具身認知理論視域下小學STEM教育發(fā)展路徑

關鍵詞：具身認知；小學；STEAM教育

中圖法分類號：G434 文獻標識碼：A

STEAM教育的前身為20世紀80年代美國人提出的STEM教育，包含4個學科，即Science（科學）、Technology（技術）、Engineering（工程）、Mathematics（數(shù)學）。其旨在從小培養(yǎng)學生動手、創(chuàng)新、綜合應用科學知識的能力。隨后，在原有4個學科的基礎上加入了Art（藝術）學科，多個學科相融合從而得到STEAM教育。2015年，教育部在《關于“十三五”教育信息化工作的指導意見》中首次提出要探索“STEAM教育”新模式。2017年，《義務教育小學科學課程標準》規(guī)定將小學科學課提前到一年級并且每周課時不少于1節(jié)。2018年，教育部辦公廳在《教育信息化和網絡安全工作要點》中指出“探索信息技術在創(chuàng)客空間、跨學科學習（STEAM教育）、創(chuàng)客教育等教育教學新模式中的應用，逐步形成創(chuàng)新課程體系。”從2015年我國首次提出探索STEAM教育，兩年后提出將小學科學課提前講授并保證每周不少于1節(jié)，再到不斷探索STEAM教育教學模式的應用，一系列政策的提出都表明國家對于大力發(fā)展STEAM教育的重視，STEAM教育在小學階段的開展對提升低年級學生綜合實踐能力、批判性思維、跨學科融合能力意義深遠。具身認知理論強調身體在認知活動中的作用，認為思維、記憶、情感是在身體作用于環(huán)境的活動中塑造出來的。在具身認知理論視域下剖析當前小學STEAM教育的發(fā)展路徑，不僅是對STEAM教育理念的延伸，而且是對具身認知理論的深化。

1具身認知理論的內涵

具身認知理論是心理學的一個新的研究領域，具身認知強調身體和心理的統(tǒng)一，反對笛卡爾提出的身心二元論。狹義的具身認知理論強調認知主要是由身體的動作和形式決定的。例如，外部環(huán)境刺激幼兒感官系統(tǒng)，幼兒大腦內神經遞質釋放、樹突重塑和軸突生長，進而使感覺運動圖式發(fā)生同化和順應。廣義的具身認知理論在強調身體與認知聯(lián)系的基礎上，提出身體與環(huán)境的相互作用使認知發(fā)生改變。在教育領域，具身認知強調重視身體經驗對于心理認知的作用，根據具身認知來尋找合適的教學和學習方式。具身認知不是對傳統(tǒng)認知的替代，而是更強調身體與心智之間的相互作用。

2具身認知理論的特點

2.1具身性

具身性是指個體身體的屬性限制或約束了個體對周圍世界的理解和認知，個體在身體方面存在差異，那么他們對這個世界的理解程度也會不同。人類和動物基于其身體構造的不同，在對周圍世界的認知上也會存在較大差異：人類用眼睛丈量物體與自身的距離，貓使用胡須測量物體與自己的間距。人們在觀察物體時，選擇所處的位置、觀看角度不同，投射到視網膜上的物體大小、狀態(tài)也會存在差異。杰西卡等的實驗對比了是否應用手部動作對學習效果的影響，也證實了這個觀點：實驗過程中被測者都使用圖片來學習新的詞匯并做到及時復習舊詞匯，實驗組可以應用手部動作加強記憶，對照組則限制手部動作的使用，只是憑借圖片記憶。結果顯示，實驗組的學習效果明顯高于對照組。在上位抽象的學習內容方面，有關案例證實了手勢在學習過程中對理解抽象、復雜的數(shù)學概念具有關鍵性的作用。從上述例子中不難發(fā)現(xiàn)，若身體構造或者運動軌跡、動作姿勢不同，則個體對周圍世界的理解和感悟也不同，個體的發(fā)展情況更多地依賴行為活動帶來的身體感知。

2.2情境性

情境性是指認知活動不只發(fā)生在個體的“大腦”中，更多的是發(fā)生在身體、大腦以及外界環(huán)境交互的過程中。例如，在日常生活中，對于不懂的知識，我們往往會利用周圍的環(huán)境來彌補認知上的缺陷，因為個體的記憶力和理解能力有限，而環(huán)境恰好能夠承載以符號性放置方式呈現(xiàn)的認知工作。可以看出，認知與環(huán)境是密不可分的，環(huán)境不僅豐富了外在的經驗，而且豐富了內在的認知。

2.3互動性

具身認知理論認為學習就是人與人、人與環(huán)境交互，從而促進個體不斷認知的過程。在互聯(lián)網領域高速發(fā)展的今天，學生可以選擇多種方式獲取知識，但經過調查在學習某一門課程時，學生更傾向于面對面的學習方式，向有經驗的人求教，這種在真實環(huán)境中的學習方式更有利于學生和教師進行互動。在互動的過程中，學習者可以直觀地感受到他人的學習技巧和經驗，有助于快速理解新知識。使用面對面的學習方式，可以與教師進行直接有效的交流，并及時獲得反饋，有助于提升學習者學習動力，增強學習信心，從而起到正向刺激的作用。不難看出，利用有效的資源構建互動學習條件對教師在教學過程中引導學生合作交流有積極的影響。

3具身認知理論與小學STEAM教育的契合之處

具身認知理論強調身體和環(huán)境對于認知的重要性，其與小學STEAM教育有以下4點契合之處。

（1）兩者皆強調“身體”功能在教學過程中的重要性。具身認知理論認為身體是改變和塑造個人認知的關鍵，身體功能的應用可以影響認知效果。小學STEAM教育也提到了類似的觀點——實踐，主張將抽象難懂的知識在腦、嘴、耳的作用下通過自己動手操作的方式變得具象化。應用數(shù)學、工程、科學、藝術等理論化知識，建構并設計解決實際問題以促進小學生發(fā)散性思維的養(yǎng)成。

（2）兩者皆重視在教學活動中情境的創(chuàng)設。具身認知理論認為環(huán)境與認知是相輔相成的。在教學的過程中只有將認知嵌入身體中，身體放置于環(huán)境中，才會達到理想的教學效果。小學階段的學生在接受STEAM教育時，對于晦澀難懂的知識，教師如果只是枯燥的講述，學生將難以明白教師真實意圖。此時，創(chuàng)設利于理解問題的情境有助于學生掌握知識，即根據知識的背景聯(lián)系上下文發(fā)現(xiàn)問題并解決問題，可以看出環(huán)境會顯著影響個體的認知情況。

（3）兩者皆強調身體和認知要與情境不停地進行互動、碰撞，從而產生新的認知和新的經驗。具身認知理論認為教學應在師生、學生間的互動過程中展開，“任何教學都是在實體、活動、關系和過程等維度上生成的”。同樣，在小學STEAM教育的開展中也注意到了這一點，教學過程要求學習環(huán)境的設計要包括“協(xié)作”和“會話”兩個要素，即同學間成立學習小組，共同搜集、分析整理學習資料，提出問題，組間成員交流探討、解決問題并形成評價。探討結果可以反映出其對所學內容的掌握程度。

（4）兩者皆重視學生在課堂中的主體地位。傳統(tǒng)教學模式以教師為中心，學生只是課堂上的“配角”。這種模式下學生習得知識的多少完全取決于教師的課下準備、課堂設計情況，而不是學生對于知識的自主研究、合作交流，這種模式與STEAM教育培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的目標背道而馳。在小學STEAM教育中強調學生才是課堂的主體，教師在開展教學的過程中必須摒棄原有的教學理念，要將學生作為課堂主體，充分調動其主觀能動性，讓學生積極參與教學活動，引導學生主動探索知識，而不是學生被動地學，教師主動地教。

4具身認知理論視域下小學STEAM教育的發(fā)展路徑

4.1將實踐作為開展STEAM教育的教學目標

具身認知理論一直強調身體參與的重要性，認知離不開身體。這與小學STEAM教育看重實踐性的理念不謀而合。具身認知理論認為，認知的發(fā)生具有涌現(xiàn)性的動力學機制，知識應該被理解為人類在參與這個世界過程中創(chuàng)造性的涌現(xiàn)、生成的產物。小學STEAM教育強調眼、手、腦全身心地參與學習活動，是對傳統(tǒng)課堂的有效變革。在學習過程中，教師圍繞一個問題展開教學，學生調動全身心來參與并實踐，借助已有的知識平臺體系搜集資料、整合資源，在小組交流探討問題的過程中獲得靈感并創(chuàng)造新成果。具身認知理論下的小學STEAM教育應注重各學科的深度融合和科學精神的培養(yǎng)而不是淺顯的參與。如果教學目標的設定只是對STEAM的定義、特點等表層知識的學習并沒有安排實踐，那么這些知識對于學生的成長將毫無益處，不能形成相關聯(lián)的知識結構，就無法支持學生將知識遷移到其他情境中，造成學習空洞的結果。

4.2創(chuàng)設問題情境，激發(fā)學生探究興趣

體驗是指我們共有的生物機能以及我們從環(huán)境中得來的身體和社會經驗。具身認知理論認為情景的設置對學生的成長有潛移默化的影響，它有助于喚醒學生的具身認知體驗，在日常生活中有著舉足輕重的作用。小學STEAM教育的實施還需要注重相關情景的創(chuàng)設。通過活動情景的創(chuàng)設，激發(fā)學生的學習興趣和激情，進而使其應用學到的知識解決問題。在認識論方面，教師要認識到學生不是“一塊白板”，學生先前的體驗使得他們具有“前經驗”。在方法論方面，STEAM教育應采用能聯(lián)結學生“前經驗”的教育內容。學生在學習過程中可以將自己在“前經驗”學習到的知識、技能、思維方式進行遷移或轉變，從而使學生的思維更具發(fā)散性、靈活性并使其開啟深度學習。

4.3加強協(xié)作，促進知識體系建立

互動是指不同主體之間相互交流、相互作用的行為和過程。具身化的教學觀認為，頻繁的人際互動是教學實施的內在要求：小學STEAM教育認為小組間的協(xié)作交流會引發(fā)創(chuàng)新性思維的碰撞。具身認知理論強調認知的生成是自身與他人相互作用的結果，認知不僅是具身的，也是主體間性生成的。社會環(huán)境中的每一個人都是一個獨立的個體，但在生活中又勢必會與他人進行合作交流，所以不能將每個人單獨地割裂開，教師應該為學生提供認知的主體與他人的互動機會。這就要求教師在教學的過程中擯棄以往的陳舊觀念，如學生上課需要一動不動地坐在凳子上、手要放在背后、全部面向教師聽課、不允許隨意講話等。小學階段的STEAM教師要轉換自己的角色，讓學生作為本堂課的主導者而不是聽從者。在教學內容方面，用小組協(xié)作學習的方式開展STEAM教育是當今的主流，在進行相關的教育教學活動中，教師可以采取組建學習合作小組、組間成員共同討論的方法加強教學。此過程有利于調動學生的學習熱情，教學效果相比于傳統(tǒng)模式的教學有大幅的改善，也可促使學生創(chuàng)新能力的提升。

總之，具身視域下的小學STEAM教育在日后的不斷發(fā)展中需要重視學生在課堂中的主導地位，同時加強小組協(xié)作，并創(chuàng)設有效的學習情境，明確認知是嵌入身體中的，認識和身體又是嵌入環(huán)境中的。

作者簡介：

郭多祺（1995—），碩士，研究方向：教育技術學。