身體思維：優(yōu)化小學科學教學的“做中學”

◎ 江蘇省海安市實驗小學 陳 楊

傳統(tǒng)的科學教學，將人作為“認知”的機器，認為“人的大腦就是一個接受指令、加工算法的程序”?，F(xiàn)代具身認知理論認為，人的身體與人的認知、思維是不可分的，思維是寓于身體之中的。秉持“具身認知”視角，在小學科學教學中，教師要有意識地發(fā)展學生的“身體思維”?！白鲋袑W”的科學教學策略，就是要求學生的科學認知是一種身體整體參與的認知。只有基于身體整體參與的認知，才能有效地引導學生科學學習，真正地提升學生的科學學習能力，發(fā)展學生的科學核心素養(yǎng)。

一、樹立“身體思維”的科學教學觀念

“身體思維”是一種整體性、系統(tǒng)性、結(jié)構(gòu)性的思維觀念。過去，我們往往認為，思維僅僅是大腦的事情，是與人的身體無關(guān)的，“身心”是二元對立的。而現(xiàn)代具身認知理論認為，身體的狀態(tài)、身體的動作、身體的經(jīng)驗等往往決定著人的認知、思維。在小學科學教學中，教師要樹立“身體思維”的“身心一體”科學教學觀念，引導學生“用大腦操作”“用雙手思考”，所謂“以身體之，以心驗之”。樹立“身體思維”的觀念是實施科學學科具身認知教學的前提、條件。作為教師，要認識到“思維”“認知”，總是“身體”的思維、認知。

樹立“身體思維”，要求教師在科學教學中，不僅引導學生的認知參與、思維參與，還要讓學生的多種感官協(xié)同參與學習活動，如引導學生用科學的眼光觀照、用科學的小手操作、用科學的大腦考量。每一個感官，在科學學科學習過程中都發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。通過引導學生多種感官的協(xié)同活動，讓學生的科學學習活動成為一種“做思學共生”“學玩創(chuàng)一體”的學習活動。比如教學“認識磁鐵”（教科版小學科學教材六年級上冊），筆者發(fā)現(xiàn)很多教師就會簡單地向?qū)W生介紹磁鐵的南北極，這樣的一種科學介紹是單薄的。為了深化學生對磁鐵的認知，筆者在教學中，從發(fā)展學生的身體思維的教學理念出發(fā)，引導學生“玩磁鐵”，讓學生在釋放天性的玩中認識磁鐵。首先，筆者給學生提供了多種多樣的磁鐵、鐵錠、鐵屑，學生就會利用相關(guān)的科學實驗素材進行自主性思考、探究。如有學生發(fā)現(xiàn)了“磁鐵”每一個地方的磁性大小不同；有學生發(fā)現(xiàn)了兩個磁鐵有地方相互吸引、有地方相互排斥。這樣的一種“玩磁鐵”的過程，能讓學生獲得關(guān)于磁鐵磁性大小、磁力方向等相關(guān)知識，這些相關(guān)知識是學生調(diào)動身體認知掌握的，因而學生的印象、感受、體驗十分深刻。在教學中，學生在不經(jīng)意間玩磁鐵，會有許多發(fā)現(xiàn)。如有學生不小心將磁鐵掉在地上摔壞了，學生就積極主動地對摔斷的磁鐵進行研究；為了驗證自己的發(fā)現(xiàn)，學生還會設(shè)計實驗，積極主動地調(diào)試、改進實驗。這樣的一種積極主動的嘗試、調(diào)節(jié)、改進的過程，就是學生一步步接近科學知識“心臟部位”、核心地帶的過程。

樹立“身體思維”的科學教學觀念，要求教師在科學教學中要避免“身體遮蔽”“身體遺忘”“身體放逐”等。要鼓勵學生積極主動地操作、聆聽，鼓勵學生大膽地思考、想象。樹立身體思維，要求教師要從傳統(tǒng)的“大腦思維”中解放、超越出來。讓身體思維的內(nèi)涵不斷地豐富、拓展。只有身體思維豐富了、拓展了，才能優(yōu)化、支持學生的科學學習方式，才能彰顯學生的科學學習意義、價值。

二、打造“身體思維”的科學教學機制

學生的“心智、身體、環(huán)境”構(gòu)成了學生科學學習的一個復雜性、復合性的動態(tài)系統(tǒng)。學生的科學學習過程可以看成是“身體—心理—環(huán)境”三位一體的互動過程。從某種意義上說，只有當學生的“身體—心理—環(huán)境”產(chǎn)生一種真正的互動時，有意義的學習才算真正的開始。那種僅僅憑借“大腦記憶”的科學學習，是沒有生命力的學習。在科學教學中，教師不僅要引導學生的“身體思維”，同時還要優(yōu)化學生的“身體思維”。要讓學生的身體、心理、環(huán)境共同參與、相互耦合。作為教師，要優(yōu)化身體思維的科學教學機制，讓學生的科學學習真正發(fā)生、深度發(fā)生、持續(xù)發(fā)生。

優(yōu)化學生身體思維的科學教學機制，要求教師在教學中要尊重學生的身體年齡、發(fā)育特征，要遵循學生的心理特征，充分地賦予學生身體、心理共同參與科學學習活動的機會，給學生打造一個具身性的認知平臺，讓學生在“操作中思維”、在“思維中操作”。同時，要引導學生積極關(guān)注具身認知活動中的科學學科知識本質(zhì)，引導學生的“焦點覺知（即對科學學科知識本質(zhì)的覺知，相對于附帶覺知）”。如在教學“電磁鐵”（教科版小學科學六年級上冊）這一部分內(nèi)容時，筆者引導學生采用“控制變量法”做“對比實驗”。在實驗過程中，學生既動手又動腦，積極主動地投身到“變量”探究過程中。如有學生探究的“電磁鐵磁力大小與什么因素有關(guān)？”有學生探究的是“電磁鐵磁力方向與什么因素有關(guān)？”學生不僅動手操作，而且會積極主動地分析實驗現(xiàn)象，進而能自主得出相關(guān)的科學結(jié)論。在科學具身認知活動中，有時候“眼睛看到的現(xiàn)象”與“頭腦中思維的結(jié)論”之間有著不匹配、不一致的情況。作為教師，筆者鼓勵學生相互對話、研討，從而不斷完善學生的具身認知機制。如在探究“電磁鐵大小與電流強度有關(guān)”這一科學猜想時，有一個小組的學生在實驗過程中發(fā)現(xiàn)了“用三節(jié)電池串聯(lián)反而比用兩節(jié)電池串聯(lián)，吸的大頭針個數(shù)少”。面對這樣的一種實驗真實情況，有學生想到了“篡改”數(shù)據(jù)。為此，筆者在教學中抓住學生的實驗特殊數(shù)據(jù)，引導學生分析、比較，培育學生的實驗思維、邏輯推理能力。如在上述“電磁鐵的磁力與電流強度實驗中”，筆者就鼓勵學生的實驗記錄要尊重實驗過程、結(jié)果等，并引導學生分析特殊的實驗現(xiàn)象。通過分析，學生認識到，如果實驗過程中不小心讓電路短路，就會讓電池快速地放電，從而消耗電池電量等。通過引導學生用思維觀照實驗操作，有效地引導學生突破思維定式。

引導學生“身體思維”，要求教師在科學學習過程中要引導學生尊重事實，講究證據(jù)。在科學教學中，“思維”為學生的高質(zhì)量操作提供了重要的支撐、保障，而“操作”為學生高質(zhì)量科學思維的條件。作為教師，要突破思維是有意識的大腦對身體的超越、控制的觀念，超越思維是與無意識的身體無關(guān)的認知局限。優(yōu)化“身體思維”的科學教學機制，要求思維貫穿、伴隨學生身體活動始終。

三、研究“身體思維”的科學教學策略

在科學教學中，教師要以思導做、以做促思，通過“做”與“思”，讓學生的身體“動姿化”，讓學生的身體活動起來、讓學生的大腦活動起來。在科學教學中，教師要深入研究“身體思維”的科學教學策略。在科學教學中，教師不能偏重身體而忽視思維，也不能注重思維而忽視學生的身體，而應(yīng)當讓學生的身體與思維和諧、交融、統(tǒng)一。為此，教師在科學教學中要注重學生科學認知與實踐的平衡。

研究表明，學生的科學思維往往就是從科學實驗現(xiàn)象中抽離出相關(guān)的科學學科知識本質(zhì)、觀點等，進而形成以某種相對穩(wěn)定的認知秩序、認知心理圖式等。作為教師，要注重設(shè)定一些認知障礙，去激發(fā)學生的認知沖突，進而引導學生積極主動地投身到以身體為根基的具身認知活動中去。身體思維，要求教師要充分開發(fā)學生能動的潛質(zhì)、潛能，最大限度地引導學生的科學學習自我調(diào)節(jié)，讓學生展開有深度的科學學習。要讓學生的身體活動與思維活動同步，形成一種身體、思維同頻共振的學習樣態(tài)。比如教學教科版小學科學教材四年級下冊的“點亮小燈泡”，筆者首先引導學生直觀觀察“發(fā)光的小燈泡”的組成。讓學生認識到，“點亮小燈泡”的條件需要有電源、導線、小燈泡等。在觀察“點亮的小燈泡”、認識了“基本電路構(gòu)造”之后，學生提出系列性問題，諸如小燈泡怎樣發(fā)光的？小燈泡為什么會發(fā)光？怎樣來連接？如何讓電流通過燈絲？，等等。這些問題中有些是電路問題，有些是光電能轉(zhuǎn)換問題，反映了學生的認知狀態(tài)，激發(fā)了學生的認知沖突，讓學生積極主動地投身到“點亮小燈泡”活動之中。在點亮小燈泡的過程中，學生積極地猜想、驗證，主動地嘗試。有幾個小組的學生，一開始都認為只要將導線與電池正負極以及小燈泡連接起來，小燈泡就會亮。但是在實驗操作的過程中，實驗現(xiàn)象否定了學生的猜想。于是，學生會積極地審視自己的實驗操作，會反復地嘗試其他實驗方式，直到將小燈泡點亮。在這個過程中，筆者不是過度地介入，而是積極地跟進，適度地啟發(fā)、引導、點撥。

引導學生的科學具身認知，激發(fā)學生的身體思維，要求教師在科學教學中不能直接將科學結(jié)論告訴學生，而應(yīng)當將科學結(jié)論隱藏起來，引導學生自主探尋科學結(jié)論。只有引導學生充分發(fā)揮多種感官功能的作用，才能讓學生展開深度的科學探究。學生才能在深度的科學探究過程中獲得深刻的學習感受、體驗。

四、優(yōu)化“身體思維”的科學教學樣態(tài)

身體思維是學生科學學習的主要方式。身體思維具有整體性、體驗性、情緒性、探究性等多種特征。在學生的科學學習過程中，身體思維是一種隱性的思維，它是相對于語言、動作等顯現(xiàn)思維而言的。學生的科學學習離不開大腦，更離不開身體，同時還離不開環(huán)境。優(yōu)化學生的身體思維的科學教學樣態(tài)，要求教師不僅要喚醒、激活學生的認知，同時還要致力于發(fā)展學生的科學學習記錄、科學學習交流、科學學習體驗、科學學習建模。換言之，身體思維的優(yōu)化，就是要求教師要引導學生用一種身體整體認知、整體覺悟的方式展開科學學習。優(yōu)化身體思維的科學教學樣態(tài)，是一種“感覺—運動”的全身心學習狀態(tài)。

比如教學“運動與摩擦力”（教科版小學科學教材五年級上冊）這一部分內(nèi)容時，筆者引導學生猜想：摩擦力的大小與什么因素有關(guān)？在學生猜想的基礎(chǔ)上，引導學生自主設(shè)計研發(fā)“對比實驗”，讓學生展開思考：不需要改變的條件是什么？需要改變的條件是什么？實驗過程采用小組合作的方式展開，有學生負責操作，有學生負責觀察，有學生負責記錄，整個實驗過程井然有序。如有的學生探究的是“物體的摩擦力與粗糙程度有關(guān)”，有的學生探究的是“物體的摩擦力與物體重力有關(guān)”。通過科學實驗，學生不僅能更好地理解科學知識，而且還能用科學知識去解釋生活現(xiàn)象。如“車輪的輪胎為什么要做成粗糙狀？”“車子的軸承為什么要增加潤滑油？”“運動員賽跑為什么要穿釘鞋？”等。優(yōu)化學生的身體思維，不僅需要學生認知的參與，更需要學生的身體參與。強調(diào)學生的身體參與，就是要讓學生的身體與環(huán)境互動，就是要讓學生的身體成為學生科學知識建構(gòu)的中介，引導學生的科學知識深度建構(gòu)。

優(yōu)化學生身體思維的科學教學，關(guān)鍵是要注重學生科學認知、思維、思辨與身體學習的同步、協(xié)同、協(xié)調(diào)。作為教師，在科學教學中要突出身體思維，把握學生學習的特征，還要積極打造學生科學學習的身體思維場域，優(yōu)化學生身體思維方式，完善學生身體思維評價，讓學生感受、體驗到科學學習的美妙、美好。