的机会，注重学习者合作问题解决、沟通和交流能力的培养；未来课堂提供了多种信息展示、处理、沟通的工具和手段，使学习者用于社会化学习所需的信息素养、技术素养得到充分的历练；借助远程视频技术和虚拟现实技术实现真实课堂与远程课堂、虚拟课堂的有效互动，促进学习者社交和跨文化交流技能的培养，使其具有全球意识和跨文化理解力；也可通过多形式的小组合作和协作学习情境的创设，利用便捷的数字化学习资源，开展基于项目的探究活动，促进学习者合作精神、责任意识和领导力的培养。

（3）满足学习者对课堂空间的技术要求

未来课堂是一个泛技术支持下的，具有多屏显示、以多元互动形式并存的智能学习空间。在这个空间中，教与学活动的顺利开展离不开这些数字化的设备与技术的支持，因而，未来课堂要注重以先进的技术促进学习。面对“数字土著”的学习者，在课堂中提供数字化的技术支持成为未来课堂设计的重点。

①课堂能为学习者学习提供便利、便捷的学习支持。

未来课堂中的学习方式是多元化的，要能促进学习者在课堂中进行个体学习，课堂需要为学习者的学习提供便利、便捷的学习支持，能够使学习者的学习变得快乐、容易、高效。未来课堂是一个泛技术支持的学习环境，在这个环境中，大量的软硬件技术的应用（如人手一个学习终端、即时反馈系统、软件智能代理）及采用设备、技术的易用性、智能性以及对于学习者学习过程的智能分析及资源推送等最终目的也是体现在对学习者的良好的学习支持上。

②课堂提供促进学习者社会化学习的设施。

社会化学习的产生除了主体的参与外，完善的设施支持也是必不可少的，未来课堂在设计上应提供促进学习者进行社会化学习的设施，如为师生之间进行互动，小组学习时成员间进行互动、交流、分享用的多屏交互展示环境，基于交互屏、即时反馈系统、交互学习终端以及云学习支持系统构成的系统可以为教学者、学习者、技术与资源之间提供多层次互动支持，智能实录系统可以将课堂的教学过程、生成资源即时记录，可以为更深入的反思学习（个体反思和群体反思）提供交流和交互的载体；未来课堂中的教室设备、设施能够实现自由和组合，可以根据课程、专业、学习者偏好和教学设计等的需求进行自由调整、形成不同的结构功能组合，为各种类型的社会化学习提供支持。未来课堂在空间布局上可以根据需要进行空间布局调整，以提供不同的空间布局，满足群体交流中不同的交往边界距离的要求并提供不同方式交流设备的支持，如基于WIFI技术实现电子设备之间的信息交互；在社会化学习中场景和情境创设也是必不可少的，未来课堂可充分利用投影技术和音效系统实现舞台场景和现实环境的创设，如使用工程投影的拼接技术实现大场景、利用三维投影技术实现3D场景，便于学习者进行角色扮演和开展基于活动的教学；未来课堂是一个开放的学习空间，借助视讯会议和远程协同系统，可以实现真实课堂和远程课堂之间的便捷互动，可以实现教学空间的有效拓展，方便学习者与远程学习者和专家之间的互动。

结语

未来课堂，作为教学的主阵地，是未来创新型人才培养的主要场所和空间。以学习者为中心的设计，能给学习者创造良好的体验，使课堂空间能够更好地服务和支持于学习者的个体学习和社会化学习。我们需要像设计汽车一样设计未来的课堂，[21]最终期望能够达到如海德格尔曾指出的“人诗意地居住在大地上”[22]那样，让学生能够在未来课堂中诗意地学习着。