具身认知理论在物理精准教学中的实践

具身认知理论在物理精准教学中的实践

王华萍

常州明德实验中学       213000

摘要：具身认知理论倡导“身体感知”“身体体验”来认识世界。基于具身认知理论，初中物理课堂应该通过情景、实验、体验的学习方式开展。提升学生心智和悟性，教学应从传统的大脑认知转换为身心合一的体验式学习模式，实践表明，运用具身学习的学生更容易提升学习的兴趣和学业成绩。

关键词：具身认知 ；物理教学设计

具身认知理论被称为第二代认知科学，具身认知理论主张思维和认识在很大程度上是依赖和发端于身体的，身体的构造、神经的结构、感觉和运动系统的的活动方式决定了人们怎样认识世界，决定了人们的思维风格，塑造了人们认知世界的方式[1]。

根据具身认知的观点，概念的形成根植于躯体的经验，因此，身体的感觉、知觉、运动经验，在人们概念形成过程中占据着不可替代的中心地位[2]。

2015年以来，具身认知理论的影响已经波及教育科学的方方面面，具身教育遵循心智发展的规律，摒弃离身主义教育观中说教式的教育弊端，注重由具体经验到抽象概念的自下而上的生成过程，在教育实践中产生深远的影响。

具身认知理论强调经验的作用，认知的体验性是构成概念，并使概念内化的重要基础。

在苏科版八年级上册第一章中，主题是关于声音的。首先要建立的概念就是声音是如何产生的，结论是声音由物体的振动产生。就这一句话告诉学生，反复强调，时间长了学生也能记住。但是这样的被灌输久而久之，学生将失去对物理的兴趣，这种填鸭式的自上而下的灌输教法早已跟不上时代的发展了。现在更多的教法是老师准备多种器材，一边制造声音让学生听到，同时要求学生对发声体进行观察，比较发声时和不发声时有何不同。这种基于实验的观察然后总结出结论比单纯的告之要好很多，是符合物理学科要求的。倘若在学生活动中加入基于身体感受的实验，比如一边说话一边用手触摸喉部，学生就会亲身体验到喉部有物体在振动，对声音是由物体的振动产生留下深刻的印象，对概念的建立不再是来自老师单向的告之获得，而是基于身体的感受获得。

具身认知是通过身体活动和身体经验生成的。认知不仅是大脑的产物，而且是身体与环境互动过程中的感知觉经验、运动和环境交互作用的产物。对用大脑的逻辑思考有困难的学生来说，让他通过身体的感知觉来突破理解的难点可能更符合学生的认知。在苏科版八年级下册第八章力中，学生对于置于墙角的篮球受到哪些力的作用产生了比较大的争论，争论的核心就是墙对篮球是否有弹力。学生能看到球靠墙，但不能理解球与墙之间接触有挤压还是没挤压。为了帮助学生克服理解的难点，我请对此理解有困难的学生上来，靠门站立，并且做到与门有接触。我通过开门，让学生判断自己是否受力。如果开门，靠门的学生不倾倒，说明人与门只接触没挤压，门对人没有弹力。如果开门，靠门而站的学生有倾倒，则说明人与门之间有挤压，门对人就有弹力。通过这样一个亲身体验的感受，学生自然而然理解了什么情况下要画这个力，什么情况下不要画这个力。

认知基于身体，情景影响认知。基于情景的认知和情绪、情感体验更加深刻持久。因此，情景的创设有利于形成更加稳固和持久的认知。在苏科版八年级上册第二章物态变化第二节汽化中，学生对于蒸发吸热的规律的理解也是有困难的，因为热量是一个抽象的物理量，对于初中阶段的孩子，用形象思维来理解一个抽象的物理概念是不容易的。在帮助学生理解蒸发吸热这个规律时，除了用温度计蘸点酒精，观察温度计示数的变化外，还直接在手上涂抹酒精，通过手背上凉凉的感觉，体验酒精蒸发时温度降低，温度降低时皮肤的热量被酒精吸收了。通过体验，学生就很容易理解，洗澡后身体觉得凉快是因为身上水的蒸发吸收了身体的热量。笔者再追问学生，体育课后你们喜欢打开电风扇扇风，是不是因为风扇扇出的风降低了室内的温度这个问题时，大部分学生不受干扰，能找到本质的原因是风扇加快了汗液的蒸发，而汗液蒸发吸收身体的热量降低了身体的温度。

具身认知科学研究表明，人脑的认知方式与计算机是不同的，身体在思维中起着关键作用。身体动作是理解和学习的重要工具。在苏科版八年级下册第十章第二节液体压强时，有类题目是分析液体对容器底部的压力大小，如左图，甲乙丙三个质量和底面积相同的容器中，装有质量相同的不同液体，问液体对容器底的压力的大小关系是怎样的？学生对这类问题的理解会遇到困难。大部分学生会根据压力的大小等于重力从而建立压力相等的关系，但实际上这个关系只适用与水平放置的固体和形状规则的容器中的液体，对甲丙这样形状不规则的容器中的液体，对容器底的压力大小不等于液体的重力。而用液体压强公式p=ρgh结合F=pS来分析当然是可行的，但是讲过后只有少部分学生能理解。对此，我采用身体的感受来帮助学生打通理解的卡点。我让两个同性的学生组成同桌并排而坐，甲的身体充当容器中的液体，乙的手充当容器的侧壁去接触同桌甲的背。开始时，甲脚稍稍离地坐直，乙手触甲背，问甲对板凳的压力等于什么，甲自然感受到自己的重力全部压在凳面上，建立压力大小等于自身的重力大小。随后，我让甲身体向后倾斜，此时乙的手对倾斜的甲的北部就有了明显的斜向上的支撑力，再问甲此时对凳面的压力与重力的大小关系，学生甲自然而然地会建立压力大小小于重力的大小。这种基于身体的感受而建立的关系比严密的公式推导更容易让学生理解和领悟。所以基于身体的认知是知识学习和理解过程中不可或缺的理解策略和学习策略。身体包括动作和手势等是理解和学习的重要工具。不仅要让大脑参与到学习中，更要让身体参与到学习中，促进学习者更好地的理解和体悟。

     在物理上还有很多概念的学习、关系的建立利用身体的体验可以让学生快速找到理解的关键点。比如在学习力的作用是相互的这个知识点时，让同桌两个人各伸出一个手，两个人手扣手对拉，在做的过程中及时提出问题，你拉对方的同时对方在拉你吗？你拉对方的力的作用点在哪里?方向朝哪边？就这个两人对拉的体验，就轻松搞懂了相互作用的力的作用点分别位于两个物体上，方向相反，以及两个力在一直线上三个关系，这些建立在体验基础上的认知将更深刻和持久。再比如，学生在学习静摩擦、滑动摩擦、滚动摩擦这三种类型的而摩擦时，设计让学生用手压着桌面推的体验，学生能更好地理解什么是推而不动的相对静止状态，什么是滑动的相对运动状态。在推而不动时桌面对手的阻碍，在相对运动时桌面对手的阻碍学生是真切的感受到的，这对学生理解静摩擦力是阻碍物体的运动趋势，滑动摩擦力是阻碍物体的相对运动，从而能快速掌握对静摩擦力和滑动摩擦力方向的判断。

     心智是一种身体的经验，提升学生心智和悟性，教学应从传统的大脑认知转换为身心合一的体验式学习模式，实践表明，运用具身学习的学生更容易提升学习的兴趣和学业成绩。

参考资料：

[1].王锃 张盼 岳晓东 .儿童认知发展与具身教育[M].北京：清华大学出版社，2022.6

[2].张美芳 . 新生活教育理念下的初中物理教学实践研究[M].广州：花城出版社，2020.8