具身認知視域下小學科學教學的優(yōu)化策略

竺紅波 俞瓊

【摘 ? 要】具身認知理論認為人類的認知依賴于身體及身體與環(huán)境的交互，且人的大腦、身體和環(huán)境之間是相互影響的。小學科學教學的實施符合具身認知發(fā)展的特點，教師可以從學生學習的視角出發(fā)，“引入游戲環(huán)節(jié)，增強學生的課堂體驗;創(chuàng)設(shè)真實情境，使教學更有意義;設(shè)計探究活動，提升學生的思維能力;鼓勵全員參與，提升表達和交流能力”，由此提升小學科學教學的實效性。

【關(guān)鍵詞】具身認知;小學;科學;深度學習

隨著社會的發(fā)展，越來越多的心理學理論被應(yīng)用于教育研究與實踐，具身認知理論便是當下最為熱門的理論之一。該理論認為，“人類的認知依賴于身體及身體與環(huán)境的交互”（如圖1），且人的大腦、身體與環(huán)境是相互影響的。學習可以看作是“心智（腦）、身體、環(huán)境”三者建立平衡的動態(tài)過程。這樣的學習更具情境化、生成化、動態(tài)化和身體化的特點。當心智、身體和環(huán)境產(chǎn)生互動時，有意義的學習才真正開始。

而在小學科學教學中，越來越多的教師發(fā)現(xiàn)，讓學生親歷體驗過程能夠提升學生的學習效率，促進學生思維的發(fā)展。這與具身認知理論提倡的以體驗促進學習的觀點不謀而合。學生學習科學的過程也是心智、身體、環(huán)境共同參與、互相耦合的過程。學生只有全身心投入，才能開展深度學習。因此，教師可以依托具身認知理論，從學生的實際出發(fā)，設(shè)計有趣的學習活動，優(yōu)化科學課堂教學環(huán)節(jié)，提升教學效果。

一、引入游戲環(huán)節(jié)，增強學生的課堂體驗

學生是天生的游戲者。將教材中的學習內(nèi)容轉(zhuǎn)化為學生喜歡的游戲內(nèi)容，能有效激發(fā)學生的學習興趣，增強學生的體驗，優(yōu)化課堂效果。

某教師在執(zhí)教教科版《科學》四年級上冊“呼吸與消化”單元的《感受我們的呼吸》一課時，精心設(shè)計了教學環(huán)節(jié)。其教學設(shè)計很好地呈現(xiàn)了具身認知視域下課堂“直接參與、充分體驗”的特點。上課時，教師先請兩位學生現(xiàn)場進行憋氣比賽，比賽結(jié)束后對他們進行采訪，了解他們的感受，引發(fā)其他學生的思考。接著讓全班學生體驗憋氣過程中呼吸受阻時身體的感受，而后進行交流。該環(huán)節(jié)深受學生喜愛，因此課堂十分活躍。教師帶領(lǐng)學生親身體驗，調(diào)動學生的感官，促使學生思考“憋氣時間長”的原因。通過這一環(huán)節(jié)，學生充分認識到呼吸對人們的重要性，課堂也由此聚焦于主題——“感受我們的呼吸”。

教師引導學生在體驗中激活自身的身體，調(diào)動多種感官，使其共同參與。由此，學生的心智、身體、環(huán)境融合成一個復雜、動態(tài)的組織系統(tǒng)。教師在設(shè)計教學環(huán)節(jié)時，必須了解學生的生活，找準學生的興趣點，研發(fā)為學生所喜愛的探究活動，使科學教學真實落地。

二、創(chuàng)設(shè)真實情境，使教學更有意義

在科學教學中，教學情境的創(chuàng)設(shè)應(yīng)貼近學生的生活與真實的世界，讓深度學習真實地發(fā)生，讓思維發(fā)展成為可能，讓課堂更有意義。

某教師在執(zhí)教教科版《科學》四年級上冊“運動和力”單元的《讓小車運動起來》一課時，以當下真實的生活問題“定時定點倒垃圾”為導入，讓學生“設(shè)計一輛小車，解決垃圾投放問題”，引發(fā)學生探究。該教師把科學實驗轉(zhuǎn)變?yōu)樯钪械膯栴}，推動學生解決問題，提升綜合探究能力。這樣的設(shè)計體現(xiàn)了教育的生活價值。

課堂上，教師還要引導學生尊重事實，講究證據(jù)，突破思維定式，辯證地看待問題，勇于表達自己的觀點與看法。

在教科版《科學》六年級上冊“能量”單元《電磁鐵》一課的教學中，學生通過小組實驗活動能得出結(jié)論——增加電池的節(jié)數(shù)，能增強電磁鐵的磁性。但課堂上偶爾會出現(xiàn)一些小“意外”：有的小組用了3節(jié)串聯(lián)電池，電磁鐵吸引的大頭針數(shù)量卻比用2節(jié)串聯(lián)電池時要少，或者二者數(shù)量只相差一兩枚。在黑板上填寫數(shù)據(jù)時，有的小組代表會偷偷地改掉自己組的數(shù)據(jù)，他們會認為是自己組的實驗出錯了才導致這樣的結(jié)果。此時，教師要抓住這些“特殊數(shù)據(jù)”，引導學生尊重事實。如肯定并表揚做到實事求是的小組，由此讓全班認識到科學學習應(yīng)嚴謹求實，再引導學生進行研討，發(fā)現(xiàn)問題。學生從自己組的數(shù)據(jù)出發(fā)，對自己組和其他組的數(shù)據(jù)進行橫向和縱向的比較，關(guān)注異常數(shù)據(jù)，對其進行邏輯推理。經(jīng)過分析，學生猜測可能是因為長時間短路消耗了電量，這才導致數(shù)據(jù)出現(xiàn)偏差。

教師充分利用課堂中有意義的生成進行教學，有效地培養(yǎng)了學生的科學探究精神和批判性思維，讓學習真實地發(fā)生。

三、設(shè)計探究活動，提升學生的思維能力

“注意、參與、互動和交流、共同解決問題、利用有意義的想法、邏輯思維是思維能力的六個單層，它們以梯狀上升，從簡單到復雜，從低級到高級，形成兒童思維發(fā)展的規(guī)律?！比绾螐木呱碚J知的視角出發(fā)，發(fā)展學生的思維，讓學生開展自主探究？教師首先應(yīng)該從學生的實際出發(fā)，依據(jù)學生的年齡特點與身心發(fā)展規(guī)律，設(shè)計相關(guān)活動，讓學生通過直接參與、親歷體驗等方式學習知識，提升思維層次。

在一次教研活動中，兩位教師以教科版《科學》五年級上冊“地球表面及其變化”單元中的《土壤中有什么》一課進行同課異構(gòu)。兩位教師分別采用了如下的教學設(shè)計。

A教師先以重耳吃土的故事導入，讓學生討論“土能吃嗎”。接著揭示課題“土壤中有什么”，而后帶領(lǐng)學生開展活動1“觀察土壤成分”。之后，學生匯報交流土壤的成分，教師對土壤顆粒的概念及其分類進行介紹，并初步講解巖石的風化現(xiàn)象。隨后，教師帶領(lǐng)學生開展活動2“觀察干土壤和沉積實驗”，完成活動后再向?qū)W生介紹土壤中有鹽分、腐殖質(zhì)等物質(zhì)，并小結(jié)土壤的成分和研究土壤成分的方法。最后引出土壤和生命的關(guān)系。

B教師的教學設(shè)計聚焦于一個問題——巖石風化會變成小石子和沙子，如果繼續(xù)風化會形成什么？接著以活動引導學生探究繼續(xù)風化會形成土壤的證據(jù)?；顒?：學生初步觀察濕的土壤，而后匯報交流在土壤中發(fā)現(xiàn)的動、植物殘骸、大小不同的顆粒和水分?；顒?：學生進一步觀察干燥的土壤，討論實驗方法，教師出示不同孔徑的篩子?；顒?：學生探究土壤顆粒的大小并完成分離土壤顆粒的任務(wù)?；顒?：學生觀察干土壤，完成沉積實驗?；顒?：學生完成土壤沉積實驗，認識土壤顆粒的分類，并討論土壤與生命的關(guān)系。

兩位教師都尊重學生的前概念，都提供了視頻和圖片等材料來喚醒學生的原有認知。其中，A教師用了歷史人物重耳吃土的典故引發(fā)學生對土壤的思考，然后通過兩個探究活動讓學生進一步了解土壤的構(gòu)成及其特點。但是課堂中先介紹土壤顆粒的概念及其分類，后讓學生開展的實驗做法并不恰當，犯了本末倒置的錯誤。這樣的課堂難以激發(fā)學生的興趣，教學難以推進。相比于A教師，B教師的教學設(shè)計更具開放性和探究性。他通過任務(wù)“尋找?guī)r石不斷風化后變成土壤的證據(jù)”，開展階梯性的活動：觀察濕土壤—觀察干土壤—用孔徑不同的篩子分離土壤顆?！_展土壤沉積實驗—對土壤顆粒進行分類，一步步讓學生經(jīng)歷和體驗，引導學生注重事實和證據(jù)，培養(yǎng)學生的實證意識和邏輯性思維。學生從觀察到的現(xiàn)象推測土壤中含有的成分，而后進行推理，全身心地投入學習活動，學習主動且高效。

四、鼓勵全員參與，提升表達和交流能力

課堂中每一個學生都是獨一無二的，這種獨特性體現(xiàn)在他們的思維、認知以及情感方面。教師應(yīng)盡可能地關(guān)注每一個學生的發(fā)展，推動學生全員參與，鼓勵學生勇于表達。這樣才能使學生進行深度思考，產(chǎn)生思維碰撞。

某教師在執(zhí)教教科版《科學》三年級上冊“空氣”單元的《壓縮空氣》一課時，設(shè)計了一個與壓縮空氣有關(guān)的問題：“如果老師是活塞，你們（學生）是空氣微粒，老師向你們‘壓過來，你們會怎么樣？”教師用人體表示微粒，自己扮演活塞，讓學生扮演微粒，模擬演示活塞壓下去時空氣微粒的運動情況。這一模型生動形象，具體可感，對于學生理解科學原理，建構(gòu)科學概念具有重要作用。

又如某教師在執(zhí)教教科版《科學》三年級下冊第一單元“物體的運動”的《比較相同距離內(nèi)運動的快慢》一課時，創(chuàng)設(shè)了森林運動會的情境，并設(shè)計了比賽軌道，吸引學生的注意力。其中，“角色大轉(zhuǎn)盤”這一環(huán)節(jié)讓人眼前一亮。小組成員通過轉(zhuǎn)盤確定角色，而后進行角色體驗，開展合作學習，避免了課堂由“一人包辦”的情況。有了轉(zhuǎn)盤，學生不爭不搶，課堂效果良好。

學生的獨特性決定了其思維存在差異性，具體表現(xiàn)為學生思維模式、思維層次的不同。因此，在進行教學設(shè)計時，教師要從學生的感性經(jīng)驗、真實生活出發(fā)，創(chuàng)設(shè)有趣的活動情境，鼓勵學生大膽參與，積極發(fā)言，學會傾聽和表達，并能根據(jù)證據(jù)與事實修改、完善自己的想法。只有當學生的心智、身體和環(huán)境發(fā)生交互，深度學習才能真實發(fā)生。

參考文獻：

[1]貝洛克.具身認知：身體如何影響思維和行為[M].李盼，譯.北京：機械工業(yè)出版社，2016.

[2]馬云鵬.深度學習視域下的課堂變革[J].全球教育展望，2018（10）.

[3]劉月霞，郭華.深度學習：走向核心素養(yǎng)[M].北京：教育科學出版社，2018.

[4]管淑君.促進學生深度思考 ? 讓學習真正發(fā)生：以《化石告訴我們什么》一課教學為例[J].湖北教育，2020（1）.

（浙江省寧波市鄞州區(qū)宋詔橋小學 ? 315000）