探尋具身視域下的初中物理概念教學策略

姚蕊 榮爭輝 夏歡 蔡武德

摘?要：隨著教育學、心理學以及學科教學的不斷發展，具身認知理論已成為認知科學主要的研究方向之一。具身認知理論將認知、身體與情境三者進行了統一，并強調了身體在認知過程中的重要影響作用，將具身認知理論用以指導物理教學，對物理教學發展有著深遠意義。本文將運用具身認知理論，以光的折射概念教學為例來探尋初中物理概念教學策略。

關鍵詞：具身認知;物理概念;教學策略

1?具身認知理論概述

1.1?具身認知理論

身心二元論的第一代認知認為：人的身體和其認知是完全獨立的兩個存在，而與形成概念、推斷事物等一系列活動有直接關系的僅僅只有人的認知，人的身體則與這些活動沒有關系，這就是所謂的“離身認知”[1]。隨著教育學、心理學以及認知科學不斷發展，人們漸漸發現淡化人的身體部分并不利于知識的獲取，于是具身、情境等概念逐漸出現在了認知科學中，到了20世紀80年代，具身認知理論成為認知科學中新興的研究方向。

在國外對于具身認知理論的研究較為豐富，其中具有代表性的是認知語言學創始人萊考夫和約翰遜的研究，他們以隱喻研究出發，收集了大量的實例用來證明身體能力和身體經驗產生了認知的表征，提出了具身認知的特征：心智是具身的;認知是無意識的;隱喻是思維的核心[1]。而在我國，葉浩生教授對具身認知理論做了較為系統和完備的研究，他認為具身認知突出反映了身體在認知過程中有重要作用，并強調了認知、身體、情境應當有機地統一起來，他從三個方面對其做了說明：①身體的限制作用：我們所能認知的內容和認知的程度取決于自己身體的內外部構造，只有當身體處在特定的環境中才會出現與之對應的認知;②身體的分配作用：完成認知過程的方式和步驟需要身體的各種物理屬性來加工整合;③身體的調節作用：行動作為認知的目的，兩者之間的聯系與結合需要身體來完成，身體的調節作用能夠使認知與行動保持一種和諧的狀態[2]。

綜上所述，具身認知是以反對身心二元論為基礎發展的，具身觀強調了認知并不是一種純粹的精神活動，它有賴于身體、環境不間斷的相互生成。這一理論對整個認知科學領域產生了巨大影響，對教育學、心理學、學科教學的發展起到了促進作用。

1.2?具身認知與初中物理教學

物理是一門探究物質的基本結構、相互作用和運動規律的自然科學，它的知識和研究方法被廣泛地應用于其他自然學科，為社會的發展進步打下了堅實的基礎，這使得物理學科成為學生學習過程中的必修課。在義務教育階段，物理知識大多是定性分析，而定量研究較少，對于數學方面的知識運用也比較簡單，學生不需要克服煩瑣的理論推演。處于這個階段的學生剛剛接觸物理，對其有極強的好奇心，但他們的認知和思維發展并不全面，需要有具體的實物作為支撐。因此，為了使初中生能夠有意義地進行物理學習，重點是要激發并保持學生的學習興趣。

將具身認知運用于初中物理教學，需要在教學過程中考慮學生個體對身邊環境的感知程度，除了關注視覺、聽覺、觸覺、嗅覺等的直接感知，還應該注意語言對感受的形容，讓學生通過身體對現實環境的感知來掌握物理知識。這樣不僅能夠提高學生的學習效率，培養其物理核心素養，也為初中物理教學開辟了新的道路[3]。

2?具身化的初中物理概念教學策略

具身認知的觀點認為認知有具身性，是以周圍環境和動力學系統為基礎的，而物理的概念教學也應當如此。雖然在初中階段學生所接觸到的物理概念大多比較簡單，但仍然具有較高的概括性和抽象性，會對學生的掌握造成困難。因此，用具身認知理論指導初中物理概念教學，應當充分利用學生身邊熟悉的材料，創設有趣的教學情境，讓學生的身體最大限度地參與到物理概念的認知過程中，這樣才能夠充分調動學生的積極性，激發學生的想象力和創造能力，使概念學習達到事半功倍的效果。下面將以光的折射概念教學為例，對具身化的概念教學策略進行探尋。

2.1?巧設具身情境

創設情境是概念引入至關重要的環節，精妙的物理情境可以很好地激發學生的學習興趣，使學生自發主動地去感知概念。在“光的折射概念”的教學中，教師可以利用自制教具——黑屋子亮了，讓學生親身感知光的折射現象。在密封紙箱的頂部中間位置開一個能剛好放下礦泉水瓶的圓形小孔;在紙箱一面中間偏下的位置開一個方形小窗，通過小窗學生能觀察到箱內的明暗變化;并用支架在紙箱左側固定一個電筒作為光源，調節電筒位置，使得當電筒開啟時，光線不能直射入紙箱，這時紙箱內部比較暗，如圖1（a）所示。保持電筒的位置不變，將裝滿水的礦泉水瓶放在紙箱頂部的開口處，紙箱內部變得亮了起來，如圖1（b）所示。為了讓所有學生都能清楚感受到紙箱內亮度變化，特意在紙箱內安裝了光敏報警器，如圖1（c）所示，當紙箱光線較暗時報警器不會發出聲音，當紙箱亮起來時報警器發出聲響。之后引導學生思考黑屋子為什么會亮起來。

利用自制教具寓教于樂，以現象為基礎設置懸念，不僅能引起學生的注意，使學生對光的折射現象有一個清楚具體的感知，還能夠讓學生對要學習的內容保有較高的興趣，為接下來的學習活動做了良好的鋪墊。

2.2?豐富具身體驗

學生在教室中學習，教師和同學自然也是這個學習環境中不可或缺的一部分，所以學生在認知的過程中師生的溝通和同學的交流就顯得尤為重要。師生的溝通以教師的講授與提問為主，同學間的討論是將自己所獲取的信息分享交流，這兩方面都能增加學生的具身體驗，從而在環境的相互作用下獲取更多新的認知。在教授“光的折射概念”的過程中，除了單純的講授外，教師還需要設置一些有意義的問題，例如：教師可以提問：“我們之前學過了光的傳播，同學們回顧一下光在水中或空氣中是怎樣傳播的？”這個問題能讓學生回顧已有認知，加深對該內容的印象;待學生做出回答后，繼續提出第二個問題：“那如果光從空氣射入水中還會沿直線傳播嗎？”在第一個問題的基礎上提出的第二個問題能夠引發學生的認知沖突，為接下來的演示實驗埋下伏筆。緊接著，教師分別演示光從空氣射入水中，如圖2（a）所示，光從玻璃射入空氣中，如圖2（b）所示。并在實驗完成后組織學生進行小組討論，得出這兩個實驗現象的相同之處，即：光都是從一種介質射入另一種介質且光路都發生了改變。以此結論為基礎，進一步總結得出光的折射概念：當光從一種介質斜射入另一種介質中時，光的傳播方向會發生偏折，在物理學中我們將這種現象稱為光的折射[4]。通過學生交流討論后總結出的概念更容易使學生接受，相較于學生的單獨思考，同學間的交流更有助于培養學生的合作意識和表達能力，促進學生思維、行為等方面協調發展。

2.3?剖析概念外延

反映某一概念本質屬性的對象被稱為概念的外延，而在一般情況下，概念的外延就是指概念的適用范圍，它說明概念反映的是哪些對象[5]。停留于概念本身的教學不利于學生對概念的深化和擴展，因此在教學過程中應當讓學生逐步了解概念的外延，使其對概念有全面深刻的認識。在光的折射概念教學中讓學生了解在什么情況下會產生折射現象是很有必要的，教師可以在總結完折射概念后向學生提問：“是不是在任何條件下都會發生光的折射呢？”大多數學生會基于之前的實驗現象做出否定回答，理由是需要不同介質，這時教師繼續設問：“是不是只要有兩種不同的介質就一定會發生折射呢？”為了解決這一問題，教師需要演示光垂直入射不同介質，如圖3所示，讓學生清楚當光垂直入射時，雖然有兩種不同介質，但并不會發生折射。最后歸納總結得出并不是在任何條件下光都會發生折射，只有當光斜射入兩種不同介質時才會發生光的折射。

2.4?引導概念運用

教學的最終目的是學以致用，這也是概念教學的基本要求。通過運用概念，可以檢驗學生掌握概念的情況，及時發現存在的不足，以便后續有針對性地強化學生對概念的理解[5]。在引導學生運用概念時，盡可能不要選擇用大量習題機械訓練，應當為學生提供多樣且詳盡的物理情境，給予學生分析概念、判斷物理現象以及解決物理問題的機會。在學習光的折射概念后，可以引導學生對“黑屋子亮了”這一現象做出解釋，另外還可以用視頻和圖片讓學生明白海市蜃樓、池水看起來比實際淺、鉛筆彎折等現象都與光的折射有關，這樣使所學的概念與生活緊密聯系起來，有利于學生對光的折射概念深入理解。

3?結語

在實際的概念教學過程中，應當針對不同的概念，從不同角度出發，選擇能夠讓學生親身參與的具身化教學策略進行教學，盡可能地激發學生的學習積極性，發揮其獨特個性，這樣不僅有利于學生深入透徹地理解概念，還能提高學生的綜合能力和物理核心素養，為學生的終身發展奠定堅實的基礎。

參考文獻：

[1]葉浩生.具身認知的原理與應用[M].北京：商務印書館，2017：1326.

[2]葉浩生.具身認知：認知心理學的新取向[J].心理科學進展，2010，18（5）：705710.

[3]葉成林.具身認知視野下的初中物理課堂教學策略——以蘇科版8年級物理“力彈力”課堂教學為例[J].物理教師，2018，039（006）：4041.

[4]廖伯琴.《義務教育教科書（物理）》（八年級全一冊）[M].上海：科學技術出版社，2018.

[5]閆金鐸，郭玉英.中學物理教學概論[M].北京：高等教育出版社，2009，12：148151.

作者簡介：姚蕊（1994—?），女，云南曲靖人，云南師范大學物理與電子信息學院在讀研究生，主要從事學科教學（物理）研究。

*通訊作者：蔡武德（1966—?），男，云南人，云南師范大學物理與電子信息學院副教授，主要從事課程與教學論研究。