信息技术具身学习环境的构建

周晶

近年来，互联网通信及物联网等技术的发展，尤其是可穿戴设备、3D、VR等技术的应用，为具身学习环境的发展创造了基础，国内外对具身学习环境的关注也是逐年增加。同时，近年来，信息技术课程越发受到了人们的重视。信息技术课程与其他文化课程有很大的区别，更加偏向于学习网络技术以及与电脑相关的先进技术，如3D、VR等。本文对具身学习内涵的解读、信息技术课程特点以及如何构建具身环境等几个方面展开研究。

一、具身学习

（一）无身学习理论

在传统的认知理论中，学生的脑袋对学习和认知是有用的，其他身体器官都是无用的。所以认知学习从根本上属于无身学习。就是说，理性和身体可以脱离开来，身体的欲望和错觉甚至会对认知学习造成误导。笛卡尔认为身体和头脑的理性并不是同一个范围的东西，理性要先于身体。皮亚杰提出认知的发展是遵循逻辑规则的，并不与外界产生联系或接触。但是无身学习在学习目标、理论基础、学习过程等方面存在很大的问题。无身学习把學生当作白纸，知识直接传授给学生，并没有重视学生的经验改造、实践能力、自主能力的培养。柏拉图认为知识本身是在一个完美的世界里，主张远离身体，以免它会因为身体的不洁净和无知而丢失。那么无身学习理论导致了知识离身。例如，在信息技术课程中，软件的学习甚至可以脱离实践操作。无身学习理论已经难以立足，具身学习逐渐登上舞台。

（二）具身学习和具身认知理论

无身学习和具身学习则是完全相反的。具身学习主张认知学习是依赖与有血有肉的身体和经验。所以具身学习重点关注人的生理感官所经历的东西和感受。洛克认为人类的认知来源于生理感官获得的经验，并在《人类理解理论》中将人的思维比作白纸，认为感觉经验在纸上留下了痕迹。具身学习是从具身认知理论中发展出来的学习方式。具身认知也被称为身体性认知、体现认知等，它是在加涅信息加工理论、皮亚杰认知理论以及维果斯基社会文化观等理论的基础上，用于解释人类通过身体与外界交互所获得认知的新理论。梅洛·庞蒂（Maurice Merleau-Ponty）在此理论的基础上，提出人类是借助身体和外界进行交互，应重视身体体验。弗朗西斯科·瓦雷拉（Francisco Varela）等人从生物学角度认为，人的认知源于多感官身体所产生的不同经验， 且身体的感知能力会天然融入一个更宽广的物质、文化、心理等的具体情境。具身认知理论指出，认知是身体、心理与环境持续交互的动态开放系统。

二、信息技术课程

（一）信息技术课程特色

信息技术课程与主课课程大不相同，不是单一的课程，这门学科是综合性的。信息技术课程分为理论课、技能课、实验课和作品制作课。技能课的主要教学方式是计算机的基本操作技能和应用软件的使用。主要目的是培养和提升学生对计算机及各类常用应用软件的使用能力。在技能课上，学生通过教师的讲解，完成布置的任务，从而掌握学习内容。每个学生完成类似的任务，通过合作学习让学生的任务或作品进行串联。同时，信息技术课还有大量的理论课，主要的内容就是当前兴新的技术，如物联网、人工智能等。学生上课时使用的不再限于课本、黑板，还有电脑等很多新兴技术。因为技术和电脑的发展，信息技术学科的学习内容是与时俱进的，不再像数学公式那样一成不变。所以学生更应该与国际上先进的技术亲密接触，这样才能体现信息技术课程特色。

（二）当前信息技术课程教学模式

学生上课的地点是学校机房，通常每人都有一台电脑。上课的模式主要是讲解—演示—练习模式，大多数信息技术教师还会采用任务驱动法、小组讨论、自主学习等。大多是操作的展示，教师通过电脑展示操作的过程，学生再在自己的电脑上做出同样的步骤，这就是一节课的学习。那么对一些先进技术、计算机基础知识的讲解，如人工智能、物联网，通常会用PPT展示，或动画短片。这样的体验难以让学生身临其境，知识的掌握也就大打折扣。学生还是无法体会到这方面的知识，会觉得这些先进技术离他们很遥远。

三、构成具身学习环境的要素

笔者阅读大量资料，总结出构成具身学习环境的四大要素：下面的分述也应沿用这个排序。

（一）物理环境

物理环境包括学生上课的地点和使用的设备等，如电脑、桌椅、噪音等。物理环境是非常重要的，好的环境能给学生带来一种身临其境的感觉，并且让学生全身心地投入学习。目前大部分学校仍是普通的机房，有些学校设立了创客教室。在这样充满科技感的教室中，学生能感受到较好的氛围。信息教师布置了科技走廊，当学生走在科技长廊中，不仅能学到张贴在墙上的小知识，还仿佛置身于科技馆中。

（二）资源环境

资源环境是学习者进行有效学习和有意义学习的桥梁，主要包括学习资料、相关的学习策略、多媒体、虚拟技术和支持教学的具身技术等。书本知识固然重要，但是技术是与时俱进的，教师还需根据当前的最新技术调整教学内容。资源是组成教学内容的重要部分，资源内容需要紧紧跟住时代的步伐，做到即时更新。这对信息技术教师的业务水平要求也越来越高，他们要不断地学习最新技术，更新教学内容。

（三）社会文化环境

社会文化环境包括教育者和受教育者的思想观念、思维方式和学习习惯。年纪稍大的教师可能无法在短时间内接受新兴的技术，在教学中也很少会使用相关的设备，他们更倾向于传统的教学方式。这些都是需要改变的。同时，学校和家长的支持也是很重要的，部分学校会考虑多方因素，如经费、耗时等问题，认为新兴技术的引入不那么重要，部分家长还会将其与沉迷游戏相关联，从而持反对意见。

（四）感情环境

感情环境是学生上课时的情绪波动、上课氛围、交流等与总述一致。学生是学习的主体，愉悦的情绪更有利于课堂教学的推进和师生情感的交流。通常学生在上此类课时，情绪十分高昂，他们保持着极高的注意力和兴趣，在课后还能继续讨论和交流。

四、未来发展将面临的问题

（一）经济调节上面临困境

因为信息技术课程本来就是基于电脑、技术等，需要一定的基础和经济上的支持。因为地区之间的经济差异，目前甚至有些偏远地区的学校还没有开设信息技术课程。就算是在经济发展较好的地区，也难以做到统一管理。所以需要先开设试点，一步一步推广，逐渐实现覆盖。但是这个推广过程是缓慢的，在这期间，这些技术可能就变得不是那么先进和重要。所以如何解决这部分问题，还需进一步研究。但是值得肯定的是，以上措施的实施是有实际意义的，也是可行的。并且设立专门的教室不一定是每个学校都要投入，可以在一个市或区设立专门的教室，让每个学校的学生每个学期都有机会体验。

（二）对技术条件和教师专业水平要求高

信息技术在不断发展，所以日益出现的新兴技术就需要教师不断地提高自身的专业水平去适应和掌握。不光是知识储备，还有使用设备及仪器所需具备的操作水平。教师目前在这一块是比较欠缺的，也缺少相关的培训。

（三）相关设备维修问题凸显

设备需要专业人员进行维修，并且在使用的过程中因为操作不当比较容易出现设备故障。维修的周期会很长，并且费用也是比较高昂的。在具体实施过程中，这个问题会带来不少麻烦。随着技术的更新，相关设备不仅是版本的升级，还涉及更新问题。

五、构建信息技术具身学习环境之途径探究

研究了具身学习和信息技术课程后，结合具身学习环境的要素，笔者认为构建信息技术具身学习环境途径如下：

（一）调动人体多种器官参与学习过程

笔者认为信息技术课程需让学生学会使用技术。普赖斯（Price）等人总结了人与技术的交互类型：泛在交互、临近交互、可佩戴交互、感知特定的交互、可植入交互和多模态交互。那么适合信息技术课程的类型有可穿戴交互和多模态交互。例如，广为人知的3D技术和VR技术，VR眼镜就是可穿戴设备，学生戴上它，就可以模拟如坐过山车等真实场景。目前部分学校也有比较先进的3D打印技术，学生可以直接观察打印过程。现在很多中小学都有3D打印的课程，使用较为简单的3D打印机器或3D打印笔进行模型的建立。此外，还有红外线技术、感测技术、传感技术等，学生都可以参与其中进行体验。但是这些先进技术涉及的设备价格昂贵。例如，功能比较齐全的3D打印机要五千元左右，VR眼镜大概要三千元，还要配合大屏幕电视使用。如果在一个中学要购置这一项设备，可能需要几万元甚至十几万元，那么经费必然是不够的。但是，目前市场上出现了VR体验馆、3D打印博物馆等，学校可以组织学生参观浏览。不光能省下一大笔经费，学生还能体验最先进的技术，一举两得。目前，还有一些校外社团与学校进行合作，如人工智能、3D打印笔、无人机，这些社团给感兴趣的学生提供了体验的机会，但是还有许多因为一些因素无法参加的学生，社团也可以举办展示秀，让更多的学生体验。

（二）营造良好学习氛围，充分调动学生积极性

营造学习氛围，让学生交流互动也是构建具身环境的一大因素。小学机房容纳约50台计算机，座位安排和普通教室有所不同。第一种是四列，每列大致有十二位学生。很显然，在这种教室学生分成了四大组，但是学生进行交流或查看组员电脑时非常不便利。第二种是六人一组围成一圈。最后一种较为少见，三台电脑为一组排成一行，讨论和查看电脑都更加方便了。所以，信息技术课程中，受座位的限制，学生交流是比较难开展的，学生不愿意下座位走动或随意走动会导致秩序混乱，学习效果大打折扣，主动性和积极性也调动不起来。那么信息技术课程该如何实现学生的互动与交流，调动他们的积极性呢？笔者认为可以设立两个教室，学习操作技能的时候，学生在原先的机房，一人一台电脑，教师演示，学生练习。那么学习技术等知识时，学生可以在一个空旷的教室，座位不是固定的。例如，使座位排列呈现U型，教师在中间。那么学生可以按小组分，U型排布座位，中间位置放置电脑和教师讲台。这样每个小组可以在上课的时候进行讨论。

（三）实时更新学习资源

因为信息技术课程与当前先进技术都有关联，所以学习内容、软件等都要及时更新。笔者认为实时更新学习资源有以下几方面：一是教科书的更新。目前中小学的信息课程使用的教科书的更新换代速度较为缓慢。一套教科书往往会使用四五年才更换。但是在这期间，除了计算机基础知识，很多内容已经不新、不全，甚至不对。学校可以试着使用电子版的教学用书，可以是学校自己的信息教师编写，或市及省特级教师联合研讨编写的教学用书。二是教师上课使用资源的更新。既然教科书都发生了变化，那么教师的上课资料、教学模式也都要与时俱进。教师首先要自身具备这些新兴的知识，然后结合教科书，再传授给学生。教師要实时关注国内外先进技术，但是讲解内容不应过于深奥，而是要结合学生自身的学习经历和生活经历。教师之间相互沟通，互换资料，达到效率最大化。可以将学习资源通过微信群共享，或中小学信息技术学习网站分享，这样教师在获取学习资源上更加便利。

（四）对教师和学生进行培训

当这些技术融入信息技术课，会使用到很多比较先进并且价格高昂的设备。教师要定期并且积极地参加区、市、省甚至全国举办的各种培训或讲座。需合理安排教学内容，在教学内容安排中，需及时对学生进行简单的培训，如设备的使用和管理。

六、结语

笔者认为具身学习和信息技术课程必将碰撞出火花。学校投入时间和精力构建信息技术具身学习环境是值得的，不仅仅是为了信息技术课程的学习，还可以让学生与世界先进技术亲密接触，为以后培养该领域的优秀人才做铺垫，意义重大。构建信息技术具身学习环境离不开环境、设备、氛围、资源，如果能在这几方面为学生创造条件，那么信息技术课程会变得更加有意义。

（左毓红）