基于具身认知视角建构生物学概念

长期以来，生物学概念教学受传统教育理念的影响，去情景化背景下以抽象符号为表征的概念传递方式大行其道。在概念教学实践中，教师可以依据概念层级类型和学生实际学情，综合运用现有的技术设备和活动材料，帮助学生实现不同的具身学习方式。在人教版初中生物七年级下册《神经调节的基本方式》中，“反射”比较抽象难懂，七年级学生容易形成迷思概念。教师有必要通过创设情境、设计活动为学生提供情境化、参与式的具身学习体验，使学生科学高效地建构概念。本文将以建构反射概念为例，阐述具身认知理论如何应用于生物学概念教学。

一、分析概念，明确目标

重要概念“反射是神经调节的基本方式、反射弧是反射的结构基础”在《义务教育生物学课程标准（2022年版）》中，统摄于“人体生理与健康”主题的大概念“人体的结构与功能相适应，各系统协调统一，共同完成复杂的生命活动”，要求教师帮助学生形成重要概念“人体各系统在神经系统和内分泌系统的调节下，相互联系和协调，共同完成各项生命活动，以适应机体内外环境变化”。反射和反射弧是上下位概念关系，反射是反射弧的上位概念，处于本节课的核心地位。

二、分析学情，精准定位

通过对神经系统组成的学习，学生知道了脑、脊髓以及神经的功能，具备一定的前置知识。由于受语言文化等因素的影响，学生容易把反射片面地理解成物理学中光反射，与生物学中反射的含义有较大差异。学生基于生活经验形成了“刺激——反应”的前科学概念。概念教学的任务就是要发现学生的前科学概念，并将其转化为科学概念。笔者通过分析学生前科学概念精准定位教学起点，创设学习情景并开展实验活动，帮助学生在具身学习中消除迷思建构科学概念。

三、具身学习，建构概念

1.实境具身，引出反射。教师播放苏炳添在东京奥运会田径百米预赛取得9.83秒成绩的视频。教师提问，“是什么引发苏炳添做出迅速起跑的反应？”学生回答，“苏炳添听到了发令枪声才做出起跑反应的”。苏炳添在东京奥运会上突破自己，创造黄种人在奥运会上的最好成绩，他的事迹可以激发学生学习热情和兴趣。教师能否引发学生的具身效应，学生学习过程中能否产生具身体验，都取决于教学情境的生动性和逼真性，情境越生动、越逼真就越能引发个体的身体体验。通过创设“生活事件”情境为学生提供以化身的方式融入现实的机会，学生比较容易快速回忆“刺激——反应”前科学概念。

2.实感具身，体验反射。全体学生每两人一组发放一个橡皮锤。教师现场演示膝跳反射过程，讲解叩击的部位和动作要领，然后组织学生互换角色参与膝跳反射具身体验，讨论如何描述膝跳反射的过程，并让一名学生统计“不由自主”地膝跳现象。教师提问：“根据你的亲身体验，能说出反射过程中受到什么刺激，小腿如何反应？”学生描述：“膝盖下方韧带受到叩击时，小腿会不自觉地前伸。”教师过渡：这位同学细心观察，用心体会，才能描述准确。膝盖下面韧带受到的叩击是“接受刺激”，小腿前伸是“发生反应”。 请一名学生上讲台配合做实验，教师趁其不注意，用手指在一名学生的眼前突然晃动，他迅速躲避并眨眼。教师提问：“这个反射与膝跳反射有什么共同点？”学生总结：“这个反射与膝跳反射都是接受刺激，发生反应。”教师通过膝跳、眨眼反射实验活动为学生创造具身体验机会，身体自然地与真实学习环境发生互动，多种感官获得体验，为科学完整地生成概念作铺垫。

3.身心协调，生成反射。教师展示两盆含羞草让学生触碰叶片。触碰后的含羞草开始慢慢地合拢叶片。教师提问：“含羞草的反应是不是反射？”学生甲：“它们能接受刺激，发生反应，因此属于反射。”学生乙：“含羞草是植物，没有反射。”教师再播放“草履虫趋利避害”视频。教师提问：“草履虫的反应是不是反射？”学生陷入迷思。教师解释：“以上两个例子都是简单的‘刺激——反应’，无法完成反射活动。”教师播放膝跳反射模拟动画。学生看到膝盖下方韧带受到敲击后，“信号”沿着神经传递到神经中枢，再沿神经传递到肌肉，产生了“不由自主”地膝跳。学生恍然大悟：“膝跳反射还需要神经系统参与。”教师展示以全班学生为调查总体的统计数据，绝大部分小组观察到膝跳现象，说明这种膝跳现象具有普遍规律性。师生共同总结：反射“有神经系统参与”并且是“有规律”的。一起补充完善反射概念图形成板书（如图2）。学生通过触摸“含羞草”和观看“草履虫”视频，在“实感”和“实境”中体验两个反面例子，制造身体与心理认知（学生原有的前科学概念）冲突，引发深层次思考。具象化的膝盖反射动画纠正了“反射就是接受刺激，发生反应”前科学概念，全班实验统计数据印证了反射的规律性，学生完整地生成科学概念。

4.离线具身，辨析反射。教师语言描述并列表呈现反射活动（如下表）。让学生讨论这些反射有什么区别。在辨析理解的基础上认同简单反射是形成复杂反射的基础。通过老师语言描述生活中关于反射的实例，唤起学生对反射的感同身受，引发学生产生离线具身效应，学生通过心理模拟进行概念加工形成科学概念。通过列表直观呈现简单（低级）反射和复杂（高级）反射的异同，指导学生辨析反射类型，帮助学生准确地理解概念外延。

四、结语

本文以反射概念教学为例，基于具身认知理论视角仅对“反射”概念生成过程进行叙述与分析。笔者采用多种具身学习方式，以具身体验为主使学生在具身情境中生成概念，通过正反例证让学生推理分析并修正原有经验，从认知冲突到身心协调，使学生有意义地建构概念，使概念教学有效又有趣。为了给学生创造更多“感同身受”的机会，建构生物学概念还需从活动设计和材料选择方面提供具身保障。随着虚拟交互技术的不断应用于教育教学，将给学生带来更多更好的具身学习体验。

责任编辑 徐国坚