具身认知理论下的学习样态及对教学的启示

摘要：学习既有外显的身体行为，也有内在的心理活动，而行为受制于认知。具身认知理论认为认知不仅仅是大脑的事，它是基于身体的，也是根植于环境的，环境条件不仅影响了认知，而且成为认知功能的构成成分。从身体、心理、环境三者交互特征分析学习的样态，学习基于情境，寓于环境，借助身体经验隐喻的理解抽象的概念，学习的意义在于提高认知水平，启示激发学生真学习的教学应突出身体的意义，实现变教材为学材、变传授为促进、变训练为活动、变抽象为具身、变知识为工具、变单评为综评等六个转变。关键词：具身认知理论；学习样态；教学转变随着《普通高中课程标准（2017年版）》的颁布，人们由以往关注教师的“教”，更多地关注学生的“学”。“让学习真正发生”引起了广大教师的共鸣，那么“学习是怎样发生的？”就成为我们必须深入思考的问题。认知科学对人类认知过程的研究一直深深影响着学习理论的设计，理解新课程改革所倡导的“学”，可从认知科学的角度来开展理论解读。一、具身认知理论基本观点传统的认知理论，强调如何促进学习者对信息符号的加工运算和对客观知识的永久记忆[1]，而无视身体的意义，可称为“离身”学习观。随着认知研究的进一步深入，以“身心合一”为主张的具身认知理论崛起，“离身”学习观日益受到质疑和挑战。具身认知理论的基本观点有：认知发生于社会互动中[2]，认知的动力来自身体与环境的互适，人的情绪等身体状况影响认知；心智通过主体与情境的相互作用的方式形成、表现和发挥作用[3]；借助身体经验隐喻的理解抽象概念，身体经验是建构知识的一种源泉[4]1034。与传统的认知理论视身体仅为刺激的感受器和行为的效应器不同，具身认知理论突出了身体在认知中的作用，认为认知发生是因为身体参与的社会互动和具体情境对身体能力的激活。外部环境的信息与意义不是注入大脑的，是大脑、身体与环境形成的有机的交互联系，身体的多器官对外界感知，融汇于大脑重组统整，形成心智，再通过多感官与外界反复交换、验证、调和，从而顿悟，认识上升，意义才成其为意义。同时，在身体与外部环境的交互中，认知主体会借助外部条件，卸载一部分认知任务到外部环境中，减轻认知负荷，提高认知效率，外界工具成为身体功能的延伸。在面对高级的、逻辑的、抽象的概念或意义时，通过建构与身体经验的映射形成理解，这就是隐喻。抽象思维主要是隐喻的[4]1035，离线的认知也是基于身体的。具身认知理论充分肯定了认知对身体的依赖性，注重身体在认知过程中的根源性，强调了身体、大脑与环境有机的、生态的交互性。由此开辟了对学习理论研究的新视角。二、具身认知理论下的学习样态分析学习既有外显的身体行为，也有内在的心理活动，而行为受制于认知，所以借助认知科学来分析学习样态有其重要的意义。那么从具身认知理论的角度看学习应该是怎样的样态呢？从学习的资源看，传统的认知理论强调信息本身的缜密、体系和传输，关注的是对学习者大脑的刺激量和信息表征的强度。而具身认知理论认为意义不是送达的，而是学习者通过身体与外界的交互，主动地意义建构。因此学习材料要有学生的视角，对学生有意义，在学生多器官感知后，引发冲突，激起兴趣，由此形成学习者主动行为。同时，为了交互的顺畅、持续、上升，应提供多种形式的信息源，既有利于激活各种感官，又有利于匹配不同学生不同的身体结构优势。从学习的环境看，传统的认知理论强调的是大脑的信息加工，注重大脑的活动，要求学习者接收信息后，在静谧的环境中个人独处沉思。而具身认知理论认为认知发生于社会的交互，强调具体情境中身体能力的激活，因此学习者应基于特定的时间、空间、动作及心理的环境氛围，实现身体与外界的连接、集合、协同。一方面，环境为学习者学习的有效发生和心智的健康成长提供了所需的内容材料、辅助性资源、认知工具、策略情境等方面的支持；另一方面，学习者也为环境的可持续发展和良性化建构注入了新的活力，并以生产者的身份为环境添加了更加丰富、多样的环境元素[5]。从学习的动力看，基于传统认知的学习理论关注外部信息的刺激和内部的自律，而具身认知理论提出认知的动力来自身体与环境的互适。基于此，可以理解为学习的动力来自外界要素的变化和自我效能的作用。学习者寓于环境，置身于特定的情境中，或因情境中某个元素，引起惊奇的、积极的、有趣的情绪，继而引发学习动因；或因情境中某个事件，激起模仿的机能，并由此获得挑战、成功的体验。因此，具身认知视角下，学习不再是单纯的认知活动，其中伴随着丰富的情感、良好的人际关系和协同的氛围，它们共同构建了学习的动力系统。从学习的过程看，传统的认知理论基于身心分离观念，忽视身体在心智产生过程中的作用，认为身体仅仅是信息传输的通道。具身认知理论主张身心合一，提出身体学习观念，把身体认知和逻辑认知联系起来，重视身体经验对抽象概念隐喻的理解，由于源域和目标域的搭配与属性具有极大的灵活性和丰富性，因此大大增加了不同概念域之间的隐喻关联，这为隐喻理解时候所突然产生的“顿悟”提供了机制上的保障[6]。抽象的概念回到具体的身体经验来理解，有助于提高学习的效率。同时，由于身体结构、认知水平、外部环境、信息通道、时间压力等都是学习过程中重要的影响因素，作为学习者难以从大量的、有时间压力的资源中有效地获得学习的意义。学习的意义在于提升认知水平，提高理解和改造事物的能力。正是对认知活动认识的不同，基于“身心分离”的传统认知理论会把学习的意义解读为大脑对知识的获得，注重知识的存储与输出。而具身认知理论认为身体、大脑与环境共同构成认知系统，它们之间有机的、生态的交互，形成了认知活动。因此学习的意义就不只是使大脑的功能变强大，更是身体认知与逻辑认知的协同发展、完美融合。如借助身体能力对外界工具的操纵，可以获得对研究对象更直接、更深入的属性认识。正是外界的参与，让知识存储不再是大脑首要的任务，而应该把认知时空更多地让位于知识体系的建构和对学科本质的认识，从而提高学习的效益。认知科学由传统认知的“身心分离”转向具身认知的“身心合一”理论研究，必然引发学习理论的变革。那种把学习仅仅理解为大脑的活动，受到越来越多的诟病，在追求真学习、深度学习的今天，对学习的理解变得尤为迫切。依据具身认知理论，就需要从身体、心理和环境三者密切的交互关系中分析研究学习的属性，强调身体学习的地位，把情境的创设、情绪的调动和活动的组织纳入学习系统。三、具身认知理论对教学的启示美国学者多尔·亚伯拉罕森指出：具身认知对传统教学的挑战，在于为学生提供深度思考的机会，让学生获得灵活的、富有创造力的思维方式，使他们能够意识到数学所具有的实际意义[7]。从具身认知理论诠释学习的角度反思我们的教学，可以有以下几点启示：（一）改造教材，变教材为学材我们的教材经过不断的改版修订，无论从体系架构、内容编排、版面设计等方面都日臻完善，但作为直接面对学生的材料，有时可能忽视了交互的要义，试图把编者理解的意义传送给学生。而编者与学生的认知水平不在一个层面上，学生较难形成共鸣。要变教材为学材，提高教材的交互性。比如依据学生的认知水平隐去一些结论性公式，基本的函数图像等，设置问题引导，助力学生研读教材时自行解决，并在课堂得到肯定的成功体验。又如增加相关的数学历史故事、现代科普材料和生活实际应用的情境，以引起学生的兴趣，为探索提供动力。（二）转变角色，变传授为促进如果把学习理解为学生与学习材料的交互活动，教师就是这种交互建立、组织、推进、顺畅、提升的重要因素。教师依据学生的认知水平把数学的学术形态转变为教育形态的学习材料，便于学生意义发现，诱发交互的动因。由于学生对材料意义的态度、情感和预期的不同，这种交互持续性会有所不同。教师就要通过调动各种有利外部因素，保持并强化这种交互，同时要注意把握方向，推动交互向深度发展，利于学生的知识建构。对于阻滞交互的认知短板，给予必要的支撑，如提供新资源，建立新的交互，优化环境因素，形成学习共同体。（三）理解本质，变训练为活动以数学为例，学习数学的本质意义不在数学知识的本身，而是领悟知识所蕴含的思维方式。数学本质是客观的、静态的、稳定的，而学生的数学思维是主观的、动态的、生长的，借助教师的教学活动、学生的学习活动、师生互动、学生自主活动、学生小组活动等一系列的活动，可以实现数学本质与学生思维的转化[8]24。在有效的活动中，学生会调动各种感官体认，大脑中枢处于兴奋状态，身体充分参与心智过程，然后发现、猜想、验证、推理，形成结论。怎样形成有效的数学活动呢？李善良教授认为，与学生思维相匹配的问题串是引导学生进行数学活动的最佳措施[8]24。如诱导公式内容可这样设计。首先，教师提出问题“角推广后，如何求非锐角的三角函数值？”，学生回答根据三角函数定义只需求终边上一点坐标。教师举个例子，如求

的值，学生自行画图求解，接着教师问“还能求哪些角的三角函数值？”（这个问题自由度比较大）。根据学情既可以进行一两次师生对话，寻求思考方向，再组织学生分小组活动，也可以直接进行小组活动，教师巡视全场，适时参与互动。然后各小组展示本组活动成果，教师追问各小组有何发现，学生发言交流，发现求的都是与特殊角有关联的角。教师进一步追问“这里关联指的是什么？”，引发学生从数和形的两个角度表述，如

与

相反数，它们的终边关于x轴对称，从而发现它们三角函数值间的关系。教师再追问“那么由此我们是否可以得到与两者三角函数值的相应关系？”，至此顺利引导学生由角终边几何对称性发现诱导公式。随着学生的热烈的讨论交流，不断完善，最终形成完整结论。在课堂小结阶段，回顾反思问题的解决历程，凝练思想，构建研究范式。一个好的问题来自对现象的深入思考，一个好的问题可以引出一些新成果。上述设计，学生收获的不只是纯粹的知识，还有研究的方法，更有情绪上的激动，人际交往的锻炼和理性精神的培育。课堂成了概念方法生成、研究范式构建、意志品格默化的平台。（四）创设情境，变抽象为具身相比初中数学，高中数学抽象性、逻辑性、严谨性逐渐增强，形成具体向抽象的转化，学生的思维能力、认知水平随之将实现较大提升。在教学中要把握这一转化特征，帮助学生顺利转型。情境导入让学生有机会从本质上感悟数学，创设情境的学习方式符合学生的认知规律[9]6。情境在具身认知理论中涵盖的范围更宽泛些，它包括历史背景、生活背景、关联知识等知识情境，也包括主体所处的学习场，如场所、教学用具、技术手段以及情感交流、教学民主、渲染氛围等。现在大多数教师教学设计中对知识情境引入的关注度比较高，但对其意义认识明显不足。对“学习场”认识仅停留在情感交流和教学手段方面，只是一种基于教学经验的认知。一般而言，知识情境能调动学生的原有认知结构的某些线索，这些线索有利于唤醒学生的身体体验，借助于隐喻或模拟（具身式的理解），就会顿悟或产生新的认知结构。在此过程中学习场也是交互的对象，只有在环境作用和生理唤醒基础上，有了认知解释的参与，才能决定情感的产生，情感对学习的影响主要表现在驱动和组织的作用[10]。两者密切的、动态的耦合关系能促进学生学习有效且持续地发生。（五）走向实践，变知识为工具认知发生于与外界互动中，一个学习者的意义建构不是外部强加给他的，而是运用自身原有认知结构以体认的方式解析的。如果没有给予运用知识的情境、机会、活动或任务，那么学习者和知识之间不会存在联结，知识依然是知识，它无法成为学习者的知识和经验[11]。因此，课堂教学不是学生学习的唯一平台，甚至也不应该是主要平台。到环境中检验，在实践中重构，运用知识解决问题或完成任务，知识只有在对个人有意义的情境中自觉或不自觉地被运用，才是内化为学习者的知识，即具身的认知，如开展项目式学习。项目式学习是一种有效弥补学校教育实践性不强的学习方式，是一种动态的学习方法。学生通过项目式学习主动地探索现实世界的问题和挑战，并在这个过程中领会到更深刻的知识和技能。它不关注学生是否可以通过一个既定的方法来解决这个问题，更强调学生在试图解决问题的过程中发展出来的技巧和能力。同时这种学习可以涉及多个学科融合，教师可以组成专家组来支持、建议和指导学生活动的开展。（六）多元评估，变单评为综评学习的意义是获得认知水平的提高，学习的结果应是多样的，即使一门学科的学习，其评价也不应是单一的考试成绩，但是周测、月考、期终考三级考试在大多数普通高中比较盛行，不少学校的管理者也热衷于以考试成绩评价教学，导致教与学都陷入“题海”，学生的身体受到极大的束缚，失去对学科本质深刻领悟的机会。基于身心一致的具身认知观念，建立目标多元、方式多样、重视过程的教学评价体系，改变只关注心智（知识的掌握情况），不关注身体的教学方式和评估办法。如表现性评价是有益的尝试，其核心思想是在具体化、真实或模拟生活的情境中，要求学生展示自己的学习，或者展示自己能够利用学校里学到的知识和技能来完成一些实际的工作。评价者通过观察学生的实际操作或记录学业成果评价学生综合运用知识、解决实际问题的能力，在实践的操作中具有明显的实践性、过程性、发展性和人性化的特点[12]。新课程改革以来，关于数学教育“生活化”还是“数学化”的争论就不绝于耳[13]。数学思维的根本特征是超越具体情境、超越现实生活进行的抽象思考，这往往也成为部分教师坚持传统教学的理由。现实生活中虽然没有数学本身，但有丰富的数学素材，又有广泛的数学运用，在数学教学中联系学生的生活经验创设现实情境，使生活世界、数学世界、教学世界得以融通[9]6。具身认知理论