具身认知理论在高中生物学科教学中的作用浅析——以人教版《DNA的结构》为例

薛莉（四川省成都市第七中学 610000）

任何一个学科的教学，都必须有一定的理论支撑，在选择教学理论的时候，有一个很重要的原则，那就是要从学生学习的角度出发。如果一个理论能够帮助教师更好地理解学生的学习过程，尤其是理解促进学生学习所需要的条件，那这样的教学理论对于一线教师来说就是适合的。

那么怎样寻找这样的教学理论呢？教育家陶行知提出的“六大解放”理论认为，要让学生走上创造之路，手脑并用，劳力上劳心，就必须解放眼睛、解放双手、解放头脑、解放嘴、解放空间、解放时间。传统视角下，对这六大解放的理论都是分开解读的，分开实施的，但实际上将这六个要素综合起来考虑、综合起来解放，可以发现这是一个促进学生全身心参与学习的过程，而这正对应着学习理论中的具身认知理论。具身认知理论关注身体感受，强调身体体验和情景交融等对于认知的影响，这对日常教学有着非常重要的启示。

一、具身认知理论在高中生物学科教学中的理论作用再思考

通俗点说，具身认知理论就是基于具身认知的教学理论。在生物学科教学中运用具身认知理论，可以让学生在生物学课堂中通过实践操作形成生物科学概念，并可以有效提高学生生物学科成绩。尽管这一结论是部分研究者在实践的基础上得出的结果，但不可否认的是，从具身认知理论的基本观点与生物学科的特点比较来看，这一理论在高中生物学科教学中是有着很强的生命力，可以从两个方面理解：其一，具身认知理论所强调的生理体验与心理状态的密切联系，奠定了生物学科教学中，教师必须从抽象的生物知识出发，努力为学生的学习设计生理体验或类生理体验的情境。其二，具身认知理论可以让学生在学习的过程中，更好地理解生物学科的特征。

众所周知，生物原本是一门自然学科，但是在很长的一段时间中，高中学生的生物学习却陷入了机械记忆的窠臼，这显然不利于学生形成准确的学科认识。真正的学科认识不是教师灌输而成的，而是学生在学习的过程中体会到，因此，设计一个能够让学生体会到生物学科本质的学习过程，对高中生物学科教师来说，是至关重要的一件事情。这样的一个过程，可以在具身认知理论的指导下进行。以《DNA的结构》为例，在学生已经认识到DNA是主要遗传物质的基础上，如何让学生准确地建构起DNA的结构认识，是本内容教学的一个重点。这个重点如果能够突破，那么学生大脑中关于DNA结构的认识就是清晰的，其后相关知识的学习就有了一个重要的思维基础。

相对于传统的教学来说，这种由具身认知理论所指导的教学设计，更适合学生的学习需要，具有重要的理论意义与实践价值。

二、具身认知理论在高中生物学科教学中的实践作用再探究

从时间角度看，用具身认知理论指导高中生物教学要注意什么呢？研究表明，具身认知理论下的高中生物教学，最关键的就是要构建“具身性”的生物知识教学或实验教学。就知识教学来说，所谓“具身性”就是上面所强调的生理体验与心理状态的联系建立。

在教材中，选择了坐落于北京中关村高科技园区的DNA雕塑作为题材，这对高中学生尤其是亲眼见过这一雕塑的学生而言，具有强烈的视觉刺激作用，能够让学生迅速地产生一种体验感，这种体验感也就使得具身认知理论有了运用的基础。那么能不能设计出对于更多学生具有普适性的教学呢？如何让学生对DNA的双螺旋结构有一个更加清晰的认识呢？笔者以为可以这样设计。

1.向学生介绍DNA双螺旋结构的发现历史

简要说这段历史，涉及沃森和克里克两位科学家，此外还与著名的物理化学家富兰克林有关。富兰克林通过一张高清晰度X射线衍射图的拍摄，发现了DNA分子具有明显的螺旋结构特征。最初，富兰克林发现的是单分子螺旋结构，但同时也发现了DNA具有双链螺旋结构的特征。也正是富兰克林的照片以及相关的测量数据，启发了沃森等人，最终双螺旋结构被明确提出，因此获得了诺贝尔奖。

2.设计并让学生制作DNA双螺旋结构模型

事实表明，只告知学生双螺旋结构，其实相当一部分学生大脑中关于这一模型的认识是不清晰的，绝大多数学生看到螺旋结构就认为是双螺旋结构。其实双螺旋结构的主要特征在于“双链”形成的“螺旋”结构，这种结构对于部分学生来说，可以借助想象，但是如果能够让所有的学生动手设计制作，那就可以取得更好的教学效果。

事实证明，这样的教学设计取得了预期的效果：学生在倾听相关发现历史的时候，产生了浓厚的兴趣，他们结合相关历史的阐述，设想这样一个探究过程，并且将自己所学到的知识渗透到这个过程中去，这实际上已经具有了明显的具身认知的特征。而在制作DNA双螺旋结构的时候，他们也会有明显的认识飞跃，其中部分学生的创意可以说是非常精巧：他们将两个一样的弹簧镶嵌在一起，于是就得到了一个双螺旋结构。看起来这个结果非常简单，但是这些学生确实经过若干次尝试与失败后，才得到的一个简洁且正确的模型，其中的具身认知体现得非常充分。

由此可以认为，教学实践之所以能够符合预期，很大程度上就是因为具身认知理论发挥了引导性作用。

三、用具身认知理论引导高中生物学科教师专业理解与成长

纵观高中生物学科教学，尤其是课程改革以来的生物学科教学，可以发现一个显著的特点，那就是教学理念需要不断更新，教学策略需要不断优化，而所有的这些都离不开教师自身的专业成长。

通过实践发现，用“理论指导实践，在实践中理解理论”永远是颠扑不破的真理。教师的实践知识来源实际教学问题的思考或解决，在此过程中需要对教学活动相关要素及其关系判断与权衡，以选择最适合学生的教学策略。与此同时，教师实践知识是教师身体与环境互构的产物，是影响教学实践样态的重要知识基础。如果高中生物学科教师在教学的过程中不断积累实践知识，那就可以为理论的学习与理解开辟一片广阔的空间，从而奠定教师专业成长的基础。

总体而言，具身认知科学理论的生理体验与心理状态的密切联系，提出的“主体身体”“身体嵌入式适应性活动”以及“认知进化论”的思想，为人们重新认识教师实践知识的生成提供了新的视域。陶行知说，“行是知之始，知是行之成”，作为高中生物学科的教师，积极学习的内容应该包括具身认知理论在内的先进教学理论。