基于具身認知理論的小學數學教學設計研究

白祥榮 蒙家宏

【摘 要】具身認知理論對教育教學領域有著不可忽視的意義。基于具身認知理論，結合以學生為中心的思想，小學數學教學設計的結構可分為具身性分析系統、具身性設計系統和具身性反思系統。基于具身認知的小學數學教學設計有助于充分調動學生多種感官的參與，發揮學生的主觀能動性性，真正做到以學生為主體。

【關鍵詞】具身認知 小學數學 教學設計

【中圖分類號】G623.5 ? 【文獻標識碼】A? 【文章編號】1002-3275（2023）19-54-04

具身認知理論打破了傳統的身心二元論教育和教學觀，不再將身體和心智分開來研究人的認知科學，使得身體在學習中的地位由“邊緣”提升到“中心”。［1］杜威的“做中學”和盧梭的自然主義教育思想都體現了他們對身體的重視。具身認知理論強調環境、身體和認知是一個相互作用的整體，從根本上來看，一切的認知活動都是一種身體體驗，認知是具身化的。真正學習的發生不只需要重視思維上的交流，還需要身體參與實踐，即身與心的有機統一。本研究以具身認知理論為基礎，結合以學生為中心的思想，以一節課為例，將具身認知理論融入小學數學教學設計中，優化教學設計，以期為小學數學課堂注入活力，提供具有可操作性和創新性的教學方法。

一、具身認知理論的觀點和研究成果

具身認知理論最早來源于哲學中對于身心二元論的批判，隨后在科學試驗中得到證實，并在認知心理學中得到發展，近幾年在教育學和社會學等多個領域中得到應用，現如今已經成為教育界的研究熱點之一。［2］具身認知理論在教育學領域的研究主要集中在三個方面。一是具身認知理論對教學的重要意義。焦彩珍認為，具身認知理論將成為當代教學中新的話語體系，為教育教學提供動力和生命力，并推動教育教學朝著新的方向發展。［3］潘亞萍認為，教師身體、教學思維和教學情境存在一種彼此共存、共生、共長的關系，教師要充分調動自己的身體機制，以此找到教學思維的觸點。［4］二是以具身認知理論為基礎的教學設計。牛晨子等人認為，具身性教學設計應增添與實際生活相關且能調動學生身體參與的素材，喚醒學生已有的經驗。［5］王靖等人認為，基于具身認知視角的教學設計不僅是提供具體的可操作性步驟，而且還有意識地促使更多的可能性發生，并為之做足準備。［6］劉登琿等人發現了身體在教學中的缺失，認為應該讓身體回歸教學情境中，必須堅持教學情境的一體化設計。［7］三是具身認知理論應用于數學教學領域。盧鳳等人認為，手指是身體的重要部位，且與抽象數學概念的學習之間存在關系，手指的運動、感知能力和計數方式會影響數學學習效果，應充分重視并利用手指運動提升抽象數學概念的教學效果。［8］吉蒙對“確定位置”這一課進行具身性教學設計，他認為進行具身性教學設計要提高具身教學意識，教學設計要體現具身要素、重視具身活動，不斷總結反思。［9］綜上所述，具身認知理論對教育教學領域有著不可忽視的意義，以具身認知理論為基礎的教學設計能給一線教師教學提供可借鑒的視角和思路。

二、具身認知理論對于小學數學教學的重要意義

首先，具身認知理論對于解決小學數學課堂中師生互動形式單一且淺層化、教學內容去情景化、學習缺乏多感官的參與等問題具有重要意義。教室的空間布局呈現穩定和固定化的特點，上課時學生的活動往往固定在以桌子為中心的狹小空間里，且被要求坐姿端正、上課期間不可東張西望和隨意走動，這樣的規定雖然可以規范學生的行為習慣，但是在一定程度上束縛了創造性的發揮。同樣，教師在教室中的位置也相對固定，雖然偶爾會走下講臺與學生互動，但是大多時候教師都在講臺板書授課。具身性教學強調讓師生進行體驗式的教與學，小學數學學習內容較抽象，開展具身性的教學能讓學生更好地理解教學內容。

其次，以具身認知理論為基礎的小學數學教學能讓學生在多種學習形式中掌握新知識，提高學生學習的積極性和學習效率。《義務教育數學課程標準（2022年版）》（以下簡稱課程標準）強調注重發揮情境設計與問題提出對學生主動參與教學活動的促進作用，使學生在活動中發展核心素養。體會數學是認識、理解、表達真實世界的工具、方法和語言，增強認識真實世界、解決真實問題的能力，樹立學好數學的自信心，養成良好的學習習慣。具身認知理論強調多感官參與在認知過程中的重要作用，而基于具身認知視角的小學數學教學契合課程標準的教學理念，能讓學生多感官參與數學活動。

最后，具身性教學符合小學生身心與認知發展的規律。愛玩和好動是小學生的天性，他們具有強烈的好奇心和求知欲，但他們注意力的持續時間不長。基于小學生的這些特點開展具身性教學，有利于小學生的身心發展。具身認知理論強調身體在認知過程中的重要作用，強調通過調動視覺、聽覺、觸覺等感官知覺來實現認知的發展，符合小學生身心發展規律。

三、基于具身認知理論的小學數學教學設計研究

基于具身認知理論進行小學數學教學設計，需要考慮目標、內容、學生、評價等多方面因素，有利于提高數學教學的完整性和系統性。本研究基于以學生為中心的思想，概括教學設計的基本結構，即具身性分析系統、具身性設計系統和具身性反思系統［10］，如圖1所示。

（一）具身性分析系統

具身性分析主要對學習者特征、教學內容和教學環境進行分析。客觀地分析學生特征是教師進行教學設計的基礎，也是開展教學活動的前提，基于具身認知理論進行學習者特征分析，主要分析學習者在學習本節課內容之前的知識基礎和認知特征。對教學內容和教學環境進行具身性分析有助于更高效地開展教學。具身性教學設計的重點和要點是通過豐富多彩的形式呈現教學內容，如圖片、音頻、動畫、游戲等，融入真實的教學情境，以此充分調動學生多感官參與學習活動，充分發揮學生的主觀能動性。

（二）具身性設計系統

具身性設計主要對教學目標、教學內容、教學過程和教學評價進行具身性設計。基于具身認知理論的教學目標設計要注重培養學生的“三會”和“四能”，對此，要設計多樣的操作活動，豐富學生的身體體驗和調動多種感官開展學習，促進教師和學生有效互動。基于具身認知理論的教學內容設計，強調生活是知識的原料，要充分挖掘學生的生活實際與教學內容的聯系，以生活經驗為基礎開展知識教學。基于具身認知理論的教學過程設計，要將教學活動和教學過程融會貫通，使一系列的具身性教學活動成為學生切實獲得知識的過程。基于具身認知理論的教學評價設計，應建立主體多元、方式多樣、素養導向的數學課程評價體系，強調學生在學習過程中的身體參與和數學思維的訓練。相較于傳統的教學評價，具身性教學評價應重點突出觀察性評價，如學生上課時的態度、注意力、參與度等。

（三）具身性反思系統

基于具身認知理論的教學反思系統要求教師反思教學內容設計是否合理組織教材內容，教學過程中是否設計多樣的教學活動，是否充分考慮學生的身體參與，學習過程是否符合學生的身心發展規律，學生是否充分參與課堂活動中，同時也要反思具身性的教學過程，觀察學生反應，發現學生問題，為后續優化設計提供參考。在教學反思的過程中教師能夠總結教學效果，還能積累教學經驗。

四、基于具身認知理論的小學數學教學設計案例

基于小學數學具身性教學設計的一般過程，本文對小學數學一年級下冊第七單元“找規律”進行教學設計。

（一）具身性分析系統

1．學習者特征分析

本節課的教學對象是一年級學生，他們的年齡在7歲左右，活潑好動、好奇心強、喜歡玩游戲和參與競賽。同時，他們處于直觀形象思維階段，經過幼小過渡，他們具備了一定的數學感知能力和數學思維。在具身性的課堂教學中，教師充分利用學生的特點，調動學生多種感官，使得學生在行動上和思維上充分參與課堂，達到深度學習的效果。

2．教學內容分析

本課例選自一年級最后一個單元“找規律”，教材以學生喜歡的兒童節為背景，以學校在兒童節時布置的彩旗為素材。該背景和素材與學生的實際生活密切相關，以此為起點，能激發學生的學習興趣，引導學生觀察環境并找出規律，并學會應用規律解決問題。課程標準強調，要合理設計小學一至二年級課程，注重活動化、游戲化、生活化的學習設計。因此，教師可以合理利用肢體語言、聲音和周邊實物等，引導學生開展多感官學習和表達規律，從而加深對規律的認識、理解和應用。

3．教學環境分析

本節課教學內容與規律有關，教室中的桌椅擺放、燈具懸掛和窗戶設計等，都存在一定的規律，除此之外，教室里的多媒體設備可播放PPT、動畫和音樂等，是較為合適本節課的教學場所。

（二）具身性設計系統

1．教學目標設計

本節課的教學目標如下：①學會尋找生活中和數學中的規律，會用數學的眼光觀察世界，用數學的思維思考現實世界，能利用規律解決實際問題。②會用數學的語言表達世界，提高發現問題、分析問題和解決問題的能力。③體會數學與現實生活的聯系，激發學生學習數學的興趣，堅定學好數學的信心，敢于并樂于參與各式各樣的數學學習活動。

2．教學內容設計

首先，創設情境，組織教學材料。基于教材中布置六一兒童節場景的情境，引導學生觀察并找出隱藏其中的規律，并說出規律和圈出規律。其次，聯系實際生活，利用所學的規律知識設計圖案。再次，進行具身性教學和學習，教師示范，學生嘗試，利用肢體語言和聲音創造規律。最后，拓展知識，領悟規律對人們生產勞動和日常生活的意義。

3．教學過程設計

首先，融身于境，激發興趣。教師創設情境后，帶領學生進入情境，激活已有經驗，激發學生探索新知的興趣，觀察六一兒童節現場布置的規律，在教師的引導下找到規律、表達規律、應用規律。

其次，身體參與，構建新知。教師示范一套簡單的手操并重復三次，引導學生模仿動作并說出手操的動作規律。教師利用手掌拍打桌子發出聲音，學生通過眼睛觀察和耳朵聽，發現其中的規律并模仿。

再次，具身互動，強化新知。第一種形式為同桌兩人為一組，一人創造規律，另一人找到規律后重復規律，互換角色多次嘗試。第二種形式為學生創造規律，教師找到規律并重復。

最后，總結鞏固，內化知識。一是總結發現規律的過程，利用教材的練習題，鞏固知識。二是利用課件出示生活中的規律，幫助學生內化知識，例如紅綠燈顏色的變化規律、一天中白天和黑夜的更替規律、一年四季的更替規律等，由此使學生感受到數學與生活的聯系和數學對生活生產的作用和價值，激發學生學習數學的熱情。

4．教學評價設計

第一，評價內容。本節課的教學內容是找規律，學生以往也能根據已有經驗找到規律，但本節課需要讓學生明白找規律的本質，即相同要素重復出現，重復出現的一組圖形即為規律。本節課要求學生以數學方法和依據找規律，以此培養學生用數學語言表達世界的能力。

第二，評價方式。對學生的評價不能僅停留在對知識的理解和掌握層面，還應當關注學生在課堂中的具體表現，如課堂參與程度、注意力集中程度、與教師互動次數、積極思考并舉手回答問題的狀態、與同學交流和討論的主動性等。這樣的評價可通過課堂觀察和課后談話等多種形式實現。

（三）具身性反思系統

本案例主要從具身認知理論的角度進行“找規律”的教學設計。在進行教學設計之前，教師要對教材內容、學習者特征和學習環境等進行具體細致的分析。基于具身認知的教學設計，注重培養學生通過肢體互動和耳朵聽等具身性方式發現并創造規律的能力，激活學生已有經驗，調動學生的學習興趣，有效促進知識內化。一年級的學生對找規律不算陌生，他們能利用已有經驗發現規律，但可能不明白“到底依據什么發現規律？”。設計多感官參與的具身性學習，促使學生在游戲中掌握知識和技能，豐富具身體驗，充分地參與到活動中，在輕松的氛圍中掌握和內化知識。

具身認知理論強調學生多種感官參與學習，強調教學內容的情景化，能夠提高學生的課堂參與度和學習積極性，充分發揮學生的主觀能動性，對當前小學數學教學有著重要的理論價值和實踐參考意義。本研究參考具身性教學設計的一般結構，選擇一節課例進行研究和探討，可為其他教育工作者進一步研究或實踐提供參考。

【參考文獻】

［1］葉浩生．身體與學習：具身認知及其對傳統教育觀的挑戰［J］．教育研究，2015，36（4）：104-114.

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［3］焦彩珍．具身認知理論的教學論意義［J］．西北師大學報（社會科學版），2020，57（4）：36-44.

［4］潘亞萍．基于具身認知的教學思維意蘊及其培育策略［J］．教育理論與實踐，2023，43（10）：59-64.

［5］牛晨子，蒙家宏.基于具身認知的小學英語教學設計研究［J］．教育觀察，2022，11（26）：52-54，76.

［6］王靖，劉志文，陳衛東．未來課堂教學設計特性：具身認知視角［J］．現代遠程教育研究，2014（5）：71-78.

［7］劉登琿，卞冰冰.回歸與超越：具身認知視域下的教學情境設計［J］．當代教育科學，2021（8）：49-54.

［8］盧鳳，黃晶，趙源．從具身認知看手指在早期數學教學中的作用與啟示［J］．數學教育學報，2023，32（1）：55-58.

［9］吉蒙．具身認知視角下小學數學教學設計研究：以《確定位置》為例［D］．揚州：揚州大學，2022：52，53.

［10］王晶晶．基于具身認知理論的小學數學教學設計研究：以“認識分米和毫米”為例［D］．揚州：揚州大學，2022：13.