具身認知理論對化學教學的啟示

馮曉潔

具身認知理論對化學教學的啟示

馮曉潔

（福建師范大學教育學院福建福州350007）

當前化學教學仍然存在著死記硬背、機械學習等身與心分離的狀況，而作為當代認知新觀點和新發(fā)展的具身認知理論，它強調(diào)具身性、情境性、動力性，這些特點都對身心分離的化學課堂具有重要的指導意義。化學教學具身性的改變將促進化學教學改革的深入發(fā)展。

具身認知；化學教學；化學實驗教學

自主、合作、探究的學習，調(diào)動學生學習積極性，激發(fā)學生學習的興趣是新課程改革所大力倡導。但是這種課堂大多還是以視聽為主的教學，忽略了學生身與心的聯(lián)系。隨著當代認知理論的發(fā)展，具身認知理論逐漸由哲學思考走向?qū)嵶C領域，其強調(diào)的是身與心之間有緊密的聯(lián)系，即用身體思考，用身體想象，用身體學習，用身體認知，充分發(fā)揮身體的作用，努力達到身心合一的學習狀態(tài)。具身認知理論的這些思想對新課程改革下的中學化學教學的發(fā)展帶來了一些新的啟示和思路。

一、具身認知理論簡述

具身認知（embodied cognition）的思想起源，是隨著許多哲學家和思想家漸漸發(fā)現(xiàn)二元認識論的弊端，并且在奮力掙脫中發(fā)展起來的。

傳統(tǒng)的認知主義在哲學上主張身心二元，忽視身體和經(jīng)驗，把教學認為是單純的發(fā)展學生心智。我們不可否認傳統(tǒng)認知觀對教師主導的，以傳統(tǒng)的傳授知識為目的的教學做出了重大的貢獻，但是近年來它的弊端與缺陷也日益顯現(xiàn)。于是越來越多領域?qū)@種傳統(tǒng)認知本質(zhì)、教與學的思維方式進行了全新的探討并且提出了新的挑戰(zhàn)。逐漸地，具身認知成為一個新的焦點論題，給人們在傳統(tǒng)的認知上提供了一個新的視角。

具身認知強調(diào)認知是一個特殊、具體身體的認知。大腦、身體和環(huán)境相互作用產(chǎn)生了認知。認知并非發(fā)生于大腦中一種符號的加工過程，而是與身體以及身體的構(gòu)造、功能、感覺運動系統(tǒng)交織在一起，而身體又是一個具體的身體，與周圍的環(huán)境相互作用的身體。具身認知認為心智、大腦、身體這三者是一種嵌入式的關系，即心智嵌入大腦中，大腦嵌入身體中，身體嵌入環(huán)境中。從另一個角度說，環(huán)境、身體、大腦是認知系統(tǒng)的組成部分。［1］眼部構(gòu)造正常的同學，在酚酞遇堿的實驗中觀察到溶液變紅了，而患有色盲的同學，在這個實驗中觀察到的現(xiàn)象并不是溶液變紅。這兩種同學為什么會觀察到不同的現(xiàn)象呢？因為他們眼部構(gòu)造不一樣，所以觀察到的結(jié)果也不一樣。也就是說有什么樣的身體就會有什么樣的認知，我們不能期望有著老鼠一樣的身體的動物會有人一般的認知，認知是嵌入到身體當中的。

1．認知的具身性

傳統(tǒng)的教學大多只重視知識內(nèi)在邏輯性和系統(tǒng)性，沒有重視學生身體體驗，抽象的教學活動讓學生在學習知識上沒有多少情感，學生的學習是被動的、支離的、破碎的，這種情況下也很難提高學生的認知水平。這種傳統(tǒng)的離身的接受式教學雖然在基礎知識和基本技能的掌握方面占有很大的優(yōu)勢，但是它嚴重的抑制了學生學習的主動性和創(chuàng)造性的發(fā)展。

從具身認知理論看，認知依賴于具體的身體，包括身體的構(gòu)造、神經(jīng)結(jié)構(gòu)、感官和運動系統(tǒng)等。具身性的特點決定了我們認識世界的方式是依靠我們的身體。認知活動并非簡單的對信息、符號等進行操作的計算機操作過程，身體的結(jié)構(gòu)、活動的方式以及原來的感受經(jīng)驗等都影響了認知活動。身體是認知的重要工具和手段，這也就意味著在化學課堂當中應該給予學生的身體足夠的自由，這樣學生可以自由的支配自己的身體，讓學生更加有效的學習。認知的具身性也對于中學化學實驗教學有非常大的啟示。

2．認知的情境性

認知的情境性是指認知發(fā)生于人類構(gòu)造的共同體中，身體在理論和實際中都非常重要，認知離不開環(huán)境的影響，認知是與周圍環(huán)境持續(xù)的相互作用，情境依賴是人類活動的一般特征。［2］認知一旦離開了特殊的情境，那么認知就會變得空洞化，符號化。當然，認知的情境性和情境認知是不同的，具身認知將環(huán)境、身體、大腦看作是三者不可分割的，環(huán)境不是外在于認知活動的，環(huán)境本身就是認知系統(tǒng)的一部分。

認知的情境性要求，化學知識的教學不能就知識講知識，不僅要將化學知識轉(zhuǎn)化、內(nèi)化成能力，更重要的是要把人的生命、美好生活和化學知識聯(lián)系起來。讓學生從生活環(huán)境中學習化學，愛上化學。然而目前為止，許多化學教師的教學割裂了化學與生活、與周圍環(huán)境的聯(lián)系，使得學生學習化學知識沒有熱情，化學知識也就演變成一種空洞的符號。

3．認知的生成性和動力性

哲學家柏拉圖主張身體和心靈是分離的，靈魂是永恒的，而身體則是暫時的，知識是頭腦中固有的，而骯臟的身體卻讓我們忘記了知識，所以他認為學習是對知識的回憶過程。但是具身認知理論認為，認知依賴于我們的身體和周圍的環(huán)境，知識不是已經(jīng)存在于頭腦中的，而是與世界的交往活動中發(fā)展起來的。認知是沒有規(guī)則和結(jié)構(gòu)的，它是一個隨著身體和環(huán)境的變化而不斷變化的連續(xù)發(fā)展過程。這一動態(tài)的特點和化學中的可逆反應相類似。在一定條件下，可逆反應進行到一定程度時，反應物和生成物的濃度不再隨時間的延長而變化，正反應速率等于逆反應速率，但是外界條件改變時，平衡被破壞，反應物和生成物的濃度重新發(fā)生變化，直至下一個化學平衡的到達?？赡娣磻且粋€動態(tài)平衡的過程，認知、身體和環(huán)境也是一個動態(tài)的統(tǒng)一體。

二、化學的學科特點

化學這門學科有著自身獨特的學科特點，化學教學應該充分利用這些特點才能使學生化學素養(yǎng)真正的有所提高。

1．實驗是基礎，做中學

化學是一門研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)以及變化規(guī)律的基礎自然學科，它是以實驗為基礎、思維為主導、應用為目的。［3］以實驗為基礎是化學最基本也是最重要的特點，也是實現(xiàn)中學化學教學目的的主要的、有效的途徑?；瘜W實驗具有生動、直觀、形象、鮮明的特點，它貫穿著中學化學的始終，能夠激發(fā)學生的學習興趣，使學生更好的掌握化學知識與技能、過程與科學方法，培養(yǎng)學生的情感態(tài)度和價值觀。

既然實驗在化學教學中扮演著重要的角色，教師就應該充分利用實驗教學，讓學生在做中學，讓身體回到教學，在實驗中激發(fā)學生的學習興趣使得他們愛學習、會學習、能學習。

近年來，隨著社會和經(jīng)濟的發(fā)展，越來越多的學校的化學實驗條件日趨完善，為化學教師開展化學教學提供了良好的教學條件。但是，還是存在著一大部分的教師沒有利用好實驗，將學生動手的實驗上成了用多媒體演示實驗或者就只是講實驗、說實驗，根本就沒有培養(yǎng)學生正確的科學思維，沒有讓學生在實驗中學習，在各種可能發(fā)生的錯誤中吸取教訓。這種錯誤的化學實驗實施方式，使得實驗沒有發(fā)揮真正的教學功能。

2．用身體學習

在化學中用身體學習是基于在化學實驗的基礎上的。實驗在化學中的地位是無可替代的，在實驗中學生應該要仔細充分觀察實驗現(xiàn)象，在化學實驗中需要學生觀察的內(nèi)容很多。例如，物質(zhì)的顏色、狀態(tài)、氣味、溶解性以及化學實驗中的儀器連接方式、操作方法；在實驗中發(fā)生的顏色變化、氣體、沉淀和發(fā)光發(fā)熱等現(xiàn)象都需要仔細觀察。因此在實驗中單純靠教師講實驗、說實驗、演實驗是不行的。應該充分利用學生的視覺、聽覺、嗅覺、觸覺的感官系統(tǒng)。用眼睛看、耳朵聽、鼻子聞、用手摸等等，讓學生通過身體并且用身體來學習。給學生的感官系統(tǒng)一個完整的刺激，讓學生無論從視覺、觸覺還是聽覺、嗅覺上都能回憶起實驗。例如，鈉與水的反應中，學生可以看到鈉投入加有氫氧化鈉的水中之后浮在水面上、熔成一個小球、四處游動、水逐漸變成紅色，并且聽到嘶嘶的響聲。在配制氫氧化鈉溶液時，用手可以感受到燒杯外壁溫度升高，表示氫氧化鈉溶于水放熱。又如，銨鹽與堿共熱制取氨氣的時候，能聞到刺激性的味道。

3．化學是一門生活的教育

化學是一門生活的教育，化學知識和生活聯(lián)系緊密，沒有生活便沒有化學這門學科，而化學的發(fā)展又能使人們的生活更豐富、美好。化學涉及生活各個方面，吃的、穿的、用的都離不開化學?？梢娬莆找欢ǖ幕瘜W知識對我們的生活是多么的重要。從另一個角度也可以說，化學教師應該充分利用生活中的各個方面讓學生學習化學，可以使得化學的學習變得輕松愉悅，使學生覺得化學知識并不那么遙遠，讓學生覺得學習化學是有益、有效、有用的，從而發(fā)自肺腑的喜歡上化學。例如，在被蚊子咬了，我們可以用肥皂涂抹，因為蚊子的毒液是酸性的，肥皂是堿性的，利用的是酸堿中和反應原理。炒菜時，如果加醋又加酒，就會覺得這道菜特別香，這是因為乙酸和乙醇在鐵鍋中發(fā)生了酯化反應，生成了有香味的乙酸乙酯。

三、具身認知理論對化學教學的啟示

傳統(tǒng)化學教學脫離了實驗、生活、身體，讓學生學習起化學來枯燥無味、無意義。針對化學學科的特點，具身認知理論提出的觀點對傳統(tǒng)化學教學的影響和沖擊是巨大的、不可忽視的。

具身認知理論對化學教學的啟示具體如下：

1．化學實驗教學應該讓學生身心都參與

化學實驗教學是化學教學的靈魂，化學實驗教學應該重視每位學生的身體體驗在學習中的重要地位，多給學生創(chuàng)造身體實踐的機會，使得學生在身體實踐中學習，學習到的知識又重新運用在實踐中。

在化學實驗中，許多同學只是按照書本的步驟或者是教師的方法進行實驗，沒有想過為什么可以這樣進行實驗。只有身體在場，而心早就不在課堂上了。如果再將該實驗進行改進，或者是變換一種形式，許多學生就不知所措了。所以化學實驗教學要讓學生自己動手選擇和組裝實驗儀器、觀察實驗現(xiàn)象并且記錄，教師在旁邊指導和答疑。實驗結(jié)束后，教師引導學生根據(jù)實驗原理怎樣改進實驗裝置。讓學生在化學實驗課中身和心都在場學習，培養(yǎng)學生遷移應用的能力。

2．化學教學應該注重學生個性發(fā)展

世界上沒有兩個一模一樣的人，每個學生都有不一樣的身體、成長環(huán)境、學習思維、所以化學教學應該注重每位學生的個性發(fā)展。針對不同的學生用不一樣的方法。不同的身體，就會有不同的身體體驗，不同的身體體驗又造就認知上的差異，形成不同的思維方式。在化學教學的同時也應該注重學生個性的發(fā)展，讓每位學生都得以發(fā)展。

最典型的是在化學實驗教學中，教師可將學生進行分組，每組由學生自己設計，教師指導并且給出意見，讓他們修改后用自己的實驗方案進行實驗，這樣充分激發(fā)學生的思維，也讓學生樂于做自己設計的實驗，而不是全班都進行一模一樣的實驗。

3．建立一個動態(tài)平衡的化學課堂

在傳統(tǒng)的化學課堂當中，學生不能隨意走動，不能隨意講話，只能乖乖的坐在座位上。和國外相比，我們的化學課堂確實是井然有序，這樣的課堂更像是教師是表演者，學生是觀看者，有些演示過程像是走馬觀花，學生看過之后就忘了。這樣死氣沉沉的課堂就像一池死水，久而久之就發(fā)臭了。動態(tài)平衡就像是一個水池，有進水口和出水口，水池里的水就是活水，永遠不可能發(fā)臭。建立一個這樣的化學課堂讓學生像活水一樣充滿著活力。

具身認知強調(diào)通過身體活動來學習，身體的舒適度也影響了學習的效果。這點和馬斯洛的需要層次說不謀而合，只有在滿足身體的需要的時候才能更好的學習。學生在討論或者合作學習的時候可以選擇自己的空間位置，或者是不同的座位排列形式。也可以決定自己的身體姿勢，站著或者坐著。這樣一種動態(tài)平衡的化學課堂讓課堂散發(fā)活力，學生獲得自由，這樣的自由讓學生更有效的學習。在演示實驗的時候，課桌椅可以擺放成U形，這樣可以保證每位學生都能看到老師的操作、實驗現(xiàn)象。在小組討論、合作學習的時候可以把桌子擺放成圓桌的形式，便于讓小組里的每位學生都可以自由的交流。

4．知識要放在特定的情境中才能活起來

知識只有在特定的情境中才能活起來，脫離情境的知識就演變?yōu)榭斩吹姆柡蛿?shù)字。例如，H在英文中代表了一個字母，但是在化學中就代表了氫元素或者一個氫原子?；瘜W與生活是不可分割的，化學知識也只有放在生活中才最有價值。放在生活里學習化學知識會激發(fā)起學生極大的學習興趣。

在氯氣和漂白粉的性質(zhì)這兩個知識點的學習中，可以將學生分組后帶到不同的小型自來水廠（其中一個是用氯氣消毒自來水，另一個是用漂白粉消毒自來水）。讓學生參觀自來水廠，最初的目的是讓學生了解該自來水廠用什么方法對自來水進行消毒，反應的原理又是什么。并對剛消毒過的自來水進行取樣，之后帶到實驗室進行探究。但是，在自來水廠這樣特定的環(huán)境中，學生學習到的不僅僅是這些，學生還觀察到了氯氣和漂白粉的儲存方式、漂白粉的成分以及整個化工流程和與實驗室實驗的不同等。不僅讓學生明白了實驗原理，也明白了化工生產(chǎn)要遵循綠色、環(huán)保、節(jié)能、減排等原則。

這樣將化學知識放在特定的情境中，讓學生從各個方位學好化學，可謂是一舉多得。

總之，教師要在深化化學教學改革中充分理解和運用具身認知理論，這會是對當前化學教學的一個重大的突破。

［1］葉浩生．西方心理學中具身認知研究思潮［J］．華中師范大學學報：人文社會科學版，2010，（7）：153

［2］李恒威，盛曉明．認知的具身化［J］．科學學研究，2006，（4）：184－190

［3］李默．抓住化學學科特點創(chuàng)設探究性課堂［J］．教育理論與實踐．2009，29，（12）：62－64

1008-0546（2015）09-0014-03

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