基于具身認(rèn)知視角建構(gòu)生物學(xué)概念

長(zhǎng)期以來(lái)，生物學(xué)概念教學(xué)受傳統(tǒng)教育理念的影響，去情景化背景下以抽象符號(hào)為表征的概念傳遞方式大行其道。在概念教學(xué)實(shí)踐中，教師可以依據(jù)概念層級(jí)類型和學(xué)生實(shí)際學(xué)情，綜合運(yùn)用現(xiàn)有的技術(shù)設(shè)備和活動(dòng)材料，幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)不同的具身學(xué)習(xí)方式。在人教版初中生物七年級(jí)下冊(cè)《神經(jīng)調(diào)節(jié)的基本方式》中，“反射”比較抽象難懂，七年級(jí)學(xué)生容易形成迷思概念。教師有必要通過(guò)創(chuàng)設(shè)情境、設(shè)計(jì)活動(dòng)為學(xué)生提供情境化、參與式的具身學(xué)習(xí)體驗(yàn)，使學(xué)生科學(xué)高效地建構(gòu)概念。本文將以建構(gòu)反射概念為例，闡述具身認(rèn)知理論如何應(yīng)用于生物學(xué)概念教學(xué)。

一、分析概念，明確目標(biāo)

重要概念“反射是神經(jīng)調(diào)節(jié)的基本方式、反射弧是反射的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)”在《義務(wù)教育生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》中，統(tǒng)攝于“人體生理與健康”主題的大概念“人體的結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)，各系統(tǒng)協(xié)調(diào)統(tǒng)一，共同完成復(fù)雜的生命活動(dòng)”，要求教師幫助學(xué)生形成重要概念“人體各系統(tǒng)在神經(jīng)系統(tǒng)和內(nèi)分泌系統(tǒng)的調(diào)節(jié)下，相互聯(lián)系和協(xié)調(diào)，共同完成各項(xiàng)生命活動(dòng)，以適應(yīng)機(jī)體內(nèi)外環(huán)境變化”。反射和反射弧是上下位概念關(guān)系，反射是反射弧的上位概念，處于本節(jié)課的核心地位。

二、分析學(xué)情，精準(zhǔn)定位

通過(guò)對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)組成的學(xué)習(xí)，學(xué)生知道了腦、脊髓以及神經(jīng)的功能，具備一定的前置知識(shí)。由于受語(yǔ)言文化等因素的影響，學(xué)生容易把反射片面地理解成物理學(xué)中光反射，與生物學(xué)中反射的含義有較大差異。學(xué)生基于生活經(jīng)驗(yàn)形成了“刺激——反應(yīng)”的前科學(xué)概念。概念教學(xué)的任務(wù)就是要發(fā)現(xiàn)學(xué)生的前科學(xué)概念，并將其轉(zhuǎn)化為科學(xué)概念。筆者通過(guò)分析學(xué)生前科學(xué)概念精準(zhǔn)定位教學(xué)起點(diǎn)，創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情景并開展實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，幫助學(xué)生在具身學(xué)習(xí)中消除迷思建構(gòu)科學(xué)概念。

三、具身學(xué)習(xí)，建構(gòu)概念

1.實(shí)境具身，引出反射。教師播放蘇炳添在東京奧運(yùn)會(huì)田徑百米預(yù)賽取得9.83秒成績(jī)的視頻。教師提問(wèn)，“是什么引發(fā)蘇炳添做出迅速起跑的反應(yīng)？”學(xué)生回答，“蘇炳添聽到了發(fā)令槍聲才做出起跑反應(yīng)的”。蘇炳添在東京奧運(yùn)會(huì)上突破自己，創(chuàng)造黃種人在奧運(yùn)會(huì)上的最好成績(jī)，他的事跡可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情和興趣。教師能否引發(fā)學(xué)生的具身效應(yīng)，學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中能否產(chǎn)生具身體驗(yàn)，都取決于教學(xué)情境的生動(dòng)性和逼真性，情境越生動(dòng)、越逼真就越能引發(fā)個(gè)體的身體體驗(yàn)。通過(guò)創(chuàng)設(shè)“生活事件”情境為學(xué)生提供以化身的方式融入現(xiàn)實(shí)的機(jī)會(huì)，學(xué)生比較容易快速回憶“刺激——反應(yīng)”前科學(xué)概念。

2.實(shí)感具身，體驗(yàn)反射。全體學(xué)生每?jī)扇艘唤M發(fā)放一個(gè)橡皮錘。教師現(xiàn)場(chǎng)演示膝跳反射過(guò)程，講解叩擊的部位和動(dòng)作要領(lǐng)，然后組織學(xué)生互換角色參與膝跳反射具身體驗(yàn)，討論如何描述膝跳反射的過(guò)程，并讓一名學(xué)生統(tǒng)計(jì)“不由自主”地膝跳現(xiàn)象。教師提問(wèn)：“根據(jù)你的親身體驗(yàn)，能說(shuō)出反射過(guò)程中受到什么刺激，小腿如何反應(yīng)？”學(xué)生描述：“膝蓋下方韌帶受到叩擊時(shí)，小腿會(huì)不自覺(jué)地前伸?！苯處熯^(guò)渡：這位同學(xué)細(xì)心觀察，用心體會(huì)，才能描述準(zhǔn)確。膝蓋下面韌帶受到的叩擊是“接受刺激”，小腿前伸是“發(fā)生反應(yīng)”。 請(qǐng)一名學(xué)生上講臺(tái)配合做實(shí)驗(yàn)，教師趁其不注意，用手指在一名學(xué)生的眼前突然晃動(dòng)，他迅速躲避并眨眼。教師提問(wèn)：“這個(gè)反射與膝跳反射有什么共同點(diǎn)？”學(xué)生總結(jié)：“這個(gè)反射與膝跳反射都是接受刺激，發(fā)生反應(yīng)?！苯處熗ㄟ^(guò)膝跳、眨眼反射實(shí)驗(yàn)活動(dòng)為學(xué)生創(chuàng)造具身體驗(yàn)機(jī)會(huì)，身體自然地與真實(shí)學(xué)習(xí)環(huán)境發(fā)生互動(dòng)，多種感官獲得體驗(yàn)，為科學(xué)完整地生成概念作鋪墊。

3.身心協(xié)調(diào)，生成反射。教師展示兩盆含羞草讓學(xué)生觸碰葉片。觸碰后的含羞草開始慢慢地合攏葉片。教師提問(wèn)：“含羞草的反應(yīng)是不是反射？”學(xué)生甲：“它們能接受刺激，發(fā)生反應(yīng)，因此屬于反射。”學(xué)生乙：“含羞草是植物，沒(méi)有反射?！苯處熢俨シ拧安萋南x趨利避害”視頻。教師提問(wèn)：“草履蟲的反應(yīng)是不是反射？”學(xué)生陷入迷思。教師解釋：“以上兩個(gè)例子都是簡(jiǎn)單的‘刺激——反應(yīng)’，無(wú)法完成反射活動(dòng)?！苯處煵シ畔ヌ瓷淠M動(dòng)畫。學(xué)生看到膝蓋下方韌帶受到敲擊后，“信號(hào)”沿著神經(jīng)傳遞到神經(jīng)中樞，再沿神經(jīng)傳遞到肌肉，產(chǎn)生了“不由自主”地膝跳。學(xué)生恍然大悟：“膝跳反射還需要神經(jīng)系統(tǒng)參與?！苯處熣故疽匀鄬W(xué)生為調(diào)查總體的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，絕大部分小組觀察到膝跳現(xiàn)象，說(shuō)明這種膝跳現(xiàn)象具有普遍規(guī)律性。師生共同總結(jié)：反射“有神經(jīng)系統(tǒng)參與”并且是“有規(guī)律”的。一起補(bǔ)充完善反射概念圖形成板書（如圖2）。學(xué)生通過(guò)觸摸“含羞草”和觀看“草履蟲”視頻，在“實(shí)感”和“實(shí)境”中體驗(yàn)兩個(gè)反面例子，制造身體與心理認(rèn)知（學(xué)生原有的前科學(xué)概念）沖突，引發(fā)深層次思考。具象化的膝蓋反射動(dòng)畫糾正了“反射就是接受刺激，發(fā)生反應(yīng)”前科學(xué)概念，全班實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)印證了反射的規(guī)律性，學(xué)生完整地生成科學(xué)概念。

4.離線具身，辨析反射。教師語(yǔ)言描述并列表呈現(xiàn)反射活動(dòng)（如下表）。讓學(xué)生討論這些反射有什么區(qū)別。在辨析理解的基礎(chǔ)上認(rèn)同簡(jiǎn)單反射是形成復(fù)雜反射的基礎(chǔ)。通過(guò)老師語(yǔ)言描述生活中關(guān)于反射的實(shí)例，喚起學(xué)生對(duì)反射的感同身受，引發(fā)學(xué)生產(chǎn)生離線具身效應(yīng)，學(xué)生通過(guò)心理模擬進(jìn)行概念加工形成科學(xué)概念。通過(guò)列表直觀呈現(xiàn)簡(jiǎn)單（低級(jí)）反射和復(fù)雜（高級(jí)）反射的異同，指導(dǎo)學(xué)生辨析反射類型，幫助學(xué)生準(zhǔn)確地理解概念外延。

四、結(jié)語(yǔ)

本文以反射概念教學(xué)為例，基于具身認(rèn)知理論視角僅對(duì)“反射”概念生成過(guò)程進(jìn)行敘述與分析。筆者采用多種具身學(xué)習(xí)方式，以具身體驗(yàn)為主使學(xué)生在具身情境中生成概念，通過(guò)正反例證讓學(xué)生推理分析并修正原有經(jīng)驗(yàn)，從認(rèn)知沖突到身心協(xié)調(diào)，使學(xué)生有意義地建構(gòu)概念，使概念教學(xué)有效又有趣。為了給學(xué)生創(chuàng)造更多“感同身受”的機(jī)會(huì)，建構(gòu)生物學(xué)概念還需從活動(dòng)設(shè)計(jì)和材料選擇方面提供具身保障。隨著虛擬交互技術(shù)的不斷應(yīng)用于教育教學(xué)，將給學(xué)生帶來(lái)更多更好的具身學(xué)習(xí)體驗(yàn)。

責(zé)任編輯 徐國(guó)堅(jiān)