具身设计：在感知：运动循环动态平衡中发展雕
王辞晓
编者按：多尔·亚伯拉罕森（DorAbmhamson）是国际学习科学领域的著名学者，现任美国加州大学伯克利分校教育学院教授，具身设计研究实验室（EmbodiedDesignResearchLaboratory，EDRL）主任。同时，他还是美国国家科学基金会（NsF）、国家教育学会（NAEd）等国家级机构的评审专家，以及美国教育研究协会（AERA）、国际学习科学协会（IsIs）、让·皮亚杰协会（JPs）的主要成员。多尔·亚伯拉罕森教授整合认知心理學、生态动力学、现象学等观点，系统地提出具身设计研究框架，带领团队通过基于设计的研究开发了20余项具身认知教学设计成果。基于具身设计研究的扎实基础，多尔·亚伯拉罕森教授及其团队正推动学习科学领域以具身的视角来探究教与学过程中的现象与行为，从而促进有效教学的发生。《学习科学杂志》（Jollrnal of the Learning sciences）、《剑桥学习科学手册（第二版）》（cambridgeHandbook of theLearningsciences）等学习科学领域的重要期刊、编著均在其推动下开设了具身认知专栏。多尔·亚伯拉罕森教授目前重点关注数学教育、sTEM教育中的具身认知，致力于利用传统和前沿技术，在实践中创建和评估理论驱动的教育创新。
摘要：上世纪80年代，在现象学、认知心理学等领域对身体及其经验与认知关系探索的基础上，以具身认知为代表的第二代认知科学范式逐渐走进人们的视野。近10年来，国际上掀起了具身认知研究热潮，学习科学领域的学者开始重视具身认知对教学的作用。国际学习科学领域著名学者多尔·亚伯拉罕森教授指出，具身认知理论受到认知发展心理学和社会文化理论的影响，不仅是一种重新看待教与学的方法论，还是一种能够发展独特学习理论的认知论。他在学习科学领域中引入具身设计——一种系统性、过程性的设计方法，为特定教学情境设计人工制品、为具身认知理论应用到教学设计中提供了设计框架，并将其分为基于感知的设计和基于动作的设计两种类型。多尔·亚伯拉罕森教授还提出，具身设计作为分析感知运动图式和思维意义的参考性框架，应从实际设计问题出发，分析认知过程数据，理解学生思维过程，区别人工制品供给性，逐渐确立研究问题，不断迭代循环修改设计，进而发展学习理论。他还指出，具身认知在学习科学领域中将会进一步推动计算机支持的协作学习、教与学评估等研究主题的发展，扩展了学习科学的研究视野。
关键词：具身认知;具身设计;基于设计的研究;认知过程;学习科学
中图分类号：G434文献标识码：A 文章编号：1009-5195（2019）02-0003-08 doi10.3969/j.issn.1009-5195.2019.02.001
一、审视具身认知的学科实践
访谈者：多尔·亚伯拉罕森教授您好，非常感谢您能接受我的采访。从您的个人简历看到，您具有认知心理学和学习科学的背景，请问您是如何选择从事具身认知领域研究的，以及为何选择数学作为研究的主要实践学科，它对传统教学的挑战又是如何体现的？
多尔·亚伯拉罕森：选择从事具身认知研究，尤其是数学的具身认知，受我个人经历的影响较大。一方面，我求学阶段对数学比较感兴趣，并且擅长数学教学，从事了多年数学家教工作;另一方面，我硕士期间攻读的是认知心理学学位，在阅读认知发展相关文献的过程中，Rochel Gehnan（1993）的一篇题为《关于数字和对象早期学习的理性建构主义解释》的文章对我启发很大，让我意识到，我在大学所学习的和我所从事的数学教学工作之间有密切的联系，认知发展的相关理论将有助于提升数学教学。当再次辅导学生时，我开始使用所学的知识，同时也有了新的想法和见解;反过来，这些新的想法也能够帮助我思考在大学中所做的研究。在大学学习和家教工作的循环往复过程里，我想既然我对这两件事物都非常感兴趣，为什么不将他们结合起来呢，于是我的硕士论文就以数学分数概念的认知发展为选题。这不是一种选择，而是先前经验推动着我进行数学认知的研究。
谈到具身认知，亲历的数学教学经验使我发现，我们谈论数学的方式与在教室中学习数学的方式之间存在一种张力;同样，感知数学概念与如何在思考中体验数学之间也存这样的张力。我们在教室中学习的数学大多是基于书本的、有特定推理步骤的，但要想使数学概念具有意义，则需要在大脑中进行完全不同的工作。这一工作与某一概念的个人意义建构相关，与动态的、可操作的心理图像（Mental Image）相关。概念是描述一个对象特征的知识，图像是当提到等边三角形时，头脑里会浮现关于它的心理图像。当人们在进行推理、问题解决、意义建构、产生推论时，他们也在运用动作和感官，我将之称为“具身动作”（Embodied Enac-tive）。具身动力学（Enactivism）认为认知是由有机体与环境之间的动态相互作用产生的（Thomp-son，2010）。数学教学中大多缺少这种具身动作，尽管一些老师能够感受到动作在数学学习中的作用，但却并未有意识地设计。如果教师能够对此有深刻的感知，他们也许会通过语言和手势等方式来更好地帮助学生理解数学概念。
传统教学是基于书本的，就好像冰山理论提及的，我们只能看到事物的表面，但是绝大部分却隐藏在水平面之下，虽然看不到却更为重要。传统教学在黑板或白纸上进行推理运算，缺少了体验数学意义的过程。如果是为学生的考试而教，却没有让学生深入、创造性地思考，他们将不能独立地进行数学推理或情境模拟。情境模拟是指对某个待解决的问题建立数学模型，进行灵活地思考和自由地创造。这是传统教学没有涉及的。同时，反思我多年来辅导学生的经历，我看到学生只是为了通过考试而学，实际上并没有获得数学思维。他们只想知道做什么，而不愿意甚至害怕思考，因为思考的过程在教室中是不被评估的，所以他们没有意识到思考的重要性。具身认知对传统教学的挑战在于，为学生提供深度思考的机会，让学生获得灵活的、富有创造力的思维方式，使他们能够意识到数学所具有的实际意义。
随着时间的推移，我越来越意识到这项工作的重要性。数学思维是抽象的、难以描述的，而不像学习网球这类动作技能。数学思维并不是大脑中的某一种神秘能力，而是我们使用感知、运动、语言以及想象来与世界进行交互的方式。因此，作为基于设计的研究者，我不仅想要研究具身认知，而且想帮助学生发展有助于理解数学概念的动态图像，以及通过基于设计的研究来创建有利于学习与研究的条件。
访谈者：您提到具身认知强调有机体与环境的动态交互，那么学生在学习活动中，如何利用这种交互进行学习？身体参与的形式或先前的身体经验又是如何帮助学生理解学习内容的？
多尔·亚伯拉罕森：具身认知理论所强调的感知运动（Sensorimotor）循环（Vareh et a1.1991）并不是说身体要完全沉浸式地参与到学习活动中，具身形式可以是基于动作的，也可以是基于想象的。我们用两根手指的运动来表征两条腿在走路，这其实就是在利用先前的身体经验来交流表达。LOGO语言是一种早期的编程语言，便是在借用“小乌龟”的形象，使其成为虚拟的身体代理，以绘图的方式进行学习。学生在学习过程中不一定需要真的去执行走路的动作，而是需要知道乌龟的动作所代表的含义，进而调用过去的身体经验和内在资源来解决问题。再如，Scratch也是在调用学生相关的认知资源，来完成与经验叙事相关的问题解决过程。
我们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（Chase & Abrahamson，2018），便是通过鼠标或触屏，调用内在认知资源来参与学习的具身形式。从算术到代数的转变过程中，未知数的引入扩展了数学思维，同时也是小学数学教育中的认知难点。
“巨人的步伐”讲述了不同步伐长度的巨人，通过迈步策略同时抵达终点的叙事。学生在其中运用隐性知识，在虚拟的环境中扮演巨人，执行行走的叙事，来体验未知数所代表的含义，从而实现理解代数的学习目标。
总之，数学思维是伴随身体和感官参与的。但这并不意味着一定要在空间中移动，参与的形式也可以模拟，甚至有时无法观察到这种参与，但这些参与确实有助于学生更好地理解数学概念的意义，从而发展数学思维。毕竟，人类的心智已经发展到可以通过想象能力来与环境交互，是一种适应性的、赋予了我们繁衍生息所必须的能力。
访谈者：“巨人的步伐”可以理解为藉由想象能力和先前身体经验来进行具身参与的学习应用。您能再介绍一些您实验室的代表性具身设计项目吗？
多尔·亚伯拉罕森：首先向你介绍的是TheMarbles Scooper（图1），其设计目的是帮助学生理解概率问题，由大理石弹珠（蓝球和绿球个数相同）、勺子（含四个凹槽）、卡片（四格）、蜡笔等传统教学材料构成（Abrahamson，2012）。我们对4～6年级的小学生、7年级的中学生、本科生和研究生均进行了同样的探究实验，结果发现，各学段的学生关于各种情况（指蓝球和绿球在勺子中的分布情况）出现的概率，最开始均采用感知判断的方式（即如此推理：蓝球和绿球的个数一样，那么蓝球和绿球各2个的分布情况概率最大），而不是通过具体分析来进行判断（即如此推理：蓝球和绿球在勺子中的分布情况有16种，其中蓝球和绿球各2个的情况有6种，因而蓝球和绿球各2个的分布情况概率最大）。这种通过感知判断的方式与实验本身想要传递的思维方式存在差距。我们的研究便是通过言语干预进行引导，使学生意识到蓝球与绿球分布的位置决定了某一情况的独特性，从而将自然主义情境下的知觉判断与分析洼推断相连接，实现“符号飞跃”。
另一项代表性的设计是比例数学想象训练器（The Mathematical Imagery Trainer for Proportion.MIT-P），这是我们团队开发的用于学习“比例”这一数学概念的系统（Abrahamson & S（mchez-Garcla，2016）。该系统包含交互式屏幕和两个手持传感器，图2代表了MIT-P将任务设置为1：2的比例，当右手传感器到屏幕底边的垂直距离是左手传感器到屏幕底边垂直距离的2倍时，系统会将屏幕变绿以表示正确，反之，屏幕为红以表示错误。学生并未被告知所要实现的比例是1：2，而是通过不断地操作尝试来确定任务是使左右距离比例为1：2，以及探索如何能够在移动传感器的过程中仍然使比例保持为1：2。我们在设计该系统时引入了生态动力学的理念，即学生通过与环境的动态交互逐渐获得意义。同时，通过分析教师在学生操作过程中与学生的对话，不仅能够将学生的认知过程显性化，还可以将教师在其中的干预视为一种关于动作的环境限制。这种环境限制实际上是多模态的，有助于学生从新手转变为熟手。我们还在此基础上引入了眼动技术，来捕捉学生发现规律过程中的眼动模式（Abrahamson et a1，2016;Duijzer et al，2017），以进一步验证、重新阐释皮亚杰的认知发生论，尤其是反省抽象这一知识建构的心理机制（Piaget & Mays，1972）。二、提炼具身设计的研究理念
访谈者：在学习科学研究领域，基于设计的研究被广泛地应用，并且您将具身设计引入到学习科学领域之中。您能介绍一下具身设计的含义以及相关的研究理念吗？
多尔·亚伯拉罕森：基于设计的研究是一种非常年轻的研究方法，起源于上世纪80年代末期。上世纪90年代初期，Collin（1992）從航空工程中获得启发，Brown（1992）将研究从实验窜转向课堂，系统性地提出了科学地开展教育研究的方法，发表了关于基于设计的研究的著名文章。基于设计的研究被人们看作是学习科学的标志性研究方法或独创性研究方法。任何新的事物都有不同的看待方式，基于设计的研究方法的相关流程与原则也不是一成不变的。我们根据理论设计人类使用的产品，通过设计、开发、实施、收集数据、分析等环节，来产生新的观点，从而更新理论，进而再次进入循环，不断提高产品的设计。因此，基于设计的研究能够帮助我们开发人工制品、建立设计框架、更新发展理论。
在基于设计的研究中，我们并不是从研究问题（Research Question）出发，而是从实际的设计问题（Design Problem）出发。例如，学生在学习过程中存在哪些难以理解的地方，便是实际的设计问题;再如，目前哪些工具不能很好地帮助人们达到使用目的，那么解决这些问题就是基于设计的研究的出发点。作为设计研究者，我们需要思考学生遇到的实际问题，为何此前的教学方法效果不佳;为了解决这一问题，设计的原则和方法该如何组织，从而寻找替代性的设计。基于设计的研究实际上代表了一种行动主义（Activism），需要不断地思考现有事物不理想的原因，并通过迭代循环来测试改进。
具身设计是一种系统性、过程性的设计方法，为特定教学情境设计人工制品，为具身认知理论应用到教学设计中提供了设计框架。具身设计既是一种研究框架，也是一种教学框架，受到具身认知和学习科学相关理论的影响。我们团队从事的教学相关的设计实践，是由实际的设计问题出发，即从我们不理解的现象或需要改进的解决方法出发，在设计过程中通过数据收集与分析，理解学生在问题解决过程中实际的误区，从而寻找解决办法。
具身设计有两种类型，分别是基于感知的设计（Perception-Based Design）和基于动作的设计（Ac-tion-Based Design）。前面介绍的The Marbles Scooper属于基于感知的设计，MIT-P属于基于动作的设计（Abrahamson，2014）。
基于感知的设计是建立在学习者早期心理能力基础之上的，这种能力可以从对现象的感知判断中得出逻辑推理，如学生在The Marbles Scooper实验中的概率判断。在基于感知的设计中，学生一开始可能并不知道学习材料对应的学习目标，他们通过直觉来与学习材料交互，教师也不会在一开始就提供“想法错误”的反馈，而是让学生尽可能地表达，通过诊断型半结构化访谈了解学生的思维。随后，再提供额外的学习材料（如四格卡片和蜡笔）帮助学生进行数学模型的建立，以期实现从直觉判断到系统性建模的数学思维转变。
基于动作的设计是建立在学习者感知运动能力之上的，这一能力能够发展出新的用于策略性具身交互的动觉惯例（Kinesthetic Routines），如MIT-P中学生习得如何以不同速度移动双手以保持屏幕为绿色。在基于动作的设计中，认知科学的理论与实证研究将具身活动视为人类推理过程中的认知资源，具身活动可以是物理的，也可以是心理模拟的。基于动作的设计通常和具身交互（EmbodiedInteraction）相联系，通过与人工制品进行交互来创建、操作和分享意义，是一种能够将具身性引入学习交互的设计与分析方法（Dourish，2001）。
访谈者：您认为实施基于设计的研究或具身设计研究的关键点有哪些？对研究者和设计者来说，哪些部分对提升学生的学习效果是重要的？
多尔·亚伯拉罕森：基于设计的研究并不是来自于研究问题，而是来自于设计问题。这意味着有一些人类参与的情境是不理想的，需要被改变得更好。在教育情境中，有一些概念对于学生来说是难以理解的，这便是设计问题。始于此，我们想让这种情境变得更好，也是我们进行研究的动机。基于设计的研究是理论驱动的，即通过学习材料和任務的形式，将概念具体化和实例化。
首先，基于设计的研究最重要的是在设计的过程中收集数据，反复思考过程性数据，不断改进设计，逐渐明确研究问题。当你开始这一过程并分析数据时，研究问题才会浮现。作为研究者，同时也是辅导教师，与学生进行的诊断型半结构访谈也是数据的一部分。例如，在我们进行的The MarblesScooper实验中，在访谈中才发现有2/3的被试最开始仅关注了蓝球和绿球的数目组合，而并未关注位置排列，这是我们最初设计没有想到的，而是在与学生的对话过程中发现的。在随后的实验中，我们加粗了四格卡片的底边，让学生能够更好地区分各情况的独特性，这体现了基于设计的研究不断改进设计的理念，即研究者在研究中需要关注人工制品是否以及如何促进或阻碍了学生的推理与表达（Abrahamson，2009）。这样的观察与分析很关键，有助于我们理解学生的思维，也能在接下来的设计中使学生获得相应的数学思维。
其次，基于设计的研究是一个循环的过程。我们从设计问题出发，就像自然科学领域的假设，设计问题始于直觉推测，即想要改变什么实际问题，并在研究过程中使其更加清晰，然后通过设计来提出解决方法。一些研究者不太习惯在研究过程中改变研究设计，而我认为研究设计本身就是在研究过程中发展的。有时新的解决方法是基于对问题的重新思考，重新思考在学习科学领域中被称为“再构造作用”。一方面，我们基于学习科学的理论来思考设计问题;另一方面，我们基于与学生交互所获得的丰富经验，了解学生关于某些概念的理解误区，进而改进设计以使他们更好地理解。因此，我乐于在半途修改研究计划，一旦发现好的问题，我便会将此作为研究计划中的一部分，整合到接下来的研究中去。
最后，基于设计的研究在某种程度上是与材料进行对话的设计，即借助材料进行思考，这涉及到分布式认知。学习材料作为客体其形式是多样的，可能是工具、手势、言语或隐喻。我们设计不同供给性（Affordance）的材料，不断观察、改变，重新进入循环，这样才能够看到新的东西，而且还需要我们一直进行调整和改变。此外，我们还需要观察学生为了解决问题是如何使用学习材料的，如何表达他们的观点，不同的材料或媒体如何支持学习，如何通过有效地借助媒体的供给性来对前符号观念（Pre-symbolic Notions）进行概念化。对于学习来说，与实物和计算机媒体进行交互是以不同方式进行的。因此，在The Marbles Scooper实验中，我们还设计了用计算机模拟这样的媒体资源，来帮助学生理解蓝球和绿球总数不等时，各情况的概率分布。总之，受到工程作业的启发，基于设计的研究被用于教育研究中。在工程作业中，所创建的人工制品始于你的想法，也改变了你的想法。因此，当我们修改所设计的人工制品时，我们也要调整理论或理论的某些方面，毕竟所使用的理论知识不可能完全没有局限。
访谈者：您曾提到“教育领域的设计在某种程度上是可用（Usability）和努力（Struggle）之间的权衡（Tradeoffs）办法”（Abrahamson，2009），您能进一步阐述一下吗？此外，具身设计如何让更多的学生受益，而不仅仅是参与实验的学生？
多尔·亚伯拉罕森：我提出可用和努力之间的权衡这一观点，是受到了皮亚杰认知发生论（Piaget，1985）的启发，实际上这一观点旨在强调对学习有益的认知冲突。为了提高与环境进行交互的适应能力，人们需要通过不断尝试来感知世界，实现个体与环境的平衡。这种适应包含同化和顺应两种形式，同化是将外界的环境刺激整合到已有的认知结构中，顺应是改变已有认知结构来适应环境。例如，当我们习得了有翅膀的生物是鸟，当遇到企鹅时，为了认同企鹅是鸟（同化），我们需要改变关于鸟的定义（顺应）。关于鸟的定义，是一种语义网络，也是皮亚杰所说的图式。实际上学习是为了达到个体与环境的平衡，需要通过可用和努力之间的权衡来适应新的情境。例如，婴儿学习走路，需要在不同材质的地面和不同材料的鞋所建立的新情境中实现动态平衡。
富有成效的失败（Productive Failure）是指解决结构不良问题时可能会产生暂时性的失败，但却会对学习迁移产生积极影响（Kapur，2008），它强调了问题解决和学习之间的关系。具身设计让学生经历富有成效的努力（Productive Struggle），其目的是帮助学生扩展所习得技能的应用领域。教育的目的不仅是为了让学生习得一种技能，而是让学生能够获得将技能应用到不同情境中的能力，因为一些技能在新情境中需要适应过程来建构新的图式。将技能的新应用情境整合到图式中的过程被皮亚杰称为“反省抽象”（Reflective Abstraction）。皮亚杰关于感知运动图式建构和反省抽象的理论对我们团队的研究启发很大，使我们认识到学生在感知运动活动中的细微改变对个体认知发展的重要性，也帮助我们在理论与实践层面推动数学教育的发展（Abrahamson et al 2016）。
正如我们团队的具身设计项目，是从一个很小的情境中开始的，需要测试它的有用性、安全性、伦理规范等。接下来，才开始在不同的情境中进行试验，最终让更多的学生得以受益。而将产品进行规模化的不一定是最初的设计者，实验室需要获得外界的支持（如通过基金、协会、公司等组织）将好的想法投入实践。规模化的过程需要相互信任与持续协作，因为设计还需要在规模化中不断改进。美国国家科学基金会（NSF）对规模化很感兴趣，也会对规模化的实践进行资助。实际上，规模化还受到媒体类型的影响。若设计是基于实体材料，则规模化的过程相对复杂，成本也较高;若设计是基于计算机或网络，那么在线情境下的规模化就会相对容易一些，比如MOOC，因为它是开放的，所以每个人都有机会获得，再比如可供人们免费下载的教育应用。总之，想要在教室情境中规模化地使用哪一种设计，均需要经过初步的试验来检验设计的适应性。
三、展望具身认知的发展前景
访谈者：具身认知是学习科学研究领域的主题之一，您认为具身认知对学习科学的贡献是如何体现的？
多尔·亚伯拉罕森：首先，具身认知理论发展得很迅速，一个非常有吸引力和创造力的研究领域，既能够为当下的教学提供概观思考，也能够让我们关注理论局限以外的东西，它扩展了学习科学的意义。具身心智将社会文化、生物学、生态学和文化相联结，因此，具身认知将多种领域结合到一起，来建构社会文化情境和设计情境活动。具身认知对学习科学的贡献在于，提供了一种具身的视角来进行研究，观察人们在教与学过程中发生的现象和行为。
其次，设计师、教学设计师、基于设计的研究者将新技术或新设计引入教学时，涉及到为了完成特定任务要求，学习者与人工制品的交互、与教师的交互、与他人的交互。例如，为了培养计算思维，研究者引入了如LOGO、Scratch这类基于对象的编程学习工具。具身认知还为我们提供了在适时情况下停下来反思的机会，反观学习过程，意识到我们关于认知过程的感知和交互，以及技术如何内隐地改变认知过程。
最后，具身认知理论不仅是一种能够帮助我们重新看待教与学的新方法论、新观点，还是一种基本的认知论，从中可以发展独有的学习理论。人们可能认为，我们首先有了新的理论，然后依此开发新的技术或应用这些理论。实际上，新技术的产生首先是出于一种必然性，然后才是“我们也许可以把它应用到教学中去”。因此，基于设计的研究者应像一个未来学家一样去思考，思考接下来会发生什么。通过具身认知理论，我们可以反思学习的内容和意义，思考应采用什么样的技术，如何改进这些技术，以及在这个过程中如何转换对思维过程的理解，即有关学习理论的发展，这也正是我们团队所做的。
访谈者：学习科学中对具身认知有重要影响的或相关的其他研究主题有哪些？
多尔·亚伯拉罕森：具身认知作为一种认知论和学习理论，与学习科学的很多研究领域都相关，如认知发展心理学、社会文化理论、计算机支持的协作学习（CSCL）等。认知发展心理学是研究儿童如何与世界进行交互的，比如，随着年龄的增长，儿童需要创建新的感知运动图式来与环境进行交互。认知发展心理学的认知发展论、感知运动图式和反省抽象对具身认知研究有重要的启示意义。同时，人工制品塑造了我们与世界交互的方式和思考的方式，我们需要借助社会文化观念来理解人工制品这一过程性角色的重要性。不同文化背景下，人们使用手势的方式不同，如计数的手势影响了运算操作的灵活性和速度;使用人工制品的独特方式能扩展我们的思维，如擅长使用算盘的学生在没有算盘的考试情境下，仍然在用手拨动看不见的心理算盘。
具身认知对学习科学相关领域也有启发作用。例如，在计算机支持的协作学习中，我们为学习活動建构了可计算的（Computational）人工制品。具身认知理论有助于理解学生参与一项活动时（心理）动作的产生以及与他人的交互，有助于观察这些媒体中的动作是如何影响小组的观点产生、推断和反思的。具身认知引导我们采用符号化的人工制品，以产出性的方式进行交互，为我们提供了分析感知运动图式和思维意义的参考性框架。总之，具身认知不但影响了如何设计教与学，也影响了如何评价教与学。无论是个人的还是小组的，学生参与特定的活动均可能涉及人工制品，涉及与他人的合作，或者与文化代理（如教师）的交互，因而，具身认知与学习科学的很多主题均相关。
访谈者：您认为当前具身设计研究的挑战是什么？具身认知与具身设计未来将如何发展？
多尔·亚伯拉罕森：具身设计在国际上的发展是繁荣的，美国国家自然科学基金会对相关项目进行了大力资助。目前，具身设计研究领域的核心挑战是，从理论上明确学生如何在具身设计学习活动中发展感知运动能力，并使教育研究群体能够认识到数学教学与具身认知的相关性，从而推动教育机构进行规范的实践。我与Lindgren在《剑桥学习科学手册（第二版）》的章节中提到了具身设计在活动、资源、促进三个层面所面临的挑战（Abrah甜nson&Lindgren，2014）：在活动层面，活动应能有效地调动学习者先前在真实或虚拟环境中的身体经验，使学习者逐渐从简单任务过渡到复杂任务;在资源层面，学习环境应能支持学习者通过物理动作或心理动作进行感知运动循环;在促进层面，学习环境应为学习者提供线索和实时反馈，教学者或虚拟代理应引导学习者对情境交互中的策略与经验进行总结提炼。
汽车之父亨利·福特曾说过，如果我问人们想要什么，他们可能会说想要更快的马。因为有时倾听人们的需求和理解人们真正需要什么是不同的。作为教育工作者，我们要了解学生进行对象和符号操作的认知过程，进而改进设计和发展理论。未来的技术应能帮助教师实时地看到学生的思维过程，例如通过眼动这样一种动作能够记录学生在个人或小组活动中的关注点。我们团队已经引入眼动技术来观察学生在学习任务过程中的眼动，这也是具身设计的一部分，创建了一种新的具身设计学习环境（Abrahamson & Bakker，2016）。未来具身设计研究可以创建基于人工智能的交互式教学工具，通过多模态学习分析技术来搜集关于认知过程更丰富的数据。我们团队也在继续进行NSF关于手势增强下的虚拟代理数学导师项目，以进一步探索和发展具身设计研究。
