具身認(rèn)知：科學(xué)課堂教學(xué)的新策略研究

文 /夏 紅

引 言

學(xué)習(xí)是培養(yǎng)全面發(fā)展的人的過(guò)程，但走進(jìn)課堂，筆者發(fā)現(xiàn)學(xué)生的“身體”與“心智”被分離，身體僅僅被當(dāng)作一個(gè)把心智帶到課堂的“工具”。這種課堂導(dǎo)致學(xué)生的思維與實(shí)踐分離，課堂與實(shí)際生活分離，學(xué)生也就失去了學(xué)習(xí)的興趣。如何在教學(xué)中讓學(xué)生的身心合一，解放學(xué)生的身體，釋放學(xué)生學(xué)習(xí)探索的天性，引發(fā)了筆者的深思。

一、緣起：科學(xué)課堂“離身”的現(xiàn)實(shí)之狀

（一）分離式課堂，教育實(shí)踐的“離身”

1.課堂目標(biāo)身心二元

傳統(tǒng)的教育理念認(rèn)為，認(rèn)知、記憶、思維、推理等學(xué)習(xí)過(guò)程是心智能力的訓(xùn)練過(guò)程，是獨(dú)立于身體的。這種“離身”教育導(dǎo)致教師制訂教學(xué)目標(biāo)時(shí)只注重學(xué)生心智發(fā)展目標(biāo)，忽視了學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力的發(fā)展，嚴(yán)重制約學(xué)生的成長(zhǎng)與發(fā)展[1]。例如，在教學(xué)“力與運(yùn)動(dòng)”一課時(shí)，教師制訂的教學(xué)目標(biāo)之一是知道拉力大小與小車(chē)前進(jìn)快慢的關(guān)系。在教學(xué)時(shí)，由于受時(shí)間和課堂管理問(wèn)題的制約，教師只請(qǐng)一個(gè)小組做演示實(shí)驗(yàn)，收集數(shù)據(jù)，從而得出結(jié)論。在這樣的課堂學(xué)習(xí)過(guò)程中，學(xué)生的思維與身體實(shí)踐分離，造成了課堂目標(biāo)的身心二元。

2.課堂探究身心二元

學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體。但在教學(xué)中，我們常?？吹缴眢w探究課程的異化。第一種情況是學(xué)生經(jīng)歷了實(shí)踐的過(guò)程，但是思維沒(méi)有有效參與。例如，在教學(xué)“擺”一課時(shí)，教師引導(dǎo)學(xué)生思考：擺的快慢與什么因素有關(guān)？當(dāng)學(xué)生的假設(shè)符合教師的預(yù)期時(shí)，該教學(xué)環(huán)節(jié)就會(huì)馬上中止，課堂教學(xué)進(jìn)入實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和驗(yàn)證階段。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，學(xué)生計(jì)算并匯報(bào)數(shù)據(jù)。在這個(gè)過(guò)程中，教師沒(méi)有讓學(xué)生分析數(shù)據(jù)，沒(méi)有追問(wèn)學(xué)生思考的過(guò)程，而是直接告訴學(xué)生實(shí)驗(yàn)結(jié)論。這節(jié)課中，教師沒(méi)有給學(xué)生充分猜想的機(jī)會(huì)，猜測(cè)只是為了銜接下一個(gè)環(huán)節(jié)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)收集只為得到結(jié)論，致使探究流于形式。第二種情況是課堂忽視了實(shí)踐的過(guò)程。比如，這節(jié)課本應(yīng)讓學(xué)生動(dòng)手探究，但教師僅演示或講解最終結(jié)論，將探究環(huán)節(jié)變成書(shū)本知識(shí)的灌輸課。課堂探究活動(dòng)的“離身”，讓學(xué)生的認(rèn)知活動(dòng)受限，學(xué)習(xí)流于形式。

（二）冷漠式教育，學(xué)習(xí)場(chǎng)域的“離身”

1.第二課堂的缺失

學(xué)校作為教育的主要場(chǎng)所，應(yīng)為學(xué)生營(yíng)造多樣的學(xué)習(xí)環(huán)境，但部分學(xué)校未能創(chuàng)設(shè)有效的課外“第二課堂”，落實(shí)學(xué)生的日常課外探究。比如，農(nóng)場(chǎng)種植場(chǎng)域的缺失，導(dǎo)致學(xué)生不能親近大自然，不能親身體驗(yàn)種植的過(guò)程，不能經(jīng)歷在實(shí)踐中觀察、測(cè)量、記錄、發(fā)現(xiàn)、思考、建構(gòu)的學(xué)習(xí)過(guò)程，不能感知探究的快樂(lè)。學(xué)習(xí)場(chǎng)域的“離身”，讓學(xué)生逐漸失去了自主探究的興趣。

2.教學(xué)情境的缺失

優(yōu)質(zhì)煤資源產(chǎn)量的不斷減少使低品質(zhì)煤資源的開(kāi)發(fā)利用被提上日程。低品質(zhì)煤水分和灰分高，主要分布在我國(guó)西部和北部干旱缺水地區(qū)。隨著采煤機(jī)械化程度的提高，細(xì)粒煤產(chǎn)量不斷增加，細(xì)粒低品質(zhì)煤干法脫水脫灰提質(zhì)成為我國(guó)煤炭工業(yè)可持續(xù)發(fā)展亟待解決的重大難題。振動(dòng)流化床具有能耗低、操作靈活、適用范圍廣、傳熱、分選效果好等優(yōu)點(diǎn)，成為細(xì)粒低品質(zhì)煤干法脫水脫灰提質(zhì)的一條重要途徑。

認(rèn)知是情境化的，不能離開(kāi)情境而孤立存在。在實(shí)際教學(xué)中，部分教師沒(méi)有創(chuàng)設(shè)有效的問(wèn)題情境，導(dǎo)致課堂學(xué)習(xí)氣氛沉悶。這樣的課堂教學(xué)不利于學(xué)生的參與和互助合作，學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程的情感體驗(yàn)差。學(xué)習(xí)場(chǎng)域的“離身”，也讓學(xué)生逐漸失去了探究的熱情。

（三）封閉式課堂，知識(shí)意義的“離身”

課堂與生活緊密相連，不可分割。但當(dāng)前教學(xué)并沒(méi)有打通課堂與實(shí)際生活之間的聯(lián)系。封閉式課堂讓知識(shí)意義的“離身”，導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)變成空中樓閣。

現(xiàn)代教育的“離身”困境，讓越來(lái)越多的研究者認(rèn)識(shí)到“具身”教學(xué)的重要性。

二、探尋：從“離身”到“具身”的應(yīng)有之義

要想讓課堂實(shí)現(xiàn)從“離身”到“具身”的轉(zhuǎn)變，教師首先得了解具身認(rèn)知的內(nèi)涵與具體表征，充分運(yùn)用認(rèn)知的體驗(yàn)性、情境性、具身性來(lái)促進(jìn)學(xué)生有意義地進(jìn)行“具身”學(xué)習(xí)。

（一）具身認(rèn)知的內(nèi)涵界定

具身認(rèn)知的內(nèi)涵界定為，認(rèn)知是被身體的動(dòng)作和形式所決定的，并強(qiáng)調(diào)身體在認(rèn)知活動(dòng)中的核心作用。具身認(rèn)知理論認(rèn)為，觀念、思維、概念的形成、分類(lèi)和判斷等各種類(lèi)型的認(rèn)知活動(dòng)，都受到身體和身體感覺(jué)運(yùn)動(dòng)圖式的制約。體驗(yàn)性、情境性、具身性是具身認(rèn)知的特點(diǎn)。

（二）具身認(rèn)知的知識(shí)表征

1.認(rèn)知的體驗(yàn)性

身體的感知通道包括視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、嗅覺(jué)、觸覺(jué)、味覺(jué)、動(dòng)覺(jué)等。這些通道在學(xué)習(xí)過(guò)程中既參與了對(duì)外部世界的感知，也參與了對(duì)感知結(jié)果的加工、記憶、應(yīng)用。因此，從“離身”到“具身”，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用身體體驗(yàn)的方式理解學(xué)習(xí)內(nèi)容。例如，對(duì)于抽象概念“能量”，教師可以借助多媒體技術(shù)的直觀展示，將抽象概念具象化；也可以引導(dǎo)學(xué)生動(dòng)手探究發(fā)現(xiàn)能量存在，體驗(yàn)?zāi)芰康霓D(zhuǎn)化。這樣讓身體多個(gè)感知通道同步進(jìn)行感知，然后融合各個(gè)通道所獲得的反饋信息，學(xué)生可以對(duì)認(rèn)知對(duì)象產(chǎn)生更加準(zhǔn)確、全面、鮮活的認(rèn)知結(jié)果。

2.認(rèn)知的情境性

具身認(rèn)知理論認(rèn)為，情境是保證認(rèn)知的必不可少的條件。認(rèn)知依賴于具有各種感知運(yùn)動(dòng)能力的身體，而這種能力本身被嵌入更廣泛的情境中。由此可見(jiàn)，情境對(duì)具身學(xué)習(xí)具有特殊的意義。在具身學(xué)習(xí)環(huán)境中，學(xué)習(xí)內(nèi)容需要在特定的情境中加以呈現(xiàn)，學(xué)生通過(guò)觀察、探究、合作、交互等方式獲得體驗(yàn)并形成認(rèn)知，從而在情境中對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容形成更真實(shí)、更本質(zhì)、更普適的感知體驗(yàn)。

3.認(rèn)知的具身性

具身認(rèn)知理論認(rèn)為，學(xué)習(xí)的本質(zhì)就是認(rèn)知活動(dòng)，知識(shí)、技能的習(xí)得必然依賴于個(gè)體的身體結(jié)構(gòu)及身體感受運(yùn)動(dòng)才得以實(shí)現(xiàn)。因此，知識(shí)的習(xí)得是學(xué)習(xí)者在其“感受—運(yùn)動(dòng)”的系統(tǒng)中與學(xué)習(xí)情境不斷交互、體驗(yàn)收獲的過(guò)程。具身學(xué)習(xí)應(yīng)該支持學(xué)習(xí)者利用自身身體與學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行自然交互。這種交互既包括基于視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)的非接觸式交互，如通過(guò)語(yǔ)言或表情動(dòng)態(tài)調(diào)整學(xué)習(xí)內(nèi)容的呈現(xiàn)；又包括基于動(dòng)覺(jué)和觸覺(jué)的接觸式交互，如通過(guò)身體運(yùn)動(dòng)或手勢(shì)動(dòng)作交互式地觸摸、操控及預(yù)覽身體內(nèi)容。多模態(tài)交互學(xué)習(xí)的方式既能滿足具身認(rèn)知發(fā)生的內(nèi)在需求，又有助于激發(fā)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。

認(rèn)知的具身性、情境性、體驗(yàn)性在科學(xué)學(xué)習(xí)中不是單一出現(xiàn)的，而是形成一個(gè)動(dòng)態(tài)耦合循環(huán)系統(tǒng)（如圖1）。在人類(lèi)學(xué)習(xí)的過(guò)程中，身體狀態(tài)對(duì)認(rèn)知過(guò)程產(chǎn)生影響，運(yùn)動(dòng)通道決定認(rèn)知內(nèi)容。這兩種認(rèn)知同時(shí)又受環(huán)境的影響。這樣，身體在認(rèn)知過(guò)程中就具有具身性，運(yùn)動(dòng)通道下的認(rèn)知內(nèi)容就具有生成性。而這一認(rèn)知生成必須和環(huán)境產(chǎn)生交互，這樣就具有情境性。

圖1 具身認(rèn)知的耦合循環(huán)系統(tǒng)

三、建構(gòu)：具身認(rèn)知下科學(xué)課堂教學(xué)策略

具身認(rèn)知理論為創(chuàng)新課堂教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)提供了理論指導(dǎo)，是深化課堂教學(xué)改革的重要理論基礎(chǔ)。筆者對(duì)構(gòu)建具身認(rèn)知理論下的課堂教學(xué)活動(dòng)進(jìn)行了思考，以期增強(qiáng)學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容的多通道感知，支持學(xué)生與學(xué)習(xí)環(huán)境的多模態(tài)交互，促進(jìn)有意義的身體體驗(yàn)的形成與豐富，以及學(xué)生的身心和諧發(fā)展。

（一）多渠道感知，身心融合，具身體驗(yàn)

創(chuàng)設(shè)逼真的學(xué)習(xí)情境，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)其進(jìn)行多通道感知和體驗(yàn)，有助于學(xué)生有效認(rèn)知。此類(lèi)學(xué)習(xí)情境既要包含學(xué)生身邊的真實(shí)對(duì)象，也要融入各類(lèi)虛擬場(chǎng)景。對(duì)于真實(shí)對(duì)象，學(xué)生可自然感知其原初特征與屬性；對(duì)于虛擬對(duì)象，則首先由可視化、觸覺(jué)仿真、無(wú)線傳感等技術(shù)與設(shè)備反饋給學(xué)生，然后由學(xué)生利用視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)等器官進(jìn)行感知和體驗(yàn)。在這種虛實(shí)融合的情境中，學(xué)生通過(guò)多通道感知運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的不斷探索和體驗(yàn)，獲得更加全面、具身、鮮活的認(rèn)知結(jié)果。

（二）多情境創(chuàng)設(shè)，身心體驗(yàn)，具身感知

1.通過(guò)設(shè)計(jì)活動(dòng)再現(xiàn)學(xué)習(xí)環(huán)境的智慧生成

具身認(rèn)知理論強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)者與學(xué)習(xí)環(huán)境是緊密相連的。所以，教師創(chuàng)設(shè)情境，有利于學(xué)生建構(gòu)知識(shí)體系。例如，在教學(xué)“電路暗箱”一課時(shí)，教師發(fā)現(xiàn)教室插座壞了，讓學(xué)生分析其原因。學(xué)生需要觀察電路連接情況，但電線都藏在墻壁里。這時(shí)，教師可通過(guò)創(chuàng)設(shè)情境呈現(xiàn)教室電路暗箱，讓情境激活學(xué)生的大腦和身體，為接下來(lái)的探究活動(dòng)做好鋪墊。

2.通過(guò)交互操作驅(qū)動(dòng)學(xué)習(xí)環(huán)境的動(dòng)態(tài)生成

學(xué)習(xí)環(huán)境應(yīng)該能夠及時(shí)、準(zhǔn)確地感知學(xué)習(xí)者的當(dāng)前狀態(tài)和學(xué)習(xí)期望，并能夠根據(jù)這些信息實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)創(chuàng)生，更好地支持學(xué)習(xí)活動(dòng)的有意義延續(xù)和拓展。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，首先在交互感知層，我們通過(guò)采集并識(shí)別學(xué)生的身體行為，來(lái)獲得其學(xué)習(xí)需求與狀態(tài)信息；然后，在交互過(guò)程中，將這些信息傳達(dá)給動(dòng)態(tài)創(chuàng)生層，并由此驅(qū)動(dòng)學(xué)習(xí)環(huán)境的重造與更新，包括調(diào)整學(xué)習(xí)任務(wù)、重組學(xué)習(xí)資源、重設(shè)學(xué)習(xí)情境等。在此過(guò)程中，學(xué)生不斷地體驗(yàn)著各類(lèi)組成要素和活動(dòng)事件，并通過(guò)觸發(fā)新的交互而不斷生成新的學(xué)習(xí)情境（如圖2）。

圖2 具身學(xué)習(xí)的環(huán)境構(gòu)建模型

3.通過(guò)第二課堂促進(jìn)學(xué)習(xí)環(huán)境的智趣生成

“第二課堂”的課外探究活動(dòng)是科學(xué)課的延伸，與課內(nèi)教學(xué)同樣重要。教師可以在校內(nèi)創(chuàng)設(shè)探究的場(chǎng)域，如在校園開(kāi)辟一個(gè)種植區(qū)，從種植植物種類(lèi)、方案設(shè)計(jì)、土地開(kāi)墾、播種到日常護(hù)理，都交給學(xué)生自主完成。在這個(gè)過(guò)程中，學(xué)生表現(xiàn)出了很高的積極性，他們?cè)诮涣骰?dòng)中合作學(xué)習(xí)，在查閱資料或采訪農(nóng)民的過(guò)程中自主學(xué)習(xí)，在開(kāi)墾、種植、澆水、施肥、除蟲(chóng)、觀察、記錄、收獲中充分發(fā)揮身體的潛能。

（三）多模態(tài)交互，身心互動(dòng)，具身探究

學(xué)生親身參與探究活動(dòng)，更有利于他們認(rèn)知的生成與發(fā)展。教師可以通過(guò)設(shè)計(jì)探究活動(dòng)，幫助學(xué)生參與具身學(xué)習(xí)過(guò)程，通過(guò)扮演、操作、觀察等方法調(diào)動(dòng)學(xué)生的實(shí)踐體悟、身體感知。根據(jù)感知參與的高低，身體的參與方式可以分為全身運(yùn)動(dòng)、姿態(tài)動(dòng)作、具身模擬三種。其中，全身運(yùn)動(dòng)是指在一個(gè)寬敞、自由的空間，身體無(wú)約束、自然地執(zhí)行各種動(dòng)作，如自由走動(dòng)、合作扮演、動(dòng)手操作等；姿態(tài)動(dòng)作主要是指在相對(duì)固定位置進(jìn)行的頭部動(dòng)作、手勢(shì)動(dòng)作、語(yǔ)音、表情動(dòng)作等；具身模擬是指學(xué)習(xí)者觀察他人的身體動(dòng)作，從而獲得相應(yīng)的具身體驗(yàn)，如觀察教師或?qū)W習(xí)伙伴的示范操作。

（四）多實(shí)踐思考，身心交互，具身轉(zhuǎn)變

科學(xué)素養(yǎng)的核心是探究，探究需要身心相結(jié)合?？茖W(xué)教學(xué)在關(guān)注思維的同時(shí)，應(yīng)該重視每位學(xué)生的身體體驗(yàn)在學(xué)習(xí)中的重要地位，多給學(xué)生創(chuàng)造實(shí)踐的機(jī)會(huì)，使學(xué)生在實(shí)踐中學(xué)習(xí)。例如，在教學(xué)“擺”這一課時(shí)，教師讓學(xué)生探究“擺的快慢與哪些因素有關(guān)”，學(xué)生親身試驗(yàn)驗(yàn)證自己的猜測(cè)，分析數(shù)據(jù)，得出結(jié)論。課堂不應(yīng)到此結(jié)束，教師可以繼續(xù)出示兩個(gè)擺繩長(zhǎng)相同、擺錘長(zhǎng)不同的擺，提問(wèn)：“擺繩長(zhǎng)度相等，但擺錘長(zhǎng)度不同的這兩個(gè)擺，它們擺動(dòng)的快慢是否相同？”學(xué)生根據(jù)已有經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為，擺的快慢與擺錘無(wú)關(guān)。教師不發(fā)表意見(jiàn)，而是讓學(xué)生自己通過(guò)實(shí)驗(yàn)尋找答案。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)結(jié)果與預(yù)測(cè)不同。教師引導(dǎo)學(xué)生繼續(xù)觀察與思考，讓學(xué)生的身心被充分調(diào)動(dòng)起來(lái)，使其在這樣的身心交互中不斷成長(zhǎng)。

結(jié) 語(yǔ)

從“離身”到“具身”，認(rèn)知理論在不斷發(fā)展。目前，基于具身認(rèn)知理論開(kāi)展的科學(xué)課堂教學(xué)仍處于一個(gè)初級(jí)階段，它為學(xué)生學(xué)習(xí)提供了一種全新的途徑。從這個(gè)意義上來(lái)說(shuō)，基于具身認(rèn)知理論的課堂教學(xué)成了教師與學(xué)生不斷交互的動(dòng)態(tài)性教學(xué)事件，體現(xiàn)出了課堂是“正在創(chuàng)造著的一條跑道，一個(gè)不斷生成的過(guò)程”這一理念。