具身学习理论视域下批判性思维培养的教学实践——以“大气的受热过程”为例

翟天泽，赵 媛

（1.南京师范大学教师教育学院，南京 210023；2.南京师范大学地理科学学院，南京 210023）

当前，人类正处在一个快速变革和创新的时代，以ChatGPT为代表的人工智能促进了教育自省，人才培养模式和培养内容将受到极大的影响，人们开始意识到教育的最终目标不是为了获取确定的知识，而是培养能够独立思考的人。批判性思维作为一种必备素养，已成为构成“21 世纪型能力”的核心要素。“中国学生发展核心素养”的文化基础部分明确提出了批判质疑这一科学精神，2016 年颁布的《地理教育国际宪章》中也对教育者和受教育者提出了批判性洞察力、批判性视角以及批判性思维等要求。人类生存的自然与人文地理环境、地理信息技术等都在不同的时空尺度上发生变化，这就要求学生能够具备求异并创新的批判性思维。综合考虑批判性思维的可教育属性，以及它对学生的身心年龄、知识经验具有较高的要求，高中学段成为中学地理批判性思维培养的黄金时期［1］。

结合地理学区域性与综合性的特点，高中地理课程对培养学生批判性思维具有明显优势，其主要原因有以下两点：①地理学研究对象的复杂性具有可批判性，地理学的研究对象是地球表层系统，这是一个真实存在的四维空间，不同地理要素耦合下的复杂地理环境在时空尺度上呈现出不同分异，如非地带性气候分异、世界上不同的地域文化等，区域之间的差异性及其相互依赖性能够帮助学生打破思维定式，形成批判性思考倾向。②地理学的双重属性给批判性思维提供了广阔的思维空间。地理学是一门兼顾自然科学和社会科学双重属性的学科，在面对如气候变化、人口问题、能源安全等问题时，学生需多角度、多学科评估，不仅注重要素的综合，更加看重地理事物之间的联系，这就使得学生的思维逻辑网更加完善，思维过程逐渐立体化。

一、具身学习理论指导下批判性思维的教学实践范式

基于地理学的独特性以及批判性思维的共通性，地理批判性思维是指“能够自觉从环境中提炼地理信息，借助地理知识、技能与方法，通过综合各类地理要素进行质疑、创造的反省式思维方式，可以帮助人们以批判的眼光去欣赏和认识世界”。指向地理核心素养的批判性思维技能与品质很多，如“地理批判意识、地图分析、评估区域发展、概括区域特点、地理要素综合、地理过程建模、综合运用等”，借助地理知识、地理方法、地理情感、态度与价值观可培养学生的地理批判性思维。

具身学习是具身认知理论指导下的教育实践，强调身心统一的一元论观念。具身学习主张认知是身体、大脑和环境相互作用的结果，突出身体在学生认知形成过程中的重要地位，指出行动可以塑造思维［2］。在具身学习理论的指导下培养学生的批判性思维，能够在“做中学”，实现身心协同发展。以环境信息为媒介，身体感知与表达作为思维的基础和结果，身体运动感知系统不仅能够通过视、听、触、味、嗅为批判性思维提供信息来源，还能够借助肢体或语言表达将思维外显，形成可观察的学习成果，实现多维度的学习评价，使得整个课堂是沉浸式的学习体验。

地理课堂所提供的具身学习形式丰富多样，为地理批判性思维的建构提供了真实的思维环境与过程性的思维展示方式。具身学习理论指导下指向批判性思维的教学实践范式，由环境、身体与思维三部分组成（图1）。教师先为学生提供一个情景环境，通过多感官的具身活动和问题引导启发学生进行信息的获取，大脑进行信息加工处理的过程即为批判性思维的建构过程，最终通过具身行为表达出信息加工的结果，完成“两头具身活动，中间思维发展”的教学设计活动。课堂整体或部分教学任务按照这样的范式进行设计与实践可以在具身学习理论指导下进行批判性思维的培养［3］。

图1 具身学习理论指导下指向批判性思维的教学实践范式

二、指向批判性思维的“大气的受热过程”教学设计与实施

以人教版为例，本节内容属于高中地理必修一第二章“地球上的大气”，大气的受热过程中的“大气”指对流层大气，承接太阳辐射及大气垂直分层的相关内容，同时，对后续学生学习“大气运动”起铺垫作用。课标要求“运用示意图等，说明大气的受热过程原理，并解释相关现象。”根据行为动词“说明”和“解释”可判断，本节课要求较高，学生需理解这一地理原理并结合生活进行应用。

本节课参考杜威的“思维五步法”，即给予学生一个真实的情境、情境中一个真实的问题、一定资料，然后引导其假设论证，最后再进行实验。总体采用任务“小批判”、课堂“大批判”的组织形式，在每个任务中通过讨论、争辩等方式培养学生的批判意识与能力，在课堂的整体教学设计中，学生按照分析—建模—评估—假设—验证—自我调节—模型再创造的步骤，发现并解释山火频发这一实际问题。具身学习行为则以实验为主，多媒体素材、讨论贯穿其中，学生通过倾听发言、观看图片、动手实验、上台交流等过程调用身体系统，充分获取与大气的受热过程相关的信息，为模型的建构提供支持，同时，动手实验与小组展示能够加深学生对这一内容的记忆与理解，为批判性思维的信息获取和表达提供了多种途径。课堂“以身入境、以脑析情”，教师借助学生的具身表现不断调整教学过程，力争引导学生像地理学家一样思考，在具身学习理论的指导下培养学生的地理批判思维。

1.依据课标，拟定教学目标

教学目标是教学设计的开端，它不仅为教学设计明确了方向，同时也是教学活动评价的依据。具身学习指导下批判性思维的培养，重在运用感性认知促进学生的理性思考，即杜威所提出的“从做中学”。因此，教师应将促进学生的批判性思维发展作为课堂教学的主线，以不同的具身活动推动各个环节的进行，最终实现地理学科核心素养的发展。

依据课程标准要求，本文制定了如表1 所示的“大气的受热过程”教学目标，其中重点为大气的受热过程，难点为大气的削弱和保温作用［4］。

表1 “大气的受热过程”教学目标

2.设置学习环境，提供具身感知

环境指地理课堂中学生的学习环境，教师在课堂中可为学生提供实感、实境与离线三种不同的具身感知，给予学生更具广度和深度的信息获取渠道。实感具身是由个体亲身操作、实践产生的具身感受，在地理课堂中主要的运用方式为研学旅行、地理实验等。呈现地理情境可激发学生的学习兴趣，形成对地理问题的主动探究意识，好奇心是学生批判性思维建构的重要品质，学生在形成认知冲突的同时获得投入的思维建构状态。实境具身是指教师借助虚拟技术、角色扮演或播放视频等方式，为学生提供真实、直观的地理情境，帮助学生对遥远的沙漠、深海的地貌、万里之上的大气层等进行感知和思考，扩充思维空间。离线具身则是通过自身经验、想象和他人的言语描绘唤起的具身效应。本节课借助世界山火分布图给学生提供实境感知，以情促学，以“解决山火频发的原因”为线索串联整个课堂。

大气的受热过程是一个抽象的空间能量传输过程，除地理相关内容的学习外还涉及光学和热学等跨学科内容，加之高中年级的学生缺乏对相关地理现象的感知，学生易产生畏难和枯燥的学习心理。为避免上述情况，依据奥苏泊尔提出的“先行组织者”，笔者在本节课课前发放了与辐射有关的学习资料包，为学生提供引导性材料，实现思维的初步建构。

课上教师利用多媒体设备展示2011 年和2021年的山火对比图（图2），作为一种视觉具身感知刺激学生获取信息，引导学生读图发现“频发的山火”这一社会问题，建立起山火—气温—大气的受热过程的思维链条，在激发学生批判性好奇心的同时，也帮助学生建立解决问题的思维路径。学生能够沉浸于教师所设计的问题情境中，本节课就可获得良好的开端。

图2 2011年（上）与2021年（下）世界山火分布对比

3.问题引导，以身促思

培养学生批判性思维最好的方式即引导学生使用该思维发现、解决问题。教师设计问题链，通过有效的问题进阶可启发学生按照地理批判性思维的建构过程逐步达成能质疑—有论据—讲逻辑—能创新的培养目标。有价值的问题不仅可帮助学生解决“是什么”“为什么”的问题，还能够打破学生原有的认知平衡，激发学生主动探索的思维倾向，促使其学会未知的知识与潜在的技能。当一个问题具有批判性时，就能够调动学生进行深度学习，并推动其创新发展、个性发展。借助具身活动培养地理批判性思维，引导学生从生活场域和亲身体验出发，能够让学生切实感知地理知识的产生过程并提升解决问题的能力，实现从感性认知到理性思考的过渡，有助于进行行为与活动、思想与方法这两个维度核心素养的塑造。课堂以教师问题链为线索，学生在最近发展区的基础上不断学习，可通过身心交互的方式不断达成认知过程，以身体活动促进思维建构。在本节课中，本文依托于“大气的受热过程是怎样的？”这一基本问题，设计了引导问题链（表2），帮助学生建立由辐射特性到大气的受热过程的思维结构。

表2 “初建大气的受热过程模型”的教学过程

从长波辐射、短波辐射的特征到初步建立大气的受热过程跨度较大，因此，教师应采用有效的问题链将已知与未知相串联，通过解决“不良结构”问题，帮助学生进行递进式思考，进而借助绘图的方式将自己理解的大气的受热过程加以表达。最后，教师利用展示、交流的方式，引导学生提出质疑，从而锻炼学生的批判性思维，为下一步实验验证做铺垫。在本过程的学习中，学生通过教师、学习资料包甚至是他人的发言获得听、视的具身学习，实现批判性思维的信息输入，经过自身和小组的论据、逻辑处理，借用绘图的方式输出对大气的受热过程的思维结果。

4.任务实施，以身显思

思维是抽象的过程性学习，经过一系列的质疑—求证，在课堂实践中教师通过外显的具身任务体现学生的思维过程与结果，学生根据自身已有的知识进行认知归纳、重建。课标强调要重视学生地理实践能力的培养，通过绘图、验证实验等方式得出可观察的过程性与表现性评价，教师可根据学生的反馈及时地调整自身的教学策略。同时，在此过程中教师也应注意营造师生平等的课堂秩序，避免教师的权威性制约了学生批判性思维的输出。另一方面，摒弃了传统的填鸭式教学，学生也可通过多样化的学习方式加深对知识的理解，特定的感官刺激与知识一起储存在大脑中，实现深度学习和学会学习的高阶目标。

通过讨论，各组初步建立的大气的受热过程模型出现差异，面对教师提出的引导性问题，学生急需通过实验获得答案。为解决学生的质疑、培养其批判性思维的求证能力，本节课借助地理实验进行具身学习，学生按照实验记录表（表3）设计并完成实验，通过所记录的实验数据理解大气的保温与削弱作用，构建正确的大气的受热模型（图3），体会批判性思维的建构过程。通过地理实验能够培养学生的地理实践力，在收集、处理与分析数据的过程中渗透核心素养的塑造。最后，教师借助山火资料包，引导学生重新

表3 地理实验记录表

图3 大气的受热过程示意图

思考山火频发的原因，通过梳理山火与温室效应之间的双向反馈机制，树立人地协调的地理观念。课后探究是利用大气受热过程原理为全球气候变暖提供设计方案。

5.设定评价量表，组织反思

设计评价量表是帮助学生反思学习过程及结果、调整学习方法与态度的有效途径，同时也是教师不断改进教学策略、提升课堂效率的抓手。传统的教学评价大多以测试为主，为不断改进评价的方式，进一步促进学生、教师以及课程的进步，教师还需要补充课堂教学评价量表等其他评价方式。基于具身学习理论培养批判性思维既强调学生外显的行为表现，又注重内在的思维发展，这与新课标在实施建议中提出的“开展思维结构评价”和“关注表现性评价”相契合。教师在制定评价量表时可从具身学习和批判性思维两方面对学生的课堂表现制定评价标准，在实现教学评一体化发展的同时，帮助学生更好地培养学科核心素养。在“大气的受热过程”这一节课的最后，本文设计了课堂多维评价量表（表4），包括对具身学习水平和批判性思维建构水平的评价反思。

表4 课堂评价量表

例如，依据教学目标对具身学习和批判性思维进行水平划定，在“大气的受热过程”一节中可制定课后评价量表（表4），以便对学生具身学习和批判性思维进行全方位评价。评价采取自评、小组互评等多元评价方式，获得本节课的反馈。

三、结论与展望

传统的地理课堂注重学生对知识的掌握程度，缺乏对思维的培养，在对学生进行评价时也往往采取单一的结果性评价。基于具身学习理论培养学生的批判性思维，一方面侧重发展学生的批判性思维，旨在培养学生的未来发展能力；另一方面，通过可观察的表现行为反馈学生的思维发展程度，解决了思维不可观测的问题。目前，该教学设计范式所运用的课例较少，缺乏一线教学实践，期望随着具身学习与批判性思维培养在中学地理课堂教学中的不断发展与改进，人才培养将逐渐向创新型靠拢，为社会发展贡献有生力量。