第三节 未来学校的空间与学习
空间是一切人类活动发生和发展的物理场域承载，学校教育与学习活动也同样必然发生在一定的空间环境之中，任何教育和学习实践得以展开的首要条件便是适当的空间物理环境。学习空间的形态、尺度、色彩和光影等元素会对空间内人的行为产生暗示或引导。如果有意识地对空间环境进行设计，可以用不同的空间来引导学习与教学行为，制约不良或消极的行为。然而，在很长一段时期中，学习空间发展缓慢，逐渐走向固化，越来越不适应现代社会人才培养的需求。为了培养未来社会所需的人才素质，学习空间的设计正在得到重视，尤其是计算机网络技术的发展与普及给学习空间注入了变革的强大动力和崭新的元素。
一、学习空间对学习的重要性
学习是学习者的内在认知结构与外界学习环境互动的结果[35]。我国自古就重视环境对育人的影响，“近朱者赤，近墨者黑”和“孟母三迁”等论述不胜枚举。苏联教育学家苏霍姆林斯基说：“在学校走廊里的墙壁上、教室里、活动室里，孩子在他周围经常看到的一切，对于他的精神面貌的形成具有重大意义。”我国教育家陶行知先生曾指出：“天然环境和人格陶冶有密切的关系。”近年来，很多实证研究也已经证明学习环境对学习有很大影响。良好、适宜的环境刺激能帮助学习者更有效地适应外部环境，并主动地朝与环境积极互动的方向发展[36]。大量行为研究发现，外界环境能够对个体的注意力、记忆力等方面产生影响。卢家楣等人发现与白色书写纸相比，绿色书写纸更能引起学生正向、积极的心理体验，更利于注意力的保持[37]。教育心理学、发展心理学与环境心理学也从不同的角度研究空间及其心理影响。教育心理学强调应营造良好的学习环境来促进学生的学习；发展心理学认为应给不同心理发展阶段的学生提供相适应的外部环境；环境心理学系统研究环境与人的心理之间的相互作用和关系，认为环境与人的行为会呈现相互制约的关系[38]，学生置身于优美舒适的校园环境中，可能会潜移默化地使学生行为得体，激发学生奋发向上的学习动力。
脑科学、学习科学、心理学等不同领域为学习空间对学习的影响提供了证据。
1.脑科学关于学习空间的观点
脑科学的研究发现，环境的丰富性与脑的正常生长之间存在联系，纽约大学通过对老鼠脑生长与环境关系的研究发现，“在丰富环境中的老鼠拥有更多的神经突触，因此把学习任务完成得更好”[39]。为促进学生大脑的正常发展与生长，应当为学生提供适度丰富性的学习环境，以及确保脑运作的良好的学习条件和物质环境[40]，如满足生理需求的公共空间、舒适优美的室内空间、多样的游戏场所等。
2.多元智能理论关于学习空间的观点
美国哈佛大学心理学教授霍德华.加德纳提出多元智能理论，其核心教育思想认为，人有多种智能类型，教育的起点在于教师怎样使儿童变得更聪明、在哪些方面聪明[41]。学习空间的建筑师应思考如何添加适合多元智能培养的新因素，选择合适的空间组合，尊重学生个性化发展需求，通过营建不同学习空间促进学生多种智能均衡发展，形成语言、数理逻辑、人际关系等多种智能培养的专属区域。
3.建构主义学习理论关于学习空间的观点
建构主义学习理论认为，学习是学习者在与环境的交互作用过程中主动建构知识体系、获取知识的过程，需要关注学习的社会合作性及学习的情境性。在教与学过程中，学生是
建构知识的主体，教师必须为学生营造相应的学习情境，包含实现学习目标、解决问题等所需的信息，以支持并促进学习者主动学习、探究性学习，锻炼学生学以致用的能力。基于此，学习空间的规划与设计需要注重学生原有经验与新经验之间的关联，学生的社会交往需求，空间的灵活性、可组合性及学习情境的营造等，促进营造开放、互动、丰富、浸润式的学习空间，帮助学生利用各种工具和信息资源，达到自己的学习目标[42]。
4.需求层次理论关于学习空间的观点
美国心理学家马斯洛提出的需求层次理论中，将人类的需求分为生理需求、安全需求、社交需求、尊重需求和自我实现需求，要求从学校的物质环境到开放性学校空间、融合性空间、富有文化内涵的空间环境，能够由低到高契合学生的心理需求，助力学生实现自我价值。
二、学习空间对学习的影响
很多学者研究发现，学习环境会对师生教学产生不同的影响。例如，弗雷泽、穆斯和沃尔伯格等从师生对学习环境感知的角度来收集和分析数据，考察师生对学习环境的主观感受及其与教师教学和学生学习效果之间的关系，师生对学习环境的主观感受会影响教师教学活动的选择和学生的学习效果。学习空间感知因素包括色彩、照明、温度、声音、建筑物的形状与排列、设施配置等。
1.环境要素对学习的影响
学习空间中的物理环境要素（如光线、色彩、温度等）会给人带来不同的生理与心理感受，将直接影响师生的情感体验与身心活动[43]。2011—2012学年，索尔福德大学的建筑环境系教授Peter Barrett的研究团队调查研究了英格兰7所小学34间教室751名学生，发现教室空间设计对学生的学习进步有25%的贡献[44]。光线、温度、颜色、声音、家具、空气质量等会不同程度地影响师生的教学心理与行为。
充足的自然光可优化学生的情绪，增强兴奋水平，提高学习效率。Heschong Mahone集团在1999年对2000间教室调查后发现，对比非自然光环境，学生在自然光环境的教室学习，其数学成绩提高要快20%，阅读成绩提高快26%。很多学校通过混合照明（包括自然光和可控光源）对教室的光线进行调节。另外，加利福尼亚州卡马里奥的Rancho Campana学校将教室环绕于“村庄绿地”之中，保证学生们可以在充足的自然光线下露天学习[45]。
温度是影响学生在课堂上的舒适感受的最重要因素之一[46]。与心理状态相比，温度变化对生理状态的负面影响更大[47]。高温会使学生的心率升高，有关大学生的认知表现研究发现，开始测试时的平均血压、测试期间的最高心率都和气温有关[48]。一般来说，温度在20～24℃是体感最舒适、最有利于学生学习的[49]。
色彩以其独有的感性特征，可以激发处于空间之中人的想象力，传递空间的情感[50]，对师生的情绪和学习表现产生影响。例如，蓝色可以帮助学生放松，感到平静；彩色的设计可以激发学习者的积极情绪，提高学习者的学习动机，降低学习者所感知到的学习材料的难度[51]。
声音可能会成为学习的催化剂，或者直接分散学生的注意力。在噪声控制方面，学生和教师都指出，相邻的教室中的设备噪声和教师讲课的声音是干扰他们的主要因素[52]，设备噪声一般包括电灯、暖风、空调系统、视听设备及计算机的噪声。这些噪声会使学生过早疲劳，消耗他们的认知能力[53]，[54]，对小学生的学习和学业成绩有负面影响[55]。
2.空间形态对学习的影响
学习空间的多样性可为师生提供更丰富的信息量，而长期单调的环境则不利于思维能力与智力水平的提高。例如，法国巴黎长颈鹿育儿中心用一只巨大的黄色长颈鹿的形状贯穿学校，用城市丛林的形象激发了儿童的想象力。打通教室与走廊的墙壁，建设开放式教室、教学楼，将走廊开辟为不同学年、不同学科学生的公共学习空间，促进学生的协作学习，形成良好的人际关系；连接教学楼、不同功能区域，建立连廊模式，有利于学生互动玩耍、学习交流，适应选课走班的教学模式；此外，灵活弹性地摆放课桌椅、改造教与学的空间可支持学生的主动学习和团队合作。例如，芬兰东部的Heinävaara开放式学习环境学校，学校创建移动式教室，并设置移动隔板，根据不同的教学需求进行改造，引导学生主动参与学习。
3.设施配置对学习的影响
教育信息技术的发展革新了教学的学习设施配置，为学习空间赋能，推动学生核心素养的发展。Newhouse认为计算机是一种具有双向交互功能的设备，计算机软硬件增加了教师、学生、教材之间的互动途径，从而提高了整个学习系统的复杂度和学习的多样性，增加了学生开展个别化、探究性和协作化学习的机会[56]。随着移动终端技术、云计算技术等在教育领域的应用，教室技术装备有了极大的扩展，能够为学生提供情境感知、多种交互通道及自适应学习等功能。例如，智慧教室所装备的技术融合了真实和虚拟学习空间，多层次、多通道地扩展教学交互活动，支持学习获得真实的学习体验；智慧教室还具备对学习过程数据和学习环境数据的自动化采集、分析、建模和决策能力，为教师和学生提供全程化的教学管理和支持[57]。
通过对前述一系列相关研究的梳理和分析，可以看出在教育和学习过程中，学习空间在其所涉及的诸多元素中具有举足轻重的全局性影响，对学习者、学习过程和学习方式都起着基础性与引领性的作用，在技术装备日益深入课堂、变革传统学习空间的当下更是对接未来的关键桥梁。因此，未来学校今后发展的重要突破点之一就是对学习空间的变革。未来学校区别于传统学校的突出特点便是突破了时间和空间层面上的限制。传统学校各学段的分离、各年级的分隔、各班级的分设将因学生的合作学习、混龄学习而消融重构；封闭的学校围墙，各教室之间隔绝的墙面，校园内教学、运动、生活区的功能隔离等，因教室可移动的隔板、透明的玻璃、灵活的多功能分区等不具有封闭区隔的设计而消失。传统学校空间上隔绝的形式正在消解，学生只能在教室里学习的观念也在转变，学校空间将呈现出多元的形态，传统的长方形的教室空间结构将被打破，圆形、多边形的教室设计更加常见，甚至出现无教室学校，泛在教育正在兴起。未来学校区别于传统学校的特征是其时空的多元化，即未来学校时空将从一元走向多元、从单一走向复合。未来学校时空的安排将由学生做主，以满足学生需要为前提。虚拟学习空间也越来越受到关注，学生可以突破时空的限制，在任何时间、任何地点开展自主学习。
三、学习新形态呼唤新型空间
学习空间作为一种为教育和学习服务的功能性空间环境，由教育和学习的需求、需要所塑造和决定，同时又会对教育的变革发展产生反向推动作用。随着新一代信息技术得到广泛应用，教育和学习发生巨大变化，课堂从以教师为主导转变为以学生为中心，各种非正式学习和泛在学习方式的出现，必然要求承载学习活动的空间产生与之相匹配的新变化。在各种不同的发展变化之中，技术融入教育推动的学习空间智能化、学习组织新形式引发的教室形态重构和学习方式多元化导致的不同空间融合成为新型学习空间的代表性发展趋势。
1.技术融入教育推动学习空间智能化
20世纪末以来，随着信息技术的发展，计算机、多媒体和互联网等数字技术逐渐进入校园和课堂，开始进入数字空间时代。随着近年来云计算、大数据和人工智能技术的发展和完善，学习空间逐步向智慧阶段发展。
在教室中，信息技术与课堂的深度融合发生在实际的教学场景中。教学课堂不再是传统意义上的“预习—上课”，而是利用网络学习平台、教育数据分析模型和学习智能感知设备，在教学结构、教学模式与教学方法上进行深度变革，实现对学习过程的了解和引导，以获得高效的教学效果。其特点包括：各种技术装备深入教育全流程，从区域—学校—课堂三个层面为教育教学赋能；各种教育资源（包括班级资源、校本资源和社会网络优质资源）无缝共享、优化配置；真实记录学生个体和学习过程的行为状态，支持个性化指导和精准诊断、调整和反馈；支持实时智能调节空间内部环境，空间舒适度大幅提升，保证学习生活福祉；师生和生生之间开展多种交互，包括面对面、网络远程、实时音视频和同异步学习社群等。
2.学习组织新形式引发教室形态重构
在面向未来的教育教学变革中，学校的学习组织结构开始摆脱层级化的行政管理形式，走向扁平化的“管理+服务”形式。例如，有些学校打破传统的班级编排形式，把数个来
自不同年级的班级组成一个班组群，数名教师共同组成家庭式的工作团队，承担一个班组群所有学生的教育及管理工作。还有的学校以学科作为组织桥梁，根据学科要求打造与之适应的学科教室，根据各个学科的特点和需求来指导教学的组织和管理。
在这样的扁平化组织形式之下，原先占据主流的、全校统一的班级教室已经无法适应新形势的需要，开始向可以容纳多个班级的大型班组群教室和适合对少量层次相同需求相似的学生开展针对性教学的小班教室分化发展。教室之间也不再是封闭的，相邻相关教室之间采用可以灵活调整的弹性区隔，加强不同教室学生的交流互动，帮助教室根据现实需要实现灵活重构组合。此外，支持教室内部小组合作学习的协作教室及高度适配各个学科特点和需要的学科教室也开始不断涌现，使得高度统一的标准教室空间开始向着多元化、个性化和定制式的方向发展。
3.学习方式多元化导致不同空间融合
学习方式多元化，各种学习空间形态开始摆脱传统上封闭而独立的架构体系，学校空间、家庭空间、网络空间和社会空间开始互联互通、有机融合，共同促进了“泛在学习”时代的到来，使得学习者有可能脱离时空的限制，在任何时候、任何地方都可自由地开展学习活动。