“具身认知理论”下的初中物理概念生成教学策略①

(江苏省常熟市实验中学，江苏 苏州 215500)

概念是人脑对客观事物本质属性和共同特征的反映，学生的概念生成是物理课堂教学的核心。具身认知理论认为：知识、技能、思维、记忆、方法、情感和态度是在身体作用于环境的活动中塑造出来的。[1]以具身认知理论为指导，关注学生的身体结构与感受对概念生成的潜在影响，注重身体、环境对心智的持续交互生成，强调具身认知理论与课堂的有机结合。从根本上讲，心智是一种身体体验，心智基于身体，源于身体，身体的物理属性也制约了心智活动的特征和范围。据此，初中物理教学需要经历以下三个转向。

1 具身认知理论下的教学转向

1.1 从“离身”到“具身”，尊重学生的身体感受

中国古代有“废寝忘食”形容一个人热爱学习，有“头悬梁锥刺股”刻画学习的决心，有“衣带渐宽终不悔，为伊消得人憔悴”形容学习的境界，这些典故流传至今，被人津津乐道。学习被认为是一种可以“离身”的精神训练，身体对于概念生成不仅不能发挥任何作用，甚至身体的低级欲望是思维通向理性的绊脚石。因此，身体的欲望应被抑制，学生的身体是受惩罚的，习得过程是以摧残身体的方式来提高心智能力，进阶认知思维，这种认知的背后是对学生身体的漠视和贬抑。随着具身认知理论的兴起，这种“离身”教育观受到了质疑。英国经验主义哲学家洛克提出：“一切知识来源于经验”。法国哲学家梅洛·庞蒂认为：“经验源于身体”。[2]不同的身体对世界的认识会不同，形成的认知经验也会不同。比如人的身体结构如果同蝙蝠一样，我们所能认知的万事万物就会和现在完全不同；人眼若能360度观察，也就没有前后左右之分了。身体的结构决定了认知的特性，也限制了认知的范围。在概念生成的过程中，要重视身体及其结构，向“具身”转向，承认身体对经验习得的重要作用。知觉是身体的知觉，大脑本身并不能完成高级的认知行为，我们之所以有意识、能思考，是因为我们是一个有感觉运动能力的、活生生的身体。身体才是经验的主体，通过身体与外部世界的互动对于高级认知起着关键作用，认知被认为是情境性的。

1.2 从“关注教”到“关注学”，尊重学生的经验体悟

在传统教育理念中，教学与教学效果体现在脑部，与头部以下的身体无关。在这种理念的指导下，教师忽视了学生的身体，认为身体只是承载知识的容器，而教学就是将知识“放”到容器中的过程。教师“关注教”，教学过程统一化、标准化，教学停留在简单的知识传递、定义表达，导致课堂教学的简单化、固定化和庸俗化。许多教师坚信只要按照既定的程序进行教学，就会产生预期的教学效果，在教学中往往过分关注教，而忽视了概念生成。以具身认知理论重新审视教学就会发现：认知发生在具体的环境、生活中，需要知觉感知、运动和感官体验以及行为参与。认知嵌于大脑，大脑嵌于身体，身体嵌于环境。认知是情境性的，是心智、身体、环境的交互作用。教师应“关注学”，创设真实的教学情境，激发学生的具身体验，动用其视觉、听觉、触觉、运动器官的感受与相关物理知识点建立联结，形成经验，生成概念，解决问题，提高学生的认知体验。人是知、情、意、行的统一体，每个学生的认知风格、心理特征、家庭背景和基础知识水平各不相同，接受方式也不同，“关注学”是允许每一位学生拥有自己的理解方式、情感体验，教师把课堂还给学生，体现学生的主体地位。

1.3 从“要我学”到“我要学”，尊重学生身体与环境的交互

外在环境的压力可能是学习最初的动力，如婴儿学习翻身、走路、说话。而一味重视外在压力，不断利用父母、学校、社会给学生施压，学生也会不堪重负。外在压力固然重要，但外在压力能否发展成终身学习的内驱力，关键在于外在压力能否转化为个体内部的需要。教师“关注学”，带动学生的“具身参与”和“具身体验”，学生在情境学习中体验到了与知识接触的快乐，发现了个体成长与环境之间的平衡和相互作用，良性互动就能使教学发生更深层次的变化，由“要我学”向“我要学”的主体转向。“我要学”是教学主体的强烈的认知吸取愿望，教师尊重学生的直接经验，学生强烈地希望利用实验设备或身边的材料，在情景模拟中将直接经验改造、总结、归纳，形成普遍概念，并将概念运用于生产、生活中。新课程关注学生的主体性，强调终身学习的重要性，具身认知理论指导下的教学更有利于激发学生终身学习的愿望。

2 具身认知理论下的物理概念教学策略

具身认知理论对当前初中物理概念生成教学有重要的指导作用，这里以江苏省特级物理教师的一节示范公开课“力的作用是相互的”为例(教学活动如图1)，探讨具体的教学策略。

图1

2.1 创设情境，“具身体验”，激发学习动机

动眼：播放视频“拳击比赛”“足球比赛”，让学生观察体育比赛中涉及的力的相互作用。

动手：请同学们用手指压笔尖，观察手指的形状如何改变？你的手指有什么感受？说明了什么问题？

运用运动器官：两位同学站在两辆滑板车上，同时面向窗户方向，一名同学推另一名同学的背部。请观察两名同学的运动变化情况，谁受到了力？

力是一个物体对另一物体的作用，这是非常抽象的概念，课前学生的感性认知也不充分。针对教师创设的情境，学生提出了以下观点：(1) 生A认为如果拳击运动员用力把对方击倒，那就只有对方受到了力；生B认为足球运动员用头把足球顶出去以后，他会觉得头很痛，运动员的头也受到了球给他的力，这是“离身”的认知。(2) 手指压笔尖，看到手指发生形变，同时感到手指有刺痛，说明手对笔尖施力的同时还受到了笔尖对手指的作用，是“具身”的认知。(3) 让A推B的背部，B向前运动，同时A也往后退，教师采访活动中的学生，A说道：当我推B的时候，也感受到他作用于我的力，让我往后退，这是“具身”的感悟，并建立了初步概念：物体在施力的同时也在受力。教学情境是教师在课堂上展现或模拟现实生活中的某一情形，有时为了突出主要因素可以忽略次要因素的影响，理想化生活情形，创设情境。

2.2 设计实验，“具身参与”，提高认知体验

做一做：利用所给器材(气球、橡皮筋、弹簧、测力计)设计实验，观察并感受力的作用是相互的，看看谁的创意多！教师安排学生自主实验，让学生自己设计，交流并讲解，进一步提高认识。

以具身认知理论为指导，学习是身体作用于环境的实践活动，教师不再是知识的传授者、课堂的指导者，而是课堂的建设者。维果茨基指出：抽象思维是外部动作“内化”的结果。学生自主实验，将抽象的物理概念转变为操作性材料和具身性活动，有的用一个气球挤压另一个气球，或者用一根橡皮筋拉另一根橡皮筋，用弹簧拉另一根弹簧等，学生在深入实验探究后建构物理概念。教师放手让学生具身参与，运用自己的身体和感官，发挥每一位学生的主体性、参与性和积极性，让每一位学生体验、感悟，肯定每一位学生个性化的学习方式，使每一位学生获得终生发展所需素养。

2.3 总结归纳，“具身生成”，拓展认知

实验1：在两辆小车上分别固定磁铁和铁块，相互靠近至一定距离后，先释放固定铁块的小车，观察现象。重复以上步骤，再释放固定磁体的小车，观察现象。

实验2：用干燥的纸巾在两根塑料吸管上摩擦后，观察吸管的运动。

实验3：请学生用摩擦双手，体验摩擦时阻碍作用是相互的、同时发生的。

学生观察、描述现象，阐述原因，交流讨论，形成经验，生成概念。

教师先列举了弹力的相互作用案例，再补充磁力、静电力、摩擦力的相互作用，使结论更具有普遍意义。表面上看，教师通过演示实验帮助学生完善了物理概念的普适性，实质上，这是一种在“具身体验”“具身参与”的基础上的“具身生成”，是学生通过具身体验总结归纳出来的。课堂教学除了使学生生成概念、学习科学方法，其实还渗透着情感教育，教师以任务驱动的模式，创设真实的物理情境，学生在实验过程中与同伴互助，无形中缔结了同学情谊，升华了友情。在交流讨论中，共享经验，学生学会了聆听和尊重、鼓励他人。

2.4 提高拓展，“具身交互”，延伸应用

实验1：观察玩具直升机的悬停，借助小风车放在飞机身下快速旋转、放在飞机上面小风车不转的情境，了解直升机升空的原理。

实验2：观察水动力小船的运动，瓶子向后喷水，小船前进。

实验3：观察空气动力车的运动，气球向后放气，小车向前运动。

教师展示了直升机、轮船、汽车，都应用了力的相互作用原理，学生在课堂上学以致用，了解物理知识与实际生活的联系，体验知识学习的快乐，激发了认知欲望。瓦雷拉指出：“认知过程不是预先设计好的过程，而是不断内化的过程”。只有学生自己有强烈的认知欲望，课堂才会有良性的师生互动。教师不仅要关注显性知识的传递，同时也应关注缄默知识的教学和学生的情感、态度、价值观等内在素质的发展。

3 结语

学生作为认知的主体，要求教师在教学过程中激发主体的“具身体验”，让学生在“具身参与”的过程中动用视觉、嗅觉、触觉、味觉、听觉、知觉等，发挥主体学习的主动性、积极性、创造性，让其尽情地体验、经历、感悟、获得、提高。认知过程是身体作用于环境的实践，这种实践并非是简单的认知传递，动作传递，而是学生以其所有的智识、情感、意志、信念和心力投入的充满创造性的活动。[4]