摘 要：具身認(rèn)知理論強(qiáng)調(diào)身體體驗(yàn)對于認(rèn)知的影響，當(dāng)前的中學(xué)化學(xué)課程教學(xué)中仍存在大腦認(rèn)知與身體體驗(yàn)分離的問題。以具身認(rèn)知理論為指導(dǎo)，結(jié)合化學(xué)學(xué)科教學(xué)的基本特征探討有效的化學(xué)教學(xué)策略，并以“化學(xué)能與熱能”主題教學(xué)為例加以說明，以期為教師改進(jìn)化學(xué)課堂教學(xué)提供參考。

關(guān)鍵詞：中學(xué)化學(xué)；具身認(rèn)知；教學(xué)策略；化學(xué)反應(yīng)與熱能

文章編號：1005-6629（2024）09-0042-05

中圖分類號：G633.8

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

1 引言

自然科學(xué)課程常常涉及命題形式的知識，使得傳統(tǒng)教學(xué)活動中離身認(rèn)知理論被廣泛接受而處于主導(dǎo)地位^［1］。離身認(rèn)知強(qiáng)調(diào)認(rèn)知過程發(fā)生在大腦中，與身體無關(guān)，身體的作用僅限于提供、接受刺激及執(zhí)行大腦發(fā)出的指令。這種身心二元觀在面對人的復(fù)雜認(rèn)知時(shí)產(chǎn)生了教學(xué)的三重困境，即教學(xué)觀念的離身性、教學(xué)環(huán)境的封閉性以及教學(xué)設(shè)計(jì)的預(yù)設(shè)性，與新課改背景下培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的要求相背離。

第二代認(rèn)知科學(xué)轉(zhuǎn)向具身的探討視角，學(xué)習(xí)的具身性、情境性和生成性得到廣泛關(guān)注。具身認(rèn)知理論認(rèn)為，認(rèn)知是通過身體的體驗(yàn)及其活動形成的，而身體處于環(huán)境的大背景下，強(qiáng)調(diào)認(rèn)知、身體、環(huán)境三要素的一體性，其認(rèn)知過程常表現(xiàn)為學(xué)科實(shí)踐活動^［2］?；瘜W(xué)學(xué)科具有顯著的經(jīng)驗(yàn)學(xué)科特征，其教學(xué)過程常與實(shí)驗(yàn)活動緊密結(jié)合，通過引導(dǎo)動手操作、觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象等形成身體體驗(yàn)的實(shí)踐活動，促使學(xué)生有效認(rèn)知建構(gòu)的發(fā)生，這與具身認(rèn)知理論認(rèn)為認(rèn)知與感知經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)的觀點(diǎn)相契合，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)離身認(rèn)知的理論取向?qū)τ诨瘜W(xué)教學(xué)深入發(fā)展的阻礙，而當(dāng)前全息投影、體感交互等新興技術(shù)的開發(fā)為具身認(rèn)知理論指導(dǎo)教學(xué)實(shí)踐的探索提供了進(jìn)一步的支撐。

具身認(rèn)知下的教學(xué)是在教師引導(dǎo)下，依據(jù)具體教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生的身體與認(rèn)知對象、所處環(huán)境（包括教師、同伴、教學(xué)用具等）發(fā)生有效互動^［3］，從而獲取知識、建立新的聯(lián)系，生成式地促進(jìn)教學(xué)發(fā)展的過程^［4～6］。教學(xué)策略對教學(xué)活動的開展具有指向性和調(diào)控性，因此設(shè)計(jì)具身認(rèn)知理論下的教學(xué)策略十分必要^［7］。

“化學(xué)能與熱能”選自高中化學(xué)人教版必修二《化學(xué)反應(yīng)與熱能》。本節(jié)內(nèi)容的課標(biāo)要求為：認(rèn)識化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化，恒溫恒壓條件下化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱可以用焓變表示，了解蓋斯定律及其簡單應(yīng)用^［8］?；瘜W(xué)變化帶來的熱量變化在宏觀上表現(xiàn)為體系溫度的升降，教師可以創(chuàng)設(shè)合適的教學(xué)環(huán)境，引導(dǎo)學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)操作親身體驗(yàn)化學(xué)能與熱能之間的轉(zhuǎn)化，同時(shí)借助數(shù)字化儀器和微觀模型探究從宏觀到微觀的轉(zhuǎn)變并建構(gòu)新知，完成認(rèn)知、身體與環(huán)境的一體化體驗(yàn)。

本研究通過對具身認(rèn)知理論及其要素的分析，以“化學(xué)能與熱能”為例，探討具身認(rèn)知理論在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中應(yīng)用的主要策略，為教師開展具身認(rèn)知教學(xué)提供參考。

2 基于具身認(rèn)知理論的化學(xué)教學(xué)策略

以具身認(rèn)知理論為指導(dǎo)，結(jié)合具身教學(xué)的要求和化學(xué)教學(xué)內(nèi)容的特點(diǎn)，中學(xué)化學(xué)具身教學(xué)活動應(yīng)在以內(nèi)容為指南的基礎(chǔ)上整合環(huán)境、身體、認(rèn)知三者進(jìn)行，凸顯化學(xué)學(xué)科內(nèi)涵，注重真實(shí)教學(xué)情境的設(shè)計(jì)，注重小組合作與教師針對性引導(dǎo)，發(fā)揮學(xué)生的身體感知作用，獲取真實(shí)經(jīng)驗(yàn)，調(diào)動學(xué)生的積極性使其主動構(gòu)建并掌握化學(xué)知識和技能，提高化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。據(jù)此，提出如下有針對性的化學(xué)具身教學(xué)策略。

2.1 內(nèi)容設(shè)計(jì)的差異性與連貫性

教學(xué)內(nèi)容是具身教學(xué)的指南針，決定著創(chuàng)設(shè)何種教學(xué)環(huán)境、如何開展身體交互以發(fā)生有效認(rèn)知。因此，對化學(xué)教學(xué)內(nèi)容具身性要求的差異性分析是必要的^［9］。此外，知識點(diǎn)本身呈螺旋式分布，且新認(rèn)知的發(fā)生有賴于已有的知識基礎(chǔ)，所以需要結(jié)合分布于不同階段的知識進(jìn)行連貫性設(shè)計(jì)，才能使學(xué)生發(fā)生具身認(rèn)知。

化學(xué)知識體系可劃分為事實(shí)性知識、理論性知識、技能性知識三類^［10］。針對不同類型的教學(xué)內(nèi)容應(yīng)采取差異化的具體教學(xué)方法。對于化學(xué)事實(shí)性知識，重點(diǎn)在于讓學(xué)生“身臨其境”提升探索欲望，通過具體感知主動形成概念。例如，通過設(shè)置與生活息息相關(guān)的教學(xué)環(huán)境，呈現(xiàn)多方面的事實(shí)，調(diào)動學(xué)生的感官通道感知化學(xué)物質(zhì)及其變化，如觀察性狀、嗅聞氣味、聽到聲音，并進(jìn)一步借助微觀模型、VR技術(shù)使學(xué)生親身經(jīng)歷從宏觀到微觀的認(rèn)識過程。對于化學(xué)理論性知識，教師應(yīng)有意設(shè)置具身體驗(yàn)中的認(rèn)知沖突或探索障礙，激發(fā)學(xué)生主動思考^［11］、探索本質(zhì)并總結(jié)規(guī)律。情景再現(xiàn)的科學(xué)研究與角色扮演可作為常用的活動方式。化學(xué)技能性知識主要包括操作技能和計(jì)算技能。對于此類知識而言，具身操作即“上手”尤為重要。通過模仿和反復(fù)練習(xí)，學(xué)生才能充分理解各項(xiàng)技能的內(nèi)涵，在問題解決過程中才可能實(shí)現(xiàn)技能性知識的遷移、改造和更高層次的創(chuàng)新。此外，具體教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)還應(yīng)“瞻前顧后”，即將具身教學(xué)三要素組織建立于學(xué)生的已有經(jīng)驗(yàn)上，同時(shí)拓展后續(xù)知識技能的學(xué)習(xí)^［12］。

以“化學(xué)能與熱能”主題為例，該主題內(nèi)容兼具事實(shí)性與理論性知識的特征，具有一定抽象性。學(xué)生在初中階段已從宏觀視角認(rèn)識了化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化，初步了解了化學(xué)反應(yīng)中的能量變化。在高中階段的先前課程中，學(xué)生已認(rèn)識到化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)是舊化學(xué)鍵的斷裂和新化學(xué)鍵的形成。而本節(jié)內(nèi)容的核心知識為能量變化，能量變化既是化學(xué)反應(yīng)的基本特征，也與人類生產(chǎn)生活密切相關(guān)。

在以往的教學(xué)活動中，教師常遵從教材編排，向?qū)W生描述某種能量轉(zhuǎn)化的過程并借此引出概念，如“在初中學(xué)習(xí)的‘生石灰與水的反應(yīng)’中，典型的特征是放出了大量熱量”。此時(shí)，學(xué)生能夠回憶起相關(guān)知識，并在引導(dǎo)下將化學(xué)反應(yīng)與“放熱”相聯(lián)系。然而，僅利用大腦加工的過程缺乏具身體驗(yàn)，學(xué)生對于“放熱”的感受趨向片面，如“熱量放出是瞬時(shí)還是逐步的”“反應(yīng)放出的熱量有多少”“放熱能夠持續(xù)多長時(shí)間”等問題未能產(chǎn)生并得到解答，學(xué)生只是簡單地將熱量與化學(xué)反應(yīng)相聯(lián)系，并未真正納入知識體系中。因此，本節(jié)教學(xué)中需要創(chuàng)造事實(shí)場景，讓學(xué)生感知能量轉(zhuǎn)化，又需要結(jié)合具身實(shí)踐讓學(xué)生總結(jié)出能量轉(zhuǎn)化的規(guī)律，故創(chuàng)設(shè)主要活動如下：（1）請學(xué)生觸摸感知暖寶寶發(fā)熱情況并拆分觀察加熱包成分；（2）請學(xué)生操作其他幾組吸、放熱反應(yīng)并觸摸容器外壁，觀察不同反應(yīng)熱量變化非線性過程，并總結(jié)吸、放熱反應(yīng)的定義；（3）請學(xué)生運(yùn)用相關(guān)分子模型和數(shù)字化設(shè)備探究部分反應(yīng)的吸、放熱情況，并總結(jié)微觀本質(zhì)。

首先，觸摸感知暖寶寶的發(fā)熱過程聯(lián)系了學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)，調(diào)動了學(xué)生的觸覺、視覺、嗅覺等多感官進(jìn)行感知，激發(fā)了認(rèn)知興趣。當(dāng)學(xué)生拆解暖寶寶，觀察討論配料成分，發(fā)現(xiàn)是鐵粉與氧氣反應(yīng)的過程中放出熱量后，教師再聯(lián)系已有知識引發(fā)問題：是化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生了熱量嗎？所有化學(xué)反應(yīng)都會產(chǎn)生熱量嗎？其后，小組自主操作幾組已學(xué)過和未學(xué)過的化學(xué)反應(yīng)，感受其溫度變化，在具身體驗(yàn)中明確了認(rèn)識——有些化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生熱量，有些會吸收熱量，發(fā)生了“能量變化”，并規(guī)范為“能量轉(zhuǎn)化”這一表述。再進(jìn)一步啟發(fā)學(xué)生的探究行為和思維活動：化學(xué)能如何轉(zhuǎn)化為熱能、化學(xué)能能夠全部轉(zhuǎn)化為熱能嗎……，在身體、認(rèn)知、環(huán)境的交互中學(xué)生對“化學(xué)能與熱能”概念認(rèn)知逐漸全面化。最后，教師引導(dǎo)學(xué)生繼續(xù)直面無法觀察微觀變化的“困境”，使用數(shù)字化儀器等科學(xué)裝備，破解能量變化的微觀事實(shí)。

2.2 環(huán)境準(zhǔn)備的適切性與探索性

教學(xué)環(huán)境是具身教學(xué)發(fā)生的基礎(chǔ)^［13］，學(xué)生在環(huán)境中觸發(fā)“五覺”觀察感受、思考分析、喚起記憶、探究解決教師預(yù)設(shè)的學(xué)習(xí)問題，主動領(lǐng)悟教學(xué)內(nèi)容，達(dá)成具身認(rèn)知。適切的教學(xué)環(huán)境需從硬環(huán)境和軟環(huán)境^［14］兩方面衡量。硬環(huán)境指物理場所，如實(shí)驗(yàn)用具、技術(shù)設(shè)備等，在于提供給學(xué)生可觸摸、可目視的感知信息，引發(fā)學(xué)生產(chǎn)生真實(shí)、多角度的感受。環(huán)境的變化由學(xué)生感官捕捉、記錄、傳達(dá)，運(yùn)動系統(tǒng)在調(diào)動傳導(dǎo)新體驗(yàn)的同時(shí)又導(dǎo)致新的環(huán)境變化，為學(xué)生提供真實(shí)而豐富的感官體驗(yàn)，契合具身性、情境性與生成性的要求。VR等智能技術(shù)的發(fā)展為更具針對性的數(shù)字化具身實(shí)踐硬環(huán)境的創(chuàng)設(shè)提供了更多可能性；軟環(huán)境指人文環(huán)境，如班級氛圍、言語情景、合作互動等，為學(xué)生提供了即時(shí)的感官體驗(yàn)。硬環(huán)境和軟環(huán)境需圍繞教學(xué)內(nèi)容安排，其中硬環(huán)境應(yīng)在條件允許下提供盡可能多樣的材料，在模擬真實(shí)情境的感知體驗(yàn)時(shí)，為學(xué)生提供多種途徑的探索嘗試機(jī)會，使學(xué)生在實(shí)踐中主動產(chǎn)生認(rèn)知沖突，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)問題解決的核心原理或途徑并做出總結(jié)^［15］；軟環(huán)境方面，應(yīng)充分調(diào)動每個(gè)學(xué)生的參與度，關(guān)鍵在于主動突破任務(wù)，在教師引導(dǎo)下不斷試誤，建立最終認(rèn)知。

化學(xué)教學(xué)環(huán)境中可提供的感知體驗(yàn)常有四種：真實(shí)感知體驗(yàn)、實(shí)境感知體驗(yàn)、重現(xiàn)感知體驗(yàn)和類推感知體驗(yàn)。真實(shí)感知體驗(yàn)產(chǎn)生于學(xué)習(xí)者與實(shí)體環(huán)境的交互，通過身體的實(shí)際參與獲取直接、全新的感官體驗(yàn)，如為特定實(shí)驗(yàn)任務(wù)提供充足適宜的化學(xué)實(shí)驗(yàn)用品，為學(xué)生營造基于實(shí)驗(yàn)活動的具身學(xué)習(xí)環(huán)境；實(shí)境感知體驗(yàn)產(chǎn)生于虛擬環(huán)境、再現(xiàn)環(huán)境中，如借助實(shí)驗(yàn)影像資料、全息等數(shù)字技術(shù)，通過科學(xué)家角色扮演、參觀考察活動以及日常生活中的應(yīng)用體驗(yàn)進(jìn)行情境模擬以獲取認(rèn)知；重現(xiàn)感知體驗(yàn)通過問題驅(qū)動或者語言描述激起學(xué)習(xí)者對體驗(yàn)的回憶重現(xiàn)，營造基于實(shí)踐的具身學(xué)習(xí)環(huán)境；類推感知體驗(yàn)通過類比思維等方式，引導(dǎo)學(xué)習(xí)者對類似體驗(yàn)進(jìn)行想象并類比感知。四種感知體驗(yàn)都能不同程度地增進(jìn)學(xué)生對知識的體驗(yàn)和理解，為具身教學(xué)中感知活動的設(shè)計(jì)提供了更多可能性。在親身探究條件限制的情況下，教師應(yīng)加強(qiáng)其余三種感知類型的刺激，彌補(bǔ)學(xué)生缺乏的具象體驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生調(diào)動身體部位進(jìn)行參與、感知，建立知識與實(shí)際的聯(lián)系。

以往在“化學(xué)能與熱能”的教學(xué)中常以學(xué)生已知的放熱反應(yīng)說明反應(yīng)的能量變化，教學(xué)環(huán)境一般包括教材、板書、單一固定的實(shí)驗(yàn)材料等，具身性不足。為此，教學(xué)可結(jié)合真實(shí)感知、實(shí)境感知與重現(xiàn)感知體驗(yàn)方式進(jìn)行，包括實(shí)驗(yàn)活動、數(shù)字化模擬實(shí)踐活動等，讓學(xué)生能夠身臨其境，打造多重感知體驗(yàn)。在教師引導(dǎo)的軟環(huán)境下，為學(xué)生小組提供了多組不同的吸、放熱反應(yīng)材料及其他可供自由探索的實(shí)驗(yàn)器材。例如，教師以暖寶寶發(fā)熱包作為情境的引出點(diǎn)，先請學(xué)生自行打開包裝觀察不用火、電即可產(chǎn)生較多熱量的現(xiàn)象，進(jìn)行真實(shí)感知與實(shí)境感知。隨后拆解包裝，結(jié)合配料表向?qū)W生展示暖寶寶的主要成分，再展示適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)藥品和裝置。學(xué)生可以從教師提供的參考實(shí)驗(yàn)入手，也可以使用提供的實(shí)驗(yàn)材料自主探究。除手部觸摸、眼睛觀察外，學(xué)生還可以采用溫度探測儀器更具象地感知能量變化。最后，教師為學(xué)生提供不同形態(tài)的微粒模型，但不告知各模型代表的微觀粒子種類，請學(xué)生小組自行選擇化學(xué)反應(yīng)，結(jié)合模型與數(shù)字化傳輸設(shè)備自主設(shè)計(jì)方案開展探究，總結(jié)共同點(diǎn)與不同點(diǎn)，以此進(jìn)行重現(xiàn)感知。上述適切的軟硬環(huán)境搭配設(shè)置，使得教學(xué)環(huán)境具有探索性，有效促進(jìn)學(xué)生討論思考能量變化的本質(zhì)。

2.3 身體互動的體驗(yàn)性與主動性

身體互動是具身認(rèn)知形成的觸發(fā)器，在身體與環(huán)境交互中，產(chǎn)生的感官體驗(yàn)通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)一步傳輸?shù)酱竽X，引發(fā)認(rèn)知活動。身體互動主要包括與環(huán)境、教師和其他學(xué)生的交互，使得具身教學(xué)過程中體現(xiàn)出具身化、技能化及社會化的特征。具身化即學(xué)生與環(huán)境交互，如進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究時(shí)通過肢體和感官獲取真實(shí)感知體驗(yàn)，并將其與化學(xué)知識聯(lián)系起來，在外界環(huán)境的作用下持續(xù)主動地進(jìn)行身體活動，不斷探究與總結(jié)，促使環(huán)境變化，再引發(fā)新的探究行為，維持身體持續(xù)參與，從不斷獲取的感官體驗(yàn)中逐步形成完整的知識結(jié)構(gòu)；技能化指當(dāng)學(xué)生運(yùn)用已有的化學(xué)知識和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行反復(fù)練習(xí)后，能夠形成一定的操作和計(jì)算技能，產(chǎn)生機(jī)體的“自動化”；社會化則體現(xiàn)在師生互動、生生互動過程中，發(fā)揮自身的能力特長，有效互動克服認(rèn)知障礙、鍛煉思維能力。

學(xué)生主動發(fā)生交互行為，進(jìn)行探究并積極發(fā)現(xiàn)規(guī)律是創(chuàng)設(shè)物理環(huán)境、教師積極引導(dǎo)的根本目的。因此，具身教學(xué)活動需要重塑傳統(tǒng)教學(xué)活動的互動生態(tài)，關(guān)鍵在于教師進(jìn)行角色的轉(zhuǎn)變，從學(xué)生學(xué)習(xí)的領(lǐng)導(dǎo)者變成提供學(xué)習(xí)支架的輔助者，鼓勵(lì)學(xué)生小組合作探究，在感知中建構(gòu)新知。在師生、生生協(xié)作探究的過程中，學(xué)生個(gè)體的身體自由在具身教學(xué)中需得到充分保障。通過進(jìn)行交流、展示、互評和操作等活動，加之教師講解、評價(jià)的思想碰撞，幫助學(xué)生突破認(rèn)知障礙，實(shí)現(xiàn)從身體感知到大腦認(rèn)知的傳遞。同時(shí)，在學(xué)習(xí)了復(fù)雜的化學(xué)原理或模型后，要設(shè)置練習(xí)環(huán)節(jié)進(jìn)行模型運(yùn)用的強(qiáng)化訓(xùn)練，以形成“自動化”技能。此外，現(xiàn)代信息技術(shù)正不斷介入化學(xué)教學(xué)活動，身體交互行為從直接的個(gè)體與事物之間以及師生、生生之間的交互拓展轉(zhuǎn)變?yōu)橐约夹g(shù)為媒介的多元化的交互。技術(shù)手段將身體感知放大或數(shù)字化，為學(xué)生提供全新而豐富的感知體驗(yàn)；傳感器技術(shù)可作為感官的延伸，如利用氧化還原傳感器、壓強(qiáng)傳感器等儀器“看見”化學(xué)變化中的細(xì)節(jié)，解決離身認(rèn)知中的表征難題^［16］。

在“化學(xué)能與熱能”的教學(xué)中，當(dāng)教師設(shè)立了“探究暖寶寶發(fā)熱原理”的情境后，學(xué)生觀察并觸摸給出的發(fā)熱包內(nèi)容物，喚起對已有的鐵粉氧化放熱的認(rèn)知并將其具象化。隨后教師對熱量與能量關(guān)系進(jìn)行講解，再使用多個(gè)貼近生活的實(shí)例說明人類生產(chǎn)生活所需的能量與化學(xué)反應(yīng)中的能量變化的關(guān)系。此時(shí)學(xué)生往往會產(chǎn)生疑惑，暖寶寶內(nèi)其他物質(zhì)的作用是什么？有其他物質(zhì)可以代替鐵粉進(jìn)行放熱嗎？教師可引導(dǎo)學(xué)生拓展思維，厘清其他反應(yīng)物的作用。隨后有學(xué)生產(chǎn)生疑問，所有化學(xué)反應(yīng)的熱量變化都一樣嗎？都是放熱嗎？此時(shí)就引起了學(xué)生自主探究的欲望。

教師隨即組織學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：（1）已打磨的鎂條與鹽酸反應(yīng)的熱量變化；（2）氫氧化鋇晶體與氯化銨晶體混合后的熱量變化，引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)放、吸熱反應(yīng)的定義。此時(shí)許多學(xué)生仍會產(chǎn)生疑問，所有化學(xué)反應(yīng)都會有熱量變化嗎？讓學(xué)生充分理解化學(xué)反應(yīng)能量變化的本質(zhì)是本節(jié)教學(xué)的重難點(diǎn)所在，教師同時(shí)利用此環(huán)節(jié)加強(qiáng)學(xué)生的合作能力，在分組情況下布置探究任務(wù)：以氧化汞的分解反應(yīng)和氫氣、氯氣的化合反應(yīng)為例，請學(xué)生運(yùn)用相關(guān)分子模型和數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備進(jìn)行探究，回顧化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)，推測化學(xué)反應(yīng)能量發(fā)生變化的原因。學(xué)生小組合作探究，體驗(yàn)分子模型的斷開與連接，借助數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備，得到模擬的E-t圖，并據(jù)此得出兩類反應(yīng)的能量變化類型。

學(xué)生之間分工合作、討論交流，實(shí)現(xiàn)身心統(tǒng)一，保證專注力，提高知識遷移應(yīng)用的能力水平，達(dá)到高層次的具身認(rèn)知水平。學(xué)生與教師的互動貫穿于整節(jié)課堂，互動方式包括知識講演、交流問答、實(shí)驗(yàn)演示或指導(dǎo)等。教師通過引導(dǎo)加深學(xué)生的體驗(yàn)與感悟，學(xué)生通過反饋給予教師新的感悟和課堂即時(shí)性評價(jià)，在對話中相互影響、生成新知，達(dá)成具身教學(xué)的社會化。

2.4 認(rèn)知形成的清晰性與深刻性

清晰而深刻的認(rèn)知形成是具身教學(xué)活動的目的。化學(xué)是一門在原子、分子水平上研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、轉(zhuǎn)化及其應(yīng)用的學(xué)科，教學(xué)中，學(xué)生以化學(xué)學(xué)科特征性的認(rèn)知方式對感知體驗(yàn)獲取的信息進(jìn)行加工、分析、抽象，并形成新知。具體包括：（1）由具體現(xiàn)象到抽象本質(zhì)。如通過隱喻使陌生或抽象的概念以熟悉、具象的概念來表達(dá)、理解，又如通過模擬對物體進(jìn)行觀察或操作。例如，對化學(xué)中原子“軌道”相關(guān)的電子運(yùn)動狀態(tài)的隱喻或模擬^［17］，有助于促進(jìn)抽象概念的具身理解^［18］。學(xué)生基于感知體驗(yàn)產(chǎn)生疑問并思考其原因，將直觀的感性認(rèn)識進(jìn)行科學(xué)抽象、概括，使認(rèn)識深入到事物本質(zhì)；（2）宏觀-微觀-符號聯(lián)系。學(xué)生從感知到的宏觀現(xiàn)象著手，聯(lián)系分析微觀結(jié)構(gòu)特征或變化機(jī)制，并尋求用符號分別對宏觀現(xiàn)象和微觀本質(zhì)進(jìn)行表征，同時(shí)呈現(xiàn)宏觀與微觀的關(guān)系；（3）推理論證?；诟兄w驗(yàn)獲取的現(xiàn)象、事實(shí)等對物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)及其性質(zhì)做出合理的假設(shè)，并通過定性、定量分析加以推理驗(yàn)證；（4）模型建構(gòu)。在親身實(shí)踐中理解化學(xué)模型的內(nèi)涵及意義，嘗試結(jié)合具體體驗(yàn)及認(rèn)知加工過程的提煉構(gòu)建認(rèn)知模型并在進(jìn)一步的學(xué)習(xí)與實(shí)踐中加以運(yùn)用和檢驗(yàn)。

隨著信息加工，原本抽象的知識逐漸具象化、形象化，大腦中與感知相關(guān)的新知不斷涌現(xiàn)，學(xué)生對現(xiàn)象背后的客觀事實(shí)進(jìn)行深入挖掘，展開深層次的行為思辨和經(jīng)驗(yàn)檢視等思維活動，刺激新的體驗(yàn)出現(xiàn)，引發(fā)新的探究產(chǎn)生，并不斷基于個(gè)人已有知識經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行整合、推理、修正，建立知識結(jié)構(gòu)與概念間的關(guān)聯(lián)，完善新知學(xué)習(xí)，達(dá)到環(huán)境、身體活動、認(rèn)知行為的有機(jī)融合。學(xué)生不僅能夠深刻理解和把握知識的本質(zhì)，還能對其進(jìn)行加工、遷移和靈活運(yùn)用，螺旋上升地構(gòu)建認(rèn)知，基于“教學(xué)內(nèi)容-教學(xué)環(huán)境-身體交互-大腦認(rèn)知”的具身教學(xué)機(jī)制，不斷地完善學(xué)科知識體系^［19］。

在“化學(xué)能與熱能”的教學(xué)中，學(xué)生首先從“暖寶寶中的鐵粉和氧氣反應(yīng)放出熱量”及初中學(xué)習(xí)過的燃燒反應(yīng)等，直觀感受熱能從無到有再到無的過程。再通過多個(gè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)認(rèn)識到化學(xué)反應(yīng)中既存在放熱也存在吸熱，形成對于化學(xué)反應(yīng)熱量變化具體而全面的認(rèn)知，討論總結(jié)放熱反應(yīng)與吸熱反應(yīng)的定義，從具體認(rèn)知逐漸接近抽象階段。隨后從宏觀視角轉(zhuǎn)到微觀視角，在上手接觸分子模型的過程中，對化學(xué)鍵的生成與斷裂產(chǎn)生更加深刻的認(rèn)知，并結(jié)合數(shù)字化手段，以完全具身的方式深入了解化學(xué)反應(yīng)吸放熱的微觀機(jī)制，進(jìn)行了“宏-微-符”的推理聯(lián)系，達(dá)成了對于化學(xué)反應(yīng)與能量變化的整體認(rèn)知，同時(shí)為選擇性必修階段的學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。

3 結(jié)語

本研究分析了具身認(rèn)知理論用于化學(xué)教學(xué)活動的三大關(guān)鍵要素，即教學(xué)環(huán)境的塑造、身體活動參與和認(rèn)知的發(fā)生，并強(qiáng)調(diào)三者的選擇需基于對教學(xué)內(nèi)容的分析，結(jié)合學(xué)科特征構(gòu)建一定的中學(xué)化學(xué)具身認(rèn)知教學(xué)策略。在具體實(shí)踐中，仍然需要特別強(qiáng)調(diào)具身認(rèn)知教學(xué)內(nèi)容的精細(xì)分析和教學(xué)環(huán)境的引導(dǎo)性，教師應(yīng)特別關(guān)注身邊的可用技術(shù)，使得更多的抽象教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行具身化探索。此外，不能割裂身體探究與大腦推理，具身教學(xué)不是實(shí)驗(yàn)教學(xué)，而是手腦并用的認(rèn)知過程，只有發(fā)揮學(xué)生身體能動性，將主體性返還給學(xué)生，將教與學(xué)有機(jī)統(tǒng)一，才能達(dá)到發(fā)展素養(yǎng)教育的真正要求。

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