運用具身認知理論 開拓新型教育模式

藍文婷　熊建輝

摘 要：自20世紀60年代以來，認知心理學一直是西方心理學的主流學說。其中具身認知，也稱“具體化”，是心理學中一個新興的研究領(lǐng)域，主要指生理體驗與心理狀態(tài)之間有著強烈的聯(lián)系。近日，本刊就具身認知理論與延伸出的新型教育方式問題，專訪了美國亞利桑那州立大學心理學系教授亞瑟·M·格林伯格（Arthur M. Glenberg）。格林伯格是美國亞利桑那州立大學心理系終身教授兼威斯康星大學麥迪遜分校心理學系教授，具身認知理論創(chuàng)始人之一，目前主要從事具身認知在兒童語言發(fā)展中的認知機制和干預培訓機制研究，任多個國際學術(shù)期刊的主編、副主編、編委。具身認知理論強調(diào)身體在有機體認知過程中所扮演的角色，同傳統(tǒng)認知主義視身體僅為刺激的感受器和行為的效應器的觀點截然不同，它賦予身體在認知塑造中的樞軸作用和決定性意義，在認知的解釋中提高身體及其活動的重要性。格林伯格教授通過若干實證案例解釋了學習扎根于身體動作、感知和情緒的重要性，指出體驗越多，理解程度越深，記憶效果也越好。此外，在閱讀過程當中，適當?shù)膭幼髋c想象干預，也有助于加強理解和記憶，開發(fā)學生的創(chuàng)新能力。格林伯格教授還分別介紹了具身認知理論在閱讀、英語和物理學科中的應用，指出了課程、教材、教法可能的改革方向。感謝中國教育科學研究院在訪談過程中給予的大力支持和幫助。

關(guān)鍵詞：具身認知；心理學；想象操作；身體操作；閱讀理解

一、語言文字必須與行動、感知、情緒相關(guān)聯(lián)

《世界教育信息》：尊敬的格林伯格教授，非常感謝您接受本刊的專訪。您是具身認知理論的創(chuàng)始人之一，對具身認知在兒童語言發(fā)展中的認知機制和干預培訓機制有著深入的研究。首先，請您介紹一下具身認知理論以及您對它的理解。

格林伯格：具身認知（Embodied Cognition），也稱“具體化”（Embodiment），是心理學中一個新興的研究領(lǐng)域。具身認知理論主要指生理體驗與心理狀態(tài)之間有著強烈的聯(lián)系。例如，人在開心的時候會微笑，而如果微笑，人也會趨向于變得更開心。根據(jù)具身認知理論，認知是包括大腦在內(nèi)的身體的認知。身體的解剖學結(jié)構(gòu)、身體的活動方式、身體的感覺和運動體驗決定了我們怎樣認識和看待世界，我們的認知是被身體及其活動方式塑造出來的。它不是一個運行在“身體硬件”之上并可以指揮身體的“心理程序軟件”。如果把具身認知和教育相關(guān)聯(lián)，可以理解為我們常使用的一些抽象符號，如語言文字、句法、語法、數(shù)字、運算符等，都必須與實際的行動、感知和情緒經(jīng)驗相關(guān)聯(lián)。

《世界教育信息》：請您介紹一下具身認知理論在閱讀理解中的應用。

格林伯格：閱讀理解實際上是行動、感知和情緒相關(guān)的神經(jīng)系統(tǒng)對看到的內(nèi)容的一種模仿。“可供性”（Affordance）一詞由認知心理學家詹姆斯·吉布森（James Gibson）發(fā)明，意指人的身體和物體之間的一種互動關(guān)系。例如，一把椅子對我們來說是椅子，因為它能承受我們的重量；但是對于大象來說，這把椅子就不能當椅子，因為它承受不了大象的重量；對于兒童來說，這把椅子還是可以玩捉迷藏的玩具。也就是說，當我們看到椅子這個詞的時候，第一步是把這個詞聯(lián)想到某個物體上，第二步才會想到椅子能夠承受的活動，第三步是把椅子能承受的不同活動結(jié)合在一起理解椅子這個詞。

以神經(jīng)學中關(guān)于具身認知理論的實證為例。有一個實驗是讓一群人聽廣播，廣播反復重復3個詞：踢、拿、舔。當參與者聽到“踢”這個詞的時候，他的大腦中控制腿部的神經(jīng)區(qū)域是活躍的；當聽到“拿”的時候，大腦中控制手部的神經(jīng)是活躍的；當聽到“舔”的時候，大腦中控制嘴部的神經(jīng)區(qū)域是活躍的。也就是說，文字與我們的認知、情感和行為是聯(lián)系在一起的。當你看到一個詞的時候，第一反應是這個詞對應的動作。如果把這個詞和情感聯(lián)系到一起則會形成人的情緒。

在另外一組實驗中，被試者被分為兩部分：一組是年輕女性，另一組是中年女性。接著，給一組被試者看能夠引起生氣情緒的文字，另一組看能讓人高興的文字。這些被試者要先在美容院打一種針，注射后面部的部分肌肉會出現(xiàn)麻木狀態(tài)，使得被試者的面部表情不是很明顯，看不出生氣或者傷心的表情，但不會影響高興的表情。實驗發(fā)現(xiàn)，打針前，閱讀引起生氣情緒的句子時間是4.7毫秒左右；打針后，因為表現(xiàn)生氣情緒——尤其是額頭部分的肌肉被麻痹，受訪者閱讀句子的時間延長。然而，閱讀讓人高興的句子時，打針前后閱讀句子所花費的時間是一樣的，因為人在高興的時候用不到額頭部分的肌肉，主要用的是臉頰和眼睛旁邊的肌肉。因此我們得到結(jié)論：行動、感知和情緒中所使用的身體的一些神經(jīng)系統(tǒng)，同樣適用于對語言文字的理解。

二、身體操作或想象操作

有助于提高閱讀理解能力

《世界教育信息》：我們應該如何把具身認知理論融入教育領(lǐng)域呢？

格林伯格：首先，我們要回答一個問題：為什么有些兒童非常善于在口語上與人打交道，如說話、演講等，但是在閱讀上的能力卻差一些？答案有很多種可能性：他們閱讀的頻率比較短或者短時期內(nèi)閱讀能力比較差。但我覺得有另外一種可能性：會不會是這些兒童在把文字符號與實際的感知經(jīng)驗聯(lián)系到一起的能力有所欠缺呢？例如，母親抱著一個嬰兒，拿著奶瓶對他說：“這是你的奶瓶?！蹦赣H說這句話的時候，嬰兒很快就能反應到這句話的意思。父親教孩子“再見”這個詞的時候，會在說“再見”的同時揮手。當孩子再次看到“再見”這個詞的時候，就會揮著手說“再見”，而不是什么動作都沒有就說“再見”。

再舉個例子，某個兒童看到書上“瓶子”這個詞的時候很難念出來。當他成功念出這個詞的時候，老師就會獎勵他，但其實這個兒童并沒有在腦子中反應出“瓶子”這個詞和其所代表的物體。這個兒童只是在讀音節(jié)，不能更深一步地理解這個詞所代表的意義。

《世界教育信息》：那么，我們?nèi)绾斡柧殐和褜嶋H的文字和行動經(jīng)驗聯(lián)系到一起？這樣做的意義是什么？

格林伯格：對于這個問題，我們提到了一個概念，即“通過閱讀去移動”（Moved by Reading），共分為兩個部分：第一部分是身體操作（Physical Manipulation），第二部分是想象操作（Imagined Manipulation）。在第一部分，我們設立一個情景，讓兒童讀一個故事，周圍擺放一些相關(guān)的玩具（如圖1）。例如，當兒童讀到“一個農(nóng)夫把拖車開到農(nóng)場柵欄”這句話的時候，該兒童就要動手把玩具農(nóng)夫放到玩具拖車上，然后再把拖車移動到柵欄旁邊。當兒童這樣做的時候，就能獲得關(guān)于這些詞的實際意義。

第二部分是想象操作。當我們聽到某句話的時候，會在腦中想象對應的動作，而不是實際做動作。我們發(fā)現(xiàn)做過實際動作的兒童復述故事的正確率比單純看過文字的兒童復述故事的正確率高；做過想象操作活動的兒童，復述故事的正確率也高于直接看文字的兒童。

接下來的問題是，想象操作是不是閱讀理解的基礎(chǔ)？是否可以從理解故事延伸到解決數(shù)學問題？如果兒童不明白故事的意思，那他們就不太情愿去解決關(guān)于該故事的問題。例如，某學生參加學校的智力考試，需要表演一個魔術(shù)。臺上有2個物體，一個是電腦，另一個是啞鈴。他把10公斤的電腦懸浮起來，又把25公斤的啞鈴懸浮到空中。問題是，失重物體總重量是多少，懸浮起這些物體需要多少浮力？對我們來說這是非常簡單的問題，即用10公斤加25公斤。但如果說你的閱讀理解能力不太好，讀不懂這個故事，就有可能影響你對該問題的解答。調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，對這道題進行過身體操作或想象操作的學生回答該問題的正確率比那些只閱讀文字的學生正確率高。因為有過身體操作或想象操作的學生比只閱讀文字的學生更容易排除一些不相關(guān)的信息。

《世界教育信息》：在剛才提到的實驗中，被試者多為6～7歲的兒童。對于高中生及大學生來說，具身認知理論是否適用？

格林伯格：具身認知理論同樣可以應用到物理學的學習中。舉個例子，圓周運動的向心力公式是F = mv2/r，即力等于質(zhì)量乘以速度的平方除以半徑。如何讓學生通過幾個抽象的字母理解公式的意思？

實驗者把公式具象化，讓學生親自拿一條繩子吊著一個物體在頭頂轉(zhuǎn)圈。實驗過程中，分別改變物體的質(zhì)量、體積以及繩子的長短，讓學生親身體驗用力的大小。這個實驗就是具身認知理論在物理學中的運用。實驗證明，親身體驗過這個公式的學生對這個知識點的掌握比沒體驗過的學生更好，而且記憶時間更長。

我還想講一個我參加的活動?；顒又?，一個人握著自行車輪的車軸兩側(cè)（如圖2）轉(zhuǎn)動車輪。當輪子橫著高速旋轉(zhuǎn)的時候，移動輪子比較困難；當輪子豎著保持高度轉(zhuǎn)動時，移動輪子就很省力；當輪子有傾斜的角度時，再想保持高度轉(zhuǎn)動，就需要非常大的力氣去維持。

當時有兩個被試者，一個是親自操作過車輪實驗的，另一個只是在旁邊觀看。然后他們要回答一個問題：當輪子處于哪種位置時最費力氣？

測試發(fā)現(xiàn)，實際動手操作過這個實驗的人，其大腦相應區(qū)域比沒有動手操作的人要活躍。這說明，操作這個實驗的人會在大腦中想象他剛剛做過的動作，他們回答問題的準確率也相對更高。因此我們得出結(jié)論，如果想要真正理解物理學中的一些公式，一個很重要的做法就是實際去操作，把抽象符號與實際行動、感知和情緒聯(lián)系起來。語言中的文字、句法，數(shù)學中的數(shù)字、運算符等抽象符號都是如此?，F(xiàn)在，我們正在研究具身認知理論對第二語言學習的影響。

《世界教育信息》：您是否在之前的實驗中比較過，身體操作和想象操作對閱讀理解的影響有什么差異？

格林伯格：到目前為止還沒有做過相關(guān)的對比研究，但我相信，未來我們會逐步去做。我們發(fā)現(xiàn)，年齡大的兒童比年齡小的兒童更容易將身體操作轉(zhuǎn)化為想象操作。例如，在之前提到的農(nóng)場操作中，年齡大的兒童可以直接將身體操作的故事情景轉(zhuǎn)化為想象操作，但是年齡小的兒童需要重復多次身體操作才能將其轉(zhuǎn)化為想象操作。

三、具身認知理論與皮亞杰兒童認知

發(fā)展階段有所不同

《世界教育信息》：具身認知理論和瑞士兒童心理學家皮亞杰（Piaget）的認知發(fā)展理論有什么聯(lián)系？

格林伯格：皮亞杰可以說是具身認知理論之父。皮亞杰最著名的學說是兒童的認知發(fā)展階段學說。他把兒童的認知發(fā)展分成以下四個階段：第一，感知運算階段（0～2歲），兒童靠感覺獲取經(jīng)驗；第二，前運算階段（2～7歲），兒童已經(jīng)能使用語言、符號等表征外在事物，但不能區(qū)分主體與客體；第三，具體運算階段（7～11歲），兒童了解水平線概念，能使用具體物質(zhì)操作來協(xié)助思考；第四，形式運算階段（11歲以后），兒童開始會類推，邏輯思維達到較高水平，具有抽象思維。在皮亞杰的兒童認知發(fā)展階段學說中，就有涉及到具身認知理論的內(nèi)容。但是，皮亞杰的理論和我所理解的具身認知理論并不完全吻合。

皮亞杰的理論中的感知運動階段把人的動作和人對物體的認知聯(lián)系在一起，并且在四個階段中，人的智力隨著階段的過渡而遞增。但我認為，無論人的智力處于人生的哪個階段，具身認知都會伴隨學習一起產(chǎn)生。

再如之前提到的車輪實驗。一組被試者進行實際操作，另一組被試者在旁邊觀看。之后給他們看車輪實驗的圖片，用核磁共振的機器監(jiān)測、對比兩組被試者在看到圖片時大腦和運動皮層相關(guān)區(qū)域激活程度的差異。實驗結(jié)果可以證明，進行過實際操作的人比沒有操作過的人的大腦相關(guān)皮層激活程度更高。從這個角度上來說，具身認知可以被認知神經(jīng)科學所證實，這和皮亞杰的理論也不是完全吻合的。

編輯 秦悅 校對 郭偉