具身認知視域下的“能量劇場”學習活動

楊剛

【內容摘要】具身學習是通過語言和行為的變化來體現學習活動的，基于參與者之間的互動，以及與學習環境的相互作用。一種叫作“能量劇場”的具身學習活動，會促進學生在學習能量的過程中理解遇到的關鍵概念性問題，包括消除物質和能量的歧義。

【關鍵詞】初中物理?能量劇場?具身學習

與物質不同，能量是一個抽象的概念，因為它不能被定義為獨立的特定形式。學生需要指導來理解能量概念。筆者描述了一種叫作能量劇場的學習活動，旨在促進理解能量概念。我們的研究表明，能量劇場可以消除學生理解能量和物質時產生的歧義。

一、能量劇場

能量劇場是一種能量隱喻的學習活動。在能量劇場，每一個參與者都被認為是一個能量單元，在任何給定的時間內都只有一種形式。若干學生一起參與學習活動，代表著一種特定的物理場景中的能量轉移和轉換。例如，冰箱冷藏食物，或者一個穩定燃燒的燈泡。參與者會選擇哪種形式的能量。當能量在場景中移動和改變時，參與者會移動到地板上的不同位置并改變他們的表現形式（通過手勢）。

能量劇場的規則如下：

每個人在這個場景中都是一個能量單元。

地板上的區域對應于場景中的不同能量形式。

每個人都以某種方式表示他們的能量形式，通常用手勢表示。

隨著能量的轉移，學生從一個區域移動到另一個區域，并隨著能量的變化而改變手勢的形式。在一個區域內的人數或者是做同一個手勢的人數相對應的是在某一物體或特定的物體上的能量數量。

本文提出了一種特定的“能量場景”的具體表現形式，即某一特定物理場景的能量傳遞和轉換：一個白熾燈泡正在穩定地燃燒。粗略地說，電能從燈泡的底部流向燈絲，其中一些通過焦耳加熱的耗散過程轉化成熱能。一些熱能在燈絲中轉化為光能，向外傳播到周圍環境（熾熱）。因此，當電流在閉合回路中流動時，一些能量“流”到電路周圍的環境中。

我們對能量劇場中互動行為的分析是基于具身認知理論的。我們把身體看作是一個產生意義和行動的場所。這些意義和行動是在多種相互作用的模式中產生的，基于參與者之間的互動，以及與學習環境的相互作用，包括身體方位、位置、姿勢、指向、凝視、說話、語調。

我們把這個場景作為能量劇場的例子：一個實例（并錄成視頻），通過它我們可以識別出能量的普遍特征，這在具體的實踐細節中是很明顯的。

二、消除物質和能量的歧義

1. 區別電子和電能

十四名參與者在戶外布置了一圈彩色的繩子來代表：一個白熾燈泡正在穩定地燃燒著。

布局：一個大的循環的繩子代表球的外表面，一個更小的循環的繩子一邊代表著燈泡插座，和第三個繩子放下大回路中的曲線代表了燈絲（圖1）。

參與者已經通過談判來代表他們所說的“光”、“熱量”和“電能”的能量形式。在確定了系統中的對象和他們認為涉及到場景的能量的形式之后，下一個任務是決定誰將去哪里：也就是，繪制出能量流（各種形式）。

2.“當我們繞著圈子轉的時候，我們中的一些人會變成光和熱。”

在一個模型中，一個電子由三個單元的能量來表示，例如，三個人在一個組中旅行。這三個人一開始都是以電能的形式，當它們穿過燈絲時，其中的兩個轉化成另外兩種形式的能量，被稱為光和熱。其中一些能量會隨著熱量的釋放而消失，有些能量會像光一樣消失，有些能量會繼續存在。

泰（文章中學生姓名均用化名，下同）：這不是關于物質電子的。我們，不是電子，我們是電子的能量包。

莉：我們兩個離開了，一個接一個。

羅在劃定區域內走來走去。當他說，“讓我看看能不能解決這個問題，”他從他的起始位置（恰好在插座那里）走到參與者形成的大環中間。

他一邊說，“如果我是電流，我要進去，這是燈絲，”他轉身走回他的起點，很明顯地沿著地面上鋪設的燈絲的線。

當他繼續說“我們必須以某種方式顯示”時，他把雙手向外伸出，高高地舉過頭頂，仿佛在向自己扔東西或推東西。他重復著這個“展示”的手勢，他又一次繞過了燈絲的一角。

在回到起點的路上，他說，“我們中有些人”，他用雙手扇了兩下胸口，

“或者我們中的一些人，變成光和熱”，然后，他的胳膊松松地垂著，他回到了自己的圈子里。

簡要回顧一下這個動作：第一次，他只是一邊走路一邊說話。第二次時，他向外展示姿勢，拍胸膛。我們對羅行為的解釋是，他試圖通過模擬外在的動作顯示在整個電路中持續存在的東西。在描述這種復雜情況的過程中，羅不僅使用了語言，還使用了肢體動作和手勢，利用了代表空間的材料結構。以此來創造和表達他對能量的看法。

羅同時行走和表演手勢，以模擬能量地向外移動，以及環繞電路的電流。

結語

這次活動向我們展示了能量劇場是如何通過參與、體現和物質設置來促進概念學習的。在活動過程中，物質和能量的消歧現象得到了提升。因為能量是由參與者來代表的，而物體則是由繩圈劃分的區域來表示，學習者必須在能量場景的表演中區分這兩者。

能量場的表現編碼了物質物體和能量的區別：能量（由參與者代表）位于物體（由繩子的圈劃分的區域）。場景中的能量與對象明顯不同（即：參與者站在里面，但沒有被誤認為是繩子圈內的區域）?；顒娱_始的時候，許多參與者把物質和能量互換了。為這個場景開發一個能量劇場的活動使這個團體不得不努力解決物質和能量之間的區別，并創造出能說明這些區別的規則。筆者認為，這些學習理論和分析方法對于我們在物理課堂上創造和維持的學習活動是有用的。

（作者單位：江蘇省蘇州市吳中區胥口中學）