具身认知视域下小学数学实验的教学策略

发表时间:2021/7/14   来源:《教学与研究》2021年3月7期   作者:周艳平
[导读] 具身认知理论认为,人的大脑是思维的发源地
        周艳平
        吉林省公主岭市怀德镇四道岗小学
        摘要:具身认知理论认为,人的大脑是思维的发源地,身体的感受、行为等是人认知的器官,也是人认知的通道。对于学生的数学学习来说,不仅要引导他们用大脑思考,更要引导他们用身体的其他器官来感受、体验,甚至引导学生用手思考。尼采说,“身体是一种比灵魂更令人诧异的思想”。美国著名的思想家贝洛克在《具身认知:身体如何影响思维和行为》一书中深刻地指出:“认知是身体的认知,心智是身体的心智。离开了身体,认知和心智根本不存在。”通过学生的具身认知,学生的数学学习能从被动走向主动、从肤浅走向深刻。作为教师,要激发学生的具身认知,引领学生的具身认知,盘活学生的具身认知。
        关键词:具身认知;数学实验;教学策略
引言
        数学是伴随着人类生活而发展起来的一门科学,这就决定了数学与客观环境存在密切关系。传统数学教学模式下,不少教师过于关注数学学科与知识本身,注重数学知识传授,对数学实验缺乏足够的重视,从而导致数学教学陷入“离身学习”的现状。具身认知理论注重在学习者身体与环境互相作用中促进自身素质的发展,包括学生认知能力、思维能力、记忆力、情感态度与价值观等,可见在具身认知视野观照下的学习方式,将极大地提高数学实验教学的有效性,实现数学实验教学的困境突围。
1 具身认知视野观照下数学实验学习的内涵诠释
        所谓“具身认知”,又称“涉身认知”,是指通过身体经验、体验、实践而展开的一种学习方式。数学实验是与学生的观察、猜想、操作、推理、试验等“身体—心理”活动相伴相随的。因此,“具身认知”理论与数学实验有着内在天然的契合点,具身认知理论是数学实验教学的理论基础。“身心一体”是具身认知的原则 之一,“在很大程度上我们的意识体验,被刻写在肌肉里”。数学实验的操作性是指,实验必须通过学生动手操作来完成,学生是实验活动的主体,他们是在“做”中学习数学,“做”是一种行为,数学实验是学生在数学活动中超越纯逻辑思维的一种实践,是在数学思维参与下进行的数学化操作。具身认知“身心一体”原则,提醒在数学教学中要防止为了追求“效率”,而将“做实验”异化为“演实验”“听实验”,而应彰显数学实验的操作性特征。
2 具身认知视域下数学实验教学的策略研究
        2.1 重视数学实验情境的构建
        情境是具身学习的物质准备,它能够促进学生的经验与思维的链接。在数学教学中,教师应该融数学知识的实验探究于情境之中,让学生在情境中实验,进而发现数学知识的实验之理。在这里,情境成为数学实验的重要载体,成为连接数学客观知识与学生主观思维的媒介,成为学生从感性认识到理性认识升华的平台。具身情境是数学实验的孵化器,创设一个好问题能引发学生真实的实验需求,激活学生真实的实验动力。这样的问题要有趣、真实、有挑战,问题变式广、内涵深,能充分激发学生把对问题的猜想付之动手求索、实验验证,从而帮助学生在数学实验过程中产生积极的具身体验。

如“认识圆柱”时,设计的问题情境:图 1 怎么变成图 2,A、B 两点旋转后形成了什么?
        
        图 1                   图 2
        激发了学生自己想去动手试试的强烈愿望,从而在实验中建立点、线、面、体之间的关系。将平面(长方形)与立体(圆柱)形成关联,进入空间发展的第三个层次———合情推理期 (关联期),即掌握图形的关键要素,进一步探索图形内在属性关系,通过旋转、平移让学生发现各要素之间关系。
        2.2 借角色扮演,助思维更准确
        认知科学家乔治·拉考夫和拉斐尔·努涅斯主张,儿童对于数学概念的理解是通过把词语和相应的动作延伸到数学情境中来进行的,通过表演解决数学问题的儿童能够更好地理解问题中的数学运算。数学教学中,采取实境具身有利于儿童对概念本质和问题的理解,让儿童的思维更准确。实境具身强调身体的观察和感受,指主体在人为设置的情境或真实情境中通过身体观察和感受产生的具身效应。小学低年级学生的年龄在 7 岁左右,他们的认知大多处于前运算阶段向具体运算阶段过渡的时期。皮亚杰认为,从一个认知阶段到另一个认知阶段的发展并不简单是事物的成熟,而是内在和外在变量复杂的相互作用的结果。基于此,大量图文结合的情境性问题可以借助角色扮演的方式展开教学,从而促使学生的思维更准确。实境具身适用于生动有趣的文本,解决的问题需要与学生的学习及生活环境相类似,这样可以激起学生的共鸣,教师在使用实境具身时,需要注意以下几点:情境设计要符合学生的年龄特点;情境设计要符合学生的生活实际;情境设计呈现文本问题要具体形象;情节展开的角色扮演要简单易行。
        2.3 根据认知起点优化问题载体
        数学实验作为提升学生具身认知水平的一种有效方式,要达到预期的目标,必须明确数学实验的目的。这就需要教师在实验设计时合理运用数学实验作为活动载体。问题是常见载体之一,有效的问题设计将有效引发学生具身认知行为,提高数学实验效能。问题设计的一个关节点是遵从学生认知起点,使学生借助问题实现感性认知向理性认知的升级。在借助实验强化学生对“分米”的认知时,我先引导学生借助问题建构分米和厘米、米之间的关系:1米 = ( ) 分米, ( ) 厘米 =1 分米。根据你所学的厘米和米的知识,说说你的数学课本长度、宽度大约是多少分米,并用直尺量一量,比较数学教材实际长度、宽度与预估的差距是多少?再估一估你的同桌身高是多少厘米,再量一量,比一比。这个环节的数学实验设计,从学生的具身认知起点入手,先建构分米、厘米和米之间的关联性,再引导学生估一估。在通过实验操作将预估与实践数据进行比较,从而强化学生对分米这一长度单位的感性认知,学生预估的过程也是进行分米和厘米、米单位换算的过程。由于从学生具身知识起点出发,学生实验操作难度低,有效激发了全体学生参与实验活动的主动性。
结束语
        具身性的学习不仅仅是一种学习策略、方式,更是一种学习理念、思想。当下,人们对具身认知的理解还不够深入。只有将具身认知的理论渗透、融入教学实践中,才能突出具身认知的育人功能。在具身认知的过程中,教师要以学生的具身表象为原型,以学生的具身思维为支撑,以学生的具身实践为主要学习方式,促进数学课堂教学的转型升级。
参考文献
[1] 陈丽琼,邹峥嵘 . 具身认知理论对中学生物学课堂教学的启示[J]. 中学生物教学,2020(1):10-12.
[2] 叶浩生.身体与学习:具身认知及其对传统教育观的挑战[J].教育研究,2015,(4).
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