探尋具身視域下的初中物理概念教學策略

姚蕊 榮爭輝 夏歡 蔡武德

摘?要：隨著教育學、心理學以及學科教學的不斷發(fā)展，具身認知理論已成為認知科學主要的研究方向之一。具身認知理論將認知、身體與情境三者進行了統(tǒng)一，并強調(diào)了身體在認知過程中的重要影響作用，將具身認知理論用以指導物理教學，對物理教學發(fā)展有著深遠意義。本文將運用具身認知理論，以光的折射概念教學為例來探尋初中物理概念教學策略。

關(guān)鍵詞：具身認知;物理概念;教學策略

1?具身認知理論概述

1.1?具身認知理論

身心二元論的第一代認知認為：人的身體和其認知是完全獨立的兩個存在，而與形成概念、推斷事物等一系列活動有直接關(guān)系的僅僅只有人的認知，人的身體則與這些活動沒有關(guān)系，這就是所謂的“離身認知”[1]。隨著教育學、心理學以及認知科學不斷發(fā)展，人們漸漸發(fā)現(xiàn)淡化人的身體部分并不利于知識的獲取，于是具身、情境等概念逐漸出現(xiàn)在了認知科學中，到了20世紀80年代，具身認知理論成為認知科學中新興的研究方向。

在國外對于具身認知理論的研究較為豐富，其中具有代表性的是認知語言學創(chuàng)始人萊考夫和約翰遜的研究，他們以隱喻研究出發(fā)，收集了大量的實例用來證明身體能力和身體經(jīng)驗產(chǎn)生了認知的表征，提出了具身認知的特征：心智是具身的;認知是無意識的;隱喻是思維的核心[1]。而在我國，葉浩生教授對具身認知理論做了較為系統(tǒng)和完備的研究，他認為具身認知突出反映了身體在認知過程中有重要作用，并強調(diào)了認知、身體、情境應(yīng)當有機地統(tǒng)一起來，他從三個方面對其做了說明：①身體的限制作用：我們所能認知的內(nèi)容和認知的程度取決于自己身體的內(nèi)外部構(gòu)造，只有當身體處在特定的環(huán)境中才會出現(xiàn)與之對應(yīng)的認知;②身體的分配作用：完成認知過程的方式和步驟需要身體的各種物理屬性來加工整合;③身體的調(diào)節(jié)作用：行動作為認知的目的，兩者之間的聯(lián)系與結(jié)合需要身體來完成，身體的調(diào)節(jié)作用能夠使認知與行動保持一種和諧的狀態(tài)[2]。

綜上所述，具身認知是以反對身心二元論為基礎(chǔ)發(fā)展的，具身觀強調(diào)了認知并不是一種純粹的精神活動，它有賴于身體、環(huán)境不間斷的相互生成。這一理論對整個認知科學領(lǐng)域產(chǎn)生了巨大影響，對教育學、心理學、學科教學的發(fā)展起到了促進作用。

1.2?具身認知與初中物理教學

物理是一門探究物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)、相互作用和運動規(guī)律的自然科學，它的知識和研究方法被廣泛地應(yīng)用于其他自然學科，為社會的發(fā)展進步打下了堅實的基礎(chǔ)，這使得物理學科成為學生學習過程中的必修課。在義務(wù)教育階段，物理知識大多是定性分析，而定量研究較少，對于數(shù)學方面的知識運用也比較簡單，學生不需要克服煩瑣的理論推演。處于這個階段的學生剛剛接觸物理，對其有極強的好奇心，但他們的認知和思維發(fā)展并不全面，需要有具體的實物作為支撐。因此，為了使初中生能夠有意義地進行物理學習，重點是要激發(fā)并保持學生的學習興趣。

將具身認知運用于初中物理教學，需要在教學過程中考慮學生個體對身邊環(huán)境的感知程度，除了關(guān)注視覺、聽覺、觸覺、嗅覺等的直接感知，還應(yīng)該注意語言對感受的形容，讓學生通過身體對現(xiàn)實環(huán)境的感知來掌握物理知識。這樣不僅能夠提高學生的學習效率，培養(yǎng)其物理核心素養(yǎng)，也為初中物理教學開辟了新的道路[3]。

2?具身化的初中物理概念教學策略

具身認知的觀點認為認知有具身性，是以周圍環(huán)境和動力學系統(tǒng)為基礎(chǔ)的，而物理的概念教學也應(yīng)當如此。雖然在初中階段學生所接觸到的物理概念大多比較簡單，但仍然具有較高的概括性和抽象性，會對學生的掌握造成困難。因此，用具身認知理論指導初中物理概念教學，應(yīng)當充分利用學生身邊熟悉的材料，創(chuàng)設(shè)有趣的教學情境，讓學生的身體最大限度地參與到物理概念的認知過程中，這樣才能夠充分調(diào)動學生的積極性，激發(fā)學生的想象力和創(chuàng)造能力，使概念學習達到事半功倍的效果。下面將以光的折射概念教學為例，對具身化的概念教學策略進行探尋。

2.1?巧設(shè)具身情境

創(chuàng)設(shè)情境是概念引入至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，精妙的物理情境可以很好地激發(fā)學生的學習興趣，使學生自發(fā)主動地去感知概念。在“光的折射概念”的教學中，教師可以利用自制教具——黑屋子亮了，讓學生親身感知光的折射現(xiàn)象。在密封紙箱的頂部中間位置開一個能剛好放下礦泉水瓶的圓形小孔;在紙箱一面中間偏下的位置開一個方形小窗，通過小窗學生能觀察到箱內(nèi)的明暗變化;并用支架在紙箱左側(cè)固定一個電筒作為光源，調(diào)節(jié)電筒位置，使得當電筒開啟時，光線不能直射入紙箱，這時紙箱內(nèi)部比較暗，如圖1（a）所示。保持電筒的位置不變，將裝滿水的礦泉水瓶放在紙箱頂部的開口處，紙箱內(nèi)部變得亮了起來，如圖1（b）所示。為了讓所有學生都能清楚感受到紙箱內(nèi)亮度變化，特意在紙箱內(nèi)安裝了光敏報警器，如圖1（c）所示，當紙箱光線較暗時報警器不會發(fā)出聲音，當紙箱亮起來時報警器發(fā)出聲響。之后引導學生思考黑屋子為什么會亮起來。

利用自制教具寓教于樂，以現(xiàn)象為基礎(chǔ)設(shè)置懸念，不僅能引起學生的注意，使學生對光的折射現(xiàn)象有一個清楚具體的感知，還能夠讓學生對要學習的內(nèi)容保有較高的興趣，為接下來的學習活動做了良好的鋪墊。

2.2?豐富具身體驗

學生在教室中學習，教師和同學自然也是這個學習環(huán)境中不可或缺的一部分，所以學生在認知的過程中師生的溝通和同學的交流就顯得尤為重要。師生的溝通以教師的講授與提問為主，同學間的討論是將自己所獲取的信息分享交流，這兩方面都能增加學生的具身體驗，從而在環(huán)境的相互作用下獲取更多新的認知。在教授“光的折射概念”的過程中，除了單純的講授外，教師還需要設(shè)置一些有意義的問題，例如：教師可以提問：“我們之前學過了光的傳播，同學們回顧一下光在水中或空氣中是怎樣傳播的？”這個問題能讓學生回顧已有認知，加深對該內(nèi)容的印象;待學生做出回答后，繼續(xù)提出第二個問題：“那如果光從空氣射入水中還會沿直線傳播嗎？”在第一個問題的基礎(chǔ)上提出的第二個問題能夠引發(fā)學生的認知沖突，為接下來的演示實驗埋下伏筆。緊接著，教師分別演示光從空氣射入水中，如圖2（a）所示，光從玻璃射入空氣中，如圖2（b）所示。并在實驗完成后組織學生進行小組討論，得出這兩個實驗現(xiàn)象的相同之處，即：光都是從一種介質(zhì)射入另一種介質(zhì)且光路都發(fā)生了改變。以此結(jié)論為基礎(chǔ)，進一步總結(jié)得出光的折射概念：當光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)中時，光的傳播方向會發(fā)生偏折，在物理學中我們將這種現(xiàn)象稱為光的折射[4]。通過學生交流討論后總結(jié)出的概念更容易使學生接受，相較于學生的單獨思考，同學間的交流更有助于培養(yǎng)學生的合作意識和表達能力，促進學生思維、行為等方面協(xié)調(diào)發(fā)展。

2.3?剖析概念外延

反映某一概念本質(zhì)屬性的對象被稱為概念的外延，而在一般情況下，概念的外延就是指概念的適用范圍，它說明概念反映的是哪些對象[5]。停留于概念本身的教學不利于學生對概念的深化和擴展，因此在教學過程中應(yīng)當讓學生逐步了解概念的外延，使其對概念有全面深刻的認識。在光的折射概念教學中讓學生了解在什么情況下會產(chǎn)生折射現(xiàn)象是很有必要的，教師可以在總結(jié)完折射概念后向?qū)W生提問：“是不是在任何條件下都會發(fā)生光的折射呢？”大多數(shù)學生會基于之前的實驗現(xiàn)象做出否定回答，理由是需要不同介質(zhì)，這時教師繼續(xù)設(shè)問：“是不是只要有兩種不同的介質(zhì)就一定會發(fā)生折射呢？”為了解決這一問題，教師需要演示光垂直入射不同介質(zhì)，如圖3所示，讓學生清楚當光垂直入射時，雖然有兩種不同介質(zhì)，但并不會發(fā)生折射。最后歸納總結(jié)得出并不是在任何條件下光都會發(fā)生折射，只有當光斜射入兩種不同介質(zhì)時才會發(fā)生光的折射。

2.4?引導概念運用

教學的最終目的是學以致用，這也是概念教學的基本要求。通過運用概念，可以檢驗學生掌握概念的情況，及時發(fā)現(xiàn)存在的不足，以便后續(xù)有針對性地強化學生對概念的理解[5]。在引導學生運用概念時，盡可能不要選擇用大量習題機械訓練，應(yīng)當為學生提供多樣且詳盡的物理情境，給予學生分析概念、判斷物理現(xiàn)象以及解決物理問題的機會。在學習光的折射概念后，可以引導學生對“黑屋子亮了”這一現(xiàn)象做出解釋，另外還可以用視頻和圖片讓學生明白海市蜃樓、池水看起來比實際淺、鉛筆彎折等現(xiàn)象都與光的折射有關(guān)，這樣使所學的概念與生活緊密聯(lián)系起來，有利于學生對光的折射概念深入理解。

3?結(jié)語

在實際的概念教學過程中，應(yīng)當針對不同的概念，從不同角度出發(fā)，選擇能夠讓學生親身參與的具身化教學策略進行教學，盡可能地激發(fā)學生的學習積極性，發(fā)揮其獨特個性，這樣不僅有利于學生深入透徹地理解概念，還能提高學生的綜合能力和物理核心素養(yǎng)，為學生的終身發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)。

參考文獻：

[1]葉浩生.具身認知的原理與應(yīng)用[M].北京：商務(wù)印書館，2017：1326.

[2]葉浩生.具身認知：認知心理學的新取向[J].心理科學進展，2010，18（5）：705710.

[3]葉成林.具身認知視野下的初中物理課堂教學策略——以蘇科版8年級物理“力彈力”課堂教學為例[J].物理教師，2018，039（006）：4041.

[4]廖伯琴.《義務(wù)教育教科書（物理）》（八年級全一冊）[M].上海：科學技術(shù)出版社，2018.

[5]閆金鐸，郭玉英.中學物理教學概論[M].北京：高等教育出版社，2009，12：148151.

作者簡介：姚蕊（1994—?），女，云南曲靖人，云南師范大學物理與電子信息學院在讀研究生，主要從事學科教學（物理）研究。

*通訊作者：蔡武德（1966—?），男，云南人，云南師范大學物理與電子信息學院副教授，主要從事課程與教學論研究。