具身認知視域下低年段數學課堂游戲應用實踐
——以北師大版數學教材二年級上冊“厘米的認識”的教學為例

廣東深圳市福田區(qū)東海實驗小學（518000） 李嵐嵐

具身認知是20世紀80年代認知心理學研究的一個新領域，主要指生理體驗和心理狀態(tài)之間有著強烈的聯(lián)系。隨著教育心理學的交互發(fā)展，具身認知理論在教育學上的運用也越來越廣泛，特別是與游戲化教學的聯(lián)系更加突出，推動了游戲化教學的開展。小學低年段學生的思維以具體形象思維為主，注意力時間短，喜歡模仿，善于用身體探究新事物。因此，開展多維表征的游戲化教學，調用身體的具身性，促進思維的發(fā)展，是幫助小學低年段學生實現知識建構的有效方法。

下面，以北師大版數學教材二年級上冊“厘米的認識”一課為例，基于具身認知的基本屬性（見圖1），談談小學低年段數學課堂游戲應用實踐。

圖1 具身認知視域下游戲設計維度和教學策略

一、重視身心交融，妙用情境創(chuàng)設

《義務教育數學課程標準（2022 年版）》（以下簡稱“2022 年版數學課標”）指出：“通過對現實世界中基本數量關系與空間形式的觀察，學生……能夠在實際情境中發(fā)現和提出有意義的數學問題，進行數學探究……”“尺子變身記”選自北師大版數學教材二年級上冊第六單元第2 課時“厘米的認識”，這節(jié)課是在學生學習“比長短”，初步形成長度概念的基礎上，把認識長度單位厘米作為學生認識測量的第一步，是理解度量本質的啟蒙課，也是進一步認識米、分米、毫米等長度單位的基礎課。

這節(jié)課要求學生在測量活動中了解測量方法的多樣性，經歷不同方式測量物體長度的過程，體會建立統(tǒng)一度量單位的必要性，建立1 厘米的空間表象；初步學會用刻度尺測量長度，能估測并選擇恰當的單位表示物體的長度，發(fā)展數感、量感、空間觀念。因此，本節(jié)課應跳出以往單課時教學重視培養(yǎng)測量技能的局限，對教學內容進行單元整體分析，重視學生對數學概念本質的理解。首先，通過創(chuàng)設“幫助刻度尺找回丟失的身體”的游戲情境，引導學生在“尺子隱身”“尺子誕生”“尺子具身”“尺子變身”四個游戲環(huán)節(jié)中，經歷尺子歷史演變的全過程，了解長度單位的產生與形成，體會建立統(tǒng)一度量單位的重要性。其次，基于1 厘米的多維感知體驗，引導學生經歷用統(tǒng)一長度單位——厘米測量物體長度的過程。最后，引導學生從不同的功能尺出發(fā)，在外表發(fā)生變化的新時代尺子中尋找不變的元素，幫助學生學會用整體的、聯(lián)系的、發(fā)展的眼光看待問題，形成科學的思維習慣。

認知心理學提出，情境創(chuàng)設有利于形成更加穩(wěn)固和持久的認知，而身體情緒、情感體驗越發(fā)深刻，大腦存儲的信息就越容易被提取出來。所以，基于度量工具——尺子歷史的發(fā)展創(chuàng)設教學情境，有助于加深學生對所學知識的記憶，增強教學效果。

二、調用身體經驗，動用身體智慧

身體作為一套具有感知力的運動系統(tǒng)，身體語言的參與，能調動學習者運動感知的先天經驗，為抽象的文字符號賦予具體的意義。在充分了解概念所對應的運動感知體驗后，可以開展適當的體驗活動，使學生通過身體為大腦帶來抽象概念的“感覺”。

教學片段：操作體驗，尺子“誕生”

1.身體尺——建立度量概念

刻度尺：穿過時空隧道，我們來到古人生活的時代！

微課：父子三人外出打獵，途中看到一塊大石頭，他們想知道這塊石頭的長度。

師：沒有尺子、工具，怎么量？

生1：可以用我們的身體或身體上的一些部位來測量。

生2：還可以用他們手上的弓箭擺一擺。

師：你們想到了用身體部位和工具來測量，真棒！能具體說說用身體怎么測量嗎？

生3：（邊說邊演示）張開雙臂，一個挨著一個去量，發(fā)現石頭有2個人張開雙臂那么長。

生4：還可以從石頭的一邊走到另一邊，算算一共走了幾步。

師：腳步？我試試。（課件出示步子大小不一致的測量，學生及時提出“每步應該一樣長”）

師：重新用一樣的步長去測量，這時石頭有多長？

生5：7個步長。

師：是呀，我們可以用身體一樣長的部位作為標準去測量物體的長度。先從石頭的一邊到另一邊，再用一個數量表示得到的長度。

刻度尺：哇，我找到自己了。那時候，我存在大家的身體里，我是身體尺。（課件出示圖2）古時候，人們將張開雙臂的長度記為一庹，拇指跟食指之間的距離記為一拃，還有步長、腳長，等等。

圖2 身體尺

2.工具尺——體會統(tǒng)一單位的必要性

微課：父親把兩臂伸開，他一庹一庹地量，知道了這塊石頭的長是2 庹。大兒子把手張開，他一拃一拃地量，知道了石頭的長是18 拃。小兒子說：“我可以用步長來量。”他就這樣量出石頭的長是15 個步長。這時，父子三人有些糊涂了，量的都是這塊大石頭的長，為什么量的結果不一樣呢？

生6：他們用的身體部位不一樣，所以測量出的長度也不一樣。

師：要保證測量的結果可以比較，應該怎么辦？

生7：用同樣的身體部位去測量。

生8：不對。你的一庹和我的一庹長度也不一樣啊！

生9：用一樣的工具，工具的長度也要一樣。比如前面說的，都用一樣長的弓箭擺一擺，就知道石頭有多長了。

師：是的。測量時，物體長度的單位必須統(tǒng)一，不然就沒法比較了刻度尺：原來，為了便于應用和交流，出現了統(tǒng)一的長度單位。先把一個又一個的長度單位首尾相接地累加，再用數字記錄累加的個數，標上刻度，我就變成了工具尺。（微課演示從無到有生成刻度尺的過程）

……

在“尺子誕生”環(huán)節(jié)，延續(xù)已有的情境故事，聚焦思考問題：“沒有尺子、工具，怎么量？”學生通過游戲互動重演古人運用身體尺測量石頭長度的過程，在認識身體尺的過程中建立度量的概念。雖然無法讓全班學生都參與用身體尺測量的過程，但是埃默里大學心理學教授勞倫斯·巴斯盧經過實驗證明，基于已有的認知基礎，大腦認知系統(tǒng)對客體或者事件不在當前出現時，依然能建構出對其的具體仿真。在本節(jié)課學習前，學生已經有了用身體測量教室長度的經驗。所以本環(huán)節(jié)，教師在白板上演示測量過程，能夠調動學生的肢體體驗，加深他們對長度測量概念的理解。教師肢體語言的示范、學生一遍又一遍的肢體模仿，喚醒了他們日常積累的生活經驗和身體習慣。當身體的智慧“動”起來了，抽象的數學概念也就慢慢形成了。

三、巧設認知方式，活用感官力量

數學學習主要依賴身體感官與外界環(huán)境的相互作用，促進認知加工。數學課堂中，教師要選擇合適的學習素材，調動學生的多種感官參與學習活動。這樣可以拓展信息加工的通道，使學習素材得到更全面的組織，進而形成內在一致的知識結構。

在“尺子具身”環(huán)節(jié)（見圖3）中，學生對尺子的認知建構是多維的，涉及多活動的組織、多學具的操作、多方面的交流。

圖3 “尺子具身”環(huán)節(jié)的教學

教學片段：多維建構，尺子“具身”

1.小棒找一找

師：那么，用什么統(tǒng)一的長度單位好呢？

生：厘米、分米、米……

師：我們先來認識“厘米”。1 厘米有多長？給你的同桌比一比。（學生用手勢比畫出長短不一的1厘米）

師：請觀察透明學具袋里的小棒，取出你認為是1 厘米長的那一根小棒。（學生分別取出自己印象中的1 厘米小棒，大部分學生取出黃色小棒，小部分學生取出藍色小棒）

師：到底誰拿出來的小棒才是1 厘米呢？請拿出尺子驗證一下，沒取對的同學進行調整。（學生拿出尺子比對，自行糾正對1厘米長度的認知）

師：將黃色小棒放在拇指和食指之間，仔細感受一下1厘米到底有多長。

2.尺子探一探

（1）比一比

師：用小棒比一比，尺子上的1 厘米藏在哪？（學生先獨立尋找，再全班交流）

生1：從0到1，這個長度是1厘米。

生2：還有從1 到2、2 到3、9 到10，我發(fā)現兩個數字之間的長度是1厘米。

師：你的意思是，尺子上兩個數字之間的長度都是1 厘米。這個表述準確嗎？（課件同步批注，圈出數字0和2）

生3：不準確，尺子上相鄰兩個數字之間的長度才是1厘米。像從0到2，是2厘米。

師：為什么是2厘米呢？

生4：因為從0到2，有2個1厘米，就是2厘米。

師：也就是說，兩個數字之間包含有幾個1 厘米，長度就是幾厘米。

（2）說一說

師：從尺子上的0 開始數到最后一個數字，跟你的同桌說一說，你的尺子上包含幾個1 厘米、總長度是幾厘米。（同桌交流后，聚焦課件上的尺子）

生：（全班）從0 開始數到10，尺子上包含10 個1厘米，所以總長度是10厘米。

（3）想一想

師：請舉起1 厘米的黃色小棒，先看一看、記一記1 厘米的長度，再把它放進學具袋里。現在，沒有具體的小棒拿著比一比，你還能找出生活中大約1 厘米長的物品嗎？先在腦海里想一想，再說一說。（發(fā)言學生描述時，其他學生用手比畫）

生5：手指的寬度大約1厘米。

生6：鉛筆上橡皮擦的長度大約1厘米。

生7：嘴巴最中間這部分的厚度大約1厘米。

3.小棒估一估

游戲規(guī)則：我出牌，你舉棒。

師：請拿出學具袋里所有的小棒，準備好的同學用坐姿告訴老師！（伴隨著音樂，課件先后出示1厘米、2 厘米、3 厘米、5 厘米、8 厘米等卡牌，學生按要求操作，每操作一輪，四人小組互相看一看是否有不同，沒有不同進入下一輪，有不同的小組討論糾錯）

4.尺子驗一驗

師：8 厘米長的小棒有紅色、綠色和白色三種，出現了很多不一樣的選擇，怎么辦？

生：（全班）用尺子檢查。

師：請用尺子量一量你舉起的小棒，看看是由幾個1 厘米組成的。（教師巡視指導，并拍照投屏學生的測量結果）

學生作品展示：綠色小棒（8 厘米），出示正誤兩種不同的測量方法，強調對齊0 刻度；紅色小棒（7 厘米），出示兩種不同的測量方法，分析起點不是0 時，怎么測量長度；白色小棒（9 厘米），出示正確的測量方法，總結測量與起點非0 時，判斷長度的方法。

師：測量時，對齊刻度線，物體長度包含幾個1厘米就是幾厘米。

5.尺子用一用

師：同學們會用尺子測量了，那試試用尺子畫線。

要求（1）：用尺子畫一條4厘米長的線

（教師巡視，拍照投屏四位學生的測量結果，圖略）

師：比較這四幅作品，你喜歡哪幅？

生8：我喜歡第3 幅和第4 幅作品，因為能清楚地看出畫線的長度。

（學生思辨后不斷補充、完善畫線的注意點）

要求（2）：用斷尺畫一條4厘米長的線

師：沒有了0刻度，還能用尺子畫出一條4厘米長的線嗎？（學生嘗試畫線后，“小老師”上臺演示如何用斷尺畫出4厘米的線）

師：畫線時，先標起點，再畫線，幾厘米的線里面就包含幾個1厘米，最后標上終點和長度。

……

從教學過程可以看出，活動主題的設計，有助于學生各環(huán)節(jié)學具的切換使用。同時，用一字動詞規(guī)范游戲規(guī)則，能有效降低學生的認知負荷。如“取”“比”“說”“想”“舉”“量”“畫”等操作動詞，刺激學生的聽覺、視覺和觸覺，全方位地幫助他們建立對1 厘米的感知，發(fā)展空間想象能力。另外，在游戲道具的選擇上，不同長度的小棒對應不同的顏色，在吸引學生注意力的同時，也方便游戲的反饋和同伴之間的交流與表達。游戲過程中，獨立完成、同桌核對、小組糾錯和全班共學多種組織形式因需而設。如全班共學環(huán)節(jié)，利用教學平臺的交互性，巧用“鏈接”“擦拭”“克隆”“拖拽”等功能，讓每一次演示都隨學生的表達而生成，課件、教具、學具一體化，實現認知具身。再加上教師適時提出問題，開啟了學生“感知—反饋—運動”的認知循環(huán)，于無形中促進學生的思維發(fā)展和認知加工，加深學生對度量本質的理解。

知識的學習到最后給學生留下的應該還有基本的活動經驗和思維方法，也就是除去技能后最本質的、能幫助理解和解決問題的方法。因此，本節(jié)課，教師在課尾提出“生活中，你還見過哪些尺子？”的問題，借助多種形態(tài)的尺子“外衣”，特別是新時代測量技術帶來的視聽覺沖擊，引發(fā)學生思考：“在尺子‘變身’的背后，‘不變’的是什么？”這樣設計，旨在進一步讓學生理解度量的本質，為后續(xù)學習度量的相關知識及滲透度量大概念奠基。

本節(jié)課，基于具身認知理論和2022 年版數學課標，在教學設計上重視知識體系結構化，分明暗兩條主線開展教學。這樣，從度量概念的建立到理解建立統(tǒng)一單位的必要性，再到1 厘米空間觀的建構，最后實現度量本質的升華，表面上看似研究尺子的發(fā)展歷史，實則暗含對度量知識的探索，有效實現了發(fā)展學生核心素養(yǎng)的目標。