聚焦具身認(rèn)知，促進(jìn)素養(yǎng)生長(zhǎng)

方炎亮 王敏軍

【摘 ? 要】具身認(rèn)知視域下的信息技術(shù)教學(xué)能有效促進(jìn)學(xué)生的素養(yǎng)生長(zhǎng)。教師在Micro：bit編程教學(xué)時(shí)，要努力“創(chuàng)建學(xué)習(xí)情境場(chǎng)：優(yōu)化內(nèi)外交互學(xué)習(xí)的環(huán)境”“創(chuàng)建思維發(fā)生場(chǎng)：激活提升學(xué)習(xí)動(dòng)力的內(nèi)核”“創(chuàng)建反思評(píng)價(jià)場(chǎng)：多元反哺學(xué)習(xí)素養(yǎng)的生長(zhǎng)”，從而促進(jìn)學(xué)生編程能力、計(jì)算思維和信息素養(yǎng)的發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】信息技術(shù);具身認(rèn)知; Micro：bit

美國(guó)思想家貝洛克在《具身認(rèn)知：身體如何影響思維和行為》一書(shū)中指出：“認(rèn)知是身體的認(rèn)知，心智是身體的心智。離開(kāi)了身體，認(rèn)知和心智根本就不存在?！奔凑J(rèn)知是具身的、情境的，身體及其經(jīng)驗(yàn)與環(huán)境的交互可以幫助學(xué)生更好地理解概念、掌握知識(shí)。

信息技術(shù)編程學(xué)習(xí)，是指在信息技術(shù)教學(xué)理論和信息技術(shù)核心素養(yǎng)觀照下，學(xué)生借助軟件和硬件，通過(guò)對(duì)素材進(jìn)行“數(shù)字化學(xué)習(xí)和創(chuàng)新”，從而實(shí)現(xiàn)探究規(guī)律、形成概念、解決問(wèn)題、驗(yàn)證結(jié)論的學(xué)習(xí)方式。這與具身認(rèn)知理論所強(qiáng)調(diào)的“學(xué)習(xí)應(yīng)該采用身體、環(huán)境、心智共同參與的學(xué)習(xí)方式”不謀而合。因此，教師在Micro：bit編程教學(xué)中，要努力“創(chuàng)建學(xué)習(xí)情境場(chǎng)：優(yōu)化內(nèi)外交互學(xué)習(xí)的環(huán)境”“創(chuàng)建思維發(fā)生場(chǎng)：激活提升學(xué)習(xí)動(dòng)力的內(nèi)核”“創(chuàng)建反思評(píng)價(jià)場(chǎng)：多元反哺學(xué)習(xí)素養(yǎng)的生長(zhǎng)”，從而促進(jìn)學(xué)生編程能力、計(jì)算思維和信息素養(yǎng)的發(fā)展。

一、創(chuàng)建學(xué)習(xí)情境場(chǎng)：優(yōu)化內(nèi)外交互學(xué)習(xí)的環(huán)境

具身認(rèn)知理論強(qiáng)調(diào)，認(rèn)知植根于身體活動(dòng)，是被身體作用于世界活動(dòng)所塑造出來(lái)的。因此，在信息技術(shù)教學(xué)中，構(gòu)建一個(gè)適切的“情境場(chǎng)”，以此激活學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性就顯得尤為關(guān)鍵。就Micro：bit編程學(xué)習(xí)而言，應(yīng)通過(guò)營(yíng)造良好、融洽的立體課堂交互環(huán)境來(lái)激發(fā)學(xué)生積極參與、主動(dòng)學(xué)習(xí)，構(gòu)建具身學(xué)習(xí)課堂。

（一）合理解讀教材，創(chuàng)設(shè)適宜學(xué)習(xí)的具身場(chǎng)景

信息技術(shù)教材的編寫(xiě)圍繞信息技術(shù)“核心素養(yǎng)”的四大領(lǐng)域展開(kāi)。在基礎(chǔ)性課程和拓展性課程中都包含一定數(shù)量的具有實(shí)踐性操作特點(diǎn)的編程內(nèi)容。教師要在合理解讀教材的基礎(chǔ)上，為學(xué)生創(chuàng)建一個(gè)適合學(xué)習(xí)的具身場(chǎng)景。

編程學(xué)習(xí)環(huán)境不僅指周邊物理學(xué)習(xí)環(huán)境，更多的是指軟件環(huán)境。創(chuàng)設(shè)編程學(xué)習(xí)環(huán)境主要是通過(guò)學(xué)習(xí)平臺(tái)、反饋方式、互動(dòng)協(xié)作、學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)等途徑。但無(wú)論哪一種環(huán)境的創(chuàng)設(shè)都應(yīng)因時(shí)因需動(dòng)態(tài)變化，注重全局與局部環(huán)境的耦合，力求場(chǎng)景的真實(shí)，追求“具身”的效果。

【案例1：《初識(shí)Micro：bit》】

學(xué)生觀看“Micro：bit智能小車(chē)運(yùn)動(dòng)”視頻，講講小車(chē)有哪些趣味玩法，從而導(dǎo)入新課：初識(shí)Micro：bit。

教師以不同顏色、亮度、形狀、顯示方式展示了三種幸運(yùn)符：忽明忽暗的心形、循環(huán)閃亮的線(xiàn)型、亮度漸變的呼吸燈。隨后，教師說(shuō)明幸運(yùn)符的編程思路，鼓勵(lì)學(xué)生制作不同顯示效果的幸運(yùn)符。

案例1中，教師為學(xué)生實(shí)現(xiàn)具身學(xué)習(xí)提供了適宜的全局性軟件和針對(duì)性軟件環(huán)境，通過(guò)智能小車(chē)的趣味運(yùn)動(dòng)導(dǎo)入情境，學(xué)生整體感知Micro：bit的趣味性，基于亮度、顏色、形狀等針對(duì)性軟件展示幸運(yùn)符的變化效果，直觀感知Micro：bit的多變性。這種具身視域下的編程軟件創(chuàng)建了適宜具身學(xué)習(xí)的真實(shí)場(chǎng)景，有效激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)編程的興趣，進(jìn)一步明確了學(xué)習(xí)目的。同時(shí)，具身場(chǎng)景還關(guān)注學(xué)生在學(xué)習(xí)與生活方面的關(guān)系，提供了與他人交流、協(xié)作的空間，使學(xué)生深切體會(huì)到學(xué)習(xí)的重要性，逐漸在具身學(xué)習(xí)的活動(dòng)中提升信息素養(yǎng)。

（二）抓住重點(diǎn)難點(diǎn)，搭建多維體驗(yàn)的學(xué)習(xí)平臺(tái)

鉆研教材必須是教學(xué)的前提。因此，教師要立體解讀教材，領(lǐng)會(huì)編者意圖，在滿(mǎn)足學(xué)生實(shí)際需求的基礎(chǔ)上對(duì)教材進(jìn)行適度調(diào)整。尤其要抓住教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)，并以此作為具身學(xué)習(xí)的切入點(diǎn)，搭建多維體驗(yàn)的學(xué)習(xí)平臺(tái)。

【案例2：《數(shù)學(xué)計(jì)算題》】

教師準(zhǔn)備了Micro：bit 板子，其在正面有A和B兩個(gè)標(biāo)記按鈕，按下不同的按鈕就可以執(zhí)行相應(yīng)的程序（見(jiàn)圖2）。

學(xué)生嘗試體驗(yàn)：?jiǎn)为?dú)按下A鍵或B鍵時(shí)，會(huì)隨機(jī)出現(xiàn)0—9中的一個(gè)數(shù);AB鍵同時(shí)按下時(shí)，程序就會(huì)進(jìn)行加法運(yùn)算，得出最終的結(jié)果。

該課的教學(xué)目標(biāo)是了解編程運(yùn)算下按鍵、變量、隨機(jī)數(shù)等的關(guān)系。教師基于教材，從載體、算法、調(diào)試、評(píng)價(jià)等維度設(shè)計(jì)教學(xué)過(guò)程，搭建多維度的學(xué)習(xí)平臺(tái)，利用身邊的學(xué)習(xí)素材，通過(guò)猜想、嘗試、交流和驗(yàn)證等方式，直觀感受編程的作用，逐步幫助學(xué)生建立編程學(xué)習(xí)的模型。

二、創(chuàng)建思維發(fā)生場(chǎng)：激活提升學(xué)習(xí)動(dòng)力的內(nèi)核

古希臘科學(xué)家阿基米德有句名言：“給我一個(gè)支點(diǎn)，我就能撬動(dòng)整個(gè)地球?！?構(gòu)建合適的思維發(fā)生場(chǎng)是基于具身認(rèn)知的編程教學(xué)的支點(diǎn)。教師適時(shí)找準(zhǔn)學(xué)生思維的起點(diǎn)，通過(guò)“做”“思”融合、“做”“思”共生激活學(xué)生已有經(jīng)驗(yàn)，提升學(xué)習(xí)動(dòng)力，催化具身認(rèn)知，使課堂走向高效。

（一）找準(zhǔn)已有經(jīng)驗(yàn)，“做”“思”融合，激活學(xué)習(xí)需求

“需要”是產(chǎn)生動(dòng)機(jī)和內(nèi)驅(qū)力的基礎(chǔ)。只有在學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)和內(nèi)驅(qū)力的作用下，學(xué)習(xí)興趣才能自然產(chǎn)生?；诰呱碚J(rèn)知的編程教學(xué)活動(dòng)首先要關(guān)注學(xué)生的已有經(jīng)驗(yàn)，在學(xué)生認(rèn)知發(fā)展水平和已有知識(shí)的基礎(chǔ)上形成學(xué)習(xí)需要。

問(wèn)題解決是學(xué)生進(jìn)行編程學(xué)習(xí)的起點(diǎn)。教師要準(zhǔn)確把握學(xué)生的已有經(jīng)驗(yàn)，激活學(xué)習(xí)需求，使編程學(xué)習(xí)從知識(shí)和技能升華到思維和經(jīng)驗(yàn)，從感性升華到理性。

【案例3：《東南西北》】

教師準(zhǔn)備了Micro：bit主板和USB數(shù)據(jù)線(xiàn)，請(qǐng)學(xué)生嘗試在Micro：bit中用默認(rèn)度數(shù)表示compass heading（羅盤(pán)指向）的方向，并通過(guò)改變度數(shù)改變顯示屏的指向（見(jiàn)圖3）。

《東南西北》一課的學(xué)習(xí)目標(biāo)是學(xué)生自行編寫(xiě)程序，調(diào)試Micro：bit開(kāi)發(fā)板顯示與東、東北、北、西北、西、西南、南、東南八個(gè)方向的關(guān)系，并驗(yàn)證“無(wú)論Micro：bit擺向何方，點(diǎn)陣上面的指針都會(huì)指向同一個(gè)方向”。教學(xué)中，教師基于學(xué)生對(duì)于方位、指南針、羅盤(pán)等的已知經(jīng)驗(yàn)，將現(xiàn)實(shí)的方向與程序中虛擬的度數(shù)進(jìn)行有效結(jié)合，設(shè)計(jì)相對(duì)應(yīng)的學(xué)習(xí)準(zhǔn)備和學(xué)習(xí)嘗試，抓住了具身學(xué)習(xí)的有效切入點(diǎn)。這樣的設(shè)計(jì)，既尊重學(xué)生的已有經(jīng)驗(yàn)，又關(guān)注到學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，使課內(nèi)學(xué)習(xí)和課外生活相結(jié)合，讓“做”與“思”有機(jī)融合，利用課內(nèi)學(xué)習(xí)解決生活和學(xué)習(xí)中的問(wèn)題。學(xué)生在學(xué)習(xí)中感到生活中的許多現(xiàn)象都蘊(yùn)含著豐富的信息技術(shù)知識(shí)，從而激勵(lì)他們勇敢探索其中的奧秘。

（二）立足經(jīng)驗(yàn)積累，“做”“思”共生，提升學(xué)習(xí)動(dòng)力

實(shí)踐性操作是編程教學(xué)活動(dòng)的基本形式，深度的實(shí)踐性操作是學(xué)生“做中學(xué)”的直接呈現(xiàn)。因此，在設(shè)計(jì)實(shí)踐性操作活動(dòng)時(shí)，教師要立足經(jīng)驗(yàn)積累，追求“做”“思”共生。不簡(jiǎn)單止于編程和創(chuàng)客教學(xué)的利用，在為學(xué)生提供操作的軟件、硬件環(huán)境和工具，借助算法、流程圖和思維導(dǎo)圖進(jìn)行操作時(shí)，更要同步追求學(xué)生信息技術(shù)高階思維的培養(yǎng)。

【案例4：《猜數(shù)字》】

學(xué)生嘗試設(shè)計(jì)編寫(xiě)猜數(shù)字的程序。被猜的數(shù)字由程序隨機(jī)生成，可以是（ ）到（ ）之間的任一整數(shù)。學(xué)生輸入數(shù)字進(jìn)行猜測(cè)，程序根據(jù)兩數(shù)情況自動(dòng)進(jìn)行比較，并進(jìn)行提示：如果猜測(cè)數(shù)大于預(yù)設(shè)數(shù)，程序提示“B（Big）”;反之，則提示“S（Small）”;如果相等，則程序結(jié)束。同時(shí)， 要求程序自動(dòng)統(tǒng)計(jì)猜測(cè)的次數(shù)：1次猜出，提示“Bingo”;3次以?xún)?nèi)猜出，提示“Lucky You”;超過(guò)3次但是在N（>3）次以?xún)?nèi)（包括第N次）猜出，則提示“Good Guess”;超過(guò)N次都沒(méi)有猜出，提示“Game Over”，并結(jié)束程序。

教師通過(guò)對(duì)學(xué)生已有的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行預(yù)設(shè)，逐步透析為對(duì)算法的描述，將其轉(zhuǎn)化為機(jī)器能夠認(rèn)讀的程序。梳理和提煉知識(shí)是編程學(xué)習(xí)的一項(xiàng)重要內(nèi)容。這一教學(xué)設(shè)計(jì)，其實(shí)是將知識(shí)點(diǎn)通過(guò)算法描述對(duì)已有經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行梳理和提煉，轉(zhuǎn)化為學(xué)生新的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)。信息技術(shù)又是一門(mén)操作性很強(qiáng)的課程，不能將提煉停留在口頭和書(shū)面，而是要在學(xué)習(xí)中通過(guò)實(shí)踐操作加以落實(shí)和深化。學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)的形成是一個(gè)積累新舊知識(shí)的過(guò)程，而每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)是不同的。因此，在具身認(rèn)知視域下的編程教學(xué)中，教師要關(guān)注每個(gè)學(xué)生已有的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，建立學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)的前后聯(lián)結(jié)，提升認(rèn)知水平，為后續(xù)的學(xué)習(xí)提供新的學(xué)習(xí)動(dòng)力。

三、創(chuàng)建反思評(píng)價(jià)場(chǎng)：多元反哺學(xué)習(xí)素養(yǎng)的生長(zhǎng)

具身認(rèn)知理念下的信息技術(shù)教學(xué)，除了強(qiáng)調(diào)情境場(chǎng)合實(shí)踐場(chǎng)的創(chuàng)設(shè)外，也需要注重構(gòu)建反思評(píng)價(jià)場(chǎng)，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)知識(shí)的誕生過(guò)程進(jìn)行反省抽象，從而完成知識(shí)的建構(gòu)和對(duì)知識(shí)建構(gòu)的認(rèn)知。在提升學(xué)生學(xué)力的同時(shí)，教師要將反思和評(píng)價(jià)有機(jī)對(duì)接，綜合發(fā)生作用，多元反哺學(xué)習(xí)素養(yǎng)的生長(zhǎng)。

（一）引領(lǐng)深度反思，培養(yǎng)自我建模的學(xué)習(xí)素養(yǎng)

具身認(rèn)知的研究證明，認(rèn)識(shí)過(guò)程是身體作用于世界的反復(fù)、經(jīng)常的模式構(gòu)成的認(rèn)識(shí)方式。反思是高階思維能力的具體呈現(xiàn)，通過(guò)反思，學(xué)生對(duì)信息技術(shù)知識(shí)的理解會(huì)更加全面與深刻，思維會(huì)產(chǎn)生本質(zhì)性的提升。信息技術(shù)的學(xué)習(xí)模型是參照信息技術(shù)學(xué)習(xí)的特征，概括地或近似地表達(dá)出來(lái)的一種信息技術(shù)學(xué)習(xí)的結(jié)構(gòu)。從廣義上理解，基于具身認(rèn)知的信息技術(shù)學(xué)習(xí)就是一種模型學(xué)習(xí)。

【案例5：《計(jì)步器》】

計(jì)步器支持晃動(dòng)，是利用晃動(dòng)次數(shù)進(jìn)行有效計(jì)步的。本課要求學(xué)生學(xué)習(xí)有關(guān)加速度傳感器的知識(shí)，利用串口助手讀取傳感器的值，了解加速計(jì)步的原理（A按鍵是X軸的正方向，數(shù)據(jù)接口是Y軸的正方向，LED面是Z軸的負(fù)方向），并完成如下學(xué)習(xí)記錄表。

在信息技術(shù)學(xué)習(xí)中，基于具身認(rèn)知的“做中學(xué)、畫(huà)中學(xué)、悟中學(xué)、思中學(xué)”等學(xué)習(xí)方式，能將反思滲透到每一個(gè)具體的學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)中。案例中，教師根據(jù)學(xué)習(xí)設(shè)想設(shè)計(jì)了學(xué)習(xí)記錄表，通過(guò)記錄促使學(xué)生養(yǎng)成反思的學(xué)習(xí)習(xí)慣，在反思中改進(jìn)學(xué)習(xí)方法，提升學(xué)生自我建模的學(xué)科核心素養(yǎng)。

（二）落實(shí)多元評(píng)價(jià)，彰顯具身學(xué)習(xí)的信息素養(yǎng)

在信息技術(shù)程序編寫(xiě)類(lèi)活動(dòng)的學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)中不僅要關(guān)注學(xué)生活動(dòng)的結(jié)果，更要關(guān)注學(xué)生在編程、創(chuàng)客活動(dòng)中的發(fā)展。學(xué)生信息素養(yǎng)的提升是一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程，不具有任何性質(zhì)的偶然性。因此，在具身學(xué)習(xí)的教學(xué)過(guò)程中應(yīng)側(cè)重多元性評(píng)價(jià)。既要有呈現(xiàn)學(xué)習(xí)關(guān)系的師評(píng)、互評(píng)和自評(píng)，也要有基于學(xué)習(xí)表現(xiàn)的過(guò)程性評(píng)價(jià)和結(jié)果性評(píng)價(jià)。

評(píng)價(jià)的價(jià)值在于激勵(lì)學(xué)生更好地學(xué)習(xí)。教師要充分利用好、發(fā)揮好多元評(píng)價(jià)在教學(xué)中的作用，從而自然形成良好的具身學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)環(huán)境。如表1所示，《溫度計(jì)》學(xué)習(xí)活動(dòng)評(píng)價(jià)表包含了自評(píng)、同伴評(píng)、教師評(píng)等多維度評(píng)價(jià)，符合具身學(xué)習(xí)的多元評(píng)價(jià)準(zhǔn)則。評(píng)價(jià)的形式，既有質(zhì)性描述的評(píng)語(yǔ)，又有量化呈現(xiàn)的等級(jí)。評(píng)價(jià)內(nèi)容，既有指向過(guò)程的情感態(tài)度、合作交流，又有指向結(jié)果的問(wèn)題解決和收獲。所有學(xué)生的評(píng)價(jià)都是基于網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)公開(kāi)實(shí)施的。

信息技術(shù)課堂教學(xué)重視以“具身學(xué)習(xí)”理論為核心的學(xué)習(xí)。在Micro：bit編程教學(xué)中，不僅要培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐操作和體驗(yàn)?zāi)芰?，也要在具身學(xué)習(xí)中培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)、提出和解決問(wèn)題的能力。這就需要教師不斷地打破課堂界限，開(kāi)拓學(xué)習(xí)空間，搭建多維學(xué)習(xí)體驗(yàn)平臺(tái)，以滿(mǎn)足學(xué)生具身學(xué)習(xí)的需要。

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（浙江省杭州市學(xué)軍小學(xué)（求智校區(qū)） ? 310012

浙江省杭州市富陽(yáng)區(qū)東洲中心小學(xué) ? 311404）