用具身認知理論激活高中物理教學策略探究

【摘 要】本文探究利用具身認知理論激活高中物理教學的策略：動手操作、嵌入情境、應用身體作用、重視實際體驗、關注情緒等。

【關鍵詞】具身認知理論 高中物理 教學策略

【中圖分類號】G? 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2021）22-0137-02

具身認知理論是建立在反思與批判身心二元論的傳統認知觀基礎之上的一種新型認知觀，它在理論上突出強調身體參與認知活動的重要意義和價值。在物理教學中踐行具身認知理論，就是要讓學生親身參與到物理情境中。可以這么說，物理教學中具身認知理論的運用，因為更重視學生親身的體驗，從而提高學生的物理學習效率。

一、具身認知理論的內涵

具身認知理論來自心理學的命題—— 人的認知過程是否有身體參與？在這一命題中，最早形成的是離身認知理論，即認為身心在認知過程中是分離的，互相之間沒有任何作用。但隨著心理學研究的不斷推進，具身認知理論在20世紀90年代逐漸發展起來。對具身認知理論，可以從廣義和狹義兩個角度進行概念界定。狹義的具身認知理論，主張身體在認知活動中的核心作用，強調身體對于促進、形成人的認知的重要性，認為身體才是產生認知經驗的主要部位;廣義的具身認知理論，不僅強調身體的核心作用，而且重視身體與環境（世界）的相互作用，認為身體與環境的互動對人的認知存在種種影響。

具身認知理論的特性主要有兩個方面，其中一個是具身性，具身性是指人的認知受到身體狀態、組織、情緒影響。人的認知首先受到身體動作的影響，不同姿勢下的身體動作會改變認知主體的身體狀態，進而改變他們認知世界的過程，最明顯的例子就是，當認知主體處于緊繃的身體狀態下，會產生更多緊張感。身體組織也對人的認知產生了重要影響，只通過觀看而沒有實際操作觸摸過實物，對人的認知程度影響是十分不同的，而情緒雖然是一種心理感受，但其來源也是具身化的。具身認知理論的第二個特性是情境性，情境或認知主體所處的環境，對個體的認知過程也會產生重要影響，因此，人會因環境的改變而產生不同的認知變化。

二、在教學實踐中踐行具身認知理論

（一）動手操作，激活認知神經

根據具身認知理論的具體內涵，在教學實踐中，主要通過動手操作和嵌入情境兩種方式發揮作用。通過引導學生進行動手操作，可以讓學生的認知神經得以有效激活，從而促進學生對物理知識的記憶和理解。

如在“運動的快慢”這一節的教學中，學生要深入學習與物體運動速度相關的物理知識，在傳統的教學中，學生只通過閱讀課本進行認知獲取，而運用具身認知理論指導的課堂教學，則是引導學生進行動手操作，激活學生的認知神經。教師首先為學生準備一輛小車和兩塊木塊以及一塊較長的木板。第一次實驗：學生先放置一塊木塊在桌面上，將木板搭在木塊上形成斜坡，再將小車從斜坡上滑下，學生計下小車滑下的時間。第二次實驗：將兩塊木塊搭在一起，繼續用剛才的木板搭成斜坡，讓小車滑下，學生再次計下小車滑下的時間……經過幾次這樣的操作和記錄，學生自然會發現，每次搭成不同傾斜度的斜坡是在給小車不同的初始速度，這就激活了學生的認知，讓學生了解到不同速度所帶來的直觀感受。

通過這樣的動手操作，可以讓學生親身參與物理實踐，從而讓學生的知識不僅僅來源于課本，還能從自己的操作經驗中獲得，最終激活自身認知神經，開展深度物理學習。

（二）嵌入情境，聚合認知整體

具身認知理論還要通過嵌入情境發揮作用。教師要在實際教學中為學生創設有效的問題情境，引導學生通過對情境中的諸多元素進行分析，形成對物理知識的整體感知，聚合形成知識體系和架構。

如在“聲音的特性”這一節教學中，學生要學習與聲音特性相關的物理知識，本章節涉及的知識點有聲音的音調、響度、音色等，此時教師可以嵌入具體的情境，引導學生將這些知識點串聯起來，聚合成整體。教師首先為學生創設情境：“唱歌和平常說話有什么不同？請同學們試一試唱唱歌，說說話，然后仔細觀察差別。”學生就此進入唱歌和說話的情境中進行思考。思考片刻后學生回答：平常說話時，聲音一般是較為平淡低沉，而唱歌時則有此起彼伏的高低音，較為生動活潑。教師抓住學生的結論進行講解：“是的，我們在唱歌時聲音的這種高低變化就是音調的不同。”教師接著再次創設情境：“我們在遇到緊急情況一般會如何求救？”學生回答：“大聲呼喊吸引他人的注意力。”教師指出，大聲呼喊的聲音和日常說話的聲音有非常明顯的音量對比，這就是聲音的第二個特性—— 響度。接著教師繼續嵌入情境：“男生的聲音為什么與女生的聲音差別明顯？”學生思考過后，還是無法回答。教師適時點撥學生：“這是因為聲音的第三個特質—— 音色，不同的發聲體結構不同，發出的聲音音色也就不同。剛剛老師問的三個問題為我們串聯起了聲音的三個特質，大家將這三個問題所創造出的情境進行記憶，就可以將聲音特性這一節的知識進行整合。”

在物理教學中嵌入情境，能夠讓學生通過對情境中問題的感知，在自身知識儲備中尋找解決線索，從而順延至教材，不僅提升學生學習物理的積極性，同時，也讓學生聚合形成認知整體。

（三）應用身體作用，感知經驗

應用具身認知理論，應當重視學生身體作用，為學生安排課堂活動，讓學生通過感知獲得學習經驗，并用這樣的學習經驗指導下一步學習，這樣學生就能夠實現由身體感知到知識積累的知識架構，促進學生的物理知識學習。

如在“顯微鏡和望遠鏡”這一節中，學生要學習與顯微鏡、望遠鏡相關的知識，這兩種物件對物理實驗尤為重要，如果不讓學生親自操作，學生將無法感受實驗器材對物理的重要性，因此體驗性活動是本章節的重點，讓學生通過真實的身體感受，進行顯微鏡、望遠鏡知識的感知。教師首先帶領學生學會使用顯微鏡。首先，制作裝片放置于顯微鏡下，再指導學生如何用大光圈調節顯微鏡的亮度，凹面鏡和平面鏡在其中發揮的作用，可以對比不同鏡面對觀察物體有何影響，讓學生了解視野中所呈的物象是反相，如果要移動裝片就要向相反的方向移動。接著讓學生用左眼通過目鏡觀察物品，并轉動轉換器調換高倍鏡。通過一系列的體驗操作，學生充分理解了顯微鏡可以將物體放大的這一特點。在完成顯微鏡的使用活動后，學生利用身體作用形成了對顯微鏡的感知經驗。

接著，教師再帶領學生進行望遠鏡的實際感知，由于望遠鏡在日常生活中較為常見，教師可以讓家庭經濟條件較好的學生自行購買，教師在課間帶領學生走上操場，用望遠鏡進行觀察，并告知學生：“望遠鏡雖然不如顯微鏡那樣能夠看到細胞大小的微小事物，但可以看較遠處的地方，最遠的天文望遠鏡甚至可以看到光年之外的恒星。”通過以上兩個活動，學生利用身體作用完成了對本節知識的了解和體驗，并形成了自己的經驗。

引導學生應用身體作用，能夠讓學生根據自己的身體感知積累學習經驗，從而有效促進學生對物理知識的學習。但教師在教學過程中也要注意，由于課堂上學生的體驗活動需要耗費較多的時間，因此要合理地安排體驗性活動。

（四）重視實際體驗，建構知識

應用具身認知理論，要重視學生的實際體驗。教師要引導學生與物理知識進行互動，將物理學習中的身心體驗進行總結和交流，讓學生在總結與交流的過程中有效建構自己的知識體系。

如在“質量與密度”這一節教學中，學生要學習到與物體的質量、密度、體積相關的物理知識，此時教師就可以帶領學生進行實際體驗，建構學生的認知。教師首先準備一個量杯、少量油和水，先將水倒在量杯中，接著詢問學生：“如果我將這杯油倒在水中，大家猜測一下會發生什么現象？”學生此時就會開始各種猜測，有的了解這一生活常識，認為油會浮在水上，有的則思考不出答案。教師選擇一位不了解這一知識的學生，讓其走上講臺進行實際體驗，將油倒在水中，學生進行相關操作后，就會發現油浮在了水上。教師此時向學生講述：“油為什么會浮在水上形成另一個液體層，這是因為我們學到的密度這一概念，油的密度比水的密度小，而這兩種物質并不相溶，因此便會出現這樣的場景。”接著教師讓學生自己動手體驗將不相溶的不同液體分別倒入量杯，通過不同液體的位置判斷這些液體的密度大小。

通過這樣引導學生進行體驗，能夠讓學生在交流中將不同學生之間的感受進行比較，從而形成自身對學習活動感受的正確認知。教師在教學過程中要注重引導學生對知識體系的建構，讓學生的體驗發揮真實作用。

（五）關注情緒，發展心智

情緒也是具身認知理論中影響學生學習的重要方面，因此教師還要在踐行具身認知理論的過程中關注學生的情緒作用，讓學生不僅能夠增長知識和視野，更能夠通過物理學習發展自身的心智。

如在“物態變化”這一節教學中，學生要學習到與物質的三態變化相關的物理知識，此時教師就要關注學生的情緒作用，讓學生在愉快的學習氛圍中發展心智。教師在課上提問學生：“有誰可以說說在下雪天可以進行哪些游戲活動呢？”此時學生的興趣和積極性被調動起來，學生開始七嘴八舌討論起雪天的游戲活動，例如打雪仗，堆雪人等。學生形成這樣的積極情緒后，教師提出問題：“我們都知道雪和冰是水形成的，那么水是如何變成雪和冰的？”從而為學生引出本節課所要講述的物態變化話題，學生此時就會以一種積極的情緒學習水的三態變化這一知識點，實現了自身正向情緒運用于學習的過程，促進了學生的心智發展。

關注學生的情緒作用，可以發揮學生正向情緒對物理學系的促進作用，但當學生的情緒過于放松和愉悅，對自我的約束力可能減弱，因此教師要適當把握為學生營造輕松氛圍的尺度，既能發揮其對學生的學習促進作用，又能讓學生保持嚴謹的學習態度。

具身認知理論支撐下的課堂教學賦予了身體認知的角色，踐行具身認知理論，可以有效活化高中物理教學。未來期待有更多學者針對這一理論展開更深層次的研究和探討，探索出更加高效可行的方法，促進學生的物理學習和發展。

【參考文獻】

[1]曹周天.具身認知理論引領下的有效教學變革[J].當代教育與文化，2021（13）.

[2]彭佳，許桂清，吳先球.具身認知視野下比值物理概念教學策略優化：以初中比值物理概念“密度”為例[J].物理通報，2020（S2）.

【作者簡介】莫才福（1977— ），男，廣西博白人，大學本科學歷，一級教師，研究方向為中學物理教學。

（責編 馬群耀）