具身認知理論下的學習樣態及對教學的啟示

韓懷兵 李勤

*本文系江蘇省教育科學“十三五”規劃2019年度重點資助課題、第六批江蘇省教育科學規劃精品課題 “基于‘具身認知觀念，提升學習深度的高中數學教學實踐研究”（B-a/2020/02/12）的研究成果。

收稿日期：2024-03-08

作者簡介：韓懷兵，江蘇省清江中學，高級教師，淮安市優秀教師，主要研究方向為高中數學教學；李勤，江蘇省清江中學，高級教師，主要研究方向為高中政治教學。

摘要：學習既有外顯的身體行為，也有內在的心理活動，而行為受制于認知。具身認知理論認為認知不僅僅是大腦的事，它是基于身體的，也是根植于環境的，環境條件不僅影響了認知，而且成為認知功能的構成成分。從身體、心理、環境三者交互特征分析學習的樣態，學習基于情境，寓于環境，借助身體經驗隱喻的理解抽象的概念，學習的意義在于提高認知水平，啟示激發學生真學習的教學應突出身體的意義，實現變教材為學材、變傳授為促進、變訓練為活動、變抽象為具身、變知識為工具、變單評為綜評等六個轉變。

關鍵詞：具身認知理論；學習樣態；教學轉變

中圖分類號：G633.6 文獻標志碼：A 文章編號：1673-9094（2024）06-0106-05

隨著《普通高中課程標準（2017年版）》的頒布，人們由以往關注教師的“教”，更多地關注學生的“學”。“讓學習真正發生”引起了廣大教師的共鳴，那么“學習是怎樣發生的？”就成為我們必須深入思考的問題。認知科學對人類認知過程的研究一直深深影響著學習理論的設計，理解新課程改革所倡導的“學”，可從認知科學的角度來開展理論解讀。

一、具身認知理論基本觀點

傳統的認知理論，強調如何促進學習者對信息符號的加工運算和對客觀知識的永久記憶[1]，而無視身體的意義，可稱為“離身”學習觀。隨著認知研究的進一步深入，以“身心合一”為主張的具身認知理論崛起，“離身”學習觀日益受到質疑和挑戰。具身認知理論的基本觀點有：認知發生于社會互動中[2]，認知的動力來自身體與環境的互適，人的情緒等身體狀況影響認知；心智通過主體與情境的相互作用的方式形成、表現和發揮作用[3]；借助身體經驗隱喻的理解抽象概念，身體經驗是建構知識的一種源泉[4]1034。

與傳統的認知理論視身體僅為刺激的感受器和行為的效應器不同，具身認知理論突出了身體在認知中的作用，認為認知發生是因為身體參與的社會互動和具體情境對身體能力的激活。外部環境的信息與意義不是注入大腦的，是大腦、身體與環境形成的有機的交互聯系，身體的多器官對外界感知，融匯于大腦重組統整，形成心智，再通過多感官與外界反復交換、驗證、調和，從而頓悟，認識上升，意義才成其為意義。同時，在身體與外部環境的交互中，認知主體會借助外部條件，卸載一部分認知任務到外部環境中，減輕認知負荷，提高認知效率，外界工具成為身體功能的延伸。在面對高級的、邏輯的、抽象的概念或意義時，通過建構與身體經驗的映射形成理解，這就是隱喻。抽象思維主要是隱喻的[4]1035，離線的認知也是基于身體的。具身認知理論充分肯定了認知對身體的依賴性，注重身體在認知過程中的根源性，強調了身體、大腦與環境有機的、生態的交互性。由此開辟了對學習理論研究的新視角。

二、具身認知理論下的學習樣態分析

學習既有外顯的身體行為，也有內在的心理活動，而行為受制于認知，所以借助認知科學來分析學習樣態有其重要的意義。那么從具身認知理論的角度看學習應該是怎樣的樣態呢？

從學習的資源看，傳統的認知理論強調信息本身的縝密、體系和傳輸，關注的是對學習者大腦的刺激量和信息表征的強度。而具身認知理論認為意義不是送達的，而是學習者通過身體與外界的交互，主動地意義建構。因此學習材料要有學生的視角，對學生有意義，在學生多器官感知后，引發沖突，激起興趣，由此形成學習者主動行為。同時，為了交互的順暢、持續、上升，應提供多種形式的信息源，既有利于激活各種感官，又有利于匹配不同學生不同的身體結構優勢。

從學習的環境看，傳統的認知理論強調的是大腦的信息加工，注重大腦的活動，要求學習者接收信息后，在靜謐的環境中個人獨處沉思。而具身認知理論認為認知發生于社會的交互，強調具體情境中身體能力的激活，因此學習者應基于特定的時間、空間、動作及心理的環境氛圍，實現身體與外界的連接、集合、協同。一方面，環境為學習者學習的有效發生和心智的健康成長提供了所需的內容材料、輔助性資源、認知工具、策略情境等方面的支持；另一方面，學習者也為環境的可持續發展和良性化建構注入了新的活力，并以生產者的身份為環境添加了更加豐富、多樣的環境元素[5]。

從學習的動力看，基于傳統認知的學習理論關注外部信息的刺激和內部的自律，而具身認知理論提出認知的動力來自身體與環境的互適。基于此，可以理解為學習的動力來自外界要素的變化和自我效能的作用。學習者寓于環境，置身于特定的情境中，或因情境中某個元素，引起驚奇的、積極的、有趣的情緒，繼而引發學習動因；或因情境中某個事件，激起模仿的機能，并由此獲得挑戰、成功的體驗。因此，具身認知視角下，學習不再是單純的認知活動，其中伴隨著豐富的情感、良好的人際關系和協同的氛圍，它們共同構建了學習的動力系統。

從學習的過程看，傳統的認知理論基于身心分離觀念，忽視身體在心智產生過程中的作用，認為身體僅僅是信息傳輸的通道。具身認知理論主張身心合一，提出身體學習觀念，把身體認知和邏輯認知聯系起來，重視身體經驗對抽象概念隱喻的理解，由于源域和目標域的搭配與屬性具有極大的靈活性和豐富性，因此大大增加了不同概念域之間的隱喻關聯，這為隱喻理解時候所突然產生的“頓悟”提供了機制上的保障[6]。抽象的概念回到具體的身體經驗來理解，有助于提高學習的效率。同時，由于身體結構、認知水平、外部環境、信息通道、時間壓力等都是學習過程中重要的影響因素，作為學習者難以從大量的、有時間壓力的資源中有效地獲得學習的意義。

學習的意義在于提升認知水平，提高理解和改造事物的能力。正是對認知活動認識的不同，基于“身心分離”的傳統認知理論會把學習的意義解讀為大腦對知識的獲得，注重知識的存儲與輸出。而具身認知理論認為身體、大腦與環境共同構成認知系統，它們之間有機的、生態的交互，形成了認知活動。因此學習的意義就不只是使大腦的功能變強大，更是身體認知與邏輯認知的協同發展、完美融合。如借助身體能力對外界工具的操縱，可以獲得對研究對象更直接、更深入的屬性認識。正是外界的參與，讓知識存儲不再是大腦首要的任務，而應該把認知時空更多地讓位于知識體系的建構和對學科本質的認識，從而提高學習的效益。

認知科學由傳統認知的“身心分離”轉向具身認知的“身心合一”理論研究，必然引發學習理論的變革。那種把學習僅僅理解為大腦的活動，受到越來越多的詬病，在追求真學習、深度學習的今天，對學習的理解變得尤為迫切。依據具身認知理論，就需要從身體、心理和環境三者密切的交互關系中分析研究學習的屬性，強調身體學習的地位，把情境的創設、情緒的調動和活動的組織納入學習系統。

三、具身認知理論對教學的啟示

美國學者多爾·亞伯拉罕森指出：具身認知對傳統教學的挑戰，在于為學生提供深度思考的機會，讓學生獲得靈活的、富有創造力的思維方式，使他們能夠意識到數學所具有的實際意義[7]。從具身認知理論詮釋學習的角度反思我們的教學，可以有以下幾點啟示：

（一）改造教材，變教材為學材

我們的教材經過不斷的改版修訂，無論從體系架構、內容編排、版面設計等方面都日臻完善，但作為直接面對學生的材料，有時可能忽視了交互的要義，試圖把編者理解的意義傳送給學生。而編者與學生的認知水平不在一個層面上，學生較難形成共鳴。要變教材為學材，提高教材的交互性。比如依據學生的認知水平隱去一些結論性公式，基本的函數圖像等，設置問題引導，助力學生研讀教材時自行解決，并在課堂得到肯定的成功體驗。又如增加相關的數學歷史故事、現代科普材料和生活實際應用的情境，以引起學生的興趣，為探索提供動力。

（二）轉變角色，變傳授為促進

如果把學習理解為學生與學習材料的交互活動，教師就是這種交互建立、組織、推進、順暢、提升的重要因素。教師依據學生的認知水平把數學的學術形態轉變為教育形態的學習材料，便于學生意義發現，誘發交互的動因。由于學生對材料意義的態度、情感和預期的不同，這種交互持續性會有所不同。教師就要通過調動各種有利外部因素，保持并強化這種交互，同時要注意把握方向，推動交互向深度發展，利于學生的知識建構。對于阻滯交互的認知短板，給予必要的支撐，如提供新資源，建立新的交互，優化環境因素，形成學習共同體。

（三）理解本質，變訓練為活動

以數學為例，學習數學的本質意義不在數學知識的本身，而是領悟知識所蘊含的思維方式。數學本質是客觀的、靜態的、穩定的，而學生的數學思維是主觀的、動態的、生長的，借助教師的教學活動、學生的學習活動、師生互動、學生自主活動、學生小組活動等一系列的活動，可以實現數學本質與學生思維的轉化[8]24。在有效的活動中，學生會調動各種感官體認，大腦中樞處于興奮狀態，身體充分參與心智過程，然后發現、猜想、驗證、推理，形成結論。怎樣形成有效的數學活動呢？李善良教授認為，與學生思維相匹配的問題串是引導學生進行數學活動的最佳措施[8]24。

如誘導公式內容可這樣設計。首先，教師提出問題“角推廣后，如何求非銳角的三角函數值？”，學生回答根據三角函數定義只需求終邊上一點坐標。教師舉個例子，如求? ? ? ? ? 的值，學生自行畫圖求解，接著教師問“還能求哪些角的三角函數值？”（這個問題自由度比較大）。根據學情既可以進行一兩次師生對話，尋求思考方向，再組織學生分小組活動，也可以直接進行小組活動，教師巡視全場，適時參與互動。然后各小組展示本組活動成果，教師追問各小組有何發現，學生發言交流，發現求的都是與特殊角有關聯的角。教師進一步追問“這里關聯指的是什么？”，引發學生從數和形的兩個角度表述，如? ? ? 與? ? ?相反數，它們的終邊關于x軸對稱，從而發現它們三角函數值間的關系。教師再追問“那么由此我們是否可以得到與兩者三角函數值的相應關系？”，至此順利引導學生由角終邊幾何對稱性發現誘導公式。隨著學生的熱烈的討論交流，不斷完善，最終形成完整結論。在課堂小結階段，回顧反思問題的解決歷程，凝練思想，構建研究范式。一個好的問題來自對現象的深入思考，一個好的問題可以引出一些新成果。

上述設計，學生收獲的不只是純粹的知識，還有研究的方法，更有情緒上的激動，人際交往的鍛煉和理性精神的培育。課堂成了概念方法生成、研究范式構建、意志品格默化的平臺。

（四）創設情境，變抽象為具身

相比初中數學，高中數學抽象性、邏輯性、嚴謹性逐漸增強，形成具體向抽象的轉化，學生的思維能力、認知水平隨之將實現較大提升。在教學中要把握這一轉化特征，幫助學生順利轉型。情境導入讓學生有機會從本質上感悟數學，創設情境的學習方式符合學生的認知規律[9]6。情境在具身認知理論中涵蓋的范圍更寬泛些，它包括歷史背景、生活背景、關聯知識等知識情境，也包括主體所處的學習場，如場所、教學用具、技術手段以及情感交流、教學民主、渲染氛圍等。現在大多數教師教學設計中對知識情境引入的關注度比較高，但對其意義認識明顯不足。對“學習場”認識僅停留在情感交流和教學手段方面，只是一種基于教學經驗的認知。一般而言，知識情境能調動學生的原有認知結構的某些線索，這些線索有利于喚醒學生的身體體驗，借助于隱喻或模擬（具身式的理解），就會頓悟或產生新的認知結構。在此過程中學習場也是交互的對象，只有在環境作用和生理喚醒基礎上，有了認知解釋的參與，才能決定情感的產生，情感對學習的影響主要表現在驅動和組織的作用[10]。兩者密切的、動態的耦合關系能促進學生學習有效且持續地發生。

（五）走向實踐，變知識為工具

認知發生于與外界互動中，一個學習者的意義建構不是外部強加給他的，而是運用自身原有認知結構以體認的方式解析的。如果沒有給予運用知識的情境、機會、活動或任務，那么學習者和知識之間不會存在聯結，知識依然是知識，它無法成為學習者的知識和經驗[11]。因此，課堂教學不是學生學習的唯一平臺，甚至也不應該是主要平臺。到環境中檢驗，在實踐中重構，運用知識解決問題或完成任務，知識只有在對個人有意義的情境中自覺或不自覺地被運用，才是內化為學習者的知識，即具身的認知，如開展項目式學習。項目式學習是一種有效彌補學校教育實踐性不強的學習方式，是一種動態的學習方法。學生通過項目式學習主動地探索現實世界的問題和挑戰，并在這個過程中領會到更深刻的知識和技能。它不關注學生是否可以通過一個既定的方法來解決這個問題，更強調學生在試圖解決問題的過程中發展出來的技巧和能力。同時這種學習可以涉及多個學科融合，教師可以組成專家組來支持、建議和指導學生活動的開展。

（六）多元評估，變單評為綜評

學習的意義是獲得認知水平的提高，學習的結果應是多樣的，即使一門學科的學習，其評價也不應是單一的考試成績，但是周測、月考、期終考三級考試在大多數普通高中比較盛行，不少學校的管理者也熱衷于以考試成績評價教學，導致教與學都陷入“題海”，學生的身體受到極大的束縛，失去對學科本質深刻領悟的機會。基于身心一致的具身認知觀念，建立目標多元、方式多樣、重視過程的教學評價體系，改變只關注心智（知識的掌握情況），不關注身體的教學方式和評估辦法。如表現性評價是有益的嘗試，其核心思想是在具體化、真實或模擬生活的情境中，要求學生展示自己的學習，或者展示自己能夠利用學校里學到的知識和技能來完成一些實際的工作。評價者通過觀察學生的實際操作或記錄學業成果評價學生綜合運用知識、解決實際問題的能力，在實踐的操作中具有明顯的實踐性、過程性、發展性和人性化的特點[12]。

新課程改革以來，關于數學教育“生活化”還是“數學化”的爭論就不絕于耳[13]。數學思維的根本特征是超越具體情境、超越現實生活進行的抽象思考，這往往也成為部分教師堅持傳統教學的理由。現實生活中雖然沒有數學本身，但有豐富的數學素材，又有廣泛的數學運用，在數學教學中聯系學生的生活經驗創設現實情境，使生活世界、數學世界、教學世界得以融通[9]6。具身認知理論認為人的認知過程是感覺—知覺—行動—認識—應用—新的認識，當由體悟得到抽象理解并達到一定深度后，形而上學的東西對本體來說成了具身的認知，人就能同樣以體悟的形式理解更高級抽象的東西。因此，數學教育無論是“生活化”，還是“數學化”，都應該堅持身體的意識，也就可以走向一統，即生活化的起始，數學化的提升，回到生活化的應用，進一步實現數學化的發展。

作為一個新的認知理論——具身認知理論在認知研究領域還存在一定的爭議，即使持具身認知觀點的心理學家也有不同的觀點。本文采取求同存異的方法，梳理出眾多學者主要的、有實證的觀點，并依此分析學習的樣態及對教學的啟示，期望提供一個新的角度來研究教學改革。

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責任編輯：石萍