徐 果

(江蘇省蘇州工業(yè)園區(qū)青劍湖學(xué)校,江蘇 蘇州 215122)

以笛卡爾的“身心二元論”為基礎(chǔ)的認(rèn)知心理學(xué)認(rèn)為：認(rèn)知活動(dòng)是離身的,是大腦進(jìn)行信息的接收、加工與輸出，且知識(shí)是確定、統(tǒng)一的。[1]因此，基于上述理念的課堂教學(xué)以教師為主,更注重“教”，注重知識(shí)的灌輸。

隨著認(rèn)知科學(xué)的發(fā)展,一種新的認(rèn)知理論——具身理論逐漸興起,同離身觀點(diǎn)相反,具身認(rèn)知主張“身心一體”,認(rèn)為心智嵌入在身體中,而身體嵌入在環(huán)境中,強(qiáng)調(diào)心智、身體、環(huán)境的一體性,將學(xué)習(xí)看作心智、身體、環(huán)境三者之間建立的一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡過程,為教學(xué)實(shí)踐提供了一個(gè)全新的視角,當(dāng)今的物理教學(xué)應(yīng)接受具身認(rèn)知理論的指引,實(shí)現(xiàn)情境化、生成化、動(dòng)態(tài)化和體感化。[2]

利用具身認(rèn)知可使物理概念變得可感知化、形象化?！斑\(yùn)動(dòng)的相對(duì)性”作為轉(zhuǎn)變學(xué)生運(yùn)動(dòng)觀的重要課題,一直以來，大部分老師的教學(xué)設(shè)計(jì)都是列舉大量實(shí)例，定性了解運(yùn)動(dòng)的絕對(duì)性和相對(duì)性,往往忽視通過具身認(rèn)知去幫助學(xué)生形成運(yùn)動(dòng)觀,這樣的概念教學(xué)既不完整,也使學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)不充分,沒有經(jīng)過深度思考,理性思維能力得不到提升?，F(xiàn)以具身認(rèn)知理論為指導(dǎo)，設(shè)計(jì)并實(shí)施“運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性”的教學(xué)活動(dòng)。

1 具身認(rèn)知視域下的教學(xué)設(shè)計(jì)

基于具身認(rèn)知理論的“運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性”教學(xué)設(shè)計(jì)如表1所示。

表1

2 具身認(rèn)知視域下的教學(xué)實(shí)施

2.1 具身經(jīng)驗(yàn),聯(lián)系生活,感知概念

杜威指出：“知識(shí)是經(jīng)驗(yàn)的不斷積累。”學(xué)生在日常生活中的具身經(jīng)驗(yàn)中構(gòu)建了他們的認(rèn)知結(jié)構(gòu),教師將物理新知識(shí)與學(xué)生原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)建立起有意義的聯(lián)系,從而生成知識(shí),這種生成也使學(xué)生樸素的生活經(jīng)驗(yàn)得以升華。

在“運(yùn)動(dòng)絕對(duì)性”的教學(xué)環(huán)節(jié),“一切物體都是運(yùn)動(dòng)的”與學(xué)生“我身邊的很多東西就是靜止的”原認(rèn)知相沖突?？梢曰趯W(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)提出問題:“課桌上的課本是靜止的嗎?靜止是真的不動(dòng)嗎?”通過與學(xué)生朝夕相處的課本激發(fā)認(rèn)知沖突,使學(xué)生認(rèn)識(shí)到：課本是隨著地球一起繞太陽在轉(zhuǎn)動(dòng),太陽也在繞銀河系在轉(zhuǎn)動(dòng),靜止只是相對(duì)靜止,并不是絕對(duì)不動(dòng),進(jìn)而得出結(jié)論：一切物體都在運(yùn)動(dòng),學(xué)生對(duì)運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性就有了一定的感知。

在“運(yùn)動(dòng)和靜止”的教學(xué)環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)在教室拉窗簾的活動(dòng),學(xué)生把窗簾拉上去,教師提問：“窗簾運(yùn)動(dòng)了嗎?你判斷窗簾運(yùn)動(dòng)的根據(jù)是什么?”通過具身情境體驗(yàn)和問題引導(dǎo)學(xué)生去觀察和思考,認(rèn)識(shí)到：要判斷物體是否運(yùn)動(dòng),需要選取另外一個(gè)物體作為標(biāo)準(zhǔn),這個(gè)選來判斷一個(gè)物體是否運(yùn)動(dòng)的物體就叫做參照物。

課本靜止、窗簾運(yùn)動(dòng)這些都是學(xué)生的日常生活經(jīng)驗(yàn),通過創(chuàng)設(shè)情境將它們引入到課堂中,通過活動(dòng)將運(yùn)動(dòng)、靜止、參照物這些抽象的概念直觀化、具體化、生動(dòng)化,聯(lián)系生活經(jīng)驗(yàn),在活動(dòng)中學(xué)生感悟、概括概念的特征,并從位置關(guān)系歸納總結(jié)出運(yùn)動(dòng)、靜止的概念,有了這樣的認(rèn)知作為支架,學(xué)生才能實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)。

在“運(yùn)動(dòng)相對(duì)性”的教學(xué)環(huán)節(jié)，進(jìn)一步挖掘概念的內(nèi)涵和外延，教師提問：“運(yùn)動(dòng)相對(duì)性的本質(zhì)是什么?相對(duì)靜止和相對(duì)運(yùn)動(dòng)的條件是什么?它們?cè)谏钪杏心男?yīng)用?”概念的形成需要情境的支撐,但情境創(chuàng)設(shè)不能僅僅讓學(xué)生獲得一種簡(jiǎn)單的興趣滿足,要通過情境讓學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)得到升華,并從中獲得感知,提升科學(xué)思維能力。

2.2 具身參與,活動(dòng)探究,建構(gòu)概念

心理學(xué)家E.Thelen指出:“認(rèn)知源于身體與環(huán)境的相互作用”,具身認(rèn)知理論認(rèn)為學(xué)習(xí)是一種嵌入身體和環(huán)境的活動(dòng),它注重學(xué)習(xí)過程中的體驗(yàn)性與參與性,鼓勵(lì)學(xué)生在與環(huán)境的交互中進(jìn)行學(xué)習(xí)、發(fā)展高階思維。[3]通過具身參與有意義的探究活動(dòng),進(jìn)一步概括出本質(zhì)特征，建構(gòu)概念,并最終獲得情感的認(rèn)同和觀念升華。

在學(xué)生形成運(yùn)動(dòng)、靜止的概念后,應(yīng)該進(jìn)一步創(chuàng)設(shè)情境,激發(fā)學(xué)生的深層思維,讓學(xué)生在活動(dòng)中探究運(yùn)動(dòng)相對(duì)性的本質(zhì),建構(gòu)完整的概念。

在對(duì)運(yùn)動(dòng)、靜止的概念進(jìn)行初步感知后,有學(xué)生會(huì)產(chǎn)生這樣的困惑:一個(gè)物體要么靜止,要么運(yùn)動(dòng),它不可能既運(yùn)動(dòng)又靜止。為打破這種認(rèn)知困惑,筆者設(shè)計(jì)了如下探究活動(dòng):讓一學(xué)生坐在凳子上，凳子有輪子、可滑動(dòng),問該生：你是靜止的還是運(yùn)動(dòng)的?推動(dòng)凳子使該生坐在凳子上從教室前面滑動(dòng)到后面,再問該生：此時(shí)你是靜止的還是運(yùn)動(dòng)的?第一個(gè)情境中以地面為參照物,學(xué)生是靜止的,而第二個(gè)情境中則以地面為參照物,學(xué)生是運(yùn)動(dòng)的,以凳子為參照物,學(xué)生又是靜止的。兩種情境的創(chuàng)設(shè)從簡(jiǎn)單到復(fù)雜,層層遞進(jìn),一步步讓學(xué)生通過具身參與體會(huì)到：由于選取的參照物不同,對(duì)運(yùn)動(dòng)情況的判斷也可能是不同的。接下來引導(dǎo)學(xué)生繼續(xù)進(jìn)行探究：凳子上的學(xué)生在前行的過程中,教室里的其他同學(xué)處于什么樣的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)呢?接著讓在凳子上的同學(xué)手拿手機(jī),打開攝像頭對(duì)準(zhǔn)教室里的其他同學(xué),利用希沃白板投屏軟件將拍到的畫面投映到屏幕上。有了前面的鋪墊,部分學(xué)生對(duì)第一個(gè)問題已經(jīng)有了答案,但相對(duì)凳子上的同學(xué)來說,其他同學(xué)是運(yùn)動(dòng)的,這一概念仍然比較抽象,理解起來仍然有些困難,而手拿手機(jī)投屏活動(dòng)的設(shè)計(jì),則將這一難點(diǎn)徹底破解了,通過投影非常直觀地看到其他同學(xué)在運(yùn)動(dòng),這種撲面而來的感官刺激比純思維活動(dòng)更具有說服力,通過親身參與，會(huì)讓學(xué)生更加信服，更深地感悟到運(yùn)動(dòng)相對(duì)性的本質(zhì)，原來選取的參照物不同,對(duì)運(yùn)動(dòng)的描述也有可能不同。

基于生活經(jīng)驗(yàn)的情境再現(xiàn),可以讓學(xué)生對(duì)概念有所感知,但只有深入的實(shí)驗(yàn)探究才能激發(fā)學(xué)生的思維,學(xué)生通過具身參與,將抽象的概念重新建構(gòu)并內(nèi)化吸收,這一過程不僅提升了學(xué)生的思維品質(zhì),也培養(yǎng)了學(xué)生的核心素養(yǎng)。

2.3 具身思維,身心共鳴,升華概念

具身性不僅僅是指身體的參與,參與者的思維也具有具身性,它是指學(xué)生可以在思維活動(dòng)中進(jìn)行情境模擬和體驗(yàn)。[4]運(yùn)動(dòng)相對(duì)性的概念教學(xué)中貫穿的主線是具身經(jīng)驗(yàn)，感知概念；具身參與,建構(gòu)概念。其實(shí)在概念教學(xué)中還有一條滲透科學(xué)方法和情感教育的暗線:觀察、猜想、設(shè)計(jì)等是科學(xué)研究方法,安全教育、生命教育、愛國(guó)意識(shí)、責(zé)任意識(shí)等則是物理中的情感教育,它們同樣是培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的重要方面。

學(xué)生在構(gòu)建出運(yùn)動(dòng)相對(duì)性的概念后,進(jìn)一步設(shè)計(jì)教學(xué),分析其在生活中的應(yīng)用,在應(yīng)用中完成本節(jié)課的情感培育和概念的升華。比如,時(shí)值嫦娥五號(hào)探測(cè)器登月采集樣品這一重大事件發(fā)生之際,本課題就可以聯(lián)系時(shí)事熱點(diǎn),通過科普漫畫,普及嫦娥五號(hào)采集月壤過程中的“深空之吻”,讓學(xué)生通過具身思維，形成感知，原來所謂的“深空之吻”就是嫦娥五號(hào)軌道器和返回器完美的對(duì)接,并借此讓學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解釋現(xiàn)象,知道要想實(shí)現(xiàn)完美的對(duì)接，需要軌道器和返回器保持相對(duì)靜止。所學(xué)知識(shí)竟有如此大的用途,對(duì)學(xué)生來說知識(shí)不再只是枯燥的題目,而是可以與科技、生活相緊密聯(lián)系,可激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的熱情。隨后向?qū)W生介紹我國(guó)航天事業(yè)的發(fā)展,進(jìn)一步激發(fā)其愛國(guó)熱情與責(zé)任感。緊接著在學(xué)生對(duì)嫦娥五號(hào)的具身思維基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)一個(gè)小游戲:利用普通礦泉水瓶再現(xiàn)“空中之吻”的場(chǎng)景,準(zhǔn)備一只礦泉水瓶,一位同學(xué)手持瓶身向前走動(dòng),另一位同學(xué)手持瓶蓋,請(qǐng)同學(xué)們想辦法擰上瓶蓋,比一比哪組同學(xué)用時(shí)最短,并分析、總結(jié)成功的原因。在這個(gè)游戲中,同學(xué)們的興趣頓時(shí)高漲起來,不斷討論、嘗試,游戲中同學(xué)們切身領(lǐng)悟到要再現(xiàn)“空中之吻”,瓶身和瓶蓋就要保持相對(duì)靜止,且相對(duì)靜止的條件是兩個(gè)物體同向、同速運(yùn)動(dòng)。在相對(duì)靜止的學(xué)習(xí)之后,繼續(xù)讓學(xué)生體驗(yàn)情境:兩人為一組,設(shè)計(jì)并展示兩人相對(duì)運(yùn)動(dòng)的情況,學(xué)生在親歷了相對(duì)靜止的探究過程后,設(shè)計(jì)出4種相對(duì)運(yùn)動(dòng)的情境:(1) 一人靜止、一人運(yùn)動(dòng);(2) 兩人同向運(yùn)動(dòng),但一快一慢;(3) 兩人反向運(yùn)動(dòng);(4) 兩人相向運(yùn)動(dòng)。在學(xué)生具身游戲體驗(yàn)的基礎(chǔ)上,相對(duì)運(yùn)動(dòng)的條件這個(gè)難點(diǎn)得到突破,緊接著結(jié)合生活情境,學(xué)生能自主解決接力賽中交接棒、飛鳥撞毀飛機(jī)等問題。

運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性的教學(xué)設(shè)計(jì)從具身思維出發(fā),通過情境創(chuàng)設(shè),將抽象的知識(shí)情境化,學(xué)生的思維和探究欲被激發(fā)，在具身體驗(yàn)中經(jīng)歷知識(shí)生成的過程,身體和心智產(chǎn)生共鳴,對(duì)物理概念的認(rèn)識(shí)得到升華。

3 具身認(rèn)知視域下的教學(xué)啟示

在具身認(rèn)知理論的指導(dǎo)下進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì),課堂上應(yīng)給予學(xué)生更多的機(jī)會(huì),教師適當(dāng)“放手”,教學(xué)從“關(guān)注教”轉(zhuǎn)向“關(guān)注學(xué)”,學(xué)生的身體得到解放,心智得以真正發(fā)展,且通過體驗(yàn)與參與,促進(jìn)了認(rèn)知及學(xué)習(xí)行為的變化,學(xué)生主體也發(fā)生了從“要我學(xué)”轉(zhuǎn)向?yàn)椤拔乙獙W(xué)”的改變。除此之外,基于具身認(rèn)知理論設(shè)計(jì)的教學(xué)情境,往往沒有現(xiàn)成的資源或者器材可用,它需要教育者關(guān)注生活、合理利用并整合各種生活資源,如本課題設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的課本、教室里的窗簾、礦泉水瓶、甚至是學(xué)生的身體等,踐行了物理教育大師朱正元先生所倡導(dǎo)的“瓶瓶罐罐當(dāng)儀器,拼拼湊湊做實(shí)驗(yàn)”的教學(xué)理念。[5]基于具身認(rèn)知理論進(jìn)行的教學(xué)優(yōu)化設(shè)計(jì),不僅擺脫了直接定義、機(jī)械訓(xùn)練的傳統(tǒng)模式,轉(zhuǎn)向關(guān)注學(xué)習(xí)主體對(duì)過程的體驗(yàn)以及思維品質(zhì)的提升,而且讓學(xué)生親歷了概念的形成、建構(gòu)以及升華過程,促成其進(jìn)行深度學(xué)習(xí)，達(dá)到知、情、意的統(tǒng)一。