具身认知：科学课堂教学的新策略研究

摘 要：学生的身心全面发展是教育者追寻的理想目标。但实际教学中，学生的身体处于被忽视、被压制的状态。这种“离身”的状态下，学生的主体性没有得到真正体现。文章分析“离身”产生的原因，探寻科学课堂的“具身”教学策略，以期在教学过程中促进学生全面发展。

关键词：具身认知;科学课堂;教学策略

中图分类号：G427                                 文献标识码：A                                        文章编号：2095-9192（2022）01-0026-03

引  言

学习是培养全面发展的人的过程，但走进课堂，笔者发现学生的“身体”与“心智”被分离，身体仅仅被当作一个把心智带到课堂的“工具”。这种课堂导致学生的思维与实践分离，课堂与实际生活分离，学生也就失去了学习的兴趣。如何在教学中让学生的身心合一，解放学生的身体，释放学生学习探索的天性，引发了笔者的深思。

一、缘起：科学课堂“离身”的现实之状

现代教育理论认为，心智和认知过程是基于身体的，身体是人全面发展的重要组成部分。但在实际教学中，学生只有“颈部以上”参与了学习过程，“颈部以下”的身体活动和发展受到了多方面的忽视和压制，分裂了身体和思维。这是一种“离身”教育，导致学生的身心得不到均衡发展。

（一）分离式课堂，教育实践的“离身”

1.课堂目标身心二元

传统的教育理念认为，认知、记忆、思维、推理等学习过程是心智能力的训练过程，是独立于身体的。这种“离身”教育导致教师制订教学目标时只注重学生心智发展目标，忽视了学生动手实践能力的发展，严重制约学生的成长与发展[1]。例如，在教学“力与运动”一课时，教师制订的教学目标之一是知道拉力大小与小车前进快慢的关系。在教学时，由于受时间和课堂管理问题的制约，教师只请一个小组做演示实验，收集数据，从而得出结论。在这样的课堂学习过程中，学生的思维与身体实践分离，造成了课堂目标的身心二元。

2.课堂探究身心二元

学生是学习的主体。但在教学中，我们常常看到身体探究课程的异化。第一种情况是学生经历了实践的过程，但是思维没有有效参与。例如，在教学“摆”一课时，教师引导学生思考：摆的快慢与什么因素有关？当学生的假设符合教师的预期时，该教学环节就会马上中止，课堂教学进入实验设计和验证阶段。实验结束后，学生计算并汇报数据。在这个过程中，教师没有让学生分析数据，没有追问学生思考的过程，而是直接告诉学生实验结论。这节课中，教师没有给学生充分猜想的机会，猜测只是为了衔接下一个环节，实验数据收集只为得到结论，致使探究流于形式。第二种情况是课堂忽视了实践的过程。比如，这节课本应让学生动手探究，但教师仅演示或讲解最终结论，将探究环节变成书本知识的灌输课。课堂探究活动的“离身”，让学生的认知活动受限，学习流于形式。

（二）冷漠式教育，学习场域的“离身”

1.第二课堂的缺失

学校作为教育的主要场所，应为学生营造多样的学习环境，但部分学校未能创设有效的课外“第二课堂”，落实学生的日常课外探究。比如，农场种植场域的缺失，导致学生不能亲近大自然，不能亲身体验种植的过程，不能经历在实践中观察、测量、记录、发现、思考、建构的学习过程，不能感知探究的快乐。学习场域的“离身”，让学生逐渐失去了自主探究的兴趣。

2.教學情境的缺失

认知是情境化的，不能离开情境而孤立存在。在实际教学中，部分教师没有创设有效的问题情境，导致课堂学习气氛沉闷。这样的课堂教学不利于学生的参与和互助合作，学生学习过程的情感体验差。学习场域的“离身”，也让学生逐渐失去了探究的热情。

（三）封闭式课堂，知识意义的“离身”

课堂与生活紧密相连，不可分割。但当前教学并没有打通课堂与实际生活之间的联系。封闭式课堂让知识意义的“离身”，导致学生的学习变成空中楼阁。

现代教育的“离身”困境，让越来越多的研究者认识到“具身”教学的重要性。

二、探寻：从“离身”到“具身”的应有之义

要想让课堂实现从“离身”到“具身”的转变，教师首先得了解具身认知的内涵与具体表征，充分运用认知的体验性、情境性、具身性来促进学生有意义地进行“具身”学习。

（一）具身认知的内涵界定

具身认知的内涵界定为，认知是被身体的动作和形式所决定的，并强调身体在认知活动中的核心作用。具身认知理论认为，观念、思维、概念的形成、分类和判断等各种类型的认知活动，都受到身体和身体感觉运动图式的制约。体验性、情境性、具身性是具身认知的特点。

（二）具身认知的知识表征

1.认知的体验性

身体的感知通道包括视觉、听觉、嗅觉、触觉、味觉、动觉等。这些通道在学习过程中既参与了对外部世界的感知，也参与了对感知结果的加工、记忆、应用。因此，从“离身”到“具身”，教师应引导学生运用身体体验的方式理解学习内容。例如，对于抽象概念“能量”，教师可以借助多媒体技术的直观展示，将抽象概念具象化;也可以引导学生动手探究发现能量存在，体验能量的转化。这样让身体多个感知通道同步进行感知，然后融合各个通道所获得的反馈信息，学生可以对认知对象产生更加准确、全面、鲜活的认知结果。

2.认知的情境性

具身认知理论认为，情境是保证认知的必不可少的条件。认知依赖于具有各种感知运动能力的身体，而这种能力本身被嵌入更广泛的情境中。由此可见，情境对具身学习具有特殊的意义。在具身学习环境中，学习内容需要在特定的情境中加以呈现，学生通过观察、探究、合作、交互等方式获得体验并形成认知，从而在情境中对学习内容形成更真实、更本质、更普适的感知体验。

3.认知的具身性

具身认知理论认为，学习的本质就是认知活动，知识、技能的习得必然依赖于个体的身体结构及身体感受运动才得以实现。因此，知识的习得是学习者在其“感受—运动”的系统中与学习情境不断交互、体验收获的过程。具身学习应该支持学习者利用自身身体与学习内容进行自然交互。这种交互既包括基于视觉和听觉的非接触式交互，如通过语言或表情动态调整学习内容的呈现;又包括基于动觉和触觉的接触式交互，如通过身体运动或手势动作交互式地触摸、操控及预览身体内容。多模态交互学习的方式既能满足具身认知发生的内在需求，又有助于激发学习者的学习动机。

认知的具身性、情境性、体验性在科学学习中不是单一出现的，而是形成一个动态耦合循环系统（如图1）。在人类学习的过程中，身体状态对认知过程产生影响，运动通道决定认知内容。这两种认知同时又受环境的影响。这样，身体在认知过程中就具有具身性，运动通道下的认知内容就具有生成性。而这一认知生成必须和环境产生交互，这样就具有情境性。

三、建构：具身认知下科学课堂教学策略

具身认知理论为创新课堂教学实践活动提供了理论指导，是深化课堂教学改革的重要理论基础。笔者对构建具身认知理论下的课堂教学活动进行了思考，以期增强学生对学习内容的多通道感知，支持学生与学习环境的多模态交互，促进有意义的身体体验的形成与丰富，以及学生的身心和谐发展。

（一）多渠道感知，身心融合，具身体验

创设逼真的学习情境，引导学生对其進行多通道感知和体验，有助于学生有效认知。此类学习情境既要包含学生身边的真实对象，也要融入各类虚拟场景。对于真实对象，学生可自然感知其原初特征与属性;对于虚拟对象，则首先由可视化、触觉仿真、无线传感等技术与设备反馈给学生，然后由学生利用视觉、听觉、触觉等器官进行感知和体验。在这种虚实融合的情境中，学生通过多通道感知运动系统的不断探索和体验，获得更加全面、具身、鲜活的认知结果。

（二）多情境创设，身心体验，具身感知

1.通过设计活动再现学习环境的智慧生成

具身认知理论强调学习者与学习环境是紧密相连的。所以，教师创设情境，有利于学生建构知识体系。例如，在教学“电路暗箱”一课时，教师发现教室插座坏了，让学生分析其原因。学生需要观察电路连接情况，但电线都藏在墙壁里。这时，教师可通过创设情境呈现教室电路暗箱，让情境激活学生的大脑和身体，为接下来的探究活动做好铺垫。

2.通过交互操作驱动学习环境的动态生成

学习环境应该能够及时、准确地感知学习者的当前状态和学习期望，并能够根据这些信息实现动态创生，更好地支持学习活动的有意义延续和拓展。为了实现这一目标，首先在交互感知层，我们通过采集并识别学生的身体行为，来获得其学习需求与状态信息;然后，在交互过程中，将这些信息传达给动态创生层，并由此驱动学习环境的重造与更新，包括调整学习任务、重组学习资源、重设学习情境等。在此过程中，学生不断地体验着各类组成要素和活动事件，并通过触发新的交互而不断生成新的学习情境（如图2）。

3.通过第二课堂促进学习环境的智趣生成

“第二课堂”的课外探究活动是科学课的延伸，与课内教学同样重要。教师可以在校内创设探究的场域，如在校园开辟一个种植区，从种植植物种类、方案设计、土地开垦、播种到日常护理，都交给学生自主完成。在这个过程中，学生表现出了很高的积极性，他们在交流互动中合作学习，在查阅资料或采访农民的过程中自主学习，在开垦、种植、浇水、施肥、除虫、观察、记录、收获中充分发挥身体的潜能。

（三）多模态交互，身心互动，具身探究

学生亲身参与探究活动，更有利于他们认知的生成与发展。教师可以通过设计探究活动，帮助学生参与具身学习过程，通过扮演、操作、观察等方法调动学生的实践体悟、身体感知。根据感知参与的高低，身体的参与方式可以分为全身运动、姿态动作、具身模拟三种。其中，全身运动是指在一个宽敞、自由的空间，身体无约束、自然地执行各种动作，如自由走动、合作扮演、动手操作等;姿态动作主要是指在相对固定位置进行的头部动作、手势动作、语音、表情动作等;具身模拟是指学习者观察他人的身体动作，从而获得相应的具身体验，如观察教师或学习伙伴的示范操作。

（四）多实践思考，身心交互，具身转变

科学素养的核心是探究，探究需要身心相结合。科学教学在关注思维的同时，应该重视每位学生的身体体验在学习中的重要地位，多给学生创造实践的机会，使学生在实践中学习。例如，在教学“摆”这一课时，教师让学生探究“摆的快慢与哪些因素有关”，学生亲身试验验证自己的猜测，分析数据，得出结论。课堂不应到此结束，教师可以继续出示两个摆绳长相同、摆锤长不同的摆，提问：“摆绳长度相等，但摆锤长度不同的这两个摆，它们摆动的快慢是否相同？”学生根据已有经验认为，摆的快慢与摆锤无关。教师不发表意见，而是让学生自己通过实验寻找答案。在实验过程中，学生会发现结果与预测不同。教师引导学生继续观察与思考，让学生的身心被充分调动起来，使其在这样的身心交互中不断成长。

结  语

从“离身”到“具身”，认知理论在不断发展。目前，基于具身认知理论开展的科学课堂教学仍处于一个初级阶段，它为学生学习提供了一种全新的途径。从这个意义上来说，基于具身认知理论的课堂教学成了教师与学生不断交互的动态性教学事件，体现出了课堂是“正在创造着的一条跑道，一个不断生成的过程”这一理念。

[参考文献]

赵瑞斌，范文翔，杨现宝，等.具身型混合现实学习环境（EMRLE）的构建与学习活动设计[J].远程教育杂志，2020（05）：44-51.

作者简介：夏红（1984.4-），女，江苏常州人，任教于江苏省常州市武进清英外国语学校，中小学一级教师，本科学历，武进区骨干教师。