“具身認知理論”下的初中物理概念生成教學策略①

(江蘇省常熟市實驗中學，江蘇 蘇州 215500)

概念是人腦對客觀事物本質屬性和共同特征的反映，學生的概念生成是物理課堂教學的核心。具身認知理論認為：知識、技能、思維、記憶、方法、情感和態度是在身體作用于環境的活動中塑造出來的。[1]以具身認知理論為指導，關注學生的身體結構與感受對概念生成的潛在影響，注重身體、環境對心智的持續交互生成，強調具身認知理論與課堂的有機結合。從根本上講，心智是一種身體體驗，心智基于身體，源于身體，身體的物理屬性也制約了心智活動的特征和范圍。據此，初中物理教學需要經歷以下三個轉向。

1 具身認知理論下的教學轉向

1.1 從“離身”到“具身”，尊重學生的身體感受

中國古代有“廢寢忘食”形容一個人熱愛學習，有“頭懸梁錐刺股”刻畫學習的決心，有“衣帶漸寬終不悔，為伊消得人憔悴”形容學習的境界，這些典故流傳至今，被人津津樂道。學習被認為是一種可以“離身”的精神訓練，身體對于概念生成不僅不能發揮任何作用，甚至身體的低級欲望是思維通向理性的絆腳石。因此，身體的欲望應被抑制，學生的身體是受懲罰的，習得過程是以摧殘身體的方式來提高心智能力，進階認知思維，這種認知的背后是對學生身體的漠視和貶抑。隨著具身認知理論的興起，這種“離身”教育觀受到了質疑。英國經驗主義哲學家洛克提出：“一切知識來源于經驗”。法國哲學家梅洛·龐蒂認為：“經驗源于身體”。[2]不同的身體對世界的認識會不同，形成的認知經驗也會不同。比如人的身體結構如果同蝙蝠一樣，我們所能認知的萬事萬物就會和現在完全不同；人眼若能360度觀察，也就沒有前后左右之分了。身體的結構決定了認知的特性，也限制了認知的范圍。在概念生成的過程中，要重視身體及其結構，向“具身”轉向，承認身體對經驗習得的重要作用。知覺是身體的知覺，大腦本身并不能完成高級的認知行為，我們之所以有意識、能思考，是因為我們是一個有感覺運動能力的、活生生的身體。身體才是經驗的主體，通過身體與外部世界的互動對于高級認知起著關鍵作用，認知被認為是情境性的。

1.2 從“關注教”到“關注學”，尊重學生的經驗體悟

在傳統教育理念中，教學與教學效果體現在腦部，與頭部以下的身體無關。在這種理念的指導下，教師忽視了學生的身體，認為身體只是承載知識的容器，而教學就是將知識“放”到容器中的過程。教師“關注教”，教學過程統一化、標準化，教學停留在簡單的知識傳遞、定義表達，導致課堂教學的簡單化、固定化和庸俗化。許多教師堅信只要按照既定的程序進行教學，就會產生預期的教學效果，在教學中往往過分關注教，而忽視了概念生成。以具身認知理論重新審視教學就會發現：認知發生在具體的環境、生活中，需要知覺感知、運動和感官體驗以及行為參與。認知嵌于大腦，大腦嵌于身體，身體嵌于環境。認知是情境性的，是心智、身體、環境的交互作用。教師應“關注學”，創設真實的教學情境，激發學生的具身體驗，動用其視覺、聽覺、觸覺、運動器官的感受與相關物理知識點建立聯結，形成經驗，生成概念，解決問題，提高學生的認知體驗。人是知、情、意、行的統一體，每個學生的認知風格、心理特征、家庭背景和基礎知識水平各不相同，接受方式也不同，“關注學”是允許每一位學生擁有自己的理解方式、情感體驗，教師把課堂還給學生，體現學生的主體地位。

1.3 從“要我學”到“我要學”，尊重學生身體與環境的交互

外在環境的壓力可能是學習最初的動力，如嬰兒學習翻身、走路、說話。而一味重視外在壓力，不斷利用父母、學校、社會給學生施壓，學生也會不堪重負。外在壓力固然重要，但外在壓力能否發展成終身學習的內驅力，關鍵在于外在壓力能否轉化為個體內部的需要。教師“關注學”，帶動學生的“具身參與”和“具身體驗”，學生在情境學習中體驗到了與知識接觸的快樂，發現了個體成長與環境之間的平衡和相互作用，良性互動就能使教學發生更深層次的變化，由“要我學”向“我要學”的主體轉向。“我要學”是教學主體的強烈的認知吸取愿望，教師尊重學生的直接經驗，學生強烈地希望利用實驗設備或身邊的材料，在情景模擬中將直接經驗改造、總結、歸納，形成普遍概念，并將概念運用于生產、生活中。新課程關注學生的主體性，強調終身學習的重要性，具身認知理論指導下的教學更有利于激發學生終身學習的愿望。

2 具身認知理論下的物理概念教學策略

具身認知理論對當前初中物理概念生成教學有重要的指導作用，這里以江蘇省特級物理教師的一節示范公開課“力的作用是相互的”為例(教學活動如圖1)，探討具體的教學策略。

圖1

2.1 創設情境，“具身體驗”，激發學習動機

動眼：播放視頻“拳擊比賽”“足球比賽”，讓學生觀察體育比賽中涉及的力的相互作用。

動手：請同學們用手指壓筆尖，觀察手指的形狀如何改變？你的手指有什么感受？說明了什么問題？

運用運動器官：兩位同學站在兩輛滑板車上，同時面向窗戶方向，一名同學推另一名同學的背部。請觀察兩名同學的運動變化情況，誰受到了力？

力是一個物體對另一物體的作用，這是非常抽象的概念，課前學生的感性認知也不充分。針對教師創設的情境，學生提出了以下觀點：(1) 生A認為如果拳擊運動員用力把對方擊倒，那就只有對方受到了力；生B認為足球運動員用頭把足球頂出去以后，他會覺得頭很痛，運動員的頭也受到了球給他的力，這是“離身”的認知。(2) 手指壓筆尖，看到手指發生形變，同時感到手指有刺痛，說明手對筆尖施力的同時還受到了筆尖對手指的作用，是“具身”的認知。(3) 讓A推B的背部，B向前運動，同時A也往后退，教師采訪活動中的學生，A說道：當我推B的時候，也感受到他作用于我的力，讓我往后退，這是“具身”的感悟，并建立了初步概念：物體在施力的同時也在受力。教學情境是教師在課堂上展現或模擬現實生活中的某一情形，有時為了突出主要因素可以忽略次要因素的影響，理想化生活情形，創設情境。

2.2 設計實驗，“具身參與”，提高認知體驗

做一做：利用所給器材(氣球、橡皮筋、彈簧、測力計)設計實驗，觀察并感受力的作用是相互的，看看誰的創意多！教師安排學生自主實驗，讓學生自己設計，交流并講解，進一步提高認識。

以具身認知理論為指導，學習是身體作用于環境的實踐活動，教師不再是知識的傳授者、課堂的指導者，而是課堂的建設者。維果茨基指出：抽象思維是外部動作“內化”的結果。學生自主實驗，將抽象的物理概念轉變為操作性材料和具身性活動，有的用一個氣球擠壓另一個氣球，或者用一根橡皮筋拉另一根橡皮筋，用彈簧拉另一根彈簧等，學生在深入實驗探究后建構物理概念。教師放手讓學生具身參與，運用自己的身體和感官，發揮每一位學生的主體性、參與性和積極性，讓每一位學生體驗、感悟，肯定每一位學生個性化的學習方式，使每一位學生獲得終生發展所需素養。

2.3 總結歸納，“具身生成”，拓展認知

實驗1：在兩輛小車上分別固定磁鐵和鐵塊，相互靠近至一定距離后，先釋放固定鐵塊的小車，觀察現象。重復以上步驟，再釋放固定磁體的小車，觀察現象。

實驗2：用干燥的紙巾在兩根塑料吸管上摩擦后，觀察吸管的運動。

實驗3：請學生用摩擦雙手，體驗摩擦時阻礙作用是相互的、同時發生的。

學生觀察、描述現象，闡述原因，交流討論，形成經驗，生成概念。

教師先列舉了彈力的相互作用案例，再補充磁力、靜電力、摩擦力的相互作用，使結論更具有普遍意義。表面上看，教師通過演示實驗幫助學生完善了物理概念的普適性，實質上，這是一種在“具身體驗”“具身參與”的基礎上的“具身生成”，是學生通過具身體驗總結歸納出來的。課堂教學除了使學生生成概念、學習科學方法，其實還滲透著情感教育，教師以任務驅動的模式，創設真實的物理情境，學生在實驗過程中與同伴互助，無形中締結了同學情誼，升華了友情。在交流討論中，共享經驗，學生學會了聆聽和尊重、鼓勵他人。

2.4 提高拓展，“具身交互”，延伸應用

實驗1：觀察玩具直升機的懸停，借助小風車放在飛機身下快速旋轉、放在飛機上面小風車不轉的情境，了解直升機升空的原理。

實驗2：觀察水動力小船的運動，瓶子向后噴水，小船前進。

實驗3：觀察空氣動力車的運動，氣球向后放氣，小車向前運動。

教師展示了直升機、輪船、汽車，都應用了力的相互作用原理，學生在課堂上學以致用，了解物理知識與實際生活的聯系，體驗知識學習的快樂，激發了認知欲望。瓦雷拉指出：“認知過程不是預先設計好的過程，而是不斷內化的過程”。只有學生自己有強烈的認知欲望，課堂才會有良性的師生互動。教師不僅要關注顯性知識的傳遞，同時也應關注緘默知識的教學和學生的情感、態度、價值觀等內在素質的發展。

3 結語

學生作為認知的主體，要求教師在教學過程中激發主體的“具身體驗”，讓學生在“具身參與”的過程中動用視覺、嗅覺、觸覺、味覺、聽覺、知覺等，發揮主體學習的主動性、積極性、創造性，讓其盡情地體驗、經歷、感悟、獲得、提高。認知過程是身體作用于環境的實踐，這種實踐并非是簡單的認知傳遞，動作傳遞，而是學生以其所有的智識、情感、意志、信念和心力投入的充滿創造性的活動。[4]