具身教育的理論框架及其應(yīng)用

王锃 張紅 李仟琪 岳曉東

摘? ?要：具身教育是研究在具身認(rèn)知理論下，考察感覺、知覺、運(yùn)動(dòng)等身體經(jīng)驗(yàn)和環(huán)境等，對(duì)于教育教學(xué)的影響及其規(guī)律的一門科學(xué)。具身認(rèn)知理論最前沿的研究成果已經(jīng)開始應(yīng)用于語言、數(shù)學(xué)、物理、音樂、體育、思想教育等的教育教學(xué)，以及學(xué)前教育、基礎(chǔ)教育、高等教育等各個(gè)領(lǐng)域。其重要的發(fā)現(xiàn)是，概念形成源于感知覺經(jīng)驗(yàn)，感知覺、運(yùn)動(dòng)、身體體驗(yàn)、情境等能夠影響和促進(jìn)學(xué)習(xí)活動(dòng)。具身教育基于認(rèn)知規(guī)律探索教育的本質(zhì)，將改變我們對(duì)于學(xué)習(xí)的本質(zhì)的認(rèn)識(shí)，在教與學(xué)領(lǐng)域產(chǎn)生一場深刻變革。本研究主要敘述具身教育在語言、數(shù)學(xué)、德育、具身學(xué)習(xí)等的研究進(jìn)展與應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：具身教育；具身學(xué)習(xí)；具身認(rèn)知；教育神經(jīng)科學(xué)

中圖分類號(hào)：G441? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? 文章編號(hào)：1009-010X（2023）12-0038-05

一、具身教育的內(nèi)涵

具身教育是一個(gè)新興的研究領(lǐng)域。具身教育是研究在具身認(rèn)知理論下，考察感覺、知覺、運(yùn)動(dòng)等身體經(jīng)驗(yàn)和環(huán)境等，對(duì)于教育教學(xué)的影響及其規(guī)律的一門科學(xué)。

（一）具身認(rèn)知理論的研究進(jìn)展

具身認(rèn)知理論是認(rèn)知科學(xué)領(lǐng)域的研究前沿，被稱為第二代認(rèn)知科學(xué)。具身認(rèn)知理論誕生于20世紀(jì)90年代末，其影響正在波及包括教育科學(xué)領(lǐng)域在內(nèi)的各個(gè)學(xué)科領(lǐng)域。1995年以來，具身認(rèn)知理論正式創(chuàng)立。多篇標(biāo)志性研究推動(dòng)其成為新興的研究熱點(diǎn)。1996年，鏡像神經(jīng)元系統(tǒng)的發(fā)現(xiàn)，為具身認(rèn)知理論提供了生理學(xué)證據(jù)，也為高級(jí)認(rèn)知源于感覺運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)提供了生理學(xué)依據(jù)。

具身認(rèn)知理論主張，身體是思維和認(rèn)知的重要基礎(chǔ)，感知覺（溫度知覺、空間知覺、觸覺等）、動(dòng)作經(jīng)驗(yàn)等在人類認(rèn)知中起著不可替代的核心作用（Gibbs，2006；Barsalou，2008）。此概念形成根植于普遍的軀體經(jīng)驗(yàn)，包括感知覺（溫度知覺、空間知覺、觸覺等）、動(dòng)作經(jīng)驗(yàn)等（Gibbs， 2006）。因此，身體的感覺、知覺、運(yùn)動(dòng)經(jīng)驗(yàn)，在我們的概念系統(tǒng)形成過程中占據(jù)著不可替代的中心地位。

1999年以來，具身認(rèn)知理論得到了一系列實(shí)證研究的支持。研究發(fā)現(xiàn)，溫度知覺、空間知覺、觸覺、重量知覺等感知覺經(jīng)驗(yàn)和運(yùn)動(dòng)等，在微妙地影響著人的情緒、態(tài)度、決策、思維、記憶以及道德等高級(jí)認(rèn)知活動(dòng)（Williams ＆Bargh，2008; Zhong ＆Liljenquist， 2006; Jostmann et al，2009）。張積家等（2013）論述了馬克思、恩格斯的具身認(rèn)知思想及其價(jià)值。這些正在改變我們對(duì)教育科學(xué)的本質(zhì)的認(rèn)識(shí)，也為具身教育學(xué)的出現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)。

（二）具身教育的研究進(jìn)展

當(dāng)前，具身認(rèn)知的研究出現(xiàn)了由實(shí)證轉(zhuǎn)向應(yīng)用的趨勢(shì)。2010年以來，教育的具身認(rèn)知觀出現(xiàn)（葉浩生，2015；王锃，張盼，岳曉東，2022），具身認(rèn)知理論的影響已經(jīng)波及了教育科學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域。具身認(rèn)知理論最前沿的研究成果已經(jīng)開始應(yīng)用于語言、數(shù)學(xué)、物理、音樂、體育、思想教育等的教育教學(xué)，以及學(xué)前教育、基礎(chǔ)教育、高等教育等各個(gè)領(lǐng)域。其重要的發(fā)現(xiàn)是，概念形成源于感知覺經(jīng)驗(yàn)，感知覺、運(yùn)動(dòng)、身體體驗(yàn)、情境等能夠影響和促進(jìn)學(xué)習(xí)活動(dòng)。

（三）具身教育的學(xué)術(shù)價(jià)值和應(yīng)用價(jià)值

在學(xué)術(shù)價(jià)值方面，探索具身教育的規(guī)律、機(jī)制和原理等理論問題，初步構(gòu)建具身教育的理論框架，有助于進(jìn)一步深化對(duì)教育本質(zhì)和學(xué)習(xí)本質(zhì)的認(rèn)識(shí)。

在應(yīng)用價(jià)值方面，具身教育變革了離身教育方式方法中灌輸式、填鴨式、說教式的弊端，基于個(gè)體、群體的心智發(fā)展規(guī)律和認(rèn)知規(guī)律，探索教育和學(xué)習(xí)的本質(zhì)及規(guī)律，有重要的實(shí)踐價(jià)值和應(yīng)用價(jià)值。

（四）具身教育的應(yīng)用前景

具身教育將有可能引發(fā)教育科學(xué)領(lǐng)域的一場變革，改變大眾對(duì)教與學(xué)的本質(zhì)的認(rèn)識(shí)，對(duì)教師的教學(xué)方式、學(xué)生的學(xué)習(xí)方式、課堂的組織形式、家長的家庭教育觀念等帶來變化和積極地影響。

二、具身語言教育的研究與應(yīng)用

概念分為兩種，具體概念和抽象概念。具體概念是具有感覺、知覺、動(dòng)作等屬性的，即具有視覺、聽覺、嗅覺、味覺、觸覺、方位空間知覺、運(yùn)動(dòng)、動(dòng)作等屬性。而抽象概念是不具有感覺、知覺、動(dòng)作等屬性的。知覺符號(hào)系統(tǒng)理論解釋了人類是如何理解和獲得概念的。知覺符號(hào)系統(tǒng)理論主張，概念是基于感覺運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)而建立起來的。

（一）人類對(duì)于具體概念的認(rèn)知方式

行為實(shí)驗(yàn)研究和認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)的實(shí)驗(yàn)研究均發(fā)現(xiàn)，大腦皮層的感覺運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)參與了具體概念的認(rèn)知。人類對(duì)于具體概念的認(rèn)知，是通過具體的感覺、知覺、動(dòng)作經(jīng)驗(yàn)的心理模擬來獲得理解的。

行為實(shí)驗(yàn)的研究表明，以視覺的形式給參與實(shí)驗(yàn)的志愿者呈現(xiàn)動(dòng)詞詞語，當(dāng)動(dòng)詞與志愿者做出的動(dòng)作一致時(shí)，志愿者做出正確反應(yīng)的時(shí)間更短。這種心理現(xiàn)象被稱之為動(dòng)作執(zhí)行與動(dòng)詞的一致性效應(yīng)。除了詞語之外，研究者也發(fā)現(xiàn)了動(dòng)作執(zhí)行與句子的一致性效應(yīng)。

同樣，認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)的實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，概念表征的認(rèn)知過程中，有大腦皮層當(dāng)中的感覺運(yùn)動(dòng)腦區(qū)的參與。認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)的研究表明，在理解動(dòng)作有關(guān)的詞語和句子時(shí)，大腦皮層中與相應(yīng)的動(dòng)作相關(guān)的感覺運(yùn)動(dòng)皮層會(huì)激活。當(dāng)理解“抓握”這一概念時(shí)，就激活了大腦皮層中與手部運(yùn)動(dòng)相關(guān)的感覺運(yùn)動(dòng)腦區(qū)。當(dāng)理解“踢”這一概念時(shí)，大腦皮層中負(fù)責(zé)腿部運(yùn)動(dòng)的感覺運(yùn)動(dòng)腦區(qū)就會(huì)激活。這一現(xiàn)象稱為語義理解的具身效應(yīng)。

Hauk等（2004）采用大腦功能性磁共振成像技術(shù)，考察被試者在理解手部和腳部動(dòng)詞時(shí)，大腦皮層的功能性神經(jīng)活動(dòng)，并與實(shí)際的手部、腳部動(dòng)作時(shí)的大腦皮層活動(dòng)進(jìn)行了對(duì)比，實(shí)驗(yàn)證實(shí)了理解手部和腳部語義過程中的大腦皮層的神經(jīng)活動(dòng)，與感覺運(yùn)動(dòng)腦區(qū)的重合性。Tettamanti（2005）的功能性磁共振腦成像研究，也發(fā)現(xiàn)了在理解口部、手部和腳部動(dòng)作的語句時(shí)，大腦皮層中感覺運(yùn)動(dòng)腦區(qū)的特異性激活。這表明，大腦皮層中的感覺運(yùn)動(dòng)腦區(qū)參與了語義理解的過程。

Eskenazi等（2009）以大腦中央前回、中央后回?fù)p傷的腦損傷病人的實(shí)驗(yàn)研究也發(fā)現(xiàn)，腦損傷病人出現(xiàn)了動(dòng)作模擬的困難。其中，大腦皮層中手部運(yùn)動(dòng)腦區(qū)損傷的病人，在模擬手部動(dòng)作時(shí)變得更加遲緩。大腦皮層中腳部運(yùn)動(dòng)腦區(qū)損傷的病人，在模擬腳部動(dòng)作時(shí)，變得更加遲緩。

這些研究表明，大腦皮層中的感覺運(yùn)動(dòng)腦區(qū)，參與了語義理解的認(rèn)知過程，而心理模擬是概念或語義理解的方式。

（二）人類對(duì)于抽象概念的認(rèn)知方式

與具體的概念不同，抽象概念無法直接通過具體的感覺、知覺、動(dòng)作經(jīng)驗(yàn)來獲得理解。Barsalou（2003）指出，人類在長期的感覺運(yùn)動(dòng)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過隱喻、動(dòng)作模擬等形式，實(shí)現(xiàn)對(duì)抽象概念的認(rèn)知和理解。

研究發(fā)現(xiàn)，手勢(shì)和語言系統(tǒng)存在相互作用和關(guān)聯(lián)。嬰兒在向成人表達(dá)自己的需要時(shí)，經(jīng)常會(huì)使用手勢(shì)。幼兒在學(xué)習(xí)語言時(shí)，以及人們?cè)趯W(xué)習(xí)一門外語時(shí)也經(jīng)常會(huì)使用手勢(shì)，以此幫助自己更好地理解或者表達(dá)。

為什么手勢(shì)會(huì)與語言有這樣天然的生理聯(lián)系呢？一方面，手勢(shì)和語言系統(tǒng)具有共享的認(rèn)知神經(jīng)機(jī)制的生理基礎(chǔ)。另一方面，在語言的起源上，包括手勢(shì)在內(nèi)的動(dòng)作系統(tǒng)，參與了語言的產(chǎn)生。手和手臂，作為身體的一部分，所形成的身體經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)知過程的方式和步驟，是基于身體的物理屬性（葉浩生，2010）。

研究發(fā)現(xiàn)，手勢(shì)能夠促進(jìn)語言的習(xí)得和聽眾對(duì)于演講者語言的理解。Macedonia等（2011）研究發(fā)現(xiàn)，有意義的手勢(shì)比無意義的手勢(shì)能夠更好的促進(jìn)詞匯的學(xué)習(xí)。對(duì)于聽眾而言，演講者有意義的手勢(shì)能夠促進(jìn)聽眾對(duì)于詞匯的理解（Hupp ＆ Gingras，2016）。

魯忠義教授等（2007）指出，語言根植于知覺和運(yùn)動(dòng)，語言理解，實(shí)質(zhì)上是語言情境的心理模擬。這種模擬，是基于身體、情緒和社會(huì)經(jīng)驗(yàn)的（魯忠義等，2007）。

三、具身數(shù)學(xué)教育的研究與應(yīng)用

數(shù)學(xué)認(rèn)知是具身的，這種具身是基于感知和動(dòng)作的，并且是植根于物理環(huán)境的。數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中，身體（包括手勢(shì)、動(dòng)作等）發(fā)揮著重要的作用。眾多的實(shí)證證據(jù)表明，包括數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)在內(nèi)，具身認(rèn)知是這些知識(shí)學(xué)習(xí)和理解過程中不可或缺的理解策略和學(xué)習(xí)策略。身體，包括手勢(shì)和動(dòng)作等，是理解和學(xué)習(xí)知識(shí)的重要工具。

早在20年前，認(rèn)知科學(xué)家就開始關(guān)注教師的手勢(shì)對(duì)于數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的影響。在一項(xiàng)影響深遠(yuǎn)的研究中，Goldin-Meadow等研究了教師在講授數(shù)學(xué)方程中伴隨的手勢(shì)，對(duì)于學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的作用。教師被要求通過語言講授解題策略，同時(shí)，做出與語言匹配或者不匹配的手勢(shì)。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)教師的手勢(shì)與講授的信息匹配時(shí)，兒童對(duì)講授的數(shù)學(xué)知識(shí)的理解更好。即在教學(xué)中，由于教師手勢(shì)動(dòng)作的加入，促進(jìn)了溝通，數(shù)學(xué)概念的教學(xué)效果更好。

Alibali和Nathan（2012）研究分析了教師對(duì)學(xué)生在教學(xué)中解釋數(shù)學(xué)思路和數(shù)學(xué)概念時(shí)的手勢(shì)。研究發(fā)現(xiàn)，表征性手勢(shì)體現(xiàn)了對(duì)行為和感知的心理模擬，指向性手勢(shì)體現(xiàn)了認(rèn)知在物理環(huán)境中的基礎(chǔ)，隱喻性手勢(shì)體現(xiàn)了基于身體的概念隱喻。

Cook等（2016）考察了手勢(shì)在數(shù)學(xué)教學(xué)中的作用（Cook等，2016）。研究對(duì)象是65名平均年齡為9歲的兒童。該研究假設(shè)手勢(shì)能夠易化對(duì)學(xué)習(xí)材料的理解，能夠促進(jìn)兒童在解決數(shù)學(xué)方程式問題中的遷移。研究證實(shí)，有手勢(shì)的教學(xué)組，兒童的學(xué)習(xí)情況好于無手勢(shì)的教學(xué)組。

在Crollen和No? l（2015）的研究中，5到9歲的兒童參加一位數(shù)和兩位數(shù)的數(shù)數(shù)任務(wù)和加法。在完成以上任務(wù)的過程中，參加實(shí)驗(yàn)的兒童分為三組，其中一組被限制手部動(dòng)作，一組被限制腿部動(dòng)作，另外一組不受動(dòng)作限制。實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，限制手部動(dòng)作的兒童，比被限制腿部動(dòng)作的兒童，完成數(shù)學(xué)任務(wù)的效果受到更多影響。這表明，在我們的手指和數(shù)學(xué)運(yùn)算之間有一種連接，數(shù)學(xué)運(yùn)算與手指有關(guān)。

在認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)的腦成像實(shí)驗(yàn)中，Tschentscher（2012）給被試者視覺形式呈現(xiàn)1到9的數(shù)字，功能性腦成像設(shè)備捕捉到了被試?yán)值膶?duì)側(cè)大腦皮層中運(yùn)動(dòng)皮層腦區(qū)的血流動(dòng)力學(xué)活動(dòng)。即大腦運(yùn)動(dòng)皮層參與了數(shù)學(xué)認(rèn)知，證實(shí)了數(shù)學(xué)知識(shí)的具身性。人們?cè)跀?shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程中運(yùn)用手指，并且將數(shù)學(xué)認(rèn)知運(yùn)算與計(jì)數(shù)時(shí)的手指運(yùn)動(dòng)聯(lián)系起來。

四、具身德育的研究與應(yīng)用

具身道德的主要觀點(diǎn)是，道德的形成與發(fā)展是根植于身體及其環(huán)境的。身體的解剖學(xué)結(jié)構(gòu)、知覺經(jīng)驗(yàn)、身體與環(huán)境的嵌入，對(duì)道德心理與行為起著決定性作用。也就是說，身體、知覺經(jīng)驗(yàn)、以及身體與環(huán)境的互動(dòng)，塑造了道德。研究發(fā)現(xiàn)，身體的感知覺經(jīng)驗(yàn)、運(yùn)動(dòng)經(jīng)驗(yàn)或身體狀態(tài)的模擬或體驗(yàn)，會(huì)對(duì)個(gè)體的認(rèn)知、社會(huì)知覺、態(tài)度和情緒等發(fā)生作用。

梅洛·龐蒂指出，道德是發(fā)端于身體之中的。Looy（2004）認(rèn)為，道德是具身性的。Wilson（2009）主張，道德與身體具有重要關(guān)聯(lián)。在具身認(rèn)知的思潮下，國內(nèi)外學(xué)者開展了一系列道德具身性的理論研究和實(shí)證研究。閻書昌（2011）對(duì)具身道德進(jìn)行了綜述，指出“身體經(jīng)驗(yàn)同道德認(rèn)知與判斷等心理過程相互嵌入和相互影響”。王锃和魯忠義（2013）通過實(shí)驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)在中國文化下，道德是上，不道德是下，并且率先發(fā)現(xiàn)和報(bào)告了道德概念空間隱喻的“認(rèn)知偏移效應(yīng)”。2016年，“具身德育”一詞由孟萬金教授和官群教授提出，并成為相關(guān)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

具身德育是基于具身認(rèn)知的道德教育。認(rèn)知是基于身體及其活動(dòng)方式塑造出來的，身體的生理學(xué)結(jié)構(gòu)、活動(dòng)方式、以及身體的感覺和運(yùn)動(dòng)體驗(yàn)，影響和決定了我們?nèi)绾握J(rèn)識(shí)和看待世界。Bobro（1999）認(rèn)為具身化是創(chuàng)造道德秩序的條件。這為具身德育在學(xué)生思想政治教育中的應(yīng)用，提供了重要的啟示，并為提高學(xué)生思想政治教育工作的針對(duì)性、時(shí)效性、吸引力和感染力帶來重要的啟示，王锃、石樂、李同法（2018）介紹了具身德育在學(xué)校思想道德教育中的應(yīng)用。

五、具身學(xué)習(xí)的研究與應(yīng)用

Anderson（2003）指出身體及環(huán)境在認(rèn)知過程中的重要作用。Shapiro（2019）指出，在認(rèn)知過程中，身體起著樞軸作用。Sian Beilock（2016）指出，身體可以影響認(rèn)知、思維、記憶力、創(chuàng)造力、情緒和決策。

實(shí)證研究表明，學(xué)習(xí)是根植于身體的。即便是抽象概念的學(xué)習(xí)，也是基于身體經(jīng)驗(yàn)的，高級(jí)復(fù)雜的認(rèn)知活動(dòng)和學(xué)習(xí)也是具身性的。劍橋大學(xué)出版社于2014年出版的《劍橋?qū)W習(xí)科學(xué)手冊(cè)（第二版）》，通過“具身和具身教育設(shè)計(jì)”“有形的、全身的學(xué)習(xí)接口”等兩個(gè)章節(jié)，介紹了具身教育設(shè)計(jì)的原則、策略和案例。具身學(xué)習(xí)為學(xué)習(xí)者提供了更多體驗(yàn)式、沉浸式、參與式的學(xué)習(xí)經(jīng)歷和學(xué)習(xí)體驗(yàn)，主張以開放性的學(xué)習(xí)環(huán)境，沉浸式的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，互動(dòng)式的學(xué)習(xí)過程，來達(dá)成學(xué)習(xí)目標(biāo)。

具身教育，正在成為世界各國基礎(chǔ)教育課堂變革的新的突破口。越來越多的研究機(jī)構(gòu)和學(xué)校，正在積極探索通過具身教育設(shè)計(jì)，重塑新的課堂形態(tài)。國內(nèi)外有多個(gè)具身認(rèn)知實(shí)驗(yàn)室開展具身教育的應(yīng)用研究與實(shí)踐探索。

美國亞利桑那州立大學(xué)的SMAL Lab（Situated Multimedia Arts Learning Lab）研究團(tuán)隊(duì)（2015）建立了多媒體情境學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)室，創(chuàng)建了融合了視覺、聽覺和動(dòng)覺能實(shí)時(shí)交互的具身學(xué)習(xí)平臺(tái)，提供高沉浸性、高體驗(yàn)性的人機(jī)互動(dòng)，以提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。威斯康星大學(xué)麥迪遜分校的Berland等（2015）開展了“具身化”的學(xué)習(xí)項(xiàng)目。iGeneration項(xiàng)目的研究集中于智能終端設(shè)備交互的教育應(yīng)用，幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)多感官通道的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。加州大學(xué)伯克利分校的Abrahamson教授，創(chuàng)立了具身設(shè)計(jì)研究實(shí)驗(yàn)室（Embodied Design Research Laboratory），開展了中小學(xué)數(shù)學(xué)的具身教育實(shí)驗(yàn)。

在中國，重慶大學(xué)劉禮教授的實(shí)驗(yàn)室開展了基于生理特征感知的具身學(xué)習(xí)認(rèn)知負(fù)荷智能測(cè)評(píng)研究。中國教育科學(xué)研究院孟萬金教授開展了中小學(xué)具身德育的區(qū)域性推廣實(shí)驗(yàn)研究。河北醫(yī)科大學(xué)王锃副研究員開展了具身教育、具身德育和具身學(xué)習(xí)在基礎(chǔ)教育領(lǐng)域的研究與實(shí)踐推廣。

六、總結(jié)

具身教育基于認(rèn)知科學(xué)規(guī)律、心智發(fā)展規(guī)律和人類的身心發(fā)展規(guī)律，探索教育的本質(zhì)，摒棄了離身教育的弊端，注重感知覺、運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)對(duì)于心智發(fā)展的影響，遵循由具體經(jīng)驗(yàn)到抽象概念的自下而上的知識(shí)與技能，過程與方法，情感、態(tài)度與價(jià)值觀的生成過程，將可能引發(fā)教育科學(xué)的一場變革，對(duì)教育科學(xué)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。然而，對(duì)于具身教育認(rèn)知機(jī)制的認(rèn)識(shí)尚有待加強(qiáng)，對(duì)于具身教育的應(yīng)用也有待于進(jìn)一步深化。

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