景君珺

（西安开放大学，陕西 西安 710000）

0 引 言

具身认知理论和混合现实学习环境作为当代认知科学和信息技术支持教育实践创新发展的两大前沿，促使学习方式发生深刻变化。随着可穿戴设备、体感技术、VR、AR及全息影像等为代表的新兴技术的快速发展，具身学习在教育实践中得到越来越广泛的设计。具身认知理论在教学实践中的落地离不开教学设计。教学设计面临活动、资源、促进这三方面的挑战[1]。针对资源的设计，研究者强调，学习环境应能够支持学习者的身体运动或在虚拟空间的运动，并包括相应的动作反馈，学习者在环境中通过“感知-运动”循环达到学习目标。因此，如何基于新兴技术为这一类数字化学习资源设计教学交互，使学习者获得良好的具身学习体验，达成对目标内容的意义建构，显得尤为重要。

1 具身认知相关理论

具身认知理论认为，认知存在两种基本模式：基于身体感知的即时性行动和借助技术工具的结构化反思。认知系统理论认为，心智、身体和环境之间的动态平衡离不开系统内相关因素的交互作用。这些交互作用对学习者而言，反映在其感知与行动、行动与反思的协调运作上[2]。具身学习是一种“学习中行动→行动中反思→反思中实践→实践中建构”的螺旋式上升过程，这是一个行动与反思协调运作的过程。技术现象学理论运用现象学的方法探讨“人-技术-世界”三者之间的关系，为技术支持下的具身学习设计提供了良好的理论支撑。技术既可以延伸学习者的身体，拓展其身体感知范围，使其获得沉浸体验，又能够可视化呈现学习者的隐性思维过程，为具身学习过程中行为和思考的即时干预、科学引导提供有力支撑。

2 具身认知视角下的数字化学习资源教学交互设计模式

具身认知视角下，学习资源的教学交互设计要紧密围绕感知、行为、反思3个要素，如图1所示。3个要素以新兴信息技术为中介，是相互关联的连续统一，相互影响、相互促进[3]。

图1 具身认知视角下的数字化学习资源教学交互设计要素

数字化学习资源作为混合现实学习环境中有效支撑具身学习开展的重要载体，其交互设计的核心在于引导学习者充分调动其身体各官能参与、沉浸在学习情境之中，多模态感知信息，并借助技术工具及时进行结构化的反思，从而实现“身”与“心”的统一、实践与经验的互动，持续深入推进具身交互的耦合循环，实现对知识内容的意义建构[4]。基于上述教学交互设计要素，数字化学习资源的具身型交互设计涉及4个层面：技术支持层、交互感知层、交互行为层以及交互反思层，如图2所示。

图2 具身认知视角下的数字化学习资源教学交互设计模式

交互设计以具身学习的情境为引导，紧密围绕情境主题层层递进。评价反馈作为交互设计调整、优化的客观依据，包含两个层面：第一，针对学习者利用数字化学习资源开展具身学习的学习体验、学习成果的评价反馈；第二，嵌入在具身交互过程中的嵌入式评价，即利用混合现实、体感技术等无缝捕捉学习者的行为、心理等数据，参照数据分析来判断交互的适应性、熟练度以及学习目标的达 成情况[5]。

2.1 交互感知层

人体感知即人的意识对内外界信息的觉察、感觉、注意、知觉的一系列过程，分为感觉过程和知觉过程。学习者通过外部感觉（视觉、听觉、味觉、嗅觉及肤觉）与内部感觉（机体觉、运动觉及平衡觉）相互配合，获取所处学习环境的信息，并将筛选后的信息转入知觉过程，进而产生对事物的整体认识。分析学习者的交互感知特性，与相关技术特性有机结合，才能有效支撑具身学习行为，使学习者自然而然地融入交互环境[6]。

2.2 交互行为层

具身学习活动的开展基于学习者在交互环境中所表现出的身体行为。根据身体的投入程度，交互方式分为头部交互、上肢肢体动作交互、全身参与交互（场景固定、位置变动小）以及场景式交互（全身参与、场景丰富）。基于沉浸式VR技术开发的数字化学习资源，学习者佩戴头盔、持手柄即可在设定的红外感知范围内，调动全身肢体动作参与交互。基于AR、混合现实即互动投影等技术开发的数字化学习资源，为真实环境的学习赋能，学习者佩戴AR眼镜等可穿戴设备即可获得虚实融合的学习体验。

根据行为达成的学习目标，交互方式分为体验式交互、探究式交互、技能习得式交互以及问题解决式交互。体验式交互主要通过感官刺激和肢体动作等，激发学习者心理、认知上的反馈。探究式交互突出学习者主动与环境中的要素进行互动，从而获得相应的反馈。技能习得式交互着重引导、支撑动作技能的训练和掌握。问题解决式交互通过综合运用学习者通过体验、探究、技能习得等形成的互动成果，创造性、生成性地解决真实或虚拟情境中的问题[7]。

根据行为体验的沉浸程度，交互方式分为游学式交互和实操式交互。游学式交互中，学习者以“游客”身份进入真实环境或场馆（如纪念馆、博物馆等）中去体验感悟，或通过虚拟人物的引导和讲解，进而拓宽视野、增长知识、感受文化差异等。实操式交互中，学习者作为观察者或问题解决者，在交互情境中扮演某一角色，完成对应的操作任务，进而获得具身学习体验。

根据交互环境中参与角色的不同，交互方式分为单人单机交互和多人协作交互。

根据主体与环境互动的介质不同，交互方式分为语音交互、眼神交互、文字符号交互以及肢体动作交互（如触摸、点、按、滑、跳跃等）。

2.3 交互反思层

设计良好的交互反思能够促进学习者对具身学习过程中获取的知识、行动产生的经验等进行及时总结、提炼，并在此基础上调节自身行为。在“行动→反思→反馈→行动改进”的协调运作、螺旋式上升的过程中，实现意义建构。反思引导为学习者提供线索，引发思考与深层次理解，恰当的工具促进知识和思维的可视化表征，针对学习者的反思进行有指导的反馈，帮助其科学优化反思性实践，进而推动整个具身学习过程的持续深入[8]。

3 具身认知视角下的数字化学习资源交互设计策略

3.1 目标-具身程度的一致性

不同技术对学习者身体投入程度的支撑力度不同，交互过程中的具身程度也不同。研究表明，身体具身隐喻的表征（如手势）与学习内容的数字表征（如可视化画面）之间的匹配，能够有效地促进和支持学习者的思考和探究。因此，具身程度所获得的学习体验与所要达成的学习目标的一致性，在交互设计中不可忽视。具身程度与学习目标的一致性，不仅关系着交互方式的选择，还影响媒体技术的综合运用。

3.2 内容-媒体选择的适用性

适合不同知识内容表征的技术不尽不同，交互设计前期要分析内容特点，结合学习目标和交互方式，确定媒体技术的优先级别。在综合考虑不同媒体的效果、价格、危险性及操作难易度等因素的基础上，动态调整交互方式，最终确定恰当的媒体技术，支撑相应学习资源的开发[9]。不能为了“具身”而技术，增加学习者的认知负荷。

3.3 探索-情境设计的沉浸性

3.3.1 互动引导

互动体验设计要充分考虑学习者对参与方式和互动机制的理解，短时间内明确互动机制、熟练掌握参与方式，令技术“抽身而去”，使学习者完全专注于学习内容和学习活动，增强互动中的沉浸感体验。

3.3.2 激发探索

学习者在具身学习过程中是一个思考着的行动者，其学习在“感知-行动”的良性循环中深入，要将学习者从被动的信息接收者转变为主动的信息探测者。交互设计要凸显探索性，创设不同的探索区域。例如，设定“隐藏关卡+通关奖励”，可以增强互动神秘感，激发探索欲，强化情节和线索 设计。

3.4 动作-具身映射的关联性

当学习者在物理空间或虚拟空间中直接接触或模拟操作，有助于激活其身体图式，唤起已有经验，生成新的具身经验。虚拟现实技术利用身体图式的投射特征，通过手柄、运动传感器、鼠标及键盘等控制接口的推、拉、摇、移、按等简单动作，映射到虚拟环境中复杂的模拟真实的感知动作，即动作映射。技术支持下的具身学习的优势，通过身体动作与互动内容之间的映射凸现。一方面，交互环境中的虚拟场景和虚拟教具通常由模拟真实场景和真实教具而来，注重其设计的意义性、可操作性，能够增强动作映射的有效性。另一方面，设计流程清晰、操作合理的肢体动作来表征知识和交互内容，使学习者的身体动作与概念之间建立起实质性的联系，能最大程度激活身体图式，促进经验的形成。

3.5 协作-具身学习的促进性

协作式交互活动通过分享、合作、激励等策略，强调学习者之间在交互情境中基于学习内容的经验分享和意义建构。数字化学习资源的交互设计不应局限于单人沉浸式的、封闭的互动，这难以生成基于具身学习体验的经验交流、分享与协作。交互设计要关注具身学习过程中的协作性，支持学习者之间、虚拟形象之间、学习者与虚拟形象之间的多模态互动。

4 结 语

新兴技术支持下的数字化学习资源，为具身认知所倡导的行动与反思协调运作的学习提供有力支撑。笔者在交互设计模式的基础上分析、提炼交互设计应遵循的策略，以便更好地帮助学习者实现在交互环境中的“感知→行动→反思”。后续将以此为指导设计开发资源实例，应用于教学实践，进一步研究模式的应用效果。