郝婧 鄭淵方

摘 要：具身認知是認知科學一個新的研究取向，也是物理教學發(fā)展的新方向，其核心在于強調(diào)身體的認知功能，認為認知、身體和環(huán)境是動態(tài)互動的。在此基礎(chǔ)上，文章基于具身認知理論，對課堂設計提出了四點教學策略，為物理教學設計和具身認知理論相結(jié)合提供啟發(fā)，以此引起物理教育教學對具身學習理論的關(guān)注，有效培養(yǎng)學生的物理科學素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：具身認知；課堂設計；教學策略

一、 具身認知理論

傳統(tǒng)的認知科學將認知和身體作為兩部分獨立地看待，將認知過程看作是獨立于身體和環(huán)境的運算過程，認為認知可以存在于身體之外。從20世紀80年代以來，以具身性和情境性為重要特征的概念在認知科學中頻繁出現(xiàn)，人們對“具身認知（embodied cognition）”的了解和重視逐步增加，使得“具身認知”逐漸成為了認知科學中一種新的研究取向。

最初的具身認知觀念的描述與一些概念有相似含義，但著眼點各有側(cè)重，如“情境性”（situatedness/embeddedness）、“生成”（enaction）?！扒榫承浴睆娬{(diào)的是身體在認知過程中對社會和所處環(huán)境的依賴，強調(diào)身體在情境中的參與，而“生成”則較為關(guān)注知識是在與世界交往的過程中產(chǎn)生的，認知與實踐世界是互相生成的。當前，國外對具身認知的研究已較為豐富，發(fā)展了在現(xiàn)實中應用一定設備和方式來進行學習的理論與設計。綜合來看，葉浩生教授是國內(nèi)較早為具身認知做出較為完整定義的學者，他認為具身認知強調(diào)身體在認知的實現(xiàn)中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，其中心含義包括三個方面：第一，認知過程的進行方式和步驟實際上是被身體的物理屬性所決定的；第二，認知的內(nèi)容是身體提供的，即當身體處在一定的環(huán)境中才會有相應的認知存在；第三，認知、身體、環(huán)境是一體的，認知存在于大腦，大腦存在于身體，身體存在于環(huán)境。

具身認知的觀念最初起源于哲學，在反對身心二元論的理論基礎(chǔ)上發(fā)展而來，其影響力漸漸滲透到認知科學的各個領(lǐng)域，如心理學、神經(jīng)科學、語言學、教育學等。具身認知觀認為，我們的心智、理性能力都是具身的（embodied），它們有賴于我們身體的具體的生理神經(jīng)結(jié)構(gòu)和活動圖式；認知過程、認知發(fā)展和高水平的認知深深根植于人的身體結(jié)構(gòu)以及最初的身體和世界交互之中。

貫穿著具身認知思路的學習——具身學習，不僅可以在高技術(shù)支持的環(huán)境下進行研究，如SMALLab具身學習環(huán)境，弱技術(shù)支持環(huán)境下的應用更具有研究和開發(fā)的價值，例如表演、游戲、真實性問題解決，甚至最基礎(chǔ)的手勢也可以成為促進教學和交流的有效工具。在物理教學中實現(xiàn)具身學習，應該注意具身認知的細膩性、豐富性與整體性。學生個體對身邊環(huán)境的感知程度需要在物理教學中被考慮，身體的感性認知不僅包括直接的視覺、聽覺、觸覺、嗅覺等，也包括了語言對感受的形容，這些環(huán)境為物理具身學習認知活動創(chuàng)造了一個整體的條件。

初中物理是以自然現(xiàn)象和事物發(fā)展規(guī)律為基礎(chǔ)的學科，在初學物理階段，重點要提高學生的學習興趣，使學生進行有意義的學習。以具身認知理論為指導思想的初中物理教學，能夠更好地引導學生在真實物理環(huán)境下進行思考和學習，加上身體的感知與環(huán)境的結(jié)合，從而促進學生物理核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，為中學物理課堂的教學提供了新思路與重要啟示。

二、 基于具身認知的初中物理教學策略

具身認知強調(diào)身體的認知功能，情境和認知具有密不可分的關(guān)系。在初中物理人教版八年級下冊第八章第三節(jié)——《摩擦力》的課堂教學中，教師立足于教材的知識結(jié)構(gòu)、方法框架，充分利用教室環(huán)境中的材料和科學實驗儀器，注重學生身體感覺體驗和動作練習，在教學設計環(huán)節(jié)中結(jié)合原始物理問題解決，激發(fā)學生的學習興趣，進行有意義的教學活動。

（一） 在具身情境中體驗知識的存在

課堂開始的創(chuàng)設情境是激發(fā)學生物理認知興趣的第一步，教師創(chuàng)設了合理的情境便能夠激發(fā)學生的好奇心，使學生主動地進行思考。在教學“摩擦力”這一節(jié)課時，教師開始新課時，為了讓學生感受摩擦力的存在，引導學生進行“特殊的拔河比賽”。將學生與同桌兩兩一組進行分組，要求每組學生用兩本課本，將每一頁左右交疊在一起，將書整理平整后平放在桌子上，要求兩個同學分別拉住書脊，看哪組能夠先將兩本書拉開。接著學生便發(fā)現(xiàn)將兩本書拉開是需要很大力氣的，單獨靠手不可能實現(xiàn)。教師在這時利用多媒體設備播放視頻，視頻中兩個人分別用人力、轎車、越野車，終于將兩本賬本拉開，用了大約4270磅的拉力，換算成力的話約合一萬九千多牛。接著引導學生思考，是紙張之間的摩擦力讓兩本書這么難以拉開，讓學生思考摩擦力在生活中的無處不在。

動手活動讓學生在教師創(chuàng)設的具身情境中具體感知了摩擦力存在，而將薄薄的兩本書拉開需要很大的力，也同樣引發(fā)了學生的認知沖突，使課堂氣氛活躍起來，從而激發(fā)學生的認知興趣，投入到接下來課堂的學習當中。

（二） 合作交流，生成豐富具身體驗

學生所處的環(huán)境，不僅有教室和老師，同學也是學習環(huán)境關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。學生在認知環(huán)境中受物理環(huán)境的影響，反過來師生溝通和生生交流也會影響整個具身環(huán)境，如學習氣氛，師生之間人際關(guān)系等。與同學的溝通合作和互相交流，不僅是從聽覺渠道進行具身學習，更是學生將個體的具身認知經(jīng)驗進行交流，而新的認知則是在與環(huán)境的交互之中逐漸生成的。在探究靜摩擦力大小的影響因素時，教師在提問可能有哪些因素之后，提出讓學生分小組討論舉例說明。在這個過程中，學生之間相互交流探討，將個體原本知識結(jié)構(gòu)進行說明，在交流中產(chǎn)生認知沖突，為教師下一步具體的實驗探究做鋪墊。這與傳統(tǒng)的學生自己思考相比，讓學生在教師所營造的合作具身環(huán)境中引發(fā)更多的思考，學生將自身的認知體驗與物理相關(guān)知識點建立聯(lián)系，為學生理解概念、掌握知識、發(fā)展思維奠定了基礎(chǔ)。同樣能夠強化學生的合作意識，培養(yǎng)學生的合作能力，促進個體思維、意識、能力和行為的發(fā)展。

（三） 強調(diào)思維顯性化，用身體動作展現(xiàn)思維模式

思維顯性化在課堂中主要體現(xiàn)在兩方面：一方面是教師利用多種技術(shù)和方式將知識以較為顯性的方式呈現(xiàn)出來，另一方面是學生在對課堂知識進行感知以后，及時用身體動作將自己的思維思路及時地展示出來。初中物理實驗是教學中的重要一部分，學生對物理實驗的理解，體現(xiàn)了學生對物理知識理解的透徹性，體現(xiàn)了學生整體的物理科學素養(yǎng)。學生對實驗過程的設計與實踐，可以向?qū)W生提供直接經(jīng)驗，具身地感受到科學研究的趣味性和嚴謹性。

在教學“摩擦力大小的影響因素”時，教師在提供了木板、木塊、毛巾、砝碼、彈簧測力計等材料后，以問題引導的形式啟發(fā)學生實驗設計中應注意到的問題，分為小組后進行討論，要求每個組提出對實驗的設計方案，并以語言闡述思路、協(xié)助進行實驗演示、分析結(jié)果的方式來將思維過程顯性化。

（四） 走向生活，在生活中具身感知物理知識

學生常常會忽略日常生活現(xiàn)象中蘊含著的物理知識，在學習了相關(guān)物理知識點后，教師運用已有生活常識喚起學生共鳴后，同樣可以與學生交流日常生活中的具身感受到的物理現(xiàn)象，從而驗證教材上的理論，或者運用教材上的理論解釋生活中的現(xiàn)象。指導學生從物理走向生活，學以致用，更能激發(fā)學生的學習動機。

在學習了靜摩擦力、滑動摩擦力的相關(guān)規(guī)律后，引導學生理解摩擦力在生活中的各種應用，如輪胎上凹凸不平的花紋、給自行車的車軸上加潤滑油。幫助學生在原始物理情景下展開合理思考，自主提出問題并主動探索解決方法，將物理知識運用到生活中的實際中去，不再將思維禁錮在物理教材之中。

將認知看作是身體在環(huán)境中交互而生成的，而不是簡單的大腦思考，具身認知理論摒棄傳統(tǒng)中只重視思維的學習方法，著重關(guān)注學生的身體感受、體驗和對所處環(huán)境的相互影響，利用引入、實驗、創(chuàng)設真實具體情境，來為物理教學中轉(zhuǎn)變認知方式和學習方法提供指導思想。高科技支持下的具身學習值得我們關(guān)注，弱技術(shù)支持下的具身課堂設計更具有普遍的借鑒意義。以身體的方式參與學習，讓每個學生的獨特個性在學習中發(fā)揮其積極作用，最大限度地喚起學生學習的效率和興趣，使其成為優(yōu)秀的學習者，獲得適用一生的物理知識和影響一生的科學素養(yǎng)。

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作者簡介：郝婧，鄭淵方，福建省福州市，福建師范大學物理與能源學院。