现代信息技术环境下基于具身认知理论的数学教学模型研究

高萌+吴华

摘 要 在现代信息技术环境下，运用具身认知理论，结合数学学科，分析教学目标和学生特征，设计具身教学模型，体现教学内容“学生主体”的具身性、教学方法“参与方式”的具身性、教学活动“知识内化”的具身性、师生互动“行为表达”的具身性和教学评价“反馈效果”的具身性。

关键词 具身认知理论；现代信息技术；数学教学模型

中图分类号：G652 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2016）20-0126-03

Abstract In this paper， under the environment of modern informa-tion technology， used embodied cognition theory， combined with mathematics， analyzed teaching objectives and the characteristics ofstudents， to design the embodied teaching model， reflecting the tea-ching contents student-centered， teaching methods participation， tea-ching activities knowledge internalization， teacher-student interac-tion behavioral expression body and teaching evaluation with feed-back effect with the body.

Key words embodied cognition theory； modern information techno-logy； mathematical teaching model

1 前言

身体现象学的代表人物法国的Maurice Merleau-Ponty提出了具身认知理论。目前，具身认知理论在心理学、语言学教学中得到较为广泛的应用，但将其应用到数学学科的研究相对较少。本文在探讨具身认知理论的基础上，结合数学教学实际，在现代信息技术环境下，提出融合具身教学理念的数学教学模型，使教学更符合学生认知规律，提高学习效率。

2 具身认知理论与具身教学

具身认知理论 自20世纪80年代中期以来，具身认知的概念逐渐凸显。具身认知作为反对第一代认知科学的立场，强调身体在认知过程中的主体作用。综合国内外的研究结果，具身认知理论的概念可以高度概括为[1]：1）身体提供认知内容；2）身体的物理属性很大程度上影响着认知过程的方式和步骤；3）认知依赖于大脑，大脑依赖于身

体，身体依赖于环境，认知、大脑、物体和环境是高度统一体，在客观现实环境中紧密联系。因此，具身认知的中心含义是指身体在认知过程中发挥着关键作用。

具身教学 具身教学强调，教学应该是身体的、合作的，是运用现代信息技术师生之间的互动过程。将具身认知和教学实践相结合，强调师生的身体状态、教学环境等在传授知识过程中的重要作用。

通过认知具身教学的基本内涵，具神认知理论和教学过程的结合可以从以下几点进行归纳和理解[2]。

1）教师在教学过程中适当采用肢体语言，通过生动、活泼的方式讲解比较枯燥而抽象的知识点，可以提高学生的学习兴趣，增强学生对于知识点的理解，有利于课堂教学活动的开展。

2）让学生在课堂上做主人翁，大胆发言提问，进行师生互动。在师生互动过程中，充分利用身体来参与教学环节，有利于学生发挥主观能动性，帮助接收和理解知识。

3）强调运用多种方式进行教学，提高学生的学习效率。在课堂上熟练运用多媒体技术等信息手段，采取丰富多彩的教学方式，将抽象的教学概念和知识点通过多种方式的运用和整合让学生很好地记忆和理解。

3 现代信息技术环境下具身认知理论的数学教学模型

现代信息技术环境下具身认知理论的数学教学模型如图1所示。

教学目标的设定 结合学科特点以及课标要求设定相应的教学目标，将教学目标拆分成可以设计的独立教学环节，从而很好地实施到教学过程中。如在较为抽象的数学课上，要求学生通过实物操作和数学游戏等身体参与的活动，帮助学生加深对知识的理解和迁移运用[2]。将具身教学的多种方式、身体语言的合理运用融合到现代信息技术环境下教学目标的设定中，对教学效果有非常好的促进作用。

分析学生特征 通过分析学生的认知水平，设计适合学习者的身体参与性活动，掌握活动的难易程度、时间设定，调动学生的学习动机，使学生能够全身心参与到教学互动过程中，潜移默化地学习知识和接受知识点，并对习得的知识很好地理解和巩固。

分析数学学习内容特征 分析数学学习内容的特征，选择适合的教学手段，利用多媒体技术，可以通过可视化的演示或者具体操作的交互技术，将抽象的数学概念转换为具象的问题，帮助学生理解、习得知识。

教学过程设计 具身认知理论要求教师充分利用多媒体教学手段，在教学中通过合理的语言与手势、肢体动作相结合，充分调动学生积极性，让学生的视听说触觉充分发挥，利用多种方式和学生进行交流和互动。具体的教学步骤如下。

1）教学内容：“以学生为主体”的具身性。教师对教材中的具体教学内容进行深入细致的分析，在教学环节重点设计和突出数学教学中的重点、难点、要点。并合理制订“以学生为主体”的教学计划，通过内在的驱动方式和学习动机去习得知识，让学生主动去体验和完成教学内容的学习。如在“正方体的平面展开图”一课中，学生自己动手裁剪，做好展开图示，进行小组交流、总结。引导学生主动探索，提高学生参与学习的积极性，并增强对知识的理解。为了体现“以学生为主体”的具身性，教室布局可以选择小组围坐的形式，身体空间的敞开，在一定程度上促进师生身体在环境中的行为和态度[3]。

2）教学方法：“参与方式”的具身性。以具身性的数学教学目标为出发点，充分利用现代教育技术的优势，可以采取多媒体等现代化教学手段，结合学生的特点和学习内容的特点，选择合适的教学方式，达到因材施教的目的，可以利用简单的教师讲解或交互技术[4]。如利用微软的Kinect平台上一款体感游戏Skiing学习“散点图”内容，让学生在游戏中扮演滑雪者，需要在数学知识的帮助下获得超越竞争对手的优势[5]。让学生的身体感知、肢体动作参与学习活动，技术与身体动作融合，激发学生学习兴趣，促进学生理解知识。运用体现传统的客观化和抽象的形象化数学能使学习经历变得更加有乐趣[6]。

3）教学活动：“知识内化”的具身性。这一环节分为教师活动和学生活动两部分。在学生活动中，要求学生尽可能地利用自己的身体，调动主动性，运用现代信息技术，通过身体接触，并根据视觉反馈，有助于对自己行为的思考。如通过叠加的视频帧，使学生探索几何旋转来学习数学几何，使学生运用身体动作表达自己的判断，并且作为思考的工具[7]，强调概念探索的可视化，增加学生参与和理解数学。在教师活动中，强调教师与学生有效互动，具体在下一环节详细介绍。

4）师生互动：“行为表达”的具身性。在课堂上，教师通过面部表情的变化、协调自如的手势、身体所处的位置等体态语，增强教学内容的形象性和生动性，帮助学生切身体会和理解课程内容的意义，把抽象的概念或形象具体化、生动化，激发学生的学习兴趣，从而更好地完成教学多维目标，收到更好的效果[8]。数学教师在教学过程中，可通过小组讨论、知识竞赛等多种方式建立良好的教学环境，使学生通过身心的交融和投入习得知识、理解知识，提高学习效率。通过手势表达，将课本上不变的内容灵活地演示出来，使学生更加容易理解[9]。

5）教学评价：“反馈效果”的具身性。根据学生参与活动的效果程度，通过问卷调查、访谈和专家评估等方法对教学进行评价。

4 结论

现代信息技术环境下，具身认知理论的数学教学设计的研究扩大现代信息技术和数学教学的整合，使得研究变得更加有吸引力、更有趣、更有效。信息技术与教学整合的深度不能只停留在“技术”教学的课程整合水平上，也不是理论的简单叠加，而是深度的融合和调整。应通过多种形式的教学实践实现基于信息技术的数学教学设计，结合具身认知理论的内涵和要素，对数学教学目标深入地分析，有效地进行教学过程的实施和教学评价，促进信息技术在数学教学中的广泛应用，增强教学效果，为数学教学的发展提供科学的理论和实践的参考。

参考文献

[1]叶浩生.具身认知：认知心理学的新取向[J].心理科学进展，2010，18（5）：705-710.

[2]贾丽娜，田良臣，王靖，等.具身教学的设计研究：基于身体参与的多通道整合视角[J].远程教育杂志，2016，34（1）：82-89.

[3]李云媛.具身认知视野下的教学因素分析研究[D].南宁：广西师范学院，2012.

[4]杨南昌，刘晓艳.具身学习设计：教学设计研究新取向[J].电化教育研究，2014（7）：24-29.

[5]李青，王青.体感交互技术在教育中的应用现状述评[J].远程教育杂志，2015（1）：48-56.

[6]Mickelson J， Ju W. Math propulsion： Engaging math learnersthrough embodied performance & visualization[C]//Interna-tional Conference on Tangible and Embedded Interaction 2011. Funchal， Madeira， Portugal，2011：101-108.

[7]Mickelson J， Canton M， Ju W. Pattern poses： Embodied geo-metry with tangibles and computer visualization[C]//Interac-tion Design and Children， Proceedings of the International Con-ference on Interaction Design and Children， IDC 2011. Ann Arbor，Mi， USA，2011：242-245.

[8]赵立允，窦聚山.浅谈教师体态语对课堂教学效果的影响[J].教育与职业，2010（9）：70-72.

[9]刘仪辉.基于具身认知的教学设计研究[D].南昌：江西师范大学，2014.