具身認知下小學數(shù)學“圖形與幾何”教學分析

“圖形與幾何\"知識相對復雜、抽象，小學生正處于形象思維到抽象思維的過渡階段，很難深入理解圖形與幾何的內(nèi)在邏輯.具身認知強調(diào)身體、環(huán)境在認知過程中的作用，有效解決當下圖形與幾何教學中存在的離身化問題.[1]對此，將具身認知理念引入數(shù)學課堂，簡要分析具身認知理念對“圖形與幾何”教學的支持作用，并積極探索教學策略，可以在教學中發(fā)揮其重要作用.

1具身認知下小學數(shù)學“圖形與幾何”教學可行性

觀察發(fā)現(xiàn)，圖形與幾何教學存在明顯的離身化問題，具體表現(xiàn)在以下兩個方面： ① 過度依賴視覺觀察與符號記憶； ② 忽視身體經(jīng)驗對空間觀念建構(gòu)的基礎作用.以上問題嚴重弱化了學生的學習效果.具身認知理念強調(diào)身體、環(huán)境、認知的交互作用，其與圖形與幾何教學有較高的適配性.其一，圖形與幾何的本質(zhì)特征是空間概念的具象化，需要學習者協(xié)調(diào)身體動作，參與概念理解；其二，兒童空間思維發(fā)展過程遵循\"動作一表象一符號\"的進階規(guī)律；其三，幾何問題的解決依賴身體與環(huán)境之間的相互作用.由此可以發(fā)現(xiàn)，具身認知下小學數(shù)學“圖形與幾何”教學具有可行性.

2具身認知下小學數(shù)學“圖形與幾何”教學策略

2.1理念重構(gòu)：構(gòu)建身心物共生的教學理念

具身認知的核心觀念是“身體是認知載體”教師將身體動作、環(huán)境要素和數(shù)學概念整合起來，重塑身心物協(xié)同共生的教學理念，以此突破“身體是學習干擾”的認知誤區(qū).

以北師大版《義務教育教科書數(shù)學三年級下冊》中\(zhòng)"軸對稱和平移\"教學為例，教師從目標設定、認知邏輯角度入手，升級教學理念.目標設定層面，教師構(gòu)建以下具身化目標體系： ① 身體經(jīng)驗層.通過觸覺感知、動作模擬積累具身經(jīng)驗. ② 表象操作層.借助鏡像實驗、折紙活動形成心理表象. ③ 符號抽象層.歸納軸對稱圖形特征，建立“對稱軸兩側(cè)對應點到軸距離相等\"的數(shù)學表達.實踐表明，學生在活動的過程中空間想象達標率提升 27% ，非常規(guī)問題解決能力顯著增強.

2.2環(huán)境重構(gòu)：打造具身化沉浸式學習場域

小學生認知水平有限，對客觀環(huán)境的依賴性較大.教師結(jié)合具身認知理念，打造動態(tài)化、具象化、可感知的物理空間，設計具身化教學路線.學生突破靜態(tài)學習的限制，在沉浸式學習場域中探究知識，使學生通過更為直觀的方式感知知識，為其空間觀念、思維想象的發(fā)展奠定良好的基礎.[2]

以北師大版《義務教育教科書數(shù)學五年級上冊》中\(zhòng)"多邊形的面積\"教學為例，教師重構(gòu)物理空間，促使學生動起來，完成具身協(xié)作.詳細來說，教師配置學習工具，如可拼接的磁性多邊形板、透明方格膜、可變形軟尺等，以此做好剪切、拼接、測量等實體操作的準備.同時，教師引入數(shù)字化教學手段，部署GeoGebra動態(tài)軟件、AR面積測量APP，實現(xiàn)虛擬與現(xiàn)實的空間映射.在此基礎上，教師創(chuàng)設生活化情境，如鋪設地板的房間模型、不規(guī)則農(nóng)田沙盤等，連接數(shù)學與真實問題.布置教室環(huán)境后，教師將學生劃分為不同的學習小組.小組內(nèi)部自選組長，組長帶領組員一起完成探究任務.通過環(huán)境重構(gòu)，學生身體移動感知“高”的空間意義，創(chuàng)新提出組合多邊形的方案，提高真實問題的解決能力.

2.3資源重構(gòu)：開發(fā)生活化和梯度化課程資源

具身認知需要教師協(xié)調(diào)環(huán)境要素，為學生提供豐富多樣的探究內(nèi)容.教師適當開發(fā)課程資源，幫助學生跳脫具身體驗，發(fā)展空間想象思維.對于課程資源的開發(fā)，教師應從兩方面入手：一方面，整理生活化資源，如包裝盒、球等生活實物；七巧板等結(jié)構(gòu)化教學工具；校園花壇測量等實踐項目.另一方面，遵循梯度化原則，即基于小學生的認知發(fā)展水平，循序漸進呈現(xiàn)資源.

以北師大版《義務教育教科書數(shù)學五年級下冊》中“長方體（一）\"教學為例，教師梳理教學內(nèi)容，建立具身化資源表（見表1）.

教師結(jié)合表1優(yōu)化學生的探究內(nèi)容.例如，在“長方體尋寶\"活動中，學生分組收集教室中的長方體物品，用觸覺盲辨描述棱、面數(shù)量，激活身體經(jīng)驗；在“變形大師\"活動中，學生使用可拆解框架模型，通過拉伸頂點將長方體變?yōu)樘厥忾L方體，觀察棱長變化規(guī)律，理解“長、寬、高\"的核心要素.

通過重構(gòu)資源，學生概念理解能力、數(shù)學建模能力得到提高，空間思維得到提升.特別是在“校園快遞站優(yōu)化”項目中，學生提出“分類匹配包裝盒”策略，很大程度上降低了包裝材料浪費率.這充分展現(xiàn)出具身資源的教學價值，

2.4方式重構(gòu)：實施多模態(tài)具身化體驗活動

教學方式指的是基于教學理論指導建立的較為穩(wěn)定的教學活動結(jié)構(gòu)框架和活動程序.具身認知理念強調(diào)多元要素的交互作用，教師由此更新\"講授一練習\"的傳統(tǒng)模式，通過身體動作編碼、環(huán)境交互建模、技術增強體驗，建立“感知一操作一抽象一創(chuàng)造\"的具身學習框架，旨在幫助學生體驗數(shù)學學習的本質(zhì).

以北師大版《義務教育教科書數(shù)學六年級上冊》中“圓\"教學為例，教師借助身體動作引導學生探究以下數(shù)學概念： ① 圓心.學生單腳站立為“人體圓心”，另一只腳滑動畫出軌跡，感受“定點不動”的圓心特性. ② 半徑.兩人一組拉直繩子（長度可變），一人固定不動為圓心，另一人持繩端行走形成圓，對比不同繩長畫出的大小差異，建立“半徑 定長”的核心認知.教師還可以組織小組活動.例如，在操場進行“人體圓規(guī)\"活動，各組用粉筆綁在可變繩端畫圓，通過肢體拉伸直觀發(fā)現(xiàn)“圓的大小由繩長（半徑）決定”.為進一步深化學生的認識，教師設計具身化實驗活動，學生與環(huán)境要素深度互動.例如，在“圓的周長\"學習時，小組用麻繩繞樹干圍圓，剪斷后拉直測量長度，同時用木棍測量樹干直徑.全班匯總不同粗細樹干的周長與直徑數(shù)據(jù)，計算比值，發(fā)現(xiàn) π 的近似值；掃描教室鐘表生成虛擬圓，用觸控筆標記周長軌跡，系統(tǒng)自動計算并對比周長與直徑的比值，對比身體測量結(jié)果與數(shù)學公式，理解 ?_C=πd ”的實踐意義.

教學過程中，教師適當引入技術手段，強化學生具身體驗.例如，教師提供AR工具，學生用手勢“撕開\"虛擬圓，觀察分割份數(shù)增至64份、128份時拼合圖形的趨近過程；在AR界面中拖動半徑滑塊，同步顯示周長、面積的數(shù)值變化及公式推導動畫，通過方式重構(gòu)，學生不僅理解數(shù)學概念，還整合美術、工程等知識，實現(xiàn)跨學科學習.

3結(jié)語

具身認知理念為小學數(shù)學“圖形與幾何\"教學提供了新的發(fā)展契機.合理地運用具身認知，學生的空間思維、量感等核心素養(yǎng)得到提升，感知、探究、實踐等學習力得到發(fā)展.教師的教學水平和教研能力也得到提高.因此，教師應該重視具身認知理念的運用，通過理念重構(gòu)、環(huán)境重構(gòu)、資源重構(gòu)、方式重構(gòu)，優(yōu)化數(shù)學教學路徑.

參考文獻

[1]黃惠香.借“具身認知”之力打造小學數(shù)學“活力課堂”[J].數(shù)學教學通訊，2025（4）：70—72.

[2]郭花麗.具身認知視域下的小學數(shù)學“圖形與幾何”教學策略[J].數(shù)學之友，2024（18）：29-31.