具身認知視角下小學數學實驗教學的實施路徑

摘要：具身認知理論注重身心與環境的結合，強調學生在學習過程中親身參加活動和情感體驗。小學數學實驗是在數學思維活動中進行的數學建模過程和探究活動，其活動核心是手腦共用、啟思明理。本文主要闡述具身認知的內涵，分析了小學數學實驗教學的現狀，提出具身認知視角下小學數學實驗教學的實施策略。

關鍵詞：具身認知 小學數學 實驗教學 實施路徑

小學數學實驗是在數學思維活動中進行的數學建模過程和探究活動。數學實驗教學可以再現知識間的內在聯系，讓知識的生成過程看得見，能夠幫助學生理解與掌握數學知識，促進學生在活動中創生知識、積累活動經驗。具身認知理論強調身體活動對知識學習的重要意義，在教學中學生要充分調動身體感官，利用身體活動完成有效學習。教師應以具身認知理論為指導基礎，深入研究分析具身認知理論與小學數學的關系，運用科學的教學方式，提高學生的學習興趣和學習效率。

一、具身認知理論的概念

（一）具身認知理論的研究現狀

具身認知理論源于哲學中關于“身與心”誰是主體的命題，20世紀80年代在國外出現了研究的熱潮。具身認知理論對認知、環境、身體三者之間的關系進行了研究和探討。該理論主張身體是認知的主體，由身體和環境共同作用進而形成認知。進入21世紀，隨著教育改革的不斷深入，我國教育領域不斷應用此理論，為教學研究提供了新的思路。雖然國內已經積累了大量與具身認知理論相關的研究，但對于具身認知理論與數學實驗教學相關的研究仍需數學教育研究者的關注和重視，即應該大力開展具身認知理論與數學實驗教學進一步整合的研究。

（二）具身認知理論的內涵

1.身體決定認知過程的方法與步驟

這一論點最為直觀的論證就是深度知覺的相關研究。深度知覺受兩眼視差的雙眼視網膜映像的差異所影響。在深度知覺中，身體的運動方向與頭部的轉動方向的實際作用是對信息進行了深度加工。具身認知強調認知活動的根本及核心是身體，強調身體、環境之間的共同作用以及身體的根本、核心作用。身體的各種感知運動能力給身體帶來體驗，而各種各樣的身體體驗形成了認知；身體的感知運動能力是嵌入在相對寬泛的文化情境、心理與生物當中的。另外，學者們還認為具身認知是橫跨科學和哲學的認知科學的一個新分支。

2.認知的內容由身體提供

人們的主觀感受和活動體驗主要來自人們身體以及身體與世界的活動，認知是通過人們身體作用于物理世界、文化世界的。以身體為中心感受到溫熱冷暖，人們將感受發展為更加抽象的概念，如情感、狀態等。

3.認知、身體與環境組成動態的統一體

認知的過程不是簡單地從神經刺激的作用開始的，在外導神經接收指令信息后結束。認知過程是一個具身、環境、認知三方面因素形成的動態的、整體的過程。認知過程能夠應用擴展到人們身體所處的情境中。之所以這樣，是因為外部世界是與知覺、推理、記憶等許多過程有關聯的信息儲存地。認知過程同時具有內部的動作和外部的操作。在認知過程當中，人們同時應用存儲于人們大腦中和環境中的相關信息。人們將利用大腦中的信息過程認為是認知過程中的一部分、一個環節，人們可以將環境結構視為認知加工，使認知、身體與環境組成動態的統一體。

二、小學數學實驗教學的特征與原則

（一）小學數學實驗教學的特征

小學數學實驗需要根據數學的教學思想和工具，進行有計劃、有方法的數學實驗活動，進而總結數學知識的規律，以此來解決數學問題。小學數學實驗教學具有問題性、實踐性、重復性。

1.問題性

問題性是小學數學實踐的基本特性。數學實驗通常會根據問題確定實驗方法與實驗工具，還會創設不同的實驗場景來探討不同的問題，學生也會結合問題來完成整個實驗。例如，學生正在學習圓形面積，教師可以讓學生設計新的實驗來理解并鞏固圓形面積計算公式，學生就會以圓形面積為創新實驗的目的，在生活場景中通過測量盤子、鐘表等圓形物體理解和鞏固圓形面積公式。

2.實踐性

實踐性是數學實驗的根本特征。小學生只有在不斷的實踐探索中，才能夠在數學實驗中學會主動思考，再通過自己的思考發現數學中蘊含的規律，從而取得提升數學思維的效果。數學實驗活動實踐探索的過程，也是學生在學習中進行主動探究的過程，可以更好地讓數學教學以學生為本。

3.重復性

學生在進行實驗時，很難一次性就證實某個數學定理，而想要繼續探究下去，就需要重復很多次數學實驗。重復實驗并不能夠讓學生更快地記住數學知識點，但可以讓學生在一次次的重復中逐漸理解知識點，讓學生明白更多數學規律的內在觀念，不同于傳統數學學習，只讓學生死記硬背課本內的知識點，而是讓學生在重復實驗的過程中充分思考。比如小學生在學習三角形兩邊之和大于第三邊這個知識點時，要不斷地進行實踐活動，在實踐的過程中自然而然地理解和掌握這個知識點。

（二）小學數學實驗教學的原則

教師要根據實驗教學原則進行數學實驗教學設計。在進行小學實驗教學活動時，教師要考慮學生的年齡情況和認知特征、實驗的特征以及適合數學學科的方法，堅持主體性原則和思維性原則。

1.主體性原則

教師要尊重學生的主體地位，基于學生的數學認知能力合理選擇實驗方法和實驗工具。在選擇教學內容時，要從學生的生活實際出發。在進行實驗教學內容設計時要充分激發小學生的學習積極性，充分考慮每個學生的個性化發展需求，選擇一些學生感興趣的知識內容、能夠接觸到的知識內容來設計實驗活動，進而提升學生對小學數學實驗的興趣。

2.思維性原則

小學數學實驗活動設計不僅要考慮小學生數學知識的認知水平和經驗來創設數學實驗教學活動，通過教學活動來增強學生的實驗體驗感和成就感，還要考慮小學生的邏輯能力和思維水平，讓小學生在實驗活動中通過思考不斷提升自身邏輯思維能力。另外，教師在設計課程時，要確保實驗教學活動的流程清晰，努力營造有趣味的實驗氛圍，讓學生在數學實驗活動中能夠積極思索，從而提高學生的數學探究能力。

三、小學數學實驗教學的問題

（一）教學理念陳舊

教學理念在傳統教育中起到綱領性作用，課堂教學實施和教學理念的適配性對實際的教學質量有著很大的影響，這就要求教師重視學生本身主體性發揮、促進教與學一體化、促進評價渠道多元化等先進教學理念。基于具身認知理論，在教學實踐過程中所有問題最大的共性就是教學參與者對肢體參與的遺忘，也就是所謂教學的身體轉向不完全。現在的小學數學教學中肢體的作用還未開發出來，不能充分利用肢體來進行小學數學教學。被“捆綁”住的肢體和肢體感受讓學生沒有體會到身體力行的快樂，學生的大腦處于抑制狀態，思維受限，傳統的教學模式效率遠低于學生全身心地積極參與互動的效率。

（二）主體性重視不夠

時至今日，很多教學活動還是充斥著“心神不一，身心分離”的教學現象。在課堂上，教師為了防止學生搗亂，違反課堂紀律，提出了橫平豎直、整齊劃一的課堂要求，對學生肢體的忽略和壓抑使得學生在課堂中失去了身體活動的自由空間。即便少數學生在課堂中通過肢體表達自己，也會成為被批評、被管制、被約束、被懲罰的對象。因此，對學生肢體的控制導致學生肢體的表達與感受被忽視。

（三）教學活動存在不足

具身認知理論強調身體和環境的交互，常態化的情境教學有利于認知的構建。而現在多數的小學數學課堂教學、教學方法缺少交互性。就目前來說，學校追求教學效率與分數的老舊思想不在少數，很多教師認為課堂只是知識傳播和灌輸的陣地，而忽視了對學生的積極引導，因此教學育人成果大打折扣。新穎、多元化的教學方式可以讓課堂充滿生機與活力，學生更容易接受教學內容，而缺乏互動性的教學方式會導致學生學習主動性下降，枯燥乏味的應試教育讓學生降低了學習興趣。傳統的教學方式只會讓如今的小學生失去學習興趣，教師對教學方式的執著，只會是一言堂、自說自話。

四、小學數學實驗教學的策略

（一）制訂快樂學習目標

在進行小學數學實驗的教學方案設計時，教師應制訂快樂、愉快的學習目標。教師和學生在進行數學實驗課程學習時，身體能夠充分參與其中，進而完成學習。教師在進行課程設計時，可以依據教學大綱，進行教學目標和教學內容的設計。教學目標要結合學生的特點及認知情況進行動態調整，從而幫助學生實現身體與環境的交互，進而幫助學生在此過程中充分理解和掌握所學知識點。

（二）構建快樂教學環境

在具身認知的視角下，學生的學習過程是一項包括認知、身體與環境的整體性活動。通過建立游戲場景和相關的游戲規則制度，有助于提高教師教學過程的趣味性。在小學數學實驗課程的授課過程中，教師可以依據數學教材策劃游戲內容，編制相關的數學游戲。通過游戲教學的方式來構建快樂教學環境，進而提升學生對于小學數學實驗教學的學習主動性與積極性。

1.構建輕松的游戲環境

在具身認知視角下，身體是認知過程中的基礎與核心，具有十分重要的作用。當學生的身體處于輕松愉悅的環境中時，身體能夠為學生學習和掌握新知識起到樞紐的作用，而游戲的環境就能讓學生感到輕松愉悅。因此，教師可以在課程設計時選擇游戲化教學方式，以教學大綱中的教學內容為基礎，構建輕松的游戲環境，這種學習環境更有助于學生進行數學知識的學習。在多邊形面積這個知識點講解過程中，傳統課堂上的按部就班很難讓學生自主學習，教師可以借助工具讓學生進行知識點的研究，利用七巧板讓學生自己拼湊圖形，并計算圖形的面積，鼓勵學生自己動手并發散思維，在實踐的過程中掌握知識點，豐富自己的認知儲備，為以后的探索打下堅實的基礎。

2.利用多媒體完成游戲規則的展示

在小學數學實驗教學的過程中，游戲的規則是教師進行快樂教學的核心內容，直接決定快樂教學能否成功。教師在編制游戲規則時，應該以課程內容為基礎，最大限度地利用多媒體來進行游戲規則的展示。在展示過程中，教師可以讓學生針對游戲規則進行自主研究與討論，通過這種方式讓學生感受到身體與周圍環境的互動，使學習和游戲的過程相互融合。

（三）更新游戲化教學的內容

在小學數學實驗的學習過程中，學生在游戲的同時進行學習，在直觀的實驗環境中理解和掌握數學的基本原理與概念，將抽象的概念轉換為直觀的概念，將訓練式學習轉換為探究式學習。在具身認知視角下，教師通過游戲化教學的方式來提高學生的運動能力，不斷完善學生的心智。學生的實驗經驗是孤立的、零散的，所以教師要以數學思想為統領，關注學生身體和經驗交互的密切聯系，完善認知結構，借助結構聯想、方法感悟，建構數學模型，在活動的同時，帶領學生經歷身體、認知、情緒、語言、記憶的整合過程，實現思維的結構化。

（四）增加游戲具身操作內容

具身認知視角下的游戲化教學實質為“玩中學”，它能夠讓小學生在數學游戲中自主探索相關的數學知識，并在此過程中培養數學思維。教師要充分調動學生感官與肢體等進行觀察、操作，以此發展思維能力。例如，學習“三角形內角和”時，教師可以讓學生進行實踐操作，試著測量三角形的內角和，測量和計算后，學生會直觀地發現內角和是180°。教師讓學生拿出一張紙，在紙上畫出一個三角形，然后分別撕下三個角，將它們組合起來，組合起來后學生會發現這三個角正好可以組成一個平角。經過這樣的動手實踐過程，學生可以更加直觀地得出“三角形內角和為180°”這一結論，為今后學習多邊形的內角積累操作經驗。

具身認知視角下的小學數學實驗教學模式主要以學生的身體參與度為考查點，只有讓小學生的身體參與課堂，才會真正地實現寓教于樂，讓學生在課堂上體會到自主學習的快樂。在完成教師精心編制的課堂游戲過程中，讓小學生通過肢體的表達以及身體與思想的交互，完全掌握本節課的教學內容，并在掌握的過程中通過自己的思考與發掘，發現更多教材中未提到的內容，引發其進一步思考。轉變現有的教學模式，摒棄枯燥乏味的教學形式，讓小學生在課堂游戲中獲取知識、獲得快樂、獲得成長。通過具身認知視角下的實驗教學模式，提升小學生的自主學習能力，更加全身心地投入小學數學學習中，不但能完成課堂任務，還有利于學生參與課題外的數學研究，為提升學生的感知力、思考力、創造力打下堅實的基礎。

參考文獻：

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責任編輯：唐丹丹