在具身學習中發展空間觀念

【摘要】空間觀念是小學數學課程標準的核心概念之一.筆者嘗試將具身認知與圖形學習有機結合，通過營造具身之境，開展具身活動，建構具身認知，創意具身評價，促進學習過程的漸進，完成學習意義的建構，從而有效發展學生的空間觀念.

【關鍵詞】具身;認知;空間觀念

空間觀念是小學數學課程標準的核心概念之一，是兒童認識、研究實物和感知理解生存空間的重要基礎.它主要指根據物體特征抽象出幾何圖形，根據幾何圖形想象出所描述的實際物體，想象出物體的方位和相互之間的位置關系等，描述圖形的運動和變化，依據語言的描述畫出圖形等.空間觀念與常態意義上的顯性知識不同，它是大腦對空間的感知與想象，是實現幾何圖形與現實物體間雙向轉換的能力.

一、現實之困

小學階段，學生主要通過“圖形與幾何”這一部分內容的學習來發展空間觀念，但在現實教學中，仍有教師違背學生身心發展特點與認知規律，用精講多練的形式快節奏組織教學.還有部分教師雖然設計了操作實踐，卻流于形式，沒有關注活動中環境、身體與認知之間的融通關系，導致部分學生學習動機不強，思維刻板，知識僵化，空間意識淡薄.

二、思考之策

現代心理學認為，具身認知是一種有效的學習方式，它是環境、身體與認知的交互生成.從學習的環境來看，具身認知呈現的是動態開放的學習情境;從學習的方式來看，具身認知強調的是身體在學習中發揮的作用;從學習過程來看，具身認知產生的是建構生成的自我體驗.

三、實踐之法

基于此，教師以蘇教版三年級上冊“平移與旋轉”一課為例，嘗試將具身認知與圖形學習有機結合，通過具體可感的問題情境，借助合適的素材進行操作體驗，引導學生在體驗的過程中逐步建構數學概念，獲得空間觀念與能力的發展.

（一）營造具身情境，激活已有經驗

在真實的教學中，知識并不是客觀的、靜態的，是鑲嵌在具體情境中的.在學習的起始階段，教師通過呈現游樂場的活動片段，激活了學生的已有經驗.在摩天輪、空中纜車、觀光小火車、升降機、旋轉木馬等動畫的交相出現中，教師引導學生用手指逐一跟著圖片中的物體進行動作模仿.在模仿的過程中，學生初步感知物體不同的運動方式.

面對不同的物體運動，教師請學生根據運動方式來進行分類.學生通過觀察、對比，進行討論與辨析，完成分類.具身情境激發了學生學習的興趣，激活了學生已有的經驗儲備，實現了生活情境向數學學習的過渡.

（二）開展具身活動，感知運動方式

與從靜態角度來研究“圖形與幾何”的傳統相比，以動態的方式來探究圖形的變化和運動更加貼合現實世界與生活實際.心理學家皮亞杰曾說過，“兒童的身體活動是所有學習的基礎”.圖形的運動學習，應該與多維度參與式的具身活動結合起來.教師通過嵌入身體和環境的活動，使學生的身體活動與心智發展產生互動，空間觀念得以萌生與建構.

1.身體卷入，動作模仿

在學習中，身體動作能夠直觀形象地表達出語言難以闡述的信息，尤其是相對抽象的概念與知識.完成分類后，教師再次請學生用手勢來表示其中一類的運動方式.學生的手掌隨著纜車做斜上式的運動，隨著升降機做上下垂直運動.學生在模仿中，利用肢體語言與自我感知，發現了平移運動的特點.在學習旋轉時也是如此，學生借助各種姿態動作的輔助，模仿旋轉木馬的繞軸運動，模仿摩天輪的圓周運動，加深了對旋轉現象的理解.

教師要重視身體的卷入，適當地給予學生觀察與模仿的時空.對于學生而言，可以增加親身體驗、感悟的機會，對于教師而言，可以有效避免教學上的“滑過現象”.

2.認知卷入，言語表征

言語表征是空間觀念形成的基礎之一.因此，數學教學中教師要注重學生抽象意識的培養，要引導學生抓住數學知識的核心部分，深入體驗抽象活動，把相關的問題通過數學語言表達出來，形成初步的空間觀念.學習過程中，教師在和學生一起完成動作模仿之后，可以請學生思考這些運動有什么特點.對于平移，有的學生結合火車示意圖可能會說是直直的運動，或者運動的時候是平的.結合升降機的動作，學生發現升降機上下的運動是垂直的，它與火車的運動方式是相似的.同樣的，學生在觀察與模仿旋轉的過程中，能夠自主發現旋轉木馬是繞著中間的柱子轉動的，摩天輪是繞著圓形中間的那個點轉動的.這時，教師可以請學生用自己的話來概括什么樣的運動是平移，什么樣的運動是旋轉.學生經過動作與語言的匹配，就能比較自然完整地表達平移與旋轉的概念.

在學習中借助語言或文字解構與建構概念是發展空間觀念的必要環節，但其過程并非一蹴而就.教師引導學生用語言表達肢體動作的本質特征，進行多輪的言語表達，不僅可以匯聚概念的核心意義，同時可以提升學習的有效性.

3.思維卷入，現實尋例

從觀察到分類，從模仿到概括，學生經歷了初步的分析與抽象過程.在此基礎上，教師啟發學生尋找和列舉生活中的其他平移或旋轉現象.一方面，學生通過尋找更多的生活現象，可以充實豐富平移與旋轉的樣態，凝練圖形運動的本質.例如，學生發現人在滑滑梯時雖然經歷的是斜線路徑，但其運動方式也是平移，兒童在玩蕩秋千時，雖然前后起伏旋轉未滿一圈，也可以視做旋轉.另一方面，教師不斷地帶領學生往返數學世界與真實世界之間，也蘊含著數學教育的本質，即學會用數學的視角去觀察世界，用數學的方法認識世界，甚至用數學的思想去改造世界.

（三）構建具身認知，理解運動要素

具身認知理論認為，認識是身體經驗與情境自然互動的過程，是一個不斷生成建構的過程.因此，課堂中，教師應鼓勵學生通過操作與體驗，進行觀察與體悟，產生對話與溝通，讓學習成為主客體交融為一體的過程.學習中，教師設計了撥指針的游戲.教師提供一個帶有指針的圓盤，請學生按照要求進行2次游戲操作.第一次將指針從A旋轉到B，第二次將指針從A旋轉到C.教師通過前后兩次活動，提出問題：這兩次旋轉有什么相同的地方？又有什么不同的地方？學生在觀察比較中得出，不管怎么旋轉，指針的底部位置都沒有發生變化，即旋轉的中心是相同的.也有學生指出，在第二次轉動到位置C時會經過B，即兩次旋轉的方向是相同的.還有學生發現雖然兩次指針都是從A出發，但是到達的位置不同，于是概括出兩次旋轉的角度不同.在具體的撥指針過程中，學生進行了動作體驗;在問題的指引下，學生進行了觀察思考;在交流互動中，學生理解了旋轉運動與三個要素——旋轉中心、旋轉方向和旋轉角度有關.這種感知與理解不是來自生硬地灌輸，它既依托于心，又來源于身與環境的動態交互.

（四）創意具身評價，發展空間觀念

基于具身學習的評價與傳統的評價有所差異，它不僅包含生生互評、師生互動，它更包含由自我的身體感知帶來的思考與歸納.教學中，教師請學生把數學書放在課桌左上角，請學生把書從左上角平移到右上角.在平移的過程中，學生很快發現了如果把書隨便移動，與平移的要求似有不符.于是許多學生在第一次移動之后，又主動進行了二次操作.在二次操作的過程中，學生逐漸把平移的概念與動作實施結合起來，對自己第一次的胡亂移動進行了修正.當教師請學生說說在平移中有什么需要注意的地方時，絕大部分學生都指出應該把書沿著課桌的邊移動，并指出這樣的運動是沿著直線的運動.在教師再次提出把數學書從左上角平移到右下角的要求后，學生又自主進行了多次操作.在操作的過程中，有的學生提出可以先把書平移到右上角，再向下平移到右下角.有的學生提出可以先把數學書從左上角平移到左下角，然后向右平移到右下角.有的學生提出可以利用桌面的對角線，把數學書直接從左上角平移到右下角.學生對于不同的答案再次進行了具身體驗，得出了基于身體感知的多元評價.有的學生發現前兩次的平移方向次序正好相反.有的學生指出這些平移雖然都可行，但前面兩種需要兩次平移，而最后一種只需一次平移.還有學生指出，把數學書從左上角平移到右下角，其實方法還有很多.這些發現，從表面上看來自師生之間的言語互動，但從本質上看來自具身體驗與活動操作.這些評價的產生經歷了動手操作、具身認知、自我反思、互動生成的過程，最終帶來了學生空間觀念的提升.

綜上所述，把具身情境與圖形學習結合起來，不僅遵循了幾何認知的學習規律，更重要的是實現了學習主體的回歸;用具身活動串聯圖形學習，不僅突破了身心分離現象，更重要的是告別了記憶式的灌輸;把具身認知和圖形學習結合起來，不僅帶來了學習的水到渠成，更完成了運動內涵與要素的建構;把具身體驗與圖形學習結合起來，不僅實現了基于理解的意義的圖形運動感知，更為空間觀念的進一步發展創造了可能.

【參考文獻】

[1]侯凱瑩.小學數學具身教學設計研究[D].山西大學，2020.

[2]李昱蓉.具身學習：立足學科核心素養的學習方式[J].當代教育科學，2017（9）：7-10.

[3]肖棟坡，寧連華.高水平數學認知任務的教學“滑過”現象及啟示[J].教育理論與實踐，2010（12）：39-40，50.

[4]葉春梅.核心素養視角下小學數學空間觀念的培養：基于小學“圖形與幾何”教學實例中的思考[J].福建教育學院學報，2020（08）：90-91.

[5]沈君.經歷建模過程 促進深度學習：以“確定位置”一課的教學為例[J].江蘇教育研究，2020（Z5）：101-103.

[6]焦彩珍.具身認知理論的教學論意義[J].西北師大學報（社會科學版），2020（04）：36-44.