基于具身認(rèn)知促進(jìn)課堂深度學(xué)習(xí)的實(shí)踐與思考*
——以人教版“曲線運(yùn)動(dòng)”教學(xué)為例

□任虎虎

（江蘇省太倉高級(jí)中學(xué)，江蘇太倉 215411）

教育部長陳寶生指出：“深化基礎(chǔ)教育人才培養(yǎng)模式改革，掀起‘課堂革命’，努力培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力.”陳部長的話掀起了一股“課堂革命”的熱潮，從課堂的戰(zhàn)略地位出發(fā)，確定課堂教學(xué)改革是教育改革的核心.課堂是人才培養(yǎng)的主渠道，在某種程度上說，課堂模式基本決定人才培養(yǎng)模式.

不久前，有幸參加江蘇省天一中學(xué)的“聚焦課堂 生長課堂”研討活動(dòng)，聆聽了兩位教師有關(guān)“曲線運(yùn)動(dòng)”的同課異構(gòu)，深有感觸，筆者將所看所學(xué)所思進(jìn)行“異構(gòu)重組”和改進(jìn)，并進(jìn)行了實(shí)踐嘗試，現(xiàn)與各位同仁一起分享.

一、具身認(rèn)知和深度學(xué)習(xí)的內(nèi)涵

（一）具身認(rèn)知的內(nèi)涵

基于對(duì)身心二元論的批判和反思，引發(fā)了將主體身體體驗(yàn)納入認(rèn)知過程的身心一元論的第二代認(rèn)知科學(xué)產(chǎn)生，即具身認(rèn)知.“第二代認(rèn)知科學(xué)”的概念源自美國知名認(rèn)知語言學(xué)家拉考夫（G.Lakoff）和約翰森（M.Johnson）的經(jīng)典著作《肉身的哲學(xué)：具身心智及其對(duì)西方思想的挑戰(zhàn)》.傳統(tǒng)認(rèn)知認(rèn)為學(xué)習(xí)過程僅是在大腦內(nèi)進(jìn)行的，有人稱這種學(xué)習(xí)為“脖子以上的學(xué)習(xí)”，而具身認(rèn)知認(rèn)為學(xué)習(xí)是全身心參與的過程，新知識(shí)是心智、身體和環(huán)境三者相互作用的結(jié)果，具身學(xué)習(xí)具有涉身性、體驗(yàn)性和情景性三大主要特征.

（二）課堂深度學(xué)習(xí)的內(nèi)涵

深度學(xué)習(xí)被視為落實(shí)學(xué)科核心素養(yǎng)的必然路徑，有學(xué)者指出，深度學(xué)習(xí)是一種基于理解的學(xué)習(xí)，積極主動(dòng)地、批判性地學(xué)習(xí)新的知識(shí)和思想，并將它們?nèi)谌朐械恼J(rèn)知結(jié)構(gòu)中，且能將已有的知識(shí)遷移到新的情境中的一種學(xué)習(xí).還有學(xué)者認(rèn)為深度學(xué)習(xí)就是指在教師引領(lǐng)下，學(xué)生圍繞著具有挑戰(zhàn)性的學(xué)習(xí)主題，全身心積極參與、體驗(yàn)成功、獲得發(fā)展的有意義的學(xué)習(xí)過程.[1]

課堂深度學(xué)習(xí)是對(duì)課堂上學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)、學(xué)習(xí)過程以及學(xué)習(xí)結(jié)果的一種質(zhì)性描述.強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)者認(rèn)知、情感、態(tài)度的高投入性、學(xué)習(xí)過程的沉浸性，[2]不僅要了解和記憶事實(shí)性的知識(shí)，還要在此基礎(chǔ)上深入知識(shí)發(fā)生的過程；強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)者能夠在眾多知識(shí)與思想間建立關(guān)聯(lián)，把握學(xué)科的核心思想、意義與本質(zhì),并靈活遷移應(yīng)用解決實(shí)際問題.[3]

二、基于具身認(rèn)知促進(jìn)課堂深度學(xué)習(xí)的有效途徑

身體作為學(xué)習(xí)的起點(diǎn)，是主體獲取新知的“高速公路”，所以在教學(xué)過程中應(yīng)將交互的具身體驗(yàn)和各種感知覺作為一個(gè)重要維度納入其中，促進(jìn)學(xué)生課堂上深度學(xué)習(xí)核心知識(shí)，發(fā)展核心概念.

（一）貫徹具身認(rèn)知的基本理念促進(jìn)學(xué)生體驗(yàn)性學(xué)習(xí)

只是依靠“言傳”的方式有時(shí)很難幫助學(xué)生深刻把握核心知識(shí)，需要基于具身認(rèn)知的“身學(xué)”，讓學(xué)生親身交互的深度體驗(yàn)問題情景，從而引導(dǎo)學(xué)生從中發(fā)現(xiàn)問題，激發(fā)深度思考.

案例1：教學(xué)引入環(huán)節(jié)設(shè)置“飛鏢比賽”的小游戲.如圖1所示，在教室前面固定一飛鏢盤，班級(jí)兩名自告奮勇的同學(xué)每人3只飛鏢進(jìn)行比賽，老師在旁邊將飛鏢的運(yùn)動(dòng)過程利用蘋果手機(jī)視頻的“慢動(dòng)作”功能進(jìn)行拍攝.然后將

視頻通過投屏功能進(jìn)行播放，讓學(xué)生觀察飛鏢的運(yùn)動(dòng)軌跡.

圖1

設(shè)計(jì)意圖：通過游戲比賽增加教學(xué)的趣味性和情境性，慢動(dòng)作播放視頻讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題.

案例2：在探究曲線運(yùn)動(dòng)速度方向時(shí)，通常采用砂輪打磨工件進(jìn)行說明，但是觀察到的是“一簇火星”，這是由于工件與砂輪接觸的是面，而不是點(diǎn).可以用“留跡法”通過學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)具身感知曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向.在一木板背面固定一小電動(dòng)機(jī)和電池盒，連接開關(guān)，構(gòu)成如圖2所示電路.如圖3，在木板正面固定一張白紙，在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上固定可隨轉(zhuǎn)軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)的塑料鉤，在鉤子的末端凹槽可放入一塑料小球，將塑料小球蘸上墨汁后放在凹槽中，按下開關(guān)（手不松開），塑料鉤和和塑料球一起轉(zhuǎn)動(dòng)起來，在紙上留下黑色墨跡，松手后電路斷開，塑料鉤立即停止轉(zhuǎn)動(dòng)，小球由于慣性飛出，在白紙上留下一條直線軌跡，可以多次實(shí)驗(yàn).將小球離開軌道的點(diǎn)和圓心連接，即半徑，用量角器量出軌跡直線與半徑的夾角，發(fā)現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)為90°角.

圖2

圖3

設(shè)計(jì)意圖：通過學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生親自感知，利用“留跡法”和量角器相結(jié)合定量探究曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向.

（二）明晰高階思維的教學(xué)目標(biāo)促進(jìn)學(xué)生理解性學(xué)習(xí)

高階思維是發(fā)生在較高認(rèn)知水平層次上的心智活動(dòng)或認(rèn)知能力，它在教學(xué)目標(biāo)分類中表現(xiàn)為分析、綜合、評(píng)價(jià)和創(chuàng)造，主要包括創(chuàng)新能力、問題解決能力、決策力和批判性思維能力.[4]在教學(xué)中應(yīng)確立發(fā)展學(xué)生高階思維的教學(xué)目標(biāo)，通過具身學(xué)習(xí)內(nèi)化思維方法，深度理解知識(shí)的內(nèi)涵.

案例3：在幫助學(xué)生內(nèi)化“化曲為直”物理思想方法教學(xué)中，設(shè)置讓學(xué)生進(jìn)行真實(shí)體驗(yàn)的情境，如圖4，將氣墊導(dǎo)軌放在桌面上并調(diào)平，進(jìn)行紅蠟塊實(shí)驗(yàn)，在后面放置一塊大的有機(jī)玻璃板.打開氣源，將紅蠟塊由玻璃管底部釋放，第一次讓一名學(xué)生向右輕推玻璃管，另一名同學(xué)用黑色記號(hào)筆在玻璃背面每隔一定時(shí)間記錄紅蠟塊的位置，記錄7、8個(gè)點(diǎn)，并進(jìn)行連線，然后在玻璃板后面放置一塊同樣大小的白色KT板，便于學(xué)生觀察軌跡；第二次將玻璃管底座用一細(xì)線通過右端的定滑輪與一鉤碼相連，一學(xué)生釋放鉤碼，另一名同學(xué)用黑色記號(hào)筆在玻璃背面每隔一定時(shí)間記錄紅蠟塊的位置，記錄7、8個(gè)點(diǎn)，并進(jìn)行連線，如圖5所示.兩次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)兩個(gè)互相垂直的勻速直線運(yùn)動(dòng)合成的結(jié)果仍為勻速直線運(yùn)動(dòng)，一個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)和另一個(gè)垂直的勻變速直線運(yùn)動(dòng)合成為曲線運(yùn)動(dòng)，那么現(xiàn)在要研究一個(gè)曲線運(yùn)動(dòng)就很容易想到可以將其分解為兩個(gè)方向的直線運(yùn)動(dòng)進(jìn)行研究.

圖4

圖5

設(shè)計(jì)意圖：先創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)情境體驗(yàn)兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)可以合成為曲線運(yùn)動(dòng)，借助運(yùn)動(dòng)的合成與分解互逆的思想，讓學(xué)生理解“化曲為直”的物理思想方法.

（三）追尋新舊知識(shí)的內(nèi)在關(guān)聯(lián)促進(jìn)學(xué)生整合性學(xué)習(xí)

為促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)，所學(xué)知識(shí)要有充分的廣度、充分的深度和充分的關(guān)聯(lián)度，也就是需要建立新舊知識(shí)間的內(nèi)在邏輯關(guān)聯(lián)、意義關(guān)聯(lián)和文化關(guān)聯(lián)，進(jìn)行整合性的學(xué)習(xí)，發(fā)展認(rèn)知網(wǎng)絡(luò).[5]

案例4：在理論探究曲線運(yùn)動(dòng)速度方向時(shí)，利用平均速度的定義和數(shù)學(xué)極限思想.如圖6所示，A位置到B位置的平均速度可以表示為Δx/Δt，方向?yàn)锳到B，當(dāng)時(shí)間Δt縮小時(shí)，B位置向A逐漸靠近，當(dāng)Δt趨近0時(shí)，瞬時(shí)速度方向?qū)⒀谹點(diǎn)的切線方向，教學(xué)過程中可以用幾何畫板進(jìn)行動(dòng)態(tài)演示.

圖6

設(shè)計(jì)意圖：基于平均速度的定義這一“舊知識(shí)”，借助極限的數(shù)學(xué)思想和幾何畫板實(shí)現(xiàn)思維可視化，批判性的理解曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向.

（四）營造和諧平等的對(duì)話氛圍促進(jìn)學(xué)生交互性學(xué)習(xí)

課堂是學(xué)生和老師間的“對(duì)話場(chǎng)”，通過營造和諧平等的對(duì)話氛圍讓師生、生生間深度對(duì)話，促進(jìn)思維碰撞來診斷學(xué)生的思維發(fā)展層次，適時(shí)進(jìn)行引導(dǎo)，以進(jìn)行交互性學(xué)習(xí)達(dá)到深度學(xué)習(xí)層次.

案例5：在研究物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件時(shí)，通過對(duì)話驅(qū)動(dòng)和活動(dòng)體驗(yàn)幫助學(xué)生把握問題本質(zhì).

師：前面已經(jīng)得出了曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向，同學(xué)們對(duì)于曲線運(yùn)動(dòng)還有什么想知道的？生：物體在什么條件下才會(huì)做曲線運(yùn)動(dòng)？師：回顧一下物體做直線運(yùn)動(dòng)的條件是什么？

生：合外力與速度方向同向時(shí)做加速直線運(yùn)動(dòng)，合外力與速度方向反向時(shí)做減速直線運(yùn)動(dòng).

師：物體做曲線運(yùn)動(dòng)呢？

利用所給的器材進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)探究.

如圖7所示，實(shí)驗(yàn)器材：一個(gè)淺的方形盤子，一個(gè)“滑滑梯”塑料模型，一塊磁鐵和一個(gè)鋼球，一個(gè)水平儀，一張白紙，墨汁.

利用水平儀將盤子調(diào)平，先不放入磁鐵，從“滑滑梯”頂端釋放蘸了墨汁的小鋼球，發(fā)現(xiàn)在白紙上運(yùn)動(dòng)軌跡為直線.在“滑滑梯”下面左側(cè)某位置放入磁鐵，繼續(xù)釋放蘸了墨汁的小鋼球，發(fā)現(xiàn)向左偏轉(zhuǎn)做曲線運(yùn)動(dòng)，在“滑滑梯”下面右側(cè)某位置放入磁鐵，發(fā)現(xiàn)小鋼球向右偏轉(zhuǎn)做曲線運(yùn)動(dòng).

圖7

設(shè)計(jì)意圖：通過具身觀察和歸納總結(jié)，得出物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件，以及合外力與曲線軌跡的位置關(guān)系.

（五）創(chuàng)設(shè)任務(wù)導(dǎo)向的真實(shí)情景促進(jìn)學(xué)生遷移性學(xué)習(xí)

深度學(xué)習(xí)需要將知識(shí)情境化、情境問題化、問題任務(wù)化、任務(wù)活動(dòng)化.[6]創(chuàng)設(shè)有挑戰(zhàn)性的學(xué)習(xí)任務(wù)和真實(shí)情境讓學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行遷移解決，同時(shí)在問題解決中學(xué)習(xí)新知識(shí)，這是深度學(xué)習(xí)持續(xù)發(fā)生的保障，也能讓教學(xué)落在學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”內(nèi).

案例6：在理解曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向后，讓學(xué)生觀看體育項(xiàng)目——鏈球運(yùn)動(dòng)比賽視頻，設(shè)置挑戰(zhàn)性學(xué)習(xí)任務(wù)：如圖8所示為鏈球運(yùn)動(dòng)的俯視圖，現(xiàn)鏈球逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，為了有效得分，鏈球應(yīng)在圖中哪個(gè)區(qū)域內(nèi)釋放？請(qǐng)?jiān)趫D中畫出.

設(shè)計(jì)意圖：通過創(chuàng)設(shè)鏈球運(yùn)動(dòng)這一真實(shí)情境聯(lián)結(jié)學(xué)生的已有經(jīng)驗(yàn)，幫助學(xué)生靈活遷移應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題.

圖8

（六）注重及時(shí)反饋的持續(xù)評(píng)價(jià)促進(jìn)學(xué)生反思性學(xué)習(xí)

課堂上應(yīng)及時(shí)地設(shè)置一些小問題讓學(xué)生解決，了解學(xué)生的思維發(fā)展情況，進(jìn)行評(píng)價(jià)反饋.指向課堂深度學(xué)習(xí)的評(píng)價(jià)應(yīng)該注重“質(zhì)性”評(píng)價(jià)，注重反映學(xué)生的思維過程和思維品質(zhì)，以便教師適時(shí)地調(diào)整自己的教學(xué)路徑和節(jié)奏，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)的內(nèi)容和學(xué)習(xí)過程進(jìn)行自我反思.

案例7：如圖9所示，紅蠟塊豎直向上以v0做勻速直線運(yùn)動(dòng)，同時(shí)玻璃管水平向右以v1做勻速直線運(yùn)動(dòng)；如圖10所示，紅蠟塊豎直向上以v0做勻速直線運(yùn)動(dòng)，同時(shí)玻璃管水平向右以加速度a做勻加速直線運(yùn)動(dòng).若t時(shí)刻紅蠟塊運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)，求出各自O(shè)P的位移和P點(diǎn)的速度？

圖9

圖10

設(shè)計(jì)意圖：通過這個(gè)抽象和綜合問題的解決，一方面可以了解學(xué)生的思維發(fā)展層次，另一方面可以了解學(xué)生對(duì)“化曲為直”思想的掌握情況，決定接下來是否需要進(jìn)一步的跟進(jìn).同時(shí)也為后面平拋運(yùn)動(dòng)的學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ).

三、結(jié)語

具身認(rèn)知深刻地反映了杜威的“做中學(xué)”教育思想，通過對(duì)“曲線運(yùn)動(dòng)”的具身化教學(xué)研究，發(fā)現(xiàn)從具身認(rèn)知理念出發(fā)進(jìn)行課堂教學(xué)設(shè)計(jì)和教學(xué)實(shí)踐一方面能很好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，實(shí)現(xiàn)“全身心”學(xué)習(xí)，喚醒學(xué)生的主體意識(shí)；[7]另一方面能鏈接學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)，優(yōu)化學(xué)習(xí)路徑,促進(jìn)學(xué)生從感性認(rèn)識(shí)上升到理性認(rèn)識(shí)，從“淺表學(xué)習(xí)”走向深度學(xué)習(xí).□◢