探尋具身視域下的初中物理概念教學(xué)策略

姚蕊 榮爭(zhēng)輝 夏歡 蔡武德

摘?要：隨著教育學(xué)、心理學(xué)以及學(xué)科教學(xué)的不斷發(fā)展，具身認(rèn)知理論已成為認(rèn)知科學(xué)主要的研究方向之一。具身認(rèn)知理論將認(rèn)知、身體與情境三者進(jìn)行了統(tǒng)一，并強(qiáng)調(diào)了身體在認(rèn)知過程中的重要影響作用，將具身認(rèn)知理論用以指導(dǎo)物理教學(xué)，對(duì)物理教學(xué)發(fā)展有著深遠(yuǎn)意義。本文將運(yùn)用具身認(rèn)知理論，以光的折射概念教學(xué)為例來探尋初中物理概念教學(xué)策略。

關(guān)鍵詞：具身認(rèn)知;物理概念;教學(xué)策略

1?具身認(rèn)知理論概述

1.1?具身認(rèn)知理論

身心二元論的第一代認(rèn)知認(rèn)為：人的身體和其認(rèn)知是完全獨(dú)立的兩個(gè)存在，而與形成概念、推斷事物等一系列活動(dòng)有直接關(guān)系的僅僅只有人的認(rèn)知，人的身體則與這些活動(dòng)沒有關(guān)系，這就是所謂的“離身認(rèn)知”[1]。隨著教育學(xué)、心理學(xué)以及認(rèn)知科學(xué)不斷發(fā)展，人們漸漸發(fā)現(xiàn)淡化人的身體部分并不利于知識(shí)的獲取，于是具身、情境等概念逐漸出現(xiàn)在了認(rèn)知科學(xué)中，到了20世紀(jì)80年代，具身認(rèn)知理論成為認(rèn)知科學(xué)中新興的研究方向。

在國(guó)外對(duì)于具身認(rèn)知理論的研究較為豐富，其中具有代表性的是認(rèn)知語(yǔ)言學(xué)創(chuàng)始人萊考夫和約翰遜的研究，他們以隱喻研究出發(fā)，收集了大量的實(shí)例用來證明身體能力和身體經(jīng)驗(yàn)產(chǎn)生了認(rèn)知的表征，提出了具身認(rèn)知的特征：心智是具身的;認(rèn)知是無意識(shí)的;隱喻是思維的核心[1]。而在我國(guó)，葉浩生教授對(duì)具身認(rèn)知理論做了較為系統(tǒng)和完備的研究，他認(rèn)為具身認(rèn)知突出反映了身體在認(rèn)知過程中有重要作用，并強(qiáng)調(diào)了認(rèn)知、身體、情境應(yīng)當(dāng)有機(jī)地統(tǒng)一起來，他從三個(gè)方面對(duì)其做了說明：①身體的限制作用：我們所能認(rèn)知的內(nèi)容和認(rèn)知的程度取決于自己身體的內(nèi)外部構(gòu)造，只有當(dāng)身體處在特定的環(huán)境中才會(huì)出現(xiàn)與之對(duì)應(yīng)的認(rèn)知;②身體的分配作用：完成認(rèn)知過程的方式和步驟需要身體的各種物理屬性來加工整合;③身體的調(diào)節(jié)作用：行動(dòng)作為認(rèn)知的目的，兩者之間的聯(lián)系與結(jié)合需要身體來完成，身體的調(diào)節(jié)作用能夠使認(rèn)知與行動(dòng)保持一種和諧的狀態(tài)[2]。

綜上所述，具身認(rèn)知是以反對(duì)身心二元論為基礎(chǔ)發(fā)展的，具身觀強(qiáng)調(diào)了認(rèn)知并不是一種純粹的精神活動(dòng)，它有賴于身體、環(huán)境不間斷的相互生成。這一理論對(duì)整個(gè)認(rèn)知科學(xué)領(lǐng)域產(chǎn)生了巨大影響，對(duì)教育學(xué)、心理學(xué)、學(xué)科教學(xué)的發(fā)展起到了促進(jìn)作用。

1.2?具身認(rèn)知與初中物理教學(xué)

物理是一門探究物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)、相互作用和運(yùn)動(dòng)規(guī)律的自然科學(xué)，它的知識(shí)和研究方法被廣泛地應(yīng)用于其他自然學(xué)科，為社會(huì)的發(fā)展進(jìn)步打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，這使得物理學(xué)科成為學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的必修課。在義務(wù)教育階段，物理知識(shí)大多是定性分析，而定量研究較少，對(duì)于數(shù)學(xué)方面的知識(shí)運(yùn)用也比較簡(jiǎn)單，學(xué)生不需要克服煩瑣的理論推演。處于這個(gè)階段的學(xué)生剛剛接觸物理，對(duì)其有極強(qiáng)的好奇心，但他們的認(rèn)知和思維發(fā)展并不全面，需要有具體的實(shí)物作為支撐。因此，為了使初中生能夠有意義地進(jìn)行物理學(xué)習(xí)，重點(diǎn)是要激發(fā)并保持學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

將具身認(rèn)知運(yùn)用于初中物理教學(xué)，需要在教學(xué)過程中考慮學(xué)生個(gè)體對(duì)身邊環(huán)境的感知程度，除了關(guān)注視覺、聽覺、觸覺、嗅覺等的直接感知，還應(yīng)該注意語(yǔ)言對(duì)感受的形容，讓學(xué)生通過身體對(duì)現(xiàn)實(shí)環(huán)境的感知來掌握物理知識(shí)。這樣不僅能夠提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，培養(yǎng)其物理核心素養(yǎng)，也為初中物理教學(xué)開辟了新的道路[3]。

2?具身化的初中物理概念教學(xué)策略

具身認(rèn)知的觀點(diǎn)認(rèn)為認(rèn)知有具身性，是以周圍環(huán)境和動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)為基礎(chǔ)的，而物理的概念教學(xué)也應(yīng)當(dāng)如此。雖然在初中階段學(xué)生所接觸到的物理概念大多比較簡(jiǎn)單，但仍然具有較高的概括性和抽象性，會(huì)對(duì)學(xué)生的掌握造成困難。因此，用具身認(rèn)知理論指導(dǎo)初中物理概念教學(xué)，應(yīng)當(dāng)充分利用學(xué)生身邊熟悉的材料，創(chuàng)設(shè)有趣的教學(xué)情境，讓學(xué)生的身體最大限度地參與到物理概念的認(rèn)知過程中，這樣才能夠充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，激發(fā)學(xué)生的想象力和創(chuàng)造能力，使概念學(xué)習(xí)達(dá)到事半功倍的效果。下面將以光的折射概念教學(xué)為例，對(duì)具身化的概念教學(xué)策略進(jìn)行探尋。

2.1?巧設(shè)具身情境

創(chuàng)設(shè)情境是概念引入至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，精妙的物理情境可以很好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生自發(fā)主動(dòng)地去感知概念。在“光的折射概念”的教學(xué)中，教師可以利用自制教具——黑屋子亮了，讓學(xué)生親身感知光的折射現(xiàn)象。在密封紙箱的頂部中間位置開一個(gè)能剛好放下礦泉水瓶的圓形小孔;在紙箱一面中間偏下的位置開一個(gè)方形小窗，通過小窗學(xué)生能觀察到箱內(nèi)的明暗變化;并用支架在紙箱左側(cè)固定一個(gè)電筒作為光源，調(diào)節(jié)電筒位置，使得當(dāng)電筒開啟時(shí)，光線不能直射入紙箱，這時(shí)紙箱內(nèi)部比較暗，如圖1（a）所示。保持電筒的位置不變，將裝滿水的礦泉水瓶放在紙箱頂部的開口處，紙箱內(nèi)部變得亮了起來，如圖1（b）所示。為了讓所有學(xué)生都能清楚感受到紙箱內(nèi)亮度變化，特意在紙箱內(nèi)安裝了光敏報(bào)警器，如圖1（c）所示，當(dāng)紙箱光線較暗時(shí)報(bào)警器不會(huì)發(fā)出聲音，當(dāng)紙箱亮起來時(shí)報(bào)警器發(fā)出聲響。之后引導(dǎo)學(xué)生思考黑屋子為什么會(huì)亮起來。

利用自制教具寓教于樂，以現(xiàn)象為基礎(chǔ)設(shè)置懸念，不僅能引起學(xué)生的注意，使學(xué)生對(duì)光的折射現(xiàn)象有一個(gè)清楚具體的感知，還能夠讓學(xué)生對(duì)要學(xué)習(xí)的內(nèi)容保有較高的興趣，為接下來的學(xué)習(xí)活動(dòng)做了良好的鋪墊。

2.2?豐富具身體驗(yàn)

學(xué)生在教室中學(xué)習(xí)，教師和同學(xué)自然也是這個(gè)學(xué)習(xí)環(huán)境中不可或缺的一部分，所以學(xué)生在認(rèn)知的過程中師生的溝通和同學(xué)的交流就顯得尤為重要。師生的溝通以教師的講授與提問為主，同學(xué)間的討論是將自己所獲取的信息分享交流，這兩方面都能增加學(xué)生的具身體驗(yàn)，從而在環(huán)境的相互作用下獲取更多新的認(rèn)知。在教授“光的折射概念”的過程中，除了單純的講授外，教師還需要設(shè)置一些有意義的問題，例如：教師可以提問：“我們之前學(xué)過了光的傳播，同學(xué)們回顧一下光在水中或空氣中是怎樣傳播的？”這個(gè)問題能讓學(xué)生回顧已有認(rèn)知，加深對(duì)該內(nèi)容的印象;待學(xué)生做出回答后，繼續(xù)提出第二個(gè)問題：“那如果光從空氣射入水中還會(huì)沿直線傳播嗎？”在第一個(gè)問題的基礎(chǔ)上提出的第二個(gè)問題能夠引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突，為接下來的演示實(shí)驗(yàn)埋下伏筆。緊接著，教師分別演示光從空氣射入水中，如圖2（a）所示，光從玻璃射入空氣中，如圖2（b）所示。并在實(shí)驗(yàn)完成后組織學(xué)生進(jìn)行小組討論，得出這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的相同之處，即：光都是從一種介質(zhì)射入另一種介質(zhì)且光路都發(fā)生了改變。以此結(jié)論為基礎(chǔ)，進(jìn)一步總結(jié)得出光的折射概念：當(dāng)光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)中時(shí)，光的傳播方向會(huì)發(fā)生偏折，在物理學(xué)中我們將這種現(xiàn)象稱為光的折射[4]。通過學(xué)生交流討論后總結(jié)出的概念更容易使學(xué)生接受，相較于學(xué)生的單獨(dú)思考，同學(xué)間的交流更有助于培養(yǎng)學(xué)生的合作意識(shí)和表達(dá)能力，促進(jìn)學(xué)生思維、行為等方面協(xié)調(diào)發(fā)展。

2.3?剖析概念外延

反映某一概念本質(zhì)屬性的對(duì)象被稱為概念的外延，而在一般情況下，概念的外延就是指概念的適用范圍，它說明概念反映的是哪些對(duì)象[5]。停留于概念本身的教學(xué)不利于學(xué)生對(duì)概念的深化和擴(kuò)展，因此在教學(xué)過程中應(yīng)當(dāng)讓學(xué)生逐步了解概念的外延，使其對(duì)概念有全面深刻的認(rèn)識(shí)。在光的折射概念教學(xué)中讓學(xué)生了解在什么情況下會(huì)產(chǎn)生折射現(xiàn)象是很有必要的，教師可以在總結(jié)完折射概念后向?qū)W生提問：“是不是在任何條件下都會(huì)發(fā)生光的折射呢？”大多數(shù)學(xué)生會(huì)基于之前的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象做出否定回答，理由是需要不同介質(zhì)，這時(shí)教師繼續(xù)設(shè)問：“是不是只要有兩種不同的介質(zhì)就一定會(huì)發(fā)生折射呢？”為了解決這一問題，教師需要演示光垂直入射不同介質(zhì)，如圖3所示，讓學(xué)生清楚當(dāng)光垂直入射時(shí)，雖然有兩種不同介質(zhì)，但并不會(huì)發(fā)生折射。最后歸納總結(jié)得出并不是在任何條件下光都會(huì)發(fā)生折射，只有當(dāng)光斜射入兩種不同介質(zhì)時(shí)才會(huì)發(fā)生光的折射。

2.4?引導(dǎo)概念運(yùn)用

教學(xué)的最終目的是學(xué)以致用，這也是概念教學(xué)的基本要求。通過運(yùn)用概念，可以檢驗(yàn)學(xué)生掌握概念的情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的不足，以便后續(xù)有針對(duì)性地強(qiáng)化學(xué)生對(duì)概念的理解[5]。在引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用概念時(shí)，盡可能不要選擇用大量習(xí)題機(jī)械訓(xùn)練，應(yīng)當(dāng)為學(xué)生提供多樣且詳盡的物理情境，給予學(xué)生分析概念、判斷物理現(xiàn)象以及解決物理問題的機(jī)會(huì)。在學(xué)習(xí)光的折射概念后，可以引導(dǎo)學(xué)生對(duì)“黑屋子亮了”這一現(xiàn)象做出解釋，另外還可以用視頻和圖片讓學(xué)生明白海市蜃樓、池水看起來比實(shí)際淺、鉛筆彎折等現(xiàn)象都與光的折射有關(guān)，這樣使所學(xué)的概念與生活緊密聯(lián)系起來，有利于學(xué)生對(duì)光的折射概念深入理解。

3?結(jié)語(yǔ)

在實(shí)際的概念教學(xué)過程中，應(yīng)當(dāng)針對(duì)不同的概念，從不同角度出發(fā)，選擇能夠讓學(xué)生親身參與的具身化教學(xué)策略進(jìn)行教學(xué)，盡可能地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，發(fā)揮其獨(dú)特個(gè)性，這樣不僅有利于學(xué)生深入透徹地理解概念，還能提高學(xué)生的綜合能力和物理核心素養(yǎng)，為學(xué)生的終身發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]葉浩生.具身認(rèn)知的原理與應(yīng)用[M].北京：商務(wù)印書館，2017：1326.

[2]葉浩生.具身認(rèn)知：認(rèn)知心理學(xué)的新取向[J].心理科學(xué)進(jìn)展，2010，18（5）：705710.

[3]葉成林.具身認(rèn)知視野下的初中物理課堂教學(xué)策略——以蘇科版8年級(jí)物理“力彈力”課堂教學(xué)為例[J].物理教師，2018，039（006）：4041.

[4]廖伯琴.《義務(wù)教育教科書（物理）》（八年級(jí)全一冊(cè)）[M].上海：科學(xué)技術(shù)出版社，2018.

[5]閆金鐸，郭玉英.中學(xué)物理教學(xué)概論[M].北京：高等教育出版社，2009，12：148151.

作者簡(jiǎn)介：姚蕊（1994—?），女，云南曲靖人，云南師范大學(xué)物理與電子信息學(xué)院在讀研究生，主要從事學(xué)科教學(xué)（物理）研究。

*通訊作者：蔡武德（1966—?），男，云南人，云南師范大學(xué)物理與電子信息學(xué)院副教授，主要從事課程與教學(xué)論研究。