具身認知：科學課堂教學的新策略研究

摘 要：學生的身心全面發展是教育者追尋的理想目標。但實際教學中，學生的身體處于被忽視、被壓制的狀態。這種“離身”的狀態下，學生的主體性沒有得到真正體現。文章分析“離身”產生的原因，探尋科學課堂的“具身”教學策略，以期在教學過程中促進學生全面發展。

關鍵詞：具身認知;科學課堂;教學策略

中圖分類號：G427? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：2095-9192（2022）01-0026-03

引? 言

學習是培養全面發展的人的過程，但走進課堂，筆者發現學生的“身體”與“心智”被分離，身體僅僅被當作一個把心智帶到課堂的“工具”。這種課堂導致學生的思維與實踐分離，課堂與實際生活分離，學生也就失去了學習的興趣。如何在教學中讓學生的身心合一，解放學生的身體，釋放學生學習探索的天性，引發了筆者的深思。

一、緣起：科學課堂“離身”的現實之狀

現代教育理論認為，心智和認知過程是基于身體的，身體是人全面發展的重要組成部分。但在實際教學中，學生只有“頸部以上”參與了學習過程，“頸部以下”的身體活動和發展受到了多方面的忽視和壓制，分裂了身體和思維。這是一種“離身”教育，導致學生的身心得不到均衡發展。

（一）分離式課堂，教育實踐的“離身”

1.課堂目標身心二元

傳統的教育理念認為，認知、記憶、思維、推理等學習過程是心智能力的訓練過程，是獨立于身體的。這種“離身”教育導致教師制訂教學目標時只注重學生心智發展目標，忽視了學生動手實踐能力的發展，嚴重制約學生的成長與發展[1]。例如，在教學“力與運動”一課時，教師制訂的教學目標之一是知道拉力大小與小車前進快慢的關系。在教學時，由于受時間和課堂管理問題的制約，教師只請一個小組做演示實驗，收集數據，從而得出結論。在這樣的課堂學習過程中，學生的思維與身體實踐分離，造成了課堂目標的身心二元。

2.課堂探究身心二元

學生是學習的主體。但在教學中，我們常常看到身體探究課程的異化。第一種情況是學生經歷了實踐的過程，但是思維沒有有效參與。例如，在教學“擺”一課時，教師引導學生思考：擺的快慢與什么因素有關？當學生的假設符合教師的預期時，該教學環節就會馬上中止，課堂教學進入實驗設計和驗證階段。實驗結束后，學生計算并匯報數據。在這個過程中，教師沒有讓學生分析數據，沒有追問學生思考的過程，而是直接告訴學生實驗結論。這節課中，教師沒有給學生充分猜想的機會，猜測只是為了銜接下一個環節，實驗數據收集只為得到結論，致使探究流于形式。第二種情況是課堂忽視了實踐的過程。比如，這節課本應讓學生動手探究，但教師僅演示或講解最終結論，將探究環節變成書本知識的灌輸課。課堂探究活動的“離身”，讓學生的認知活動受限，學習流于形式。

（二）冷漠式教育，學習場域的“離身”

1.第二課堂的缺失

學校作為教育的主要場所，應為學生營造多樣的學習環境，但部分學校未能創設有效的課外“第二課堂”，落實學生的日常課外探究。比如，農場種植場域的缺失，導致學生不能親近大自然，不能親身體驗種植的過程，不能經歷在實踐中觀察、測量、記錄、發現、思考、建構的學習過程，不能感知探究的快樂。學習場域的“離身”，讓學生逐漸失去了自主探究的興趣。

2.教學情境的缺失

認知是情境化的，不能離開情境而孤立存在。在實際教學中，部分教師沒有創設有效的問題情境，導致課堂學習氣氛沉悶。這樣的課堂教學不利于學生的參與和互助合作，學生學習過程的情感體驗差。學習場域的“離身”，也讓學生逐漸失去了探究的熱情。

（三）封閉式課堂，知識意義的“離身”

課堂與生活緊密相連，不可分割。但當前教學并沒有打通課堂與實際生活之間的聯系。封閉式課堂讓知識意義的“離身”，導致學生的學習變成空中樓閣。

現代教育的“離身”困境，讓越來越多的研究者認識到“具身”教學的重要性。

二、探尋：從“離身”到“具身”的應有之義

要想讓課堂實現從“離身”到“具身”的轉變，教師首先得了解具身認知的內涵與具體表征，充分運用認知的體驗性、情境性、具身性來促進學生有意義地進行“具身”學習。

（一）具身認知的內涵界定

具身認知的內涵界定為，認知是被身體的動作和形式所決定的，并強調身體在認知活動中的核心作用。具身認知理論認為，觀念、思維、概念的形成、分類和判斷等各種類型的認知活動，都受到身體和身體感覺運動圖式的制約。體驗性、情境性、具身性是具身認知的特點。

（二）具身認知的知識表征

1.認知的體驗性

身體的感知通道包括視覺、聽覺、嗅覺、觸覺、味覺、動覺等。這些通道在學習過程中既參與了對外部世界的感知，也參與了對感知結果的加工、記憶、應用。因此，從“離身”到“具身”，教師應引導學生運用身體體驗的方式理解學習內容。例如，對于抽象概念“能量”，教師可以借助多媒體技術的直觀展示，將抽象概念具象化;也可以引導學生動手探究發現能量存在，體驗能量的轉化。這樣讓身體多個感知通道同步進行感知，然后融合各個通道所獲得的反饋信息，學生可以對認知對象產生更加準確、全面、鮮活的認知結果。

2.認知的情境性

具身認知理論認為，情境是保證認知的必不可少的條件。認知依賴于具有各種感知運動能力的身體，而這種能力本身被嵌入更廣泛的情境中。由此可見，情境對具身學習具有特殊的意義。在具身學習環境中，學習內容需要在特定的情境中加以呈現，學生通過觀察、探究、合作、交互等方式獲得體驗并形成認知，從而在情境中對學習內容形成更真實、更本質、更普適的感知體驗。

3.認知的具身性

具身認知理論認為，學習的本質就是認知活動，知識、技能的習得必然依賴于個體的身體結構及身體感受運動才得以實現。因此，知識的習得是學習者在其“感受—運動”的系統中與學習情境不斷交互、體驗收獲的過程。具身學習應該支持學習者利用自身身體與學習內容進行自然交互。這種交互既包括基于視覺和聽覺的非接觸式交互，如通過語言或表情動態調整學習內容的呈現;又包括基于動覺和觸覺的接觸式交互，如通過身體運動或手勢動作交互式地觸摸、操控及預覽身體內容。多模態交互學習的方式既能滿足具身認知發生的內在需求，又有助于激發學習者的學習動機。

認知的具身性、情境性、體驗性在科學學習中不是單一出現的，而是形成一個動態耦合循環系統（如圖1）。在人類學習的過程中，身體狀態對認知過程產生影響，運動通道決定認知內容。這兩種認知同時又受環境的影響。這樣，身體在認知過程中就具有具身性，運動通道下的認知內容就具有生成性。而這一認知生成必須和環境產生交互，這樣就具有情境性。

三、建構：具身認知下科學課堂教學策略

具身認知理論為創新課堂教學實踐活動提供了理論指導，是深化課堂教學改革的重要理論基礎。筆者對構建具身認知理論下的課堂教學活動進行了思考，以期增強學生對學習內容的多通道感知，支持學生與學習環境的多模態交互，促進有意義的身體體驗的形成與豐富，以及學生的身心和諧發展。

（一）多渠道感知，身心融合，具身體驗

創設逼真的學習情境，引導學生對其進行多通道感知和體驗，有助于學生有效認知。此類學習情境既要包含學生身邊的真實對象，也要融入各類虛擬場景。對于真實對象，學生可自然感知其原初特征與屬性;對于虛擬對象，則首先由可視化、觸覺仿真、無線傳感等技術與設備反饋給學生，然后由學生利用視覺、聽覺、觸覺等器官進行感知和體驗。在這種虛實融合的情境中，學生通過多通道感知運動系統的不斷探索和體驗，獲得更加全面、具身、鮮活的認知結果。

（二）多情境創設，身心體驗，具身感知

1.通過設計活動再現學習環境的智慧生成

具身認知理論強調學習者與學習環境是緊密相連的。所以，教師創設情境，有利于學生建構知識體系。例如，在教學“電路暗箱”一課時，教師發現教室插座壞了，讓學生分析其原因。學生需要觀察電路連接情況，但電線都藏在墻壁里。這時，教師可通過創設情境呈現教室電路暗箱，讓情境激活學生的大腦和身體，為接下來的探究活動做好鋪墊。

2.通過交互操作驅動學習環境的動態生成

學習環境應該能夠及時、準確地感知學習者的當前狀態和學習期望，并能夠根據這些信息實現動態創生，更好地支持學習活動的有意義延續和拓展。為了實現這一目標，首先在交互感知層，我們通過采集并識別學生的身體行為，來獲得其學習需求與狀態信息;然后，在交互過程中，將這些信息傳達給動態創生層，并由此驅動學習環境的重造與更新，包括調整學習任務、重組學習資源、重設學習情境等。在此過程中，學生不斷地體驗著各類組成要素和活動事件，并通過觸發新的交互而不斷生成新的學習情境（如圖2）。

3.通過第二課堂促進學習環境的智趣生成

“第二課堂”的課外探究活動是科學課的延伸，與課內教學同樣重要。教師可以在校內創設探究的場域，如在校園開辟一個種植區，從種植植物種類、方案設計、土地開墾、播種到日常護理，都交給學生自主完成。在這個過程中，學生表現出了很高的積極性，他們在交流互動中合作學習，在查閱資料或采訪農民的過程中自主學習，在開墾、種植、澆水、施肥、除蟲、觀察、記錄、收獲中充分發揮身體的潛能。

（三）多模態交互，身心互動，具身探究

學生親身參與探究活動，更有利于他們認知的生成與發展。教師可以通過設計探究活動，幫助學生參與具身學習過程，通過扮演、操作、觀察等方法調動學生的實踐體悟、身體感知。根據感知參與的高低，身體的參與方式可以分為全身運動、姿態動作、具身模擬三種。其中，全身運動是指在一個寬敞、自由的空間，身體無約束、自然地執行各種動作，如自由走動、合作扮演、動手操作等;姿態動作主要是指在相對固定位置進行的頭部動作、手勢動作、語音、表情動作等;具身模擬是指學習者觀察他人的身體動作，從而獲得相應的具身體驗，如觀察教師或學習伙伴的示范操作。

（四）多實踐思考，身心交互，具身轉變

科學素養的核心是探究，探究需要身心相結合。科學教學在關注思維的同時，應該重視每位學生的身體體驗在學習中的重要地位，多給學生創造實踐的機會，使學生在實踐中學習。例如，在教學“擺”這一課時，教師讓學生探究“擺的快慢與哪些因素有關”，學生親身試驗驗證自己的猜測，分析數據，得出結論。課堂不應到此結束，教師可以繼續出示兩個擺繩長相同、擺錘長不同的擺，提問：“擺繩長度相等，但擺錘長度不同的這兩個擺，它們擺動的快慢是否相同？”學生根據已有經驗認為，擺的快慢與擺錘無關。教師不發表意見，而是讓學生自己通過實驗尋找答案。在實驗過程中，學生會發現結果與預測不同。教師引導學生繼續觀察與思考，讓學生的身心被充分調動起來，使其在這樣的身心交互中不斷成長。

結? 語

從“離身”到“具身”，認知理論在不斷發展。目前，基于具身認知理論開展的科學課堂教學仍處于一個初級階段，它為學生學習提供了一種全新的途徑。從這個意義上來說，基于具身認知理論的課堂教學成了教師與學生不斷交互的動態性教學事件，體現出了課堂是“正在創造著的一條跑道，一個不斷生成的過程”這一理念。

[參考文獻]

趙瑞斌，范文翔，楊現寶，等.具身型混合現實學習環境（EMRLE）的構建與學習活動設計[J].遠程教育雜志，2020（05）：44-51.

作者簡介：夏紅（1984.4-），女，江蘇常州人，任教于江蘇省常州市武進清英外國語學校，中小學一級教師，本科學歷，武進區骨干教師。