运用具身认知理论 开拓新型教育模式

蓝文婷　熊建辉

摘 要：自20世纪60年代以来，认知心理学一直是西方心理学的主流学说。其中具身认知，也称“具体化”，是心理学中一个新兴的研究领域，主要指生理体验与心理状态之间有着强烈的联系。近日，本刊就具身认知理论与延伸出的新型教育方式问题，专访了美国亚利桑那州立大学心理学系教授亚瑟·M·格林伯格（Arthur M. Glenberg）。格林伯格是美国亚利桑那州立大学心理系终身教授兼威斯康星大学麦迪逊分校心理学系教授，具身认知理论创始人之一，目前主要从事具身认知在儿童语言发展中的认知机制和干预培训机制研究，任多个国际学术期刊的主编、副主编、编委。具身认知理论强调身体在有机体认知过程中所扮演的角色，同传统认知主义视身体仅为刺激的感受器和行为的效应器的观点截然不同，它赋予身体在认知塑造中的枢轴作用和决定性意义，在认知的解释中提高身体及其活动的重要性。格林伯格教授通过若干实证案例解释了学习扎根于身体动作、感知和情绪的重要性，指出体验越多，理解程度越深，记忆效果也越好。此外，在阅读过程当中，适当的动作与想象干预，也有助于加强理解和记忆，开发学生的创新能力。格林伯格教授还分别介绍了具身认知理论在阅读、英语和物理学科中的应用，指出了课程、教材、教法可能的改革方向。感谢中国教育科学研究院在访谈过程中给予的大力支持和帮助。

关键词：具身认知；心理学；想象操作；身体操作；阅读理解

一、语言文字必须与行动、感知、情绪相关联

《世界教育信息》：尊敬的格林伯格教授，非常感谢您接受本刊的专访。您是具身认知理论的创始人之一，对具身认知在儿童语言发展中的认知机制和干预培训机制有着深入的研究。首先，请您介绍一下具身认知理论以及您对它的理解。

格林伯格：具身认知（Embodied Cognition），也称“具体化”（Embodiment），是心理学中一个新兴的研究领域。具身认知理论主要指生理体验与心理状态之间有着强烈的联系。例如，人在开心的时候会微笑，而如果微笑，人也会趋向于变得更开心。根据具身认知理论，认知是包括大脑在内的身体的认知。身体的解剖学结构、身体的活动方式、身体的感觉和运动体验决定了我们怎样认识和看待世界，我们的认知是被身体及其活动方式塑造出来的。它不是一个运行在“身体硬件”之上并可以指挥身体的“心理程序软件”。如果把具身认知和教育相关联，可以理解为我们常使用的一些抽象符号，如语言文字、句法、语法、数字、运算符等，都必须与实际的行动、感知和情绪经验相关联。

《世界教育信息》：请您介绍一下具身认知理论在阅读理解中的应用。

格林伯格：阅读理解实际上是行动、感知和情绪相关的神经系统对看到的内容的一种模仿。“可供性”（Affordance）一词由认知心理学家詹姆斯·吉布森（James Gibson）发明，意指人的身体和物体之间的一种互动关系。例如，一把椅子对我们来说是椅子，因为它能承受我们的重量；但是对于大象来说，这把椅子就不能当椅子，因为它承受不了大象的重量；对于儿童来说，这把椅子还是可以玩捉迷藏的玩具。也就是说，当我们看到椅子这个词的时候，第一步是把这个词联想到某个物体上，第二步才会想到椅子能够承受的活动，第三步是把椅子能承受的不同活动结合在一起理解椅子这个词。

以神经学中关于具身认知理论的实证为例。有一个实验是让一群人听广播，广播反复重复3个词：踢、拿、舔。当参与者听到“踢”这个词的时候，他的大脑中控制腿部的神经区域是活跃的；当听到“拿”的时候，大脑中控制手部的神经是活跃的；当听到“舔”的时候，大脑中控制嘴部的神经区域是活跃的。也就是说，文字与我们的认知、情感和行为是联系在一起的。当你看到一个词的时候，第一反应是这个词对应的动作。如果把这个词和情感联系到一起则会形成人的情绪。

在另外一组实验中，被试者被分为两部分：一组是年轻女性，另一组是中年女性。接着，给一组被试者看能够引起生气情绪的文字，另一组看能让人高兴的文字。这些被试者要先在美容院打一种针，注射后面部的部分肌肉会出现麻木状态，使得被试者的面部表情不是很明显，看不出生气或者伤心的表情，但不会影响高兴的表情。实验发现，打针前，阅读引起生气情绪的句子时间是4.7毫秒左右；打针后，因为表现生气情绪——尤其是额头部分的肌肉被麻痹，受访者阅读句子的时间延长。然而，阅读让人高兴的句子时，打针前后阅读句子所花费的时间是一样的，因为人在高兴的时候用不到额头部分的肌肉，主要用的是脸颊和眼睛旁边的肌肉。因此我们得到结论：行动、感知和情绪中所使用的身体的一些神经系统，同样适用于对语言文字的理解。

二、身体操作或想象操作

有助于提高阅读理解能力

《世界教育信息》：我们应该如何把具身认知理论融入教育领域呢？

格林伯格：首先，我们要回答一个问题：为什么有些儿童非常善于在口语上与人打交道，如说话、演讲等，但是在阅读上的能力却差一些？答案有很多种可能性：他们阅读的频率比较短或者短时期内阅读能力比较差。但我觉得有另外一种可能性：会不会是这些儿童在把文字符号与实际的感知经验联系到一起的能力有所欠缺呢？例如，母亲抱着一个婴儿，拿着奶瓶对他说：“这是你的奶瓶。”母亲说这句话的时候，婴儿很快就能反应到这句话的意思。父亲教孩子“再见”这个词的时候，会在说“再见”的同时挥手。当孩子再次看到“再见”这个词的时候，就会挥着手说“再见”，而不是什么动作都没有就说“再见”。

再举个例子，某个儿童看到书上“瓶子”这个词的时候很难念出来。当他成功念出这个词的时候，老师就会奖励他，但其实这个儿童并没有在脑子中反应出“瓶子”这个词和其所代表的物体。这个儿童只是在读音节，不能更深一步地理解这个词所代表的意义。

《世界教育信息》：那么，我们如何训练儿童把实际的文字和行动经验联系到一起？这样做的意义是什么？

格林伯格：对于这个问题，我们提到了一个概念，即“通过阅读去移动”（Moved by Reading），共分为两个部分：第一部分是身体操作（Physical Manipulation），第二部分是想象操作（Imagined Manipulation）。在第一部分，我们设立一个情景，让儿童读一个故事，周围摆放一些相关的玩具（如图1）。例如，当儿童读到“一个农夫把拖车开到农场栅栏”这句话的时候，该儿童就要动手把玩具农夫放到玩具拖车上，然后再把拖车移动到栅栏旁边。当儿童这样做的时候，就能获得关于这些词的实际意义。

第二部分是想象操作。当我们听到某句话的时候，会在脑中想象对应的动作，而不是实际做动作。我们发现做过实际动作的儿童复述故事的正确率比单纯看过文字的儿童复述故事的正确率高；做过想象操作活动的儿童，复述故事的正确率也高于直接看文字的儿童。

接下来的问题是，想象操作是不是阅读理解的基础？是否可以从理解故事延伸到解决数学问题？如果儿童不明白故事的意思，那他们就不太情愿去解决关于该故事的问题。例如，某学生参加学校的智力考试，需要表演一个魔术。台上有2个物体，一个是电脑，另一个是哑铃。他把10公斤的电脑悬浮起来，又把25公斤的哑铃悬浮到空中。问题是，失重物体总重量是多少，悬浮起这些物体需要多少浮力？对我们来说这是非常简单的问题，即用10公斤加25公斤。但如果说你的阅读理解能力不太好，读不懂这个故事，就有可能影响你对该问题的解答。调查数据显示，对这道题进行过身体操作或想象操作的学生回答该问题的正确率比那些只阅读文字的学生正确率高。因为有过身体操作或想象操作的学生比只阅读文字的学生更容易排除一些不相关的信息。

《世界教育信息》：在刚才提到的实验中，被试者多为6～7岁的儿童。对于高中生及大学生来说，具身认知理论是否适用？

格林伯格：具身认知理论同样可以应用到物理学的学习中。举个例子，圆周运动的向心力公式是F = mv2/r，即力等于质量乘以速度的平方除以半径。如何让学生通过几个抽象的字母理解公式的意思？

实验者把公式具象化，让学生亲自拿一条绳子吊着一个物体在头顶转圈。实验过程中，分别改变物体的质量、体积以及绳子的长短，让学生亲身体验用力的大小。这个实验就是具身认知理论在物理学中的运用。实验证明，亲身体验过这个公式的学生对这个知识点的掌握比没体验过的学生更好，而且记忆时间更长。

我还想讲一个我参加的活动。活动中，一个人握着自行车轮的车轴两侧（如图2）转动车轮。当轮子横着高速旋转的时候，移动轮子比较困难；当轮子竖着保持高度转动时，移动轮子就很省力；当轮子有倾斜的角度时，再想保持高度转动，就需要非常大的力气去维持。

当时有两个被试者，一个是亲自操作过车轮实验的，另一个只是在旁边观看。然后他们要回答一个问题：当轮子处于哪种位置时最费力气？

测试发现，实际动手操作过这个实验的人，其大脑相应区域比没有动手操作的人要活跃。这说明，操作这个实验的人会在大脑中想象他刚刚做过的动作，他们回答问题的准确率也相对更高。因此我们得出结论，如果想要真正理解物理学中的一些公式，一个很重要的做法就是实际去操作，把抽象符号与实际行动、感知和情绪联系起来。语言中的文字、句法，数学中的数字、运算符等抽象符号都是如此。现在，我们正在研究具身认知理论对第二语言学习的影响。

《世界教育信息》：您是否在之前的实验中比较过，身体操作和想象操作对阅读理解的影响有什么差异？

格林伯格：到目前为止还没有做过相关的对比研究，但我相信，未来我们会逐步去做。我们发现，年龄大的儿童比年龄小的儿童更容易将身体操作转化为想象操作。例如，在之前提到的农场操作中，年龄大的儿童可以直接将身体操作的故事情景转化为想象操作，但是年龄小的儿童需要重复多次身体操作才能将其转化为想象操作。

三、具身认知理论与皮亚杰儿童认知

发展阶段有所不同

《世界教育信息》：具身认知理论和瑞士儿童心理学家皮亚杰（Piaget）的认知发展理论有什么联系？

格林伯格：皮亚杰可以说是具身认知理论之父。皮亚杰最著名的学说是儿童的认知发展阶段学说。他把儿童的认知发展分成以下四个阶段：第一，感知运算阶段（0～2岁），儿童靠感觉获取经验；第二，前运算阶段（2～7岁），儿童已经能使用语言、符号等表征外在事物，但不能区分主体与客体；第三，具体运算阶段（7～11岁），儿童了解水平线概念，能使用具体物质操作来协助思考；第四，形式运算阶段（11岁以后），儿童开始会类推，逻辑思维达到较高水平，具有抽象思维。在皮亚杰的儿童认知发展阶段学说中，就有涉及到具身认知理论的内容。但是，皮亚杰的理论和我所理解的具身认知理论并不完全吻合。

皮亚杰的理论中的感知运动阶段把人的动作和人对物体的认知联系在一起，并且在四个阶段中，人的智力随着阶段的过渡而递增。但我认为，无论人的智力处于人生的哪个阶段，具身认知都会伴随学习一起产生。

再如之前提到的车轮实验。一组被试者进行实际操作，另一组被试者在旁边观看。之后给他们看车轮实验的图片，用核磁共振的机器监测、对比两组被试者在看到图片时大脑和运动皮层相关区域激活程度的差异。实验结果可以证明，进行过实际操作的人比没有操作过的人的大脑相关皮层激活程度更高。从这个角度上来说，具身认知可以被认知神经科学所证实，这和皮亚杰的理论也不是完全吻合的。

编辑 秦悦 校对 郭伟