基于具身認知視角建構生物學概念

長期以來，生物學概念教學受傳統教育理念的影響，去情景化背景下以抽象符號為表征的概念傳遞方式大行其道。在概念教學實踐中，教師可以依據概念層級類型和學生實際學情，綜合運用現有的技術設備和活動材料，幫助學生實現不同的具身學習方式。在人教版初中生物七年級下冊《神經調節的基本方式》中，“反射”比較抽象難懂，七年級學生容易形成迷思概念。教師有必要通過創設情境、設計活動為學生提供情境化、參與式的具身學習體驗，使學生科學高效地建構概念。本文將以建構反射概念為例，闡述具身認知理論如何應用于生物學概念教學。

一、分析概念，明確目標

重要概念“反射是神經調節的基本方式、反射弧是反射的結構基礎”在《義務教育生物學課程標準（2022年版）》中，統攝于“人體生理與健康”主題的大概念“人體的結構與功能相適應，各系統協調統一，共同完成復雜的生命活動”，要求教師幫助學生形成重要概念“人體各系統在神經系統和內分泌系統的調節下，相互聯系和協調，共同完成各項生命活動，以適應機體內外環境變化”。反射和反射弧是上下位概念關系，反射是反射弧的上位概念，處于本節課的核心地位。

二、分析學情，精準定位

通過對神經系統組成的學習，學生知道了腦、脊髓以及神經的功能，具備一定的前置知識。由于受語言文化等因素的影響，學生容易把反射片面地理解成物理學中光反射，與生物學中反射的含義有較大差異。學生基于生活經驗形成了“刺激——反應”的前科學概念。概念教學的任務就是要發現學生的前科學概念，并將其轉化為科學概念。筆者通過分析學生前科學概念精準定位教學起點，創設學習情景并開展實驗活動，幫助學生在具身學習中消除迷思建構科學概念。

三、具身學習，建構概念

1.實境具身，引出反射。教師播放蘇炳添在東京奧運會田徑百米預賽取得9.83秒成績的視頻。教師提問，“是什么引發蘇炳添做出迅速起跑的反應？”學生回答，“蘇炳添聽到了發令槍聲才做出起跑反應的”。蘇炳添在東京奧運會上突破自己，創造黃種人在奧運會上的最好成績，他的事跡可以激發學生學習熱情和興趣。教師能否引發學生的具身效應，學生學習過程中能否產生具身體驗，都取決于教學情境的生動性和逼真性，情境越生動、越逼真就越能引發個體的身體體驗。通過創設“生活事件”情境為學生提供以化身的方式融入現實的機會，學生比較容易快速回憶“刺激——反應”前科學概念。

2.實感具身，體驗反射。全體學生每兩人一組發放一個橡皮錘。教師現場演示膝跳反射過程，講解叩擊的部位和動作要領，然后組織學生互換角色參與膝跳反射具身體驗，討論如何描述膝跳反射的過程，并讓一名學生統計“不由自主”地膝跳現象。教師提問：“根據你的親身體驗，能說出反射過程中受到什么刺激，小腿如何反應？”學生描述：“膝蓋下方韌帶受到叩擊時，小腿會不自覺地前伸。”教師過渡：這位同學細心觀察，用心體會，才能描述準確。膝蓋下面韌帶受到的叩擊是“接受刺激”，小腿前伸是“發生反應”。 請一名學生上講臺配合做實驗，教師趁其不注意，用手指在一名學生的眼前突然晃動，他迅速躲避并眨眼。教師提問：“這個反射與膝跳反射有什么共同點？”學生總結：“這個反射與膝跳反射都是接受刺激，發生反應。”教師通過膝跳、眨眼反射實驗活動為學生創造具身體驗機會，身體自然地與真實學習環境發生互動，多種感官獲得體驗，為科學完整地生成概念作鋪墊。

3.身心協調，生成反射。教師展示兩盆含羞草讓學生觸碰葉片。觸碰后的含羞草開始慢慢地合攏葉片。教師提問：“含羞草的反應是不是反射？”學生甲：“它們能接受刺激，發生反應，因此屬于反射。”學生乙：“含羞草是植物，沒有反射。”教師再播放“草履蟲趨利避害”視頻。教師提問：“草履蟲的反應是不是反射？”學生陷入迷思。教師解釋：“以上兩個例子都是簡單的‘刺激——反應’，無法完成反射活動。”教師播放膝跳反射模擬動畫。學生看到膝蓋下方韌帶受到敲擊后，“信號”沿著神經傳遞到神經中樞，再沿神經傳遞到肌肉，產生了“不由自主”地膝跳。學生恍然大悟：“膝跳反射還需要神經系統參與。”教師展示以全班學生為調查總體的統計數據，絕大部分小組觀察到膝跳現象，說明這種膝跳現象具有普遍規律性。師生共同總結：反射“有神經系統參與”并且是“有規律”的。一起補充完善反射概念圖形成板書（如圖2）。學生通過觸摸“含羞草”和觀看“草履蟲”視頻，在“實感”和“實境”中體驗兩個反面例子，制造身體與心理認知（學生原有的前科學概念）沖突，引發深層次思考。具象化的膝蓋反射動畫糾正了“反射就是接受刺激，發生反應”前科學概念，全班實驗統計數據印證了反射的規律性，學生完整地生成科學概念。

4.離線具身，辨析反射。教師語言描述并列表呈現反射活動（如下表）。讓學生討論這些反射有什么區別。在辨析理解的基礎上認同簡單反射是形成復雜反射的基礎。通過老師語言描述生活中關于反射的實例，喚起學生對反射的感同身受，引發學生產生離線具身效應，學生通過心理模擬進行概念加工形成科學概念。通過列表直觀呈現簡單（低級）反射和復雜（高級）反射的異同，指導學生辨析反射類型，幫助學生準確地理解概念外延。

四、結語

本文以反射概念教學為例，基于具身認知理論視角僅對“反射”概念生成過程進行敘述與分析。筆者采用多種具身學習方式，以具身體驗為主使學生在具身情境中生成概念，通過正反例證讓學生推理分析并修正原有經驗，從認知沖突到身心協調，使學生有意義地建構概念，使概念教學有效又有趣。為了給學生創造更多“感同身受”的機會，建構生物學概念還需從活動設計和材料選擇方面提供具身保障。隨著虛擬交互技術的不斷應用于教育教學，將給學生帶來更多更好的具身學習體驗。

責任編輯 徐國堅