具身认知和无身体认知
学习从“离身”到“具身”——认知科学的困境与转向（荐读）
学习从“离⾝”到“具⾝”——认知科学的困境与转向（荐读）本⽂转⾃《现代教育科学》2019-11从古⾄今，哲学家和教育者关注更多的是灵魂和⼼灵等内在的发展与提升。
柏拉图认为教育是灵魂的转向，只有摆脱⾁欲，才能真正得到灵魂的上升。
在其后的很多西⽅哲学家也认为，灵魂和⾝体是相互分离的，这种⾝⼼分离的理论在笛卡尔时期达到了顶峰。
笛卡尔从认识论上确证了⼼、物⼆元世界的存在。
但“如果把⼀切归结为精神，世界被观念化，⼈就成为⼀个超然的意识主体；如果把⼀切归结为物质，⼈就成为了机器”。
20世纪50年代末，认知科学诞⽣初期从多学科视⾓探究⼈类的学习，关注⼈类思维的理解和知识的建构。
随着信息加⼯理论的出现，把⼈脑看作计算机、信息处理器和问题解决者的隐喻开始⼴为流传，并被迅速运⽤到认知发展的研究上。
传统认知科学认为，⼈的⼤脑是为各种⼼智活动构建算法和程序的。
这种把⼈当做机器的传统认知科学存在着⼀些弊端，认为它只能接受简单的指令算法。
但⼈作为⼀种具有复杂脑结构的⾼级⽣物，在复杂的社会情境中会出现各种情况，这些是传统认知观点所⽆法预测的。
随着智能化时代的到来，⼈们更加关注学习的具⾝性、情境性和⽣成性，形成了第⼆次认知⾰命。
MR技术、体感技术和社会学研究⽅⾯都证实了⾝体在学习过程中发挥的巨⼤作⽤，同时新智能技术的出现也为学习者提供了技术⽀持。
2019年《地平线报告》（⾼等教育版）中提到移动学习设备和头戴式显⽰器可增加学习者的临场体验。
⽽混合现实技术是最近两三年发展起来的，它通过将线上和线下的融合，把数字技术和物理世界连接起来，创造了物理空间的模拟化环境，使学习者沉浸于学习环境中，通过⾝体体验形成了新的感知和理解。
语⾔学家莱考夫从现象学的视⾓揭⽰了概念隐喻的具⾝性，也有学者从⽣物学⾓度探讨学习者⾝体运动参与带来的学习效果，智能化时代的技术要促进学习者的发展需要具⾝理论的⽀撑。
笔者通过对传统认知科学的困境进⾏分析，并梳理了具⾝认知理论⽀持下的认知科学在教育领域的应⽤情况，并从具⾝技术开发、⽣成性具⾝课程设计、交互式环境构建三个⽅⾯的教育转向展开论述，旨在为具⾝认知在传统认知科学向第⼆代认知科学发展中的应⽤提供参考。
具身认知学习环境设计特征 要素 应用及发展趋势
4、个性化：具身认知学习环境设计尊重学生的个体差异，针对不同的学生， 设计个性化的学习方案，满足学生的个性化需求。
三、具身认知学习环境设计要素
具身认知学习环境设计包括以下关键要素：
1、空间布局：空间布局要有利于学生之间的交流和合作，同时要保证个人 学习和思考的空间。
2、硬件设备：硬件设备应具备实时互动、多媒体展示等功能，以满足学生 的学习需求。
具身认知在教育领域中已经得到了广泛的应用。例如，通过具身认知理论指 导下的教学实践，能够提高学生的学习成绩和兴趣，培养学生的创新能力和批判 性思维。此外，具身认知还被应用于特殊教育领域，帮助残疾学生更好地适应学 习环境。
未来，具身认知在教育领域中的发展趋势主要体现在以下几个方面：
1、与技术的融合：随着技术的不断发展，具身认知将与人工智能、虚拟现 实等技术相结合，为学生提供更加真实的、沉浸式的学习体验。
通过运用具身隐喻，我们可以将复杂的问题简化和具象化，从而找到新的解 决方案。
四、结论
具身认知和具身隐喻认知为我们理解认知过程提供了新的视角和方式。它们 的具身转向让我们认识到身体和环境在认知过程中的重要作用，而隐喻认知功能 则强调了隐喻在认知过程中的重要性和价值。通过对具身认知和具身隐喻认知的 深入研究，我们可以更好地理解人类的思维和决策过程，发现新的学习和教学方 法，以及推动技术的发展。
3、软件资源：软件资源应包括各种数字化工具、教学软件和网络资源等， 以支持学生的自主学习和探究。
4、教学活动：教学活动应根据具身认知理论进行设计，包括问题解决、团 队协作、实践探究等多种形式。
5、教师角色：教师角色需要转变，从传统的知识传授者转变为引导者和协 作者，帮助学生进行自主学习和探究。
四、具身认知在教育中的应用及 发展趋势
具身认知
二、 传统认知理论
认知心理学是二十世纪50年代在西方兴起的一种心理学思潮。他 反对行为主义忽视内部心理机制的理论假设，认为思维、记忆、推 理等高级心理过程才是行为产生的决定性因素，心理学的主要任务 就是研究这些内部认知机制。
(1)在问题解决过程中,身体可以以机器人学的同态计算方式完成计算 工作, 并非一定需要大脑来执行这一任务; (2) 在问题解决过程中,身体的作用是结构化信息流,创建和诱发问题解 决所需要的数据和资料; (3) 身体可以利用并且与环境支持物相配合, 从而扩展和放大认知的效 果。
——“强具身”
强具身观完全拒绝传统认知科学的计算和表征理论, 认为认知和心 智是身体与环境互动的产物, 有什么样的身体,就有什么样的心智, 我们 不能期望一个有着鱼一样身体的动物会有人一般的心智。心智的特殊 性是身体的特殊构造形成的。
例如：“感情是火热的”, “道德是纯洁的”。在这里, 对于 感情、道德这样一些复杂和抽象概念的理解借助了身体的感觉器 官。
比如“时间”作为重要的抽象概念，就是人类在对具体空间理 解的基础上形成的，并且人们通常借助空间概念来表示时间跨度。 像汉语中的“期限很短”、“长夜”、“前天”、“后天”等词， 表明人们对空间的具体体验影响了对时问的加工。
2.对学校教育的启发
未来课堂是一个具有开放性的生命系统。具身认知的 “ Embodiment”一 词形象地揭示了身体不是孤立的，而是一种“嵌入式”的，是与外在环境相联 系的身体，即身体具有情境性。情境意味着整个问题和任务的本质，强调问题 生成的日常生活背景，但并不等同于日常生活。如果教学活动的内容能够体现 理论与实际情况的契合，并且对彼此是有意义、有目标导向的，从而吸引并引 导学生的学习，就可以认为学习内容具有“情境性”。
从“离身” 到“具身”———认知科学的困境与转向
第１１期２０１９年１１月现代教育科学ＭｏｄｅｒｎＥｄｕｃａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅＮｏ １１Ｎｏｖ ２０１９[收稿日期]２０１９－０７－２２[作者简介]张方方(１９９１－)ꎬ女ꎬ河南周口人ꎬ福建师范大学教育学院在读硕士生ꎻ主要研究方向:教育信息化ꎮ从 离身 到 具身认知科学的困境与转向张方方(福建师范大学ꎬ福建福州３５０１０８)㊀㊀[摘㊀要]传统认知科学的身心二元观点在面对人的复杂认知时产生了教学的离身困境ꎬ即教学观念的离身性㊁教学设计的预设性㊁教学环境的封闭性三重困境ꎮ文章以国内外具身认知思想下的认知科学理论与实践探索进行梳理ꎬ从现象学㊁生物学㊁技术学三个视角的研究实例中归纳出第二代认知科学的具身特征ꎬ进而提出教学应从体验性具身技术开发㊁生成性具身课程设计㊁交互式环境构建三个维度促进认知科学的具身转向ꎮ㊀㊀[关键词]离身认知ꎻ具身认知ꎻ认知科学㊀㊀[中图分类号]Ｇ４２０㊀[文献标识码]Ａ㊀[文章编号]１００５－５８４３(２０１９)１１－００２４－０７㊀㊀[ＤＯＩ]１０ １３９８０/ｊ ｃｎｋｉ ｘｄｊｙｋｘ ２０１９ １１ ００５从古至今ꎬ哲学家和教育者关注更多的是灵魂和心灵等内在的发展与提升ꎮ柏拉图认为教育是灵魂的转向ꎬ只有摆脱肉欲ꎬ才能真正得到灵魂的上升ꎮ在其后的很多西方哲学家也认为ꎬ灵魂和身体是相互分离的ꎬ这种身心分离的理论在笛卡尔时期达到了顶峰ꎮ笛卡尔从认识论上确证了心㊁物二元世界的存在[１]ꎮ但 如果把一切归结为精神ꎬ世界被观念化ꎬ人就成为一个超然的意识主体ꎻ如果把一切归结为物质ꎬ人就成为了机器 [２]ꎮ２０世纪５０年代末ꎬ认知科学诞生初期从多学科视角探究人类的学习ꎬ关注人类思维的理解和知识的建构ꎮ随着信息加工理论的出现ꎬ把人脑看作计算机㊁信息处理器和问题解决者的隐喻开始广为流传ꎬ并被迅速运用到认知发展的研究上[３]ꎮ传统认知科学认为ꎬ人的大脑是为各种心智活动构建算法和程序的[４]ꎮ这种把人当做机器的传统认知科学存在着一些弊端ꎬ认为它只能接受简单的指令算法ꎮ但人作为一种具有复杂脑结构的高级生物ꎬ在复杂的社会情境中会出现各种情况ꎬ这些是传统认知观点所无法预测的ꎮ随着智能化时代的到来ꎬ人们更加关注学习的具身性㊁情境性和生成性ꎬ形成了第二次认知革命ꎮＭＲ技术㊁体感技术和社会学研究方面都证实了身体在学习过程中发挥的巨大作用ꎬ同时新智能技术的出现也为学习者提供了技术支持ꎮ２０１９年«地平线报告»(高等教育版)中提到移动学习设备和头戴式显示器可增加学习者的临场体验ꎮ而混合现实技术是最近两三年发展起来的ꎬ它通过将线上和线下的融合ꎬ把数字技术和物理世界连接起来ꎬ创造了物理空间的模拟化环境ꎬ使学习者沉浸于学习环境中ꎬ通过身体体验形成了新的感知和理解ꎮ语言学家莱考夫从现象学的视角揭示了概念隐喻的具身性ꎬ也有学者从生物学的角度探讨学习者身体运动参与带来的学习效果ꎬ智能化时代的技术要促进学习者的发展需要具身理论的支撑ꎮ笔者通过对传统认知科学的困境进行分析ꎬ并梳理了具身认知理论支持下的认知科学在教育领域的应用情况ꎬ并从具身技术开发㊁生成性具身课程设计㊁交互式环境构建三个方面的教育转向展开论述ꎬ旨在为具身认知在传统认知科学向第二代认知科学发展中的应用提供参考ꎮ㊀㊀一㊁离身 传统认知科学的身心二元困境在传统认知科学看来ꎬ人类对外界信息的加工是建立在计算隐喻之上ꎬ认为心智是按照某种程序算法对符号进行操作计算ꎮ这种计算遵循着某种算法ꎬ用精确的语言写成的算法就形成了程序ꎮ传统认知理论主要关注的是人的信息加工过程ꎬ其特点具有两方面:一是关注人的经验ꎬ认为在认知过程中ꎬ人运用过去的经验和策略来获得加工信息ꎻ二是人对认知过程中的信息要进行整合分析[５]ꎮＢａｄ￣ｄｅｌｅｙ认为工作记忆由一个中枢执行功能组成ꎮ在注意力集中㊁转移㊁分散中发挥作用ꎮ这个执行功能监控一个视觉略图薄(视觉和空间记忆)㊁一个语言环路(听觉记忆)和一个情境缓冲器[６]ꎮ认知主要是心理的操作ꎬ即使可能会涉及到身体ꎬ但是这只是心理操作的一部分ꎬ跟身体联系不大ꎮ它的研究范式是建立在传统的计算机隐喻基础上ꎬ在计算机隐喻的认知过程中ꎬ人通过感官接收外界的信息ꎬ对它进行登记ꎬ保持在记忆当中ꎬ在大脑中进行信息加工和转换ꎬ当收到指令以后再输出ꎮ整个人如同计算机的软件和硬件一样相对独立ꎬ人的认知独立于身体和大脑ꎬ认知操作过程和身体操作过程之间是离散的ꎬ没有过多的联系ꎬ两者之间是一种随机的关系ꎮ这样任何物理系统只要加入一些算法结构ꎬ都可以拥有人的智能ꎮ在传统认知科学中ꎬ主要存在着两种观点[８]:那些早期致力于有效的老式人工智能ＧＯＦＡＩ(ＧｏｏｄＯｌｄ－ＦａｓｈｉｏｎｅｄＡｒｔｉｆｉｃｉａｌＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ)的人认为ꎬ认知本质上是基于规则的计算ꎬ而不是符号表示ꎻ而一些连接主义者认为它是计算在子符号或分布式中表示ꎬ不是或者说不完全基于规则ꎮ尽管两种观点存在差异ꎬ但都是一种传统认知主义身心分离的观点ꎬ认为心灵基本上是一个颅内的信息处理系统ꎬ它用操作符号表示ꎬ在认知本质上就是一个计算的过程ꎮ传统的认知心理学经过了从 加工即计算 到 离身心智论 [９]ꎬ但是其本质仍是身心分离的ꎮ人毕竟不是机器ꎬ人有身体的感觉和心灵的思考ꎬ在教学过程中也会面临着很多无法预测的教学事件ꎬ对环境的体验也是有许多不同ꎬ所带来的知识的生成也会存在差别ꎬ这种身心分离的思想随着教育信息化的发展面临着诸多困境ꎮ第一ꎬ教学观念的离身性ꎮ传统的教育受原有观念影响ꎬ认为认知㊁记忆以及思维等方面的学习是独立于身体的ꎬ学习的主要目的是对这些心智能力的训练过程ꎮ 形式训练说 就是受这一思想影响而产生的ꎮ加涅的信息加工模式就是典型的这种学习模式ꎮ技术支持下的在线学习也面临着学习者缺乏身体的真实或模拟体验而产生的距离感和孤独感ꎬ这种教学观念下的教学过程是一种偏重于大脑心智的提升为中心任务的训练过程ꎬ身体在这一过程中被放在了边缘位置ꎬ使学习的过程与身体缺失了联系ꎮ这种教学观念导致了学习者忽略了身体参与到构建知识结构和与外界建立联系的生成性作用ꎬ造成了教学观念的身心二元ꎬ这是传统认知科学理论教学观念所面临的一重困境ꎮ第二ꎬ教学设计的预设性ꎮ传统的教学是以一个既定的教学目标而进行设计教学方案的一种教学预设ꎮ核心素养是培养全面发展的人ꎬ如果课堂中涉及到的每节课㊁每个教学片段㊁教学方法㊁教学组织形式等都是既定的㊁一成不变的ꎮ忽略对学生情感和体验来促进知识生成的影响ꎬ则很难培养学生的必备品格和关键能力ꎮ学生的发展才是教学预设的落脚点ꎻ如果只单纯设定目标ꎬ不在教学设计中激发学生对知识生成的体验ꎬ则很难达到良好的教学效果ꎮ随着技术在教学设计中的应用ꎬ如果只是作为传统教学的展示工具ꎬ而不是真正将技术融合于教学设计中与学生的身体体验建立联系来改变这种传统预设性的教学设计ꎬ这种教学设计的身心二元观点很难提高教学效果ꎬ无法达到生成性的课堂教学ꎬ这是传统认知科学理论教学设计所面临的二重困境ꎮ第三ꎬ教学环境的封闭性ꎮ传统的课堂教学环境主要是采用讲授法ꎬ为了传授课本内容ꎬ教学环境处于一种封闭状态ꎮ随着现代技术进入课堂环境中ꎬ教学倡导以教师为主导ꎬ学生为主体的教学ꎬ但人们仍然是把现代技术作为一个工具来进行课堂教学ꎬ教学环境和学习者的体验之间没有产生动态交互的知识生成ꎬ这种教学环境的封闭性造成了学习者的学习缺乏情境性ꎬ无法真正参与到学习的知识建构中ꎮ人与社会环境割裂开来ꎬ很难培养学生的高阶思维ꎬ如果不改变这种教学环境ꎬ技术无法充分发挥作用ꎬ这种教学环境中存在的身心二元ꎬ很难实现以技术促教学的生成性智慧学习环境ꎬ这是传统认知科学理论教学环境所面临的三重困境ꎮ传统认知科学所面临的困境ꎬ让越来越多的研究者意识到ꎬ人的头脑不能仅仅被理解成向计算机一样对信息进行加工处理ꎬ人的感觉器官和运动输出系统在复杂的情境中也发挥着重要的作用ꎮ研究在技术支持下学习者的感官和运动系统如何促进学习者思考和感知来达到深度学习有着十分重要的价值ꎮ㊀㊀二㊁具身认知 第二代认知科学的研究探索第二代认知科学(ｓｅｃｏｎｄｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｃｏｇｎｉｔｉｖｅｓｃｉ￣ｅｎｃｅ)[１０]这一提法最早是在认知语言学家莱考夫(Ｇ Ｌａｋｏｆｆ)和约翰森(Ｍ.Ｊｏｈｎｓｏｎ)所著的«肉身中的哲学:具身心智及其对西方思想的挑战»一书中提到ꎮ具身认知(ｅｍｂｏｄｉｅｄｃｏｇｎｉｔｉｏｎ)也译为 涉身 认知ꎬ是指身体在人的认知过程中发挥着关键作用ꎬ认知是通过身体的体验及其活动的方式形成的[１１]ꎮ具身认知的科学以 身心一体 的本体论㊁ 模拟 复现 的认识论和 有机生成 的实践论ꎬ突破了传统认知科学所认为的 身心二分 关系ꎬ挑战了 表征计算 的认知加工模式ꎬ超越了 机械组织 的心智建构方式ꎬ彰显了身体在认知中的地位[１２]ꎮ皮亚杰和维果斯基的内化理论㊁莱考夫和约翰逊的隐喻投射理论表明了身体活动是如何向高级认知发展的[１３]ꎮ美国哲学家唐 伊德(ＤｏｎＩｈｄｅ)主要关注技术哲学和现象学[１４]ꎬ他从知觉体验的角度对人与技术的关系进行了深刻解读ꎮ通过对文献的梳理总结出目前主要从三方面的视角对具身认知进行了研究ꎮ(一)现象学的视角:概念隐喻的具身性最早从具身认知对概念理解进行研究的是语言学家莱考夫和约翰逊关于具身认知在思维中隐喻作用的研究ꎮ他们在对大量的隐喻现象研究分析后认为:隐喻不仅是一种语言修辞的手段ꎬ而是反映了人类的认知特征ꎮ人的抽象概念ꎬ如感知经验和具体概念的发展通过加工隐喻化的描述和身体有着密切关联ꎬ基于此他们提出了概念隐喻理论ꎬ确立了身体经验在概念理解中的重要地位[１５]ꎮ概念的隐喻性突出显示了理性概念范畴与身体感觉经验的密切联系ꎬ如抽象的 冷淡㊁热情 之类的概念最初是来自对 冷 热 的感知经验[１６]ꎮ最近的社会认知实验表明ꎬ身体温暖和社会归属感之间存在着相关性ꎮ研究者通过两项实验的结果支持了这样一种假设:即身体上的温暖是一种象征性的暗示ꎬ标志着亲密关系来源的接近ꎮ在实验中ꎬ参与者认为一个温暖的物体在物理上比一个寒冷的物体更近ꎮ在另一组实验中ꎬ被温暖刺激的参与者表现出更高水平的自我报告的社会关系动机ꎮ在这两项研究中ꎬ依恋风格的个体差异对影响均有调节作用ꎻ启动效应在依恋回避程度低和依恋焦虑程度高的人群中显著[１７]ꎮ这些发现揭示了感知㊁身体体验和社会认知之间的深层联系ꎮ以上的研究从社会现象学的视角来探讨表明了人的身体体验对学习者概念的理解和社会认知有较大影响ꎬ人不是被动的感受来自外界的刺激ꎬ而是身体的感知经验和外界刺激产生交互ꎬ从而促进概念的理解ꎮ因此ꎬ身体所带来的经验对于儿童学习的重要意义ꎬ只有从经验中生长出的知识才能真正被学习者所理解和吸收的ꎬ也有学者从生物学的视角证明感知运动的参与性促进学习者的学习ꎮ(二)生物学的视角:感知运动的参与性具身认知理论认为身体不是与学习活动无关的因素ꎬ而是作为学习的主体ꎬ在身体运动的参与过程中也在塑造者学习者的思维㊁感知㊁记忆等心智活动ꎮ一些研究着发现ꎬ身体活动在学习者学习过程中所占有的重要作用ꎮＣｈｒｉｓＳｈｉｌｌｉｎｇ以约翰 杜威的著作为基础ꎬ提出了一种身体教育学的方法ꎬ他赞同身体经验的优先性ꎬ但也承认思维的独特属性和能力ꎬ以及在这些过程中的具身性[１８]ꎮ认知理论以前强调人类处理信息的模块性ꎬ即独立的模块处理信息不受其他类型信息的影响ꎮ然而ꎬ最新的理论研究表明ꎬ认知与运动和感觉过程的联系比模块理论所认为的要紧密得多[１９]ꎮ具身认知理论所强调的感知运动(Ｓｅｎｓｏｒｉｍｏｔｏｒ)并不是说身体要完全沉浸式地参与到学习活动中ꎬ具身的形式可以是基于实体动作的ꎬ也可以是基于想象的ꎮ多尔 亚伯拉罕森研究团队的一位博士生为代数学困生设计的 巨人的步伐 代数游戏ꎬ便是通过鼠标或触屏ꎬ调用内在认知资源来参与学习的具身形式[２０]ꎮＡｌｆｏｎｓｏ通过以镜像神经元作为行为理解的理论分析和核心电生理学的研究发现ꎬ镜像神经元理论是具身认知理论中最有影响力的例子之一[２１]ꎮ他们分析了镜像神经元是通过将观察到的动作的视觉表象映射到运动表象来辅助动作理解的说法ꎬ试图阐明这些神经元所携带的表象在何种意义上可以被称为运动ꎮ通过这些研究所得出的结果可以看出ꎬ儿童通过感知运动促进了概念的理解ꎬ这种运动可以是自己身体的运动ꎬ也可以是模拟的或观察他人或物体的运动ꎬ当我们把这种运动和感觉参与具身时ꎬ这种概念隐喻就会促进人的高阶思维能力ꎬ促进概念的理解ꎮ(三)技术学的视角:人类体验的扩展性具身认知理论重视身体的体验ꎬ而借助于技术能够 扩展 我们的身体感知经验ꎬ再对身体的经验进行加工和提炼ꎬ形成认知理解ꎮ伊德认为ꎬ人与技术的具身关系是一种特殊的使用情境(Ｕｓｅ－Ｃｏｎｔｅｘｔ)[２２]ꎬ在这种使用情境中ꎬ个体以一种特殊的方式将技术和自身经验融合为一体ꎬ个体借助技术来感知ꎬ然后由此转化为个体的知觉和身体的感觉ꎮ伊德将这种关系表述为(人类 技术)ң世界[２３]ꎮ实现这种人与技术及其世界之间共生关系的基础是技术所具备的知觉透明性ꎬ意思是说技术就好像融入自身知觉的身体经验中ꎬ如 (我 眼镜)ң世界 的关系中ꎬ眼镜成了个体对周围环境的日常体验的一部分ꎬ眼镜的 抽身而去 ꎬ使得视觉变得技术具身了[２４]ꎮＲｕｉｔｅｒ等人[２５]设计了一项跟任务相关的全身运动对一年级学生学习两位数的影响的项目ꎮ研究设计步长(小㊁中㊁大)表示不同大小的数字单位(１ꎬ５ꎬ１０)ꎮ研究发现ꎬ在全身运动与任务相关的条件下ꎬ学生在学习两位数方面的表现优于非运动条件下(运动与任务无关)的学生ꎮ研究也显示了部分身体运动对学习的有益影响ꎬ比如学生的手势㊁手指追踪ꎬ手指计数或手臂运动等ꎬ让学生有机会观察或影响他人或物体的运动ꎬ虽然不是自己做这些运动ꎬ也可以提高理解ꎮ研究结果表明ꎬ在适当的程度下ꎬ镜像或模拟机制的参与也会影响学生的认知ꎮ随着体感技术㊁虚拟现实技术的出现ꎬ技术支持的具身认知扩展了人类身体的体验性ꎬ技术具身和学习者身体经验的融合将会更加紧密ꎬ这种融合产生的交互式经验能够动态生成一种全新的概念理解和学习者自身的意义建构ꎬ这带来了技术支持下的认知科学的必然转向ꎮ㊀㊀三㊁具身学习 技术支持下认知科学的必然转向具身化㊁情境性和生成的思想在认知科学学习领域中已经有了广泛的融合ꎬ随着技术的推进具身学习势在必行ꎮ在具身认知理论中ꎬ认知不是一个先验的逻辑能力ꎬ而是一个连续进化的发展的情境性过程ꎻ身体在认知中之所以是核心的ꎬ是因为身体活动本身体现了推动认知发展的生存意向性[２６]ꎮ在人类学习的过程中ꎬ身体状态对认知过程产生影响ꎬ运动通道决定认知内容ꎬ这两种认知同时又受环境的影响ꎬ这样身体在认知过程中就具有具身性ꎬ运动通道下认知内容就具有生成性ꎬ而这一认知生成必须和环境产生交互ꎬ这样就具有情境性ꎮ因此身体㊁认知和环境就形成了一个动态的耦合循环系统(如图１所示)ꎮ情境性(环境）认知环境认知内容具身性（身体）生成性（认知）身体状态运动通道认知过程图１㊀具身认知的耦合循环系统这个具身认知的动态耦合循环系统形成了一个互利共生的学习结构ꎬ随着新技术的出现ꎬ如何将其运用于新的认知科学领域ꎬ从具身性㊁生成性和情境性这三个方面来构建新的学习环境就变得至关重要ꎮ(一)具身性:人工智能支持的具身技术开发在与社交互动机器人互动时积极的用户体验的出现ꎬ让身体在情感理解和认知方面变得至关重要ꎮ随着人工智能的出现ꎬ基于ＡＲ和ＶＲ的混合现实技术发展ꎬ一些手持设备和可穿戴设备让人们的身体有了更多的体验ꎬ传统认知科学的离身性将得到一定程度的颠覆ꎮ像微软Ｋｉｎｅｃｔ这样的体感技术出现ꎬ通过加强信息处理㊁编码㊁表示和交流ꎬ身体动作可以促进学习者的心理活动[２７]ꎮ为教学设计者提供了基于手势或基于运动的学习ꎬ有了技术的支持ꎬ人的身体知觉能够得到 扩展 ꎬ良好的具身技术设计能够为学习带来临场感和沉浸感ꎬ也提供了以创新的方式促进学习的新方法ꎮ基于具身理论的技术开发如果仅仅是作为工具来使用将难以发挥其价值ꎬ它虽然扩展了人类的身体知觉ꎬ但如果没有设计良好的具身课程ꎬ那么只能是增加学习者的认知负荷ꎮ只有具身技术和具身课程之间的密切结合ꎬ能真正达到一种生成性的课堂教学ꎮ(二)生成性:课堂和技术结合的具身课程设计传统认知理论是一种具有 离身 特征的二元认识论ꎬ这种认识论使得课堂学习环境深陷 离身 困境ꎬ从而引发对传统课堂学习环境预设性维度的认识ꎮ宋岭等尝试改造故事的核心要素为具身化课程的核心特征构建结构框架ꎬ为进一步的课堂教学提供思路[２８]ꎮ张良提出应从知识与身体㊁知识与情境㊁知识与行动三个维度来构建课堂中的具身课程知识观ꎮ目前具身教育课程设计模式主要有三种类型[２９]:主题本身包含有身体的内在性的活动ꎻ主题本身有利于社会基础的课堂教学ꎻ主题本身带有隐含的空间特质ꎮ第一种类型是课程本身包含了身体的运动和操作ꎮ这种课程主题就是一些身体的操作ꎬ如一些技能性的训练课程ꎮ我国目前的通用技术课程就属于这一类型模式范畴ꎮ第二种类型是以社会科学课程为主ꎮ这种课程的内容是以社会为基础ꎬ有利于教师设计一些带有个体参与性质的课程主题ꎮ这类课程设计可以通过分析社会动态发展进行课程设计ꎬ比如说让学习者走出教室ꎬ到博物馆㊁科技展览馆等场所ꎬ历史发展进程进行收集和整理ꎬ及在学校教育中通过设计开放的课题来开展相关的社会调查研究课程ꎮ如在人文课程中可以设置进入博物馆等进行课题调研ꎬ近几年兴起的研学旅行也是这类课程的体现ꎮ第三种类型是那些基于空间主题概念的学科ꎮ如数学和物理学科ꎬ这些学科在课程学习中ꎬ可以利用智能化技术来促进教学ꎬ学习者通过自身身体的体验和虚拟身体的场景叠加ꎬ来达到掌握概念和定律的目的ꎮ这对于教学设计者提出了挑战ꎬ如何设计课程能够达到具身认知的效果ꎬ以及如何让学习者能够从中获得认知的飞跃ꎬ以及怎样才能促进身体㊁认知和环境达到一种生态的平衡状态ꎬ是教学设计者所要考虑的问题ꎮ不仅要求教学设计者具有身心融合的教学观念ꎬ创建出系统有机㊁动态生成的课程教学设计ꎬ同时也要建构具身交互的生态课堂学习环境ꎮ(三)情境性:身心一体的具身交互环境构建具身认知学习环境ꎬ是一种基于具身认知理论的身心融合㊁主客一体下建立起来的一种心智嵌入大脑㊁大脑嵌入身体㊁身体嵌入环境的多种内嵌性的学习环境[３０]ꎮ随着 互联网＋ 的发展ꎬ各种新兴技术ꎬ如触控技术㊁可视化技术㊁虚拟现实技术等相继融入教学过程中ꎬ为创造学生的学习环境提供了新的改革契机ꎬ增强了学生学习体验的机会ꎬ增加了学生真实的在场体验感ꎮ通过对文献的整理和分析ꎬ目前国内外主要的研究可以分为三种类型的具身学习环境构建:实体学习环境㊁在线学习环境和混合现实学习环境ꎮ１.体验性:物理学习环境ꎮ物理学习环境在促进ＳＴＥＭ教学的教学干预和研究中占有相当大的份额ꎮ在这些学习环境中ꎬ学生的身体体验是学习活动的重要组成部分ꎬ因此也是学习的重要组成部分ꎮＤｕｉｊｚｅｒ综述了实体学习环境中ꎬ运动支持背景下学生在建模中对图形理解的变化ꎮ通过对身体参与程度(自身和他人㊁体的运动)和即时性(直接和非直接)并行的方式ꎬ归纳出四类具身化学习环境ꎮ第一类是直接的自身运动ꎻ第二类是直接的他人㊁物体的运动ꎻ第三类是非直接的自身运动ꎻ第四类是非直接的他人㊁物体的运动ꎮ在每一类具体的学习环境中ꎬ中介因素的不同组合被识别出来ꎮ这样具身认知环境中存在八个中介因素:真实的环境㊁多模态㊁运动与图形的关系㊁多重表征㊁符号学㊁学生控制㊁注意力捕捉和认知冲突ꎮ每一类具体的学习环境都具有特定的具体配置ꎬ并且中介因素可以形成不同的组合ꎮ从基于探究的知识学习和教学研究ꎬ归纳出ＣＬＩＡ－ｍｏｄｅｌ(能力㊁学习㊁干预㊁评估)作为学习环境的设计框架ꎬ旨在引发出增强的学习过程ꎬ促进知识的产出和思维能力的培养[３１]ꎮ在这种物理学习环境下ꎬ学习者可以在真实的环境中㊁在具身认知的实体环境构建要注重学习者的体验性ꎬ大脑㊁身体和环境作为一个交互的动力系统[３２]ꎬ通过设计加强身体体验性的环境让 感觉 思维 行动 形成一种顺序的加工循环的动力系统ꎮ２.参与性:在线学习环境ꎮ从具身认知的视角来审视在线学习环境ꎮ第二代认知科学需重构网络学习空间的框架结构ꎬ创建具身型网络学习空间ꎬ构建 认知 身体 空间 一体化的学习参与模式ꎬ以促进网络学习空间与教育教学的深度融合[３３]ꎮ杨玉宝给出了具身型网络学习空间框架ꎬ并应用在广州市属高校学习空间平台«Ｐｈｏｔｏｓｈｏｐ数字图像处理»课程教学中ꎮ国外在线学习环境中使用嵌入式。
身体决定着我们的认知读《具身认知》
——读贝洛克《具身认知》一书有感在很长的一段时间里，人们都认为大脑和身体是有明显的界限的，大脑负责思考和制定计划，是司令部，身体负责执行和具体落实，是作战部队。
近些年来，随着认知科学和心理学等的发展，人们发现人的身体在认知过程中也发挥着关键作用，身体的构造、神经的结构、感官和运动系统的活动方式决定了我们怎样认识世界，决定了我们的思维风格，塑造了我们看世界的方式。
如果我们拥有蝙蝠的生理结构，我们所感知到的世界就完全不是现在的样子。
认知是身体的认知，心智是身体的心智，离开了身体，认知和心智根本就不存在。
贝洛克的《具身认知：身体如何影响思维和行动》一书，帮助我们解开身体与头脑的相互作用之谜，引导我们开发自己的身体和周围的环境，以提升自身各方面的本领。
一、什么是具身认知所谓认知，简单地说，就是人认识外界事物的过程。
说得复杂一点，就是外界事物作用于人的感觉器官，人对感觉到的信号接收、检测、转换、合成、编码、储存、提取、重建、概念形成、判断一直到问题解决的信息加工处理过程。
人类认知的方式多种多样，其中最为便利、最为普遍的方式就是利用自己的身体和环境来认知世界，在这个过程中，人的整个身体都是“大脑”。
此即具身认知。
具身认知有如下几个特征：首先，认知过程进行的方式和步骤是由身体的物理属性所决定的。
比如说我们的视觉，只能够感受到整个电磁波谱系中非常狭窄的一小段，即可见光，频率比红光低、比紫光高的其他电磁波虽然时刻都在我们的周围，但我们无法感知到；听觉也是如此，人能听到的声波的频率范围大约在20赫兹到20000赫兹之间，超出这个波段的次声波、超声波，我们都不能同过听觉感受到。
我们有关深度的知觉，取决于双眼网膜映像的差异，这种差异又同身体和头部的转动有很大的关系，头部的转动和身体的前后运动实际上构成了深度知觉信息加工的步骤。
其次，认知的内容也是由身体提供的。
人一生下来，就开始探究这崭新的世界，其中首先要熟悉、要了解的，就是自己的身体。
具身认知
四、镜像神经元——具身认知的神经生物学证据
镜像神经元的最初发现是意大利科学家Rizzolatti等人的功劳。他 领导的团队使用单细胞电极植入法记录恒河猴皮层区域的电生理活动。 他们发现恒河猴腹外侧运动前皮层F5区的神经细胞与恒河猴指向某一 目标行为的动作相关联，如抓握食物、剥花生、撕纸等等动作都可以 激活该区域的神经元。后来又发现这些神经元在猴子观察其他猴子甚 至实验者在实施同样的行为时，也会被激活。 “似乎这些神经元可以在观察者的大脑中直接映射其它个体的动作” 所以科学家命名这些神经细胞为“镜像神经元”。
举个例子：中文的“忍”字。忍是一种复杂的情绪感受。怎么 理解这种情绪感受？我们的祖先创造了象形文字。文字和文字指涉 的对象之间具有一种形象上的类似关系。但是“忍”象什么？“忍 字心头一把刀”。刀插在肉里是什么滋味我们是知道的, 那么刀插 在心头上是什么滋味就可想而知了。用刀插在肉里的身体体验来隐 喻忍的情绪感受, 这种复杂的情绪体验就易于为人们所理解了。
人类的语言中常常用洁净概念表示道德问题，如汉语中“这种做 法很肮脏”、“他是一个纯洁的人”等。当人们面对生理性不洁和 不道德行为时，都会产生厌恶的情绪反应和面部表情，以及退缩的 身体姿势，这说明道德概念可能是通过与洁净相关的知觉经验发展 的。 另有研究发现，身体洁净后人们会认为自己与他人相比具有更 高的道德品质；嗅觉洁净与视觉洁净情况下，人们也更愿意做出互 惠行为和慈善行为，洁净提高了人的道德标准，促进了美德行为。
而传统的认知心理学就是以这种身心二元论为认识论的基础 ， 把认知作为独立于身体的表征。
也就是关于在信息加工中，认知“ 软件”和大脑“ 硬件”的划 分，出现了“ 离身的心智(认知) ”认知虽然表现在包括大脑的在内 的身体上 ，但是却不依赖于身体，其功能是独立的。认知虽然表现 在包括大脑的在内的身体上 ，但是却不依赖于身体，其功能是独立 的。
认知的具身性
认知的具身性随着认知的计算隐喻的局限和困境的加深, 从上个世纪 80年代以来, 在认知科学中具身化的观念已经受到越来越多的强调。
具身化、情境性和生成的思想在认知科学中已经有了广泛的融合。
具身认知已经成为认知研究的趋势，我自己也想以后做这方面的文章，所以就找了几篇有关具身认知的文献来来认识具身认知及其历史渊源，这篇文章就是我自己本人再看了文献之后随具身认知的理解。
本文主要是有三个部分，首先第一部分就是介绍一下离身认知，也就是第一代认知科学的局限，第二部分是对具身认知的介绍，第三部分是关于具身认知的心理学实验。
第一部分离身认知的局限“具身”与“离身”虽然只是一字之差，但是两者之间对心理学研究的影响是巨大的，从“离身”为主导的心理学研究到“具身”为主导的心理学研究，经历了30多年的时间。
那么两者之间是什么关系呢？首先。
两者都是指身心关系的，即是说都是对心身关系的论断，那么什么又叫做心身关系呢？心身关系是研究心和身的性质及其相互关系的理论。
具体来说，是关于心理的实质是什么，心和身在本质上是一样的东西还是完全对立的问题，其关键是如何看待心理实质。
心身关系研究的是心智和身体的性质及其相互关系的理论。
笛卡尔的心身二元论奠定了近代认识论的理论基础，心身二元论就是指的离身关系，相对应的认知研究就是指的是离身认知。
以柏拉图哲学思想为源头的离身认知，将心智的内部状态看成是抽象表征水平的逻辑或计算过程，生物神经系统类似于计算机软硬件系统。
最著名的莫过于“图灵机”，经典的“图灵机检验”用机器编制程序，它对会话者的反应就如同一个活生生的人所作出的回答，机器也具有像人类一样进行思考的智能。
在计算隐喻的基础上，研究者们将心智看成是类似于计算机的物理符号系统，用计算机模拟这些事件、过程或操作。
也就是说, 身体和大脑的特性对人类的概念和理性不起任何作用。
在这种心智概念中身体以及身体的生理神经结构和身体活动图式是没有价值的。
这种无视身体的哲学，在那个时代体现在形式逻辑、早期的人工智能、信息加工心理学、生成语言学中。
具身认知
实验一要求被试双手完成奇偶判断任务, 结果出现了 经典的SNARC效应。 实验二要求被试完成Go/No-go任务, 并让被试单手(左 手或右手)对奇数或偶数进行反应, 结果SNARC效应没 有出现, 这表明认知主体的身体形式对SNARC效应产 生了影响。 实验三要求被试合作完成Go/No-go任务, 该实验按照 被试所坐的位置(左边和右边)和反应手(左手和右手), 设计了四个条件, 结果只有身体位置和反应手完全一 致时出现了SNARC效应。
1、具身的态度
早在 1980 年, 社会心理学家 Wells 和 Petty 就报告了这样 一个实验: 作为课程学习的一个部分, Wells 和 Petty 要求学 生参加一个测试耳机舒适度的测验。实验者告诉学生, 这 种耳机已经在各种条件下, 如走路、跳舞、听课等条件下 进行了测试, 现在要测试的是在平行移动头部(即摇头)和 垂直移动头部(即点头)的条件下耳机声音的质量。接下来, 73 名学生被随机分成 3 组, 分别为头部平行移动组、垂直 移动组和对照组。对照组不需要移动头部, 只要简单地听 和打分就可以。在随后的测试中, 被试首先听到一段音乐, 然后是广告商对这款耳机的推荐。最后被试需要完成一份 简单的问卷。问卷的第一项内容是给这款耳机打分, 第二 项内容是回答是否同意广告商的观点。
统计结果证明, 头部垂直移动即点头组无论是 给这款耳机的打分, 还是赞同广告商的观点方 面, 分值都大大高于另外两组, 而头部平行移 动即摇头组在两个项目的分值上, 远远低于其 他两组。点头的身体运动增强了积极的态度, 而摇头的身体运动强化了消极的态度, 实验结 果同具身认知的基本假设是一致的。
3、具身的情绪
Niedenthal, Brauer, Halberstadt和Innes-Ker (2001) • 让被试观看变脸并判断两张脸的面部表情是否有变化, 其中一组被试可以自由模拟, 而另一组被试要求在嘴 唇之间咬住一只笔以阻止面部的自由模拟。 • 可以自由模拟表情的被试对于任何情绪的脸的辨别都 要快于被阻止自由模拟的被试。 • 情绪表情的加工过程中, 模拟扮演了“因”的角色。 情绪的加工与理解包括了真实运动的具身效应和身体 感觉(somatosensory), 例如同情的产生。
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3.3结果
• 反应采用他人、自我、中性三种视角来计
分。被试的反应分转化成一个双变量分析， 第一个变量分析，当被试采用自我视角计 分为1，否则为0；第二个变量分析，当被 试采用他人视角计分为1，否则为0。 • 实验做了两个比较，第一个比较了无人图 片和有人图片的反应，第二个比较了注视 图片和要触及的图片的反应。
• 这两种视角不代表空间视角的全部，我们
在某些情况下还需要采用他人视角，这种 情况通常发生在对话中。 • 在不交流的情况下，人们会不会自动采择 他人视角去描述客体之间的位置关系呢？ 交流和对话其实只是其中的一种情况，另 一种情形是身体互动，例如你接受别人递 过来的茶杯，这种情况要求我们预期他人 行为去协调自身的行为。对他人行为的预 期，也可能有助于我们采择他人视角。
• 3.1方法 • 33名Standford大学和121名Oregon大学的学生参
与了实验，给他们呈现原来的三张图片，被试被 问及四个空间关系问题中的一个。两个问题和行 为有关，分别是“相对于碗，他把书放在哪里？” 和“相对于碗，书被他放在哪里？”两个和行为 无关，分 问题混合在一起，共同要求被试回答，学生完成 后可获得课程分。
• 3.6结论 • 分别采用自我、他人和中性视角，结果仍然采用 •
双变量分析，和前面一样。 当空间关系的问题和行为有关时，采择他人视角 的频率增加了，如图3所示。值得注意的是，当问 题和行为有关时，将近50%的被试采择了他人视 角，20%的被试采用了自我视角。F（1，150） =8.37，P<.01。而问题和静态信息有关时，采用 他人视角只是重复了前面研究的结论。对行为的 强调增加了被试的他人视角的采择。
• 图片类型影响被试对他人视角的采择，F
（2，187）=8.26，p<.05, g2 = .08。当 场景中出现了人，被试采择他人视角的频 率显著高于没有人出现的场景，而注视和 要触及的场景之间没有显著差异。见下图：
3.4讨论
• 当场景中包括一个人，大约有1／4的被试采用了
他人视角来描述客体间的位置关系，其余被试要 么采用中性视角，要么采用自我中心视角，避免 消耗更多的心理资源，当仍然有1／4的被试愿意 付出这些心理努力，这是为什么？在这个研究中， 没有交流对象，他们的视角采择和宁愿选择更多 需要认知负荷的视角是值得我们注意的。一些研 究者把这些归于任务的需要，一些被试可能认为 实验者希望他们采用他人视角。
• 这个研究结论是对以往的空间关系的自我中心视
角和异我中心视角的挑战，人在某些情况下，即 使没有对话，人们仍然会自动采择他人视角，尽 管这需要更多地认知努力。 这个研究的深层次意义在于它证实了无身体的思 维也是可能的。这个实验中，人们克服了自身在 空间中的位置影响，而采用了一个想象的视角， 即使被试出现在真实的场景中，这种自动化的采 择他人视角仍然是存在的。
2.问题提出：
给被试出示一个场景：桌子上放着一本书和 一只碗，给被试的问题是“相对于碗，书 在哪里？”被试是否会采用自我或者他人 的视角呢？预期被试在有人出现在场景中 时，会更多地采用自我或者他人视角来描 述客体间的位置关系。而且当问题暗示了 场景中的人，是否被试对他人的视角采择 的概率会增加呢？
3.研究过程
• 3.1假设： • 当有人出现在场景中比起没有人时，被试
会更多地采择他人视角。 • 当强调场景中的人的行为时，被试会更多 地采择他人视角
3.2研究1
• 被试是100名Standford大学和90名Oregon
大学的学生，采用被试间设计，给他们每 个人呈现三张图片中的一张。图片如下， 要求被试回答“相对于这只碗，书在哪 里？”把这个问题和另外无关的问题混合 起来。
4总讨论
• 为什么观察者会自发地采择另一当场景个人的视
角？为什么对对行为的强调会增加这种效应？当 场景中只有客体而没有人时，回答的问题只是简 单地确定客体间的关系，最突出的关系是自己的 身体。然而，当场景包括一个人，即使问题只涉 及空间关系，被试可能会自发地去理解整幅图的 意义，试图去理解意义会潜在地增加与客体互动 的知觉。当问题涉及行为时采择他人视角有助于 理解图片中的人和客体互动的意义。
• 利用他人视角来描述空间环境可能需要镜像系统
作为中介变量，用他人视角来看待外部世界可能 是语词的，也可能是空间的或身体的，采用他人 视角有助于行为理解。虽然这种视角采择也和语 言有关，当它和理解别人的政治观点和情绪状态 是不同的。前者使用的是适度的推理，而后者是 对面部表情的理解。假如情绪或态度的视角采择 会促进空间的视角采择，那么这是非常让人惊奇 的，虽然二者都涉及神经回路，但二者激活了不 同的脑区。想象他人在空间中的位置可能会增强 行为理解，但它似乎和理解态度无关。
具身认知和无身体认知： 空间视角采择
来源：Cognition 作者：Barbara Tversky Bridgette Martin Hard 报告人：吴敏志
1.引言
• 我们都普遍的认为，当站在某个地方或者
面对一个特殊的方向，自我中心视角在空 间视角中是主要的，因为这种视角是直接 的，而采用他人视角需要更多的认知资源， 而且这样的假设遍及空间认知理论。 • 异我中心视角(allocentric perspective)在空 间认知中也是常用的一种视角，例如人们 也常用东南西北来描述客体间的位置关系。
• 行为的暗示也会对被试的视角采择起到一
部分作用，当被试看到图片中的行为者要 么看着客体，要么要接触到客体，他们可 能会去预期和理解这个人的行为，而预期 这个人的行为将会促使被试更多地采择他 人视角。我们在下一个研究中去验证—强 调行为增加了对他人视角的采择。
3.5研究2:强调行为增加他人视角采 择
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