基于具身認(rèn)知理論下的初中物理課堂教學(xué)策略

郝婧 鄭淵方

摘 要：具身認(rèn)知是認(rèn)知科學(xué)一個(gè)新的研究取向，也是物理教學(xué)發(fā)展的新方向，其核心在于強(qiáng)調(diào)身體的認(rèn)知功能，認(rèn)為認(rèn)知、身體和環(huán)境是動(dòng)態(tài)互動(dòng)的。在此基礎(chǔ)上，文章基于具身認(rèn)知理論，對(duì)課堂設(shè)計(jì)提出了四點(diǎn)教學(xué)策略，為物理教學(xué)設(shè)計(jì)和具身認(rèn)知理論相結(jié)合提供啟發(fā)，以此引起物理教育教學(xué)對(duì)具身學(xué)習(xí)理論的關(guān)注，有效培養(yǎng)學(xué)生的物理科學(xué)素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：具身認(rèn)知；課堂設(shè)計(jì)；教學(xué)策略

一、 具身認(rèn)知理論

傳統(tǒng)的認(rèn)知科學(xué)將認(rèn)知和身體作為兩部分獨(dú)立地看待，將認(rèn)知過程看作是獨(dú)立于身體和環(huán)境的運(yùn)算過程，認(rèn)為認(rèn)知可以存在于身體之外。從20世紀(jì)80年代以來，以具身性和情境性為重要特征的概念在認(rèn)知科學(xué)中頻繁出現(xiàn)，人們對(duì)“具身認(rèn)知（embodied cognition）”的了解和重視逐步增加，使得“具身認(rèn)知”逐漸成為了認(rèn)知科學(xué)中一種新的研究取向。

最初的具身認(rèn)知觀念的描述與一些概念有相似含義，但著眼點(diǎn)各有側(cè)重，如“情境性”（situatedness/embeddedness）、“生成”（enaction）?！扒榫承浴睆?qiáng)調(diào)的是身體在認(rèn)知過程中對(duì)社會(huì)和所處環(huán)境的依賴，強(qiáng)調(diào)身體在情境中的參與，而“生成”則較為關(guān)注知識(shí)是在與世界交往的過程中產(chǎn)生的，認(rèn)知與實(shí)踐世界是互相生成的。當(dāng)前，國外對(duì)具身認(rèn)知的研究已較為豐富，發(fā)展了在現(xiàn)實(shí)中應(yīng)用一定設(shè)備和方式來進(jìn)行學(xué)習(xí)的理論與設(shè)計(jì)。綜合來看，葉浩生教授是國內(nèi)較早為具身認(rèn)知做出較為完整定義的學(xué)者，他認(rèn)為具身認(rèn)知強(qiáng)調(diào)身體在認(rèn)知的實(shí)現(xiàn)中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，其中心含義包括三個(gè)方面：第一，認(rèn)知過程的進(jìn)行方式和步驟實(shí)際上是被身體的物理屬性所決定的；第二，認(rèn)知的內(nèi)容是身體提供的，即當(dāng)身體處在一定的環(huán)境中才會(huì)有相應(yīng)的認(rèn)知存在；第三，認(rèn)知、身體、環(huán)境是一體的，認(rèn)知存在于大腦，大腦存在于身體，身體存在于環(huán)境。

具身認(rèn)知的觀念最初起源于哲學(xué)，在反對(duì)身心二元論的理論基礎(chǔ)上發(fā)展而來，其影響力漸漸滲透到認(rèn)知科學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域，如心理學(xué)、神經(jīng)科學(xué)、語言學(xué)、教育學(xué)等。具身認(rèn)知觀認(rèn)為，我們的心智、理性能力都是具身的（embodied），它們有賴于我們身體的具體的生理神經(jīng)結(jié)構(gòu)和活動(dòng)圖式；認(rèn)知過程、認(rèn)知發(fā)展和高水平的認(rèn)知深深根植于人的身體結(jié)構(gòu)以及最初的身體和世界交互之中。

貫穿著具身認(rèn)知思路的學(xué)習(xí)——具身學(xué)習(xí)，不僅可以在高技術(shù)支持的環(huán)境下進(jìn)行研究，如SMALLab具身學(xué)習(xí)環(huán)境，弱技術(shù)支持環(huán)境下的應(yīng)用更具有研究和開發(fā)的價(jià)值，例如表演、游戲、真實(shí)性問題解決，甚至最基礎(chǔ)的手勢(shì)也可以成為促進(jìn)教學(xué)和交流的有效工具。在物理教學(xué)中實(shí)現(xiàn)具身學(xué)習(xí)，應(yīng)該注意具身認(rèn)知的細(xì)膩性、豐富性與整體性。學(xué)生個(gè)體對(duì)身邊環(huán)境的感知程度需要在物理教學(xué)中被考慮，身體的感性認(rèn)知不僅包括直接的視覺、聽覺、觸覺、嗅覺等，也包括了語言對(duì)感受的形容，這些環(huán)境為物理具身學(xué)習(xí)認(rèn)知活動(dòng)創(chuàng)造了一個(gè)整體的條件。

初中物理是以自然現(xiàn)象和事物發(fā)展規(guī)律為基礎(chǔ)的學(xué)科，在初學(xué)物理階段，重點(diǎn)要提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生進(jìn)行有意義的學(xué)習(xí)。以具身認(rèn)知理論為指導(dǎo)思想的初中物理教學(xué)，能夠更好地引導(dǎo)學(xué)生在真實(shí)物理環(huán)境下進(jìn)行思考和學(xué)習(xí)，加上身體的感知與環(huán)境的結(jié)合，從而促進(jìn)學(xué)生物理核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，為中學(xué)物理課堂的教學(xué)提供了新思路與重要啟示。

二、 基于具身認(rèn)知的初中物理教學(xué)策略

具身認(rèn)知強(qiáng)調(diào)身體的認(rèn)知功能，情境和認(rèn)知具有密不可分的關(guān)系。在初中物理人教版八年級(jí)下冊(cè)第八章第三節(jié)——《摩擦力》的課堂教學(xué)中，教師立足于教材的知識(shí)結(jié)構(gòu)、方法框架，充分利用教室環(huán)境中的材料和科學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器，注重學(xué)生身體感覺體驗(yàn)和動(dòng)作練習(xí)，在教學(xué)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中結(jié)合原始物理問題解決，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，進(jìn)行有意義的教學(xué)活動(dòng)。

（一） 在具身情境中體驗(yàn)知識(shí)的存在

課堂開始的創(chuàng)設(shè)情境是激發(fā)學(xué)生物理認(rèn)知興趣的第一步，教師創(chuàng)設(shè)了合理的情境便能夠激發(fā)學(xué)生的好奇心，使學(xué)生主動(dòng)地進(jìn)行思考。在教學(xué)“摩擦力”這一節(jié)課時(shí)，教師開始新課時(shí)，為了讓學(xué)生感受摩擦力的存在，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行“特殊的拔河比賽”。將學(xué)生與同桌兩兩一組進(jìn)行分組，要求每組學(xué)生用兩本課本，將每一頁左右交疊在一起，將書整理平整后平放在桌子上，要求兩個(gè)同學(xué)分別拉住書脊，看哪組能夠先將兩本書拉開。接著學(xué)生便發(fā)現(xiàn)將兩本書拉開是需要很大力氣的，單獨(dú)靠手不可能實(shí)現(xiàn)。教師在這時(shí)利用多媒體設(shè)備播放視頻，視頻中兩個(gè)人分別用人力、轎車、越野車，終于將兩本賬本拉開，用了大約4270磅的拉力，換算成力的話約合一萬九千多牛。接著引導(dǎo)學(xué)生思考，是紙張之間的摩擦力讓兩本書這么難以拉開，讓學(xué)生思考摩擦力在生活中的無處不在。

動(dòng)手活動(dòng)讓學(xué)生在教師創(chuàng)設(shè)的具身情境中具體感知了摩擦力存在，而將薄薄的兩本書拉開需要很大的力，也同樣引發(fā)了學(xué)生的認(rèn)知沖突，使課堂氣氛活躍起來，從而激發(fā)學(xué)生的認(rèn)知興趣，投入到接下來課堂的學(xué)習(xí)當(dāng)中。

（二） 合作交流，生成豐富具身體驗(yàn)

學(xué)生所處的環(huán)境，不僅有教室和老師，同學(xué)也是學(xué)習(xí)環(huán)境關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。學(xué)生在認(rèn)知環(huán)境中受物理環(huán)境的影響，反過來師生溝通和生生交流也會(huì)影響整個(gè)具身環(huán)境，如學(xué)習(xí)氣氛，師生之間人際關(guān)系等。與同學(xué)的溝通合作和互相交流，不僅是從聽覺渠道進(jìn)行具身學(xué)習(xí)，更是學(xué)生將個(gè)體的具身認(rèn)知經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行交流，而新的認(rèn)知?jiǎng)t是在與環(huán)境的交互之中逐漸生成的。在探究靜摩擦力大小的影響因素時(shí)，教師在提問可能有哪些因素之后，提出讓學(xué)生分小組討論舉例說明。在這個(gè)過程中，學(xué)生之間相互交流探討，將個(gè)體原本知識(shí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明，在交流中產(chǎn)生認(rèn)知沖突，為教師下一步具體的實(shí)驗(yàn)探究做鋪墊。這與傳統(tǒng)的學(xué)生自己思考相比，讓學(xué)生在教師所營造的合作具身環(huán)境中引發(fā)更多的思考，學(xué)生將自身的認(rèn)知體驗(yàn)與物理相關(guān)知識(shí)點(diǎn)建立聯(lián)系，為學(xué)生理解概念、掌握知識(shí)、發(fā)展思維奠定了基礎(chǔ)。同樣能夠強(qiáng)化學(xué)生的合作意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的合作能力，促進(jìn)個(gè)體思維、意識(shí)、能力和行為的發(fā)展。

（三） 強(qiáng)調(diào)思維顯性化，用身體動(dòng)作展現(xiàn)思維模式

思維顯性化在課堂中主要體現(xiàn)在兩方面：一方面是教師利用多種技術(shù)和方式將知識(shí)以較為顯性的方式呈現(xiàn)出來，另一方面是學(xué)生在對(duì)課堂知識(shí)進(jìn)行感知以后，及時(shí)用身體動(dòng)作將自己的思維思路及時(shí)地展示出來。初中物理實(shí)驗(yàn)是教學(xué)中的重要一部分，學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的理解，體現(xiàn)了學(xué)生對(duì)物理知識(shí)理解的透徹性，體現(xiàn)了學(xué)生整體的物理科學(xué)素養(yǎng)。學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)過程的設(shè)計(jì)與實(shí)踐，可以向?qū)W生提供直接經(jīng)驗(yàn)，具身地感受到科學(xué)研究的趣味性和嚴(yán)謹(jǐn)性。

在教學(xué)“摩擦力大小的影響因素”時(shí)，教師在提供了木板、木塊、毛巾、砝碼、彈簧測(cè)力計(jì)等材料后，以問題引導(dǎo)的形式啟發(fā)學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意到的問題，分為小組后進(jìn)行討論，要求每個(gè)組提出對(duì)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)方案，并以語言闡述思路、協(xié)助進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示、分析結(jié)果的方式來將思維過程顯性化。

（四） 走向生活，在生活中具身感知物理知識(shí)

學(xué)生常常會(huì)忽略日常生活現(xiàn)象中蘊(yùn)含著的物理知識(shí)，在學(xué)習(xí)了相關(guān)物理知識(shí)點(diǎn)后，教師運(yùn)用已有生活常識(shí)喚起學(xué)生共鳴后，同樣可以與學(xué)生交流日常生活中的具身感受到的物理現(xiàn)象，從而驗(yàn)證教材上的理論，或者運(yùn)用教材上的理論解釋生活中的現(xiàn)象。指導(dǎo)學(xué)生從物理走向生活，學(xué)以致用，更能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。

在學(xué)習(xí)了靜摩擦力、滑動(dòng)摩擦力的相關(guān)規(guī)律后，引導(dǎo)學(xué)生理解摩擦力在生活中的各種應(yīng)用，如輪胎上凹凸不平的花紋、給自行車的車軸上加潤滑油。幫助學(xué)生在原始物理情景下展開合理思考，自主提出問題并主動(dòng)探索解決方法，將物理知識(shí)運(yùn)用到生活中的實(shí)際中去，不再將思維禁錮在物理教材之中。

將認(rèn)知看作是身體在環(huán)境中交互而生成的，而不是簡(jiǎn)單的大腦思考，具身認(rèn)知理論摒棄傳統(tǒng)中只重視思維的學(xué)習(xí)方法，著重關(guān)注學(xué)生的身體感受、體驗(yàn)和對(duì)所處環(huán)境的相互影響，利用引入、實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)設(shè)真實(shí)具體情境，來為物理教學(xué)中轉(zhuǎn)變認(rèn)知方式和學(xué)習(xí)方法提供指導(dǎo)思想。高科技支持下的具身學(xué)習(xí)值得我們關(guān)注，弱技術(shù)支持下的具身課堂設(shè)計(jì)更具有普遍的借鑒意義。以身體的方式參與學(xué)習(xí)，讓每個(gè)學(xué)生的獨(dú)特個(gè)性在學(xué)習(xí)中發(fā)揮其積極作用，最大限度地喚起學(xué)生學(xué)習(xí)的效率和興趣，使其成為優(yōu)秀的學(xué)習(xí)者，獲得適用一生的物理知識(shí)和影響一生的科學(xué)素養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]李恒威，盛曉明.認(rèn)知的具身化[J].科學(xué)學(xué)研究，2006（2）：184-190.

[2]葉浩生.具身認(rèn)知：認(rèn)知心理學(xué)的新取向[J].心理科學(xué)進(jìn)展，2010，18（5）：705-710.

[3]李恒威，肖家燕.認(rèn)知的具身觀[J].自然辯證法通訊，2006（1）：29-34+110.

[4]楊南昌，劉曉艷.具身學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)：教學(xué)設(shè)計(jì)研究新取向[J].電化教育研究，2014，35（7）：24-29+65.

[5]胡揚(yáng)洋.走向具身：物理教學(xué)心理學(xué)思想的傳統(tǒng)與發(fā)展[J].教育導(dǎo)刊，2015（4）：69-72.

[6]李志河，李鵬媛，周娜娜，等.具身認(rèn)知學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計(jì)：特征、要素、應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)[J].遠(yuǎn)程教育雜志，2018，36（5）：81-90.

作者簡(jiǎn)介：郝婧，鄭淵方，福建省福州市，福建師范大學(xué)物理與能源學(xué)院。