未來課堂的空間設計：以學習者為中心

陳衛東

課堂設計理念的演變

從現有文獻中對普通教室和媒體教室的歷史演變分析可以看出，課堂的樣式經歷了從最早只是提供一個可以容納教師和學生的空間，到配備黑板的教室，再到配備多媒體投影的教室、配備電子白板的教室這樣一個過程。這與技術的發展及其在教育教學領域的應用是一致的。

同濟大學吳奮奮教授認為，第一代教室，也就是傳統的課堂是為教師的“教”而建，也可以說是“為黑板而建”，隨著多媒體技術的發展和多媒體投影走進課堂，課堂中教師的教學手段有了較大的改變，“為屏幕而建”的第二代教室應運而生。但課堂還是那個課堂，桌椅還是那個桌椅，只是給教室裝上了窗簾。現有的課堂上經常會出現很多的“不合適”，如多媒體投影、電子白板等多媒體設備裝進了教室，可是教室的光環境不可控，造成屏幕圖像效果的嚴重衰減，從而抑制和降低學生從圖像中獲取的信息量。變成小班化教學后，用的還是原來的教室，學生不得不延續原來的秧田式座位，成了“人數少一點”的大班教學；在強調討論和參與式教學的時候，想把座位調整成馬蹄形或者其他更靈活的形狀，發現固定的或不易移動的桌椅成了最大的障礙，屏幕、黑板和講臺都還在原地留著……[1]這些都充分表明了傳統與現代課堂的設計更多的是關注到如何有效地方便教師教學，而沒有給學習者以足夠的關注和體現以學習者為中心，沒有關注到課堂主體的體驗。

以學習者為中心設計的提出

隨著新興信息技術的不斷出現，不管是錄音機、電視機、計算機還是網絡，這些技術的提倡者希望每一項技術都可以為教育帶來根本變革。然而，很多時候它們在教育領域帶來的轉變效果并不如人們所期望的那么大。在過去20年中，出現了大量新的信息技術，如個人電腦、手提電腦、無線網絡和互聯網，這再一次為教育變革帶來可能。庫班（Cuban，1986）列出了一些之前的技術沒能成功地支持學習的原因：第一，人們沒有很好地理解怎樣整合技術才能滿足學習者的需要；第二，人們也沒有清楚認識到技術該如何有效地與教育情境結合才能真正地支持學習者活動和達到學習目標。因此，要使計算機對學習產生積極的影響，教育軟件應該圍繞學習者的目標、需求、活動和教育情境來設計。[2]這種軟件設計的方法被稱作以學習者為中心的設計（Leamer-Centered Design，LCD）（Soloway， Guzdial，& Hay，1994）。[3]

在軟件設計領域，唐納德·A·諾曼（Donald Arthur Norman）等人曾提出以用戶為中心的設計（User-Centered Design，簡稱UCD）。所謂以用戶為中心的設計，是指“設計易于使用的產品的用戶經驗。就是設計人員在進行產品設計前，做好充分的用戶需求分析，背景研究，在進行產品設計時，應從用戶的使用需求和心理感受出發，站在用戶的角度，圍繞用戶設計出適合用戶習慣的產品，而不是讓用戶去適應產品，無論產品的使用流程、產品的信息架構、人機交互方式等，都需要考慮不同用戶的使用情境、使用習慣、預期交互方式、感官感受等方面”。[4]

楊南昌在其博士論文中對以用戶為中心設計中的專業用戶與以學習者為中心設計的學習者的區別進行了比較，認為“用戶中心設計考慮的對象一般是指工作用戶，而不是學習者，關注的是技術如何提高人們的工作績效，而不是技術如何有效整合到教育情境中真正支持學習者學習”。[5]顯而易見，用戶中心設計在面向學習的技術開發中沒有像在面向工作的技術開發中獲得成功。因此，在基于技術的教育革新中，如果要真正發揮技術工具促進學習的作用，必須轉變學習技術的設計思維，由商業軟件公司面向普通用戶的用戶中心設計轉向面向特定教育境脈學習者的學習者中心設計（Learner-Centered Design，簡稱LCD）。[6]

雖然Soloway，Guzdial & Hay等人提出的以學習者為中心的設計關注的是教育軟件的設計，[7]但其關注學習者的特殊需求設計思想對課堂空間和課堂活動的設計同樣有很好的借鑒意義。

作為以人本主義、互動、環境心理學等相關的理論和信息、智能、人機交互等技術支持下，以如何充分發揮課堂組成各要素（人、技術、資源、環境和方法等）的作用，以互動為核心，旨在構建充分發揮課堂主體的主動性、能動性，和諧、自由發展的教與學的環境與活動的未來課堂，其設計應該是個性化的、人性化的，需要充分關注課堂主體的教與學的需求，而不再是傳統課堂形式上的整齊劃一，沒有個性，也沒有生命。未來課堂應成為教與學過程的重要組成部分，無論是課堂的外在物理環境，還是課堂教與學過程中形成的心理環境均需要關注課堂主體的用戶體驗，這些體驗包括環境體驗、活動體驗、情感體驗、思考體驗和關聯體驗[8]。除此之外還需滿足學習者的學習需求（促進個體學習和社會化學習）。無論是課堂空間的布局，設備技術的選擇，還是教與學資源的設計、活動的組織實施等均需體現良好的可用性、易用性，這些都充分說明未來課堂的設計應體現以學習者為中心的設計思想。

未來課堂的設計原則

作為教與學活動的主要場所，未來課堂究其本質是一種類型的學習空間，未來課堂的研究也離不開學習空間設計理論的支持。因此要研究未來課堂的設計原則，首先需要分析和梳理學習空間設計原則，其次還要厘清未來課堂所具備和能夠提供的功能，在此基礎上才能制定出切實可行的設計原則。

1.學習空間設計的原則

麻省理工學院的Phillip D.Long把學習空間界定為“要么是一間教室，要么是一個物理場所，它致力于課程活動，是一個旨在為教學者和學習者舉行面對面晤談的空間”。[9]但隨著數字化技術的發展，現在學習空間的概念有了很大的改變，王繼新等人認為：“學習空間是一種能讓學習者開放獲取、自由參與、互動交流的環境，它既包括實體空間也包括虛擬空間。學習空間與傳統學習環境最重大而本質的區別在于，它高度重視學習資源、信息資源、技術資源、設備資源以及人力資源的無縫鏈接和集成，將學校的各個相關部門和機構都納入學習空間的組織框架之中，在各種因素的共同支持下，為學習者的學習過程提供全面支助。”[10]

JISC2006年發布的“為有效學習設計空間（Designing Spaces for Effective Learning：A Guide to 21st Century Learning Space Design）”的研究報告主要探討了學習技術和物理空間創新之間的關系，認為“一個學習空間應該能夠激發學習者，促進學習活動、支持協作、提供個性化和包容性的環境，并且面對需求變化時能夠靈活變通”。[11]Jamieson提倡多學科共同參與整個設計過程，提出空間設計要能夠同時或連續派不同用途、盡量擴展空間的靈活性、擴大師生的控制權、方便不同的課外活動的開展及學生獲取和使用學習環境等七條建議來擴展現有的設計原則。[12]高丹丹、陳向東等人綜合了未來課堂設計需要考慮的一些因素，并把這些因素細分為教育、空間和技術三個維度：從教育維度看，未來課堂要便于學生協作和交互、以學生為中心、為學生提供不同類型學習的體驗；從物理空間的維度看，需要考慮未來課堂的類型和用途、布局、家具和內部的裝修、聲學效果等多種要素；從技術的維度看，未來課堂既要與現有的信息技術相整合，也要為未來的技術發展預留空間等。[13]

通過對這幾個學習空間設計原則的比較，本文認為作為實施課堂教學活動的主要場所的未來課堂，也是一個相對正規的學習空間，這個空間的設計主要考慮的維度應包括教育理論的維度、技術應用的維度和空間設計的維度，目的在于將未來課堂的空間環境、所使用的技術手段以及采用的教育教學內容、方法有機結合，共同促進學習者的學習與發展。

2.未來課堂的功能分析

未來課堂作為一個泛技術支持下的課堂，其設計理念主要體現以學習者為中心的設計，促進學習者的學習和發展，要實現這一理念，必須有相應的環境及在這一環境中的活動支持，未來課堂的環境和活動應體現在為學習者在課堂中的個體學習和社會化學習提供良好的支持，未來課堂的物理環境設計也應體現當前及未來空間設計的新理念。針對未來課堂教與學的特點，未來課堂在功能上應能夠實現泛在網絡，實現課堂內多數設備的無縫接入，并實現課堂中各設備之間良好的互動，共同構建交互自然的學習環境。[14]在桌椅配置上提供可調節桌椅，突出課堂對人的關注，應能提供適合個體需要，符合人體工程學的桌椅設施，課桌椅應是靈活的、易于移動及組合的（如可以設計成梯形或六邊形、三角形狀），可以根據不同教學形式的需要，進行拼接和組合成適度規模的學習小組。未來課堂應是一個多屏顯示的學習空間，既有利于教師從不同角度呈現教學的信息（如在藝術課程中利用多屏從不同角度展示藝術作品等），克服當前流行的單屏環境下“單一、靜態的幻燈片孤立地顯示在屏幕上，一張一張地按序演示”[15]的現狀，同時為每個小組都配有一個小組共享的展示屏幕，也方便進行小組的協作學習，小組成員可以基于這個屏幕進行作品的展示、比較、合作編輯等學習活動。未來課堂是一個預設性與生成性并重的課堂，在課堂的教學過程中，會有許多生成的資源，未來課堂配備的智能實錄系統可以將課堂的教學過程完整地記錄下來，直接上傳到云學習支持系統中，實錄的這些資源借助視頻點評系統既可以很方便地供教學者進行教學后反思，也利于學習者在課后利用這些資源進行復習和學習反思，同時這些資源也將成為新的生成性資源供其他學習者使用。未來課堂是一個開放性的課堂，學習者所獲得的資源及與之互動的學習同伴、教學者、專家也不再僅僅局限于真實的課堂，可以借助視訊會議系統，將身處異地的學習者、教學者、專家聚集到一個學習空間中，進行學習的互動和交流，也可以實現實際工作場景或生活場景的接入，能為學習者的學習過程提供真實的情境。也可以借助虛擬現實技術，使現實課堂中的學習者與虛擬課堂中的學習者進行互動交流等，從而有力地擴展了現實課堂中學習的資源。未來課堂是一個人性化的學習空間，大量設備、技術的應用必然會給教學者和學習者的使用帶來一定的難度，要讓這些技術能夠很好地服務和支持教學者的教學和學習者的學習，就需對這些設備實現智能控制，讓這些設備技術能夠為教與學的過程提供便利和支持。未來課堂是一個智能學習空間，學習環境的舒適程度將會直接影響學習者的學習狀態。未來課堂可以借助環境智能控制系統實現對課堂內光、溫、聲、濕的智能控制，可以依據教室內的實際情況進行智能調整，給學習者創設最為合適的學習環境，體現以人為本的設計理念。

3.未來課堂設計的參考原則

建設未來課堂是一項復雜的系統工程，國外大學未來課堂（教室）建設有一些成功的經驗和案例，而國內也只有少數高校建立了未來課堂實驗室，進行著一些研究，也有一些中小學校進行著相關方面的嘗試。作為面向未來創新人才培養而建的未來課堂，是未來課堂教學的主陣地，其建設是采用全新的模式還是基于傳統的空間進行改造，這些都面臨著遵循一個什么樣的設計原則問題。

最近的一項SCUP調查和赫曼米勒公司的調查結果顯示，受訪者一致認為，學習者應該是學習空間設計中的核心要素。[16]未來課堂作為未來學習空間的重要形式，其在設計中也必須體現以學習者為中心的原則，讓使用者參與空間設計的協作模式是最好的設計模式。作為未來課堂的設計者和開發人員接下來面臨的一個挑戰就是怎樣有效地把學習者的意見融人設計過程，并最終帶來一個最能體現面向學習者體驗、最有效的課堂。

未來課堂的組織原則是基于學習的，不僅僅只是提供信息和技術，更重要的是通過各種有效的支持和服務來促進學習，未來課堂的建設是為學習者這一課堂主體服務的。

（1）課堂設計應能滿足學習者對課堂空間的環境要求

①課堂環境應利于學習者進入學習狀態。

這里所講的課堂環境主要是指課堂的物理環境，包括光線照明、墻壁色彩、背景聲環境、室內溫度、空氣質量、桌椅設計及教室內人均面積等因素。

學習者在課堂中的學習是會受課堂環境影響的，要使學習者能夠更易進入學習狀態，在光線照明方面，教室采光應能根據季節和室外光照調節的不同或是教學過程的需要進行自動調整，創造最適合的光照效果、保護教師與學生的視力；在墻壁色彩方面，可以根據季節的不同采用不同顏色，創造適合的視覺效果，使學生能夠產生愉悅的心境；在背景聲環境方面，利用課堂的聲學環境和音響系統構建良好的背景聲環境（如提供特定波段的背景音樂，促進學習者的思考，提高學習效率[17]；在溫度、空氣質量方面，教室可采用自動調節系統，保持適宜的溫度和進行室內空氣質量的調節，使室內空氣質量有利于學習者的學習；在桌椅設計方面，學生的課桌椅設計很好地體現了人體工程學，可以方便地調整到最適合的高度和座椅靠背的傾斜度，具有舒適感，并易于移動和組合；在人均面積方面，教室大小規模應適度，既要結合我國國情，又要體現未來課堂的設計理念，建議未來課堂人均使用面積應不小于2.5m2[18][19]，這樣可以增加個體身體行為的自由度。

②課堂環境形成有利于學習者社會化學習的發生氛圍。

社會化學習的產生需要有一定的氛圍，未來課堂環境應能形成這樣一個氛圍，這個氛圍的形成需要調適課堂主體相互之間的關系，教學者和學習者之間更多的應是一種平等、和諧的關系，教師應從那個代表著權力、權威、神圣的講臺上走下來，到學習者中去，給學習者的學習以引導、幫助，能夠跟學習者進行良好的互動、交往，以促進學習者的學習和發展。

課堂的環境也應形成方便學習者進行合作、交流、展示、分享的氛圍，當然這需要在空間設計、設施選擇與配置上的配合。例如，在未來課堂中設計的多屏顯示，方便小組成員進行合作、交流，在電子白板、互動反饋技術、交互學習終端等技術的支持下，易于形成良好的多元互動氛圍。另外，未來課堂還應提供真實情境的多種創設手段，使教學內容更貼近現實生活，在情境中體驗和探索，讓學習者嘗試解決實際的社會性問題。

（2）課堂設計應能滿足學習者對課堂空間的功能要求

未來課堂與傳統課堂的顯著不同是，未來課堂中更多的不再是強調以教師講授為主的教學活動，而是促進學習者進行個體學習和社會化學習的活動。強調學習者之間采用協作式學習是未來課堂的主要特點，支持學習者之間的群體/團隊學習、協同合作開展知識創新，并最終實現知識共享，知識只有通過相互交流、學習、共享才能得到發展，知識的共享范圍越廣，其利用增值的效果越好。知識只有被更多的人共享，才能使知識的擁有者獲得更大的收益。[20] “共享”理念和未來課堂為教學者、學習者、教學支持者、研究者提供了一個實體上的、技術的、社會的智能學習空間，在這個空間中可以進行探索各種教育及研究課程和活動。學習者對未來課堂的功能需求具體體現在以下兩個方面：

①課堂的環境和活動應能滿足學生面向21世紀技能中個體技能的培養。

未來課堂是面向學生21世紀技能培養而建的。在21世紀技能中，涉及學習者個體技能培養的主要是創造力、批判性思維和問題解決能力，信息素養、媒體素養和ICT素養，以及學習者能夠具備自主、靈活性及適應性、主動和自我管理。

課堂需要形成開放的，富有想象的、挑戰性的氛圍，積極的競爭情境，促進學習者創造力、批判性思維和問題解決能力的培養。通過未來課堂設備和技術的使用，創造一個多層次的信息呈現、信息交互和處理的環境，促進學習者的信息素養、媒體素養和ICT素養的養成。

課堂應提供獨立的學習終端，實現學習過程的自主，使學習具有靈活性及適應性，能夠體現學習者的主動性和自我管理能力。

②課堂應能滿足學生面向21世紀基本技能中社會化方面技能的培養。

社會化方面的技能包括合作問題的解決、溝通和交流的能力，進行社會化學習所需的信息素養和技術素養，社交、全球意識和跨文化理解能力以及合作精神、責任意識和領導力等。未來課堂在設計上可以通過多層面技術構建多渠道溝通模式，消除學習者在溝通上的障礙，給學習者提供充分的交流、合作的機會，注重學習者合作問題解決、溝通和交流能力的培養；未來課堂提供了多種信息展示、處理、溝通的工具和手段，使學習者用于社會化學習所需的信息素養、技術素養得到充分的歷練；借助遠程視頻技術和虛擬現實技術實現真實課堂與遠程課堂、虛擬課堂的有效互動，促進學習者社交和跨文化交流技能的培養，使其具有全球意識和跨文化理解力；也可通過多形式的小組合作和協作學習情境的創設，利用便捷的數字化學習資源，開展基于項目的探究活動，促進學習者合作精神、責任意識和領導力的培養。

（3）滿足學習者對課堂空間的技術要求

未來課堂是一個泛技術支持下的，具有多屏顯示、以多元互動形式并存的智能學習空間。在這個空間中，教與學活動的順利開展離不開這些數字化的設備與技術的支持，因而，未來課堂要注重以先進的技術促進學習。面對“數字土著”的學習者，在課堂中提供數字化的技術支持成為未來課堂設計的重點。

①課堂能為學習者學習提供便利、便捷的學習支持。

未來課堂中的學習方式是多元化的，要能促進學習者在課堂中進行個體學習，課堂需要為學習者的學習提供便利、便捷的學習支持，能夠使學習者的學習變得快樂、容易、高效。未來課堂是一個泛技術支持的學習環境，在這個環境中，大量的軟硬件技術的應用（如人手一個學習終端、即時反饋系統、軟件智能代理）及采用設備、技術的易用性、智能性以及對于學習者學習過程的智能分析及資源推送等最終目的也是體現在對學習者的良好的學習支持上。

②課堂提供促進學習者社會化學習的設施。

社會化學習的產生除了主體的參與外，完善的設施支持也是必不可少的，未來課堂在設計上應提供促進學習者進行社會化學習的設施，如為師生之間進行互動，小組學習時成員間進行互動、交流、分享用的多屏交互展示環境，基于交互屏、即時反饋系統、交互學習終端以及云學習支持系統構成的系統可以為教學者、學習者、技術與資源之間提供多層次互動支持，智能實錄系統可以將課堂的教學過程、生成資源即時記錄，可以為更深入的反思學習（個體反思和群體反思）提供交流和交互的載體；未來課堂中的教室設備、設施能夠實現自由和組合，可以根據課程、專業、學習者偏好和教學設計等的需求進行自由調整、形成不同的結構功能組合，為各種類型的社會化學習提供支持。未來課堂在空間布局上可以根據需要進行空間布局調整，以提供不同的空間布局，滿足群體交流中不同的交往邊界距離的要求并提供不同方式交流設備的支持，如基于WIFI技術實現電子設備之間的信息交互；在社會化學習中場景和情境創設也是必不可少的，未來課堂可充分利用投影技術和音效系統實現舞臺場景和現實環境的創設，如使用工程投影的拼接技術實現大場景、利用三維投影技術實現3D場景，便于學習者進行角色扮演和開展基于活動的教學；未來課堂是一個開放的學習空間，借助視訊會議和遠程協同系統，可以實現真實課堂和遠程課堂之間的便捷互動，可以實現教學空間的有效拓展，方便學習者與遠程學習者和專家之間的互動。

結語

未來課堂，作為教學的主陣地，是未來創新型人才培養的主要場所和空間。以學習者為中心的設計，能給學習者創造良好的體驗，使課堂空間能夠更好地服務和支持于學習者的個體學習和社會化學習。我們需要像設計汽車一樣設計未來的課堂，[21]最終期望能夠達到如海德格爾曾指出的“人詩意地居住在大地上”[22]那樣，讓學生能夠在未來課堂中詩意地學習著。