具身認知理論在高中生物學科教學中的作用淺析
——以人教版《DNA的結構》為例

薛莉（四川省成都市第七中學 610000）

任何一個學科的教學，都必須有一定的理論支撐，在選擇教學理論的時候，有一個很重要的原則，那就是要從學生學習的角度出發。如果一個理論能夠幫助教師更好地理解學生的學習過程，尤其是理解促進學生學習所需要的條件，那這樣的教學理論對于一線教師來說就是適合的。

那么怎樣尋找這樣的教學理論呢？教育家陶行知提出的“六大解放”理論認為，要讓學生走上創造之路，手腦并用，勞力上勞心，就必須解放眼睛、解放雙手、解放頭腦、解放嘴、解放空間、解放時間。傳統視角下，對這六大解放的理論都是分開解讀的，分開實施的，但實際上將這六個要素綜合起來考慮、綜合起來解放，可以發現這是一個促進學生全身心參與學習的過程，而這正對應著學習理論中的具身認知理論。具身認知理論關注身體感受，強調身體體驗和情景交融等對于認知的影響，這對日常教學有著非常重要的啟示。

一、具身認知理論在高中生物學科教學中的理論作用再思考

通俗點說，具身認知理論就是基于具身認知的教學理論。在生物學科教學中運用具身認知理論，可以讓學生在生物學課堂中通過實踐操作形成生物科學概念，并可以有效提高學生生物學科成績。盡管這一結論是部分研究者在實踐的基礎上得出的結果，但不可否認的是，從具身認知理論的基本觀點與生物學科的特點比較來看，這一理論在高中生物學科教學中是有著很強的生命力，可以從兩個方面理解：其一，具身認知理論所強調的生理體驗與心理狀態的密切聯系，奠定了生物學科教學中，教師必須從抽象的生物知識出發，努力為學生的學習設計生理體驗或類生理體驗的情境。其二，具身認知理論可以讓學生在學習的過程中，更好地理解生物學科的特征。

眾所周知，生物原本是一門自然學科，但是在很長的一段時間中，高中學生的生物學習卻陷入了機械記憶的窠臼，這顯然不利于學生形成準確的學科認識。真正的學科認識不是教師灌輸而成的，而是學生在學習的過程中體會到，因此，設計一個能夠讓學生體會到生物學科本質的學習過程，對高中生物學科教師來說，是至關重要的一件事情。這樣的一個過程，可以在具身認知理論的指導下進行。以《DNA的結構》為例，在學生已經認識到DNA是主要遺傳物質的基礎上，如何讓學生準確地建構起DNA的結構認識，是本內容教學的一個重點。這個重點如果能夠突破，那么學生大腦中關于DNA結構的認識就是清晰的，其后相關知識的學習就有了一個重要的思維基礎。

相對于傳統的教學來說，這種由具身認知理論所指導的教學設計，更適合學生的學習需要，具有重要的理論意義與實踐價值。

二、具身認知理論在高中生物學科教學中的實踐作用再探究

從時間角度看，用具身認知理論指導高中生物教學要注意什么呢？研究表明，具身認知理論下的高中生物教學，最關鍵的就是要構建“具身性”的生物知識教學或實驗教學。就知識教學來說，所謂“具身性”就是上面所強調的生理體驗與心理狀態的聯系建立。

在教材中，選擇了坐落于北京中關村高科技園區的DNA雕塑作為題材，這對高中學生尤其是親眼見過這一雕塑的學生而言，具有強烈的視覺刺激作用，能夠讓學生迅速地產生一種體驗感，這種體驗感也就使得具身認知理論有了運用的基礎。那么能不能設計出對于更多學生具有普適性的教學呢？如何讓學生對DNA的雙螺旋結構有一個更加清晰的認識呢？筆者以為可以這樣設計。

1.向學生介紹DNA雙螺旋結構的發現歷史

簡要說這段歷史，涉及沃森和克里克兩位科學家，此外還與著名的物理化學家富蘭克林有關。富蘭克林通過一張高清晰度X射線衍射圖的拍攝，發現了DNA分子具有明顯的螺旋結構特征。最初，富蘭克林發現的是單分子螺旋結構，但同時也發現了DNA具有雙鏈螺旋結構的特征。也正是富蘭克林的照片以及相關的測量數據，啟發了沃森等人，最終雙螺旋結構被明確提出，因此獲得了諾貝爾獎。

2.設計并讓學生制作DNA雙螺旋結構模型

事實表明，只告知學生雙螺旋結構，其實相當一部分學生大腦中關于這一模型的認識是不清晰的，絕大多數學生看到螺旋結構就認為是雙螺旋結構。其實雙螺旋結構的主要特征在于“雙鏈”形成的“螺旋”結構，這種結構對于部分學生來說，可以借助想象，但是如果能夠讓所有的學生動手設計制作，那就可以取得更好的教學效果。

事實證明，這樣的教學設計取得了預期的效果：學生在傾聽相關發現歷史的時候，產生了濃厚的興趣，他們結合相關歷史的闡述，設想這樣一個探究過程，并且將自己所學到的知識滲透到這個過程中去，這實際上已經具有了明顯的具身認知的特征。而在制作DNA雙螺旋結構的時候，他們也會有明顯的認識飛躍，其中部分學生的創意可以說是非常精巧：他們將兩個一樣的彈簧鑲嵌在一起，于是就得到了一個雙螺旋結構。看起來這個結果非常簡單，但是這些學生確實經過若干次嘗試與失敗后，才得到的一個簡潔且正確的模型，其中的具身認知體現得非常充分。

由此可以認為，教學實踐之所以能夠符合預期，很大程度上就是因為具身認知理論發揮了引導性作用。

三、用具身認知理論引導高中生物學科教師專業理解與成長

縱觀高中生物學科教學，尤其是課程改革以來的生物學科教學，可以發現一個顯著的特點，那就是教學理念需要不斷更新，教學策略需要不斷優化，而所有的這些都離不開教師自身的專業成長。

通過實踐發現，用“理論指導實踐，在實踐中理解理論”永遠是顛撲不破的真理。教師的實踐知識來源實際教學問題的思考或解決，在此過程中需要對教學活動相關要素及其關系判斷與權衡，以選擇最適合學生的教學策略。與此同時，教師實踐知識是教師身體與環境互構的產物，是影響教學實踐樣態的重要知識基礎。如果高中生物學科教師在教學的過程中不斷積累實踐知識，那就可以為理論的學習與理解開辟一片廣闊的空間，從而奠定教師專業成長的基礎。

總體而言，具身認知科學理論的生理體驗與心理狀態的密切聯系，提出的“主體身體”“身體嵌入式適應性活動”以及“認知進化論”的思想，為人們重新認識教師實踐知識的生成提供了新的視域。陶行知說，“行是知之始，知是行之成”，作為高中生物學科的教師，積極學習的內容應該包括具身認知理論在內的先進教學理論。