具身认知理论对化学教学的启示

摘要：当前化学教学仍然存在着死记硬背、机械学习等身与心分离的状况，而作为当代认知新观点和新发展的具身认知理论，它强调具身性、情境性、动力性，这些特点都对身心分离的化学课堂具有重要的指导意义。化学教学具身性的改变将促进化学教学改革的深入发展。

关键词：具身认知;化学教学;化学实验教学

文章编号：1008-0546（2015）09-0014-03 中图分类号：G632.41 文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2015.09.004

自主、合作、探究的学习，调动学生学习积极性，激发学生学习的兴趣是新课程改革所大力倡导。但是这种课堂大多还是以视听为主的教学，忽略了学生身与心的联系。随着当代认知理论的发展，具身认知理论逐渐由哲学思考走向实证领域，其强调的是身与心之间有紧密的联系，即用身体思考，用身体想象，用身体学习，用身体认知，充分发挥身体的作用，努力达到身心合一的学习状态。具身认知理论的这些思想对新课程改革下的中学化学教学的发展带来了一些新的启示和思路。

一、具身认知理论简述

具身认知（embodied cognition）的思想起源，是随着许多哲学家和思想家渐渐发现二元认识论的弊端，并且在奋力挣脱中发展起来的。

传统的认知主义在哲学上主张身心二元，忽视身体和经验，把教学认为是单纯的发展学生心智。我们不可否认传统认知观对教师主导的，以传统的传授知识为目的的教学做出了重大的贡献，但是近年来它的弊端与缺陷也日益显现。于是越来越多领域对这种传统认知本质、教与学的思维方式进行了全新的探讨并且提出了新的挑战。逐渐地，具身认知成为一个新的焦点论题，给人们在传统的认知上提供了一个新的视角。

具身认知强调认知是一个特殊、具体身体的认知。大脑、身体和环境相互作用产生了认知。认知并非发生于大脑中一种符号的加工过程，而是与身体以及身体的构造、功能、感觉运动系统交织在一起，而身体又是一个具体的身体，与周围的环境相互作用的身体。具身认知认为心智、大脑、身体这三者是一种嵌入式的关系，即心智嵌入大脑中，大脑嵌入身体中，身体嵌入环境中。从另一个角度说，环境、身体、大脑是认知系统的组成部分。[1]眼部构造正常的同学，在酚酞遇碱的实验中观察到溶液变红了，而患有色盲的同学，在这个实验中观察到的现象并不是溶液变红。这两种同学为什么会观察到不同的现象呢？因为他们眼部构造不一样，所以观察到的结果也不一样。也就是说有什么样的身体就会有什么样的认知，我们不能期望有着老鼠一样的身体的动物会有人一般的认知，认知是嵌入到身体当中的。

1. 认知的具身性

传统的教学大多只重视知识内在逻辑性和系统性，没有重视学生身体体验，抽象的教学活动让学生在学习知识上没有多少情感，学生的学习是被动的、支离的、破碎的，这种情况下也很难提高学生的认知水平。这种传统的离身的接受式教学虽然在基础知识和基本技能的掌握方面占有很大的优势，但是它严重的抑制了学生学习的主动性和创造性的发展。

从具身认知理论看，认知依赖于具体的身体，包括身体的构造、神经结构、感官和运动系统等。具身性的特点决定了我们认识世界的方式是依靠我们的身体。认知活动并非简单的对信息、符号等进行操作的计算机操作过程，身体的结构、活动的方式以及原来的感受经验等都影响了认知活动。身体是认知的重要工具和手段，这也就意味着在化学课堂当中应该给予学生的身体足够的自由，这样学生可以自由的支配自己的身体，让学生更加有效的学习。认知的具身性也对于中学化学实验教学有非常大的启示。

2. 认知的情境性

认知的情境性是指认知发生于人类构造的共同体中，身体在理论和实际中都非常重要，认知离不开环境的影响，认知是与周围环境持续的相互作用，情境依赖是人类活动的一般特征。[2]认知一旦离开了特殊的情境，那么认知就会变得空洞化，符号化。当然，认知的情境性和情境认知是不同的，具身认知将环境、身体、大脑看作是三者不可分割的，环境不是外在于认知活动的，环境本身就是认知系统的一部分。

认知的情境性要求，化学知识的教学不能就知识讲知识，不仅要将化学知识转化、内化成能力，更重要的是要把人的生命、美好生活和化学知识联系起来。让学生从生活环境中学习化学，爱上化学。然而目前为止，许多化学教师的教学割裂了化学与生活、与周围环境的联系，使得学生学习化学知识没有热情，化学知识也就演变成一种空洞的符号。

3. 认知的生成性和动力性

哲学家柏拉图主张身体和心灵是分离的，灵魂是永恒的，而身体则是暂时的，知识是头脑中固有的，而肮脏的身体却让我们忘记了知识，所以他认为学习是对知识的回忆过程。但是具身认知理论认为，认知依赖于我们的身体和周围的环境，知识不是已经存在于头脑中的，而是与世界的交往活动中发展起来的。认知是没有规则和结构的，它是一个随着身体和环境的变化而不断变化的连续发展过程。这一动态的特点和化学中的可逆反应相类似。在一定条件下，可逆反应进行到一定程度时，反应物和生成物的浓度不再随时间的延长而变化，正反应速率等于逆反应速率，但是外界条件改变时，平衡被破坏，反应物和生成物的浓度重新发生变化，直至下一个化学平衡的到达。可逆反应是一个动态平衡的过程，认知、身体和环境也是一个动态的统一体。

二、 化学的学科特点

化学这门学科有着自身独特的学科特点，化学教学应该充分利用这些特点才能使学生化学素养真正的有所提高。

1. 实验是基础，做中学

化学是一门研究物质的组成、结构、性质以及变化规律的基础自然学科，它是以实验为基础、思维为主导、应用为目的。[3]以实验为基础是化学最基本也是最重要的特点，也是实现中学化学教学目的的主要的、有效的途径。化学实验具有生动、直观、形象、鲜明的特点，它贯穿着中学化学的始终，能够激发学生的学习兴趣，使学生更好的掌握化学知识与技能、过程与科学方法，培养学生的情感态度和价值观。

既然实验在化学教学中扮演着重要的角色，教师就应该充分利用实验教学，让学生在做中学，让身体回到教学，在实验中激发学生的学习兴趣使得他们爱学习、会学习、能学习。

近年来，随着社会和经济的发展，越来越多的学校的化学实验条件日趋完善，为化学教师开展化学教学提供了良好的教学条件。但是，还是存在着一大部分的教师没有利用好实验，将学生动手的实验上成了用多媒体演示实验或者就只是讲实验、说实验，根本就没有培养学生正确的科学思维，没有让学生在实验中学习，在各种可能发生的错误中吸取教训。这种错误的化学实验实施方式，使得实验没有发挥真正的教学功能。

2. 用身体学习

在化学中用身体学习是基于在化学实验的基础上的。实验在化学中的地位是无可替代的，在实验中学生应该要仔细充分观察实验现象，在化学实验中需要学生观察的内容很多。例如，物质的颜色、状态、气味、溶解性以及化学实验中的仪器连接方式、操作方法;在实验中发生的颜色变化、气体、沉淀和发光发热等现象都需要仔细观察。因此在实验中单纯靠教师讲实验、说实验、演实验是不行的。应该充分利用学生的视觉、听觉、嗅觉、触觉的感官系统。用眼睛看、耳朵听、鼻子闻、用手摸等等，让学生通过身体并且用身体来学习。给学生的感官系统一个完整的刺激，让学生无论从视觉、触觉还是听觉、嗅觉上都能回忆起实验。例如，钠与水的反应中，学生可以看到钠投入加有氢氧化钠的水中之后浮在水面上、熔成一个小球、四处游动、水逐渐变成红色，并且听到嘶嘶的响声。在配制氢氧化钠溶液时，用手可以感受到烧杯外壁温度升高，表示氢氧化钠溶于水放热。又如，铵盐与碱共热制取氨气的时候，能闻到刺激性的味道。

3. 化学是一门生活的教育

化学是一门生活的教育，化学知识和生活联系紧密，没有生活便没有化学这门学科，而化学的发展又能使人们的生活更丰富、美好。化学涉及生活各个方面，吃的、穿的、用的都离不开化学。可见掌握一定的化学知识对我们的生活是多么的重要。从另一个角度也可以说，化学教师应该充分利用生活中的各个方面让学生学习化学，可以使得化学的学习变得轻松愉悦，使学生觉得化学知识并不那么遥远，让学生觉得学习化学是有益、有效、有用的，从而发自肺腑的喜欢上化学。例如，在被蚊子咬了，我们可以用肥皂涂抹，因为蚊子的毒液是酸性的，肥皂是碱性的，利用的是酸碱中和反应原理。炒菜时，如果加醋又加酒，就会觉得这道菜特别香，这是因为乙酸和乙醇在铁锅中发生了酯化反应，生成了有香味的乙酸乙酯。

三、具身认知理论对化学教学的启示

传统化学教学脱离了实验、生活、身体，让学生学习起化学来枯燥无味、无意义。针对化学学科的特点，具身认知理论提出的观点对传统化学教学的影响和冲击是巨大的、不可忽视的。

具身认知理论对化学教学的启示具体如下：

1. 化学实验教学应该让学生身心都参与

化学实验教学是化学教学的灵魂，化学实验教学应该重视每位学生的身体体验在学习中的重要地位，多给学生创造身体实践的机会，使得学生在身体实践中学习，学习到的知识又重新运用在实践中。

在化学实验中，许多同学只是按照书本的步骤或者是教师的方法进行实验，没有想过为什么可以这样进行实验。只有身体在场，而心早就不在课堂上了。如果再将该实验进行改进，或者是变换一种形式，许多学生就不知所措了。所以化学实验教学要让学生自己动手选择和组装实验仪器、观察实验现象并且记录，教师在旁边指导和答疑。实验结束后，教师引导学生根据实验原理怎样改进实验装置。让学生在化学实验课中身和心都在场学习，培养学生迁移应用的能力。

2. 化学教学应该注重学生个性发展

世界上没有两个一模一样的人，每个学生都有不一样的身体、成长环境、学习思维、所以化学教学应该注重每位学生的个性发展。针对不同的学生用不一样的方法。不同的身体，就会有不同的身体体验，不同的身体体验又造就认知上的差异，形成不同的思维方式。在化学教学的同时也应该注重学生个性的发展，让每位学生都得以发展。

最典型的是在化学实验教学中，教师可将学生进行分组，每组由学生自己设计，教师指导并且给出意见，让他们修改后用自己的实验方案进行实验，这样充分激发学生的思维，也让学生乐于做自己设计的实验，而不是全班都进行一模一样的实验。

3. 建立一个动态平衡的化学课堂

在传统的化学课堂当中，学生不能随意走动，不能随意讲话，只能乖乖的坐在座位上。和国外相比，我们的化学课堂确实是井然有序，这样的课堂更像是教师是表演者，学生是观看者，有些演示过程像是走马观花，学生看过之后就忘了。这样死气沉沉的课堂就像一池死水，久而久之就发臭了。动态平衡就像是一个水池，有进水口和出水口，水池里的水就是活水，永远不可能发臭。建立一个这样的化学课堂让学生像活水一样充满着活力。

具身认知强调通过身体活动来学习，身体的舒适度也影响了学习的效果。这点和马斯洛的需要层次说不谋而合，只有在满足身体的需要的时候才能更好的学习。学生在讨论或者合作学习的时候可以选择自己的空间位置，或者是不同的座位排列形式。也可以决定自己的身体姿势，站着或者坐着。这样一种动态平衡的化学课堂让课堂散发活力，学生获得自由，这样的自由让学生更有效的学习。在演示实验的时候，课桌椅可以摆放成U形，这样可以保证每位学生都能看到老师的操作、实验现象。在小组讨论、合作学习的时候可以把桌子摆放成圆桌的形式，便于让小组里的每位学生都可以自由的交流。

4. 知识要放在特定的情境中才能活起来

知识只有在特定的情境中才能活起来，脱离情境的知识就演变为空洞的符号和数字。例如，H在英文中代表了一个字母，但是在化学中就代表了氢元素或者一个氢原子。化学与生活是不可分割的，化学知识也只有放在生活中才最有价值。放在生活里学习化学知识会激发起学生极大的学习兴趣。

在氯气和漂白粉的性质这两个知识点的学习中，可以将学生分组后带到不同的小型自来水厂（其中一个是用氯气消毒自来水，另一个是用漂白粉消毒自来水）。让学生参观自来水厂，最初的目的是让学生了解该自来水厂用什么方法对自来水进行消毒，反应的原理又是什么。并对刚消毒过的自来水进行取样，之后带到实验室进行探究。但是，在自来水厂这样特定的环境中，学生学习到的不仅仅是这些，学生还观察到了氯气和漂白粉的储存方式、漂白粉的成分以及整个化工流程和与实验室实验的不同等。不仅让学生明白了实验原理，也明白了化工生产要遵循绿色、环保、节能、减排等原则。

这样将化学知识放在特定的情境中，让学生从各个方位学好化学，可谓是一举多得。

总之，教师要在深化化学教学改革中充分理解和运用具身认知理论，这会是对当前化学教学的一个重大的突破。

参考文献

[1] 叶浩生.西方心理学中具身认知研究思潮[J].华中师范大学学报：人文社会科学版，2010，（7）：153

[2] 李恒威，盛晓明.认知的具身化[J].科学学研究，2006，（4）：184-190

[3] 李默.抓住化学学科特点 创设探究性课堂[J].教育理论与实践.2009，29，（12）：62-64