关注具身认知，培养低年级儿童科学素养

王天锋

【摘   要】低年级儿童从形象思维向抽象思维发展的过程中，肢体作为器官的组成部分，也发挥着思维的功能。围绕低年级儿童科学课的学习特点，教师应尊重和理解儿童具身认知特征，设计适合儿童学习的活动，充分建构儿童对科学的理解，促进儿童科学思维的发展，促进儿童科学素养的提升。

【关键词】低年级;科学教育;具身认知

具身认知理论认为，大脑是思维的发源地，身体的行为和感受也是人类认识世界的器官和通道。特别是低年级儿童，大脑的思维能力还不够发达，往往会借助身体的参与获得对世界的完整认识。例如，儿童借助手指和脚趾数量完成计数和计算就是一个典型的例子。因此，儿童不仅运用语言表达自己思考，而且也经常用肢体作为辅助性“语言”，儿童的身姿表现的是他们的精神世界。解读儿童身体和思维关系的奥秘，应该是教师的“第一专业”。

自低年级的科学课开设以来，科学教师普遍感到与儿童沟通困难，常出现“教师话语”和“儿童话语”难以兼容的现象。读不懂儿童，读不懂儿童学习科学的方式，成为小学低年级科学课堂“教”和“学”过程中的难题。在低年级的科学课中，教师应尊重和理解儿童具身认知特征，设计适合儿童学习的活动，充分建构儿童对科学概念的理解，促进儿童科学素养的提升。

一、“聚焦”板块：隐藏“熟悉”，激发“好奇心”

对儿童学习本质而言，好奇是启动学习的按钮。面对身边诸多习以为常的现象，学生很多时候失去了观察和研究的动力。学生只有感到非常好奇的时候，才有可能启动观察的欲望。

以教科版一年级下册《认识一袋空气》的教学为例，空气这一物质对于一年级的儿童而言，非常熟悉，他们在前概念中认为空气就是空的、看不见的、摸不着的气体。“聚焦”板块的教学目的，是将对空气的零散认识集中起来，隐藏空气的熟悉认识，将空气的理性认识蕴含于感性的体验活动中，通过身体感受获得对空气性质的再认识。为了将学生对空气的前概念认识，引导到科学课的观察活动中，教师设计了“猜礼物”的活动，教学过程如下。

师：（取出一个鼓鼓的牛皮纸纸袋）猜一猜，老师给大家带来的是什么礼物？

生：薯片，爆米花，巧克力……

师：你有什么办法可以知道纸袋里的礼物呢？

生：摸一摸，摇一摇，闻一闻，摔一摔……

（教师请学生用自己提出的方法进行尝试，引导学生感受袋口捏紧或放松后袋子的变化）

师：里面的东西一会儿是软的，一会儿是硬的，究竟是什么呢？

美国认知教学心理学家奥苏贝尔曾说过，“如果我不得不将教育心理还原为一条原理的话，我将会说，影响学习最重要的原因是学生已经知道了什么，我们应当根据学生原有的知识状况进行教学。”一年级学生对空气的“空”，原有认识就是什么也没有，空气就是“空”的气体。而要认识空气的属性，就要设计出能激发学生的学习兴趣，能让学生看见的活动。“猜礼物”的游戏过程整合了“观察—方法—实践”的过程，让学生认识的是空气的特征而非名称，认识到空气是一种物质。

二、“探索”板块：实践体验，开放“童心”

一年级儿童学习科学，兴趣意义大于知识价值意义，让儿童在“玩中学”是科学课重要的特征。“玩”看起来是游戏，其实是学生边玩边体验，边体验边发现的科学探究过程。“探索”板块的“观察一袋空气是什么样的”活动，教材给予的学习空间是开放的。一年级儿童的观察只有依托自我身体的体验，才能获得更深的思维认识。在观察“一袋空气”的目标指向下，教师设计了微观活动——感受空气。

师：我们都认为用保鲜袋装到的是空气，空气能让袋子鼓起来。你们有什么办法能让老师感受到袋子里的空气？

生：（寻找方法并体验）将袋子的口朝着脸，挤压空气有风出现。

师：如果老师给每个小组一根大头针，你们能让同学感受到空气吗？

生：（体验）空气从纸袋被大头针戳破的小孔中钻出来了。

师：（拿出一根吸管连着两个袋子的装置，其中一个袋子是鼓的，另一个袋子是瘪的）老师给每个小组提供一个“神器”。你们能从“神器”中找到空气吗？

生：（体验）我发现，挤压鼓起来的袋子，瘪的袋子会慢慢鼓起来。空气在“神器”中循环运动。

英国的神经学专家马克·索尔姆斯和奥利弗·特恩布指出：根据神经生理学的观点，所有的“生命事务”最终是通过“身体事务”的调节而实现的，这也代表了现代脑科学研究者的普遍观点。

在低年级儿童科学课程的学习过程中，身体是特有的认知方式，儿童身体可以促进思维的发展。低年级儿童学习科学，要从实践活动中获得体验，这与他们的认知方式是有紧密联系的。一年级学生的思维具有“重现象思维，轻抽象思维”的特点，而低年级“科学”往往就是在此基础上引导学生对科学现象进行总结，促进学生抽象思维的发展。只有将教材进行再加工和细化，才能使儿童看得到现象，说得出结论。案例中，将空气变得“看得见”的“神器”装置，就是一个很好的学习支架，给予儿童充分的体验空间，使得教材从书本定位向儿童学习体验的素材转变。

三、“研讨”板块：顺应本性，雕琢“科学心”

“研讨”板块，旨在通过师生或學生间的思维碰撞，获得关于对空气的科学理解。其中有一个难以平衡的悖论：儿童实践体验的“疯狂”和科学理性思维的“迷茫”。身体与思维是有关联的，具身认知是将身体活动中的思维体验剥离出来，这样才能破解悖论。

《认识一袋空气》一课中，如果孤立地将空气和木块、水进行相同点、不同点的比较，并不能促进学生对空气性质的认识深化，需要教师对学生进行追问和指导，才能使他们认识科学的本质。教学设计如下。

师：谁能说说空气和木块的不同点？

（引导学生从颜色、透明程度、轻重、气味、是否流动等多角度观察）

师：可以借助杯子里的水发现空气吗？请各小组讨论方法。（学生讨论）

师：怎么操作？塑料袋怎么放？要不要挤压？应该观察哪里？

（学生实践体验后归纳）

师：（在一个袋子上戳几个洞，迅速将袋子挤压入水中，请学生观察多股空气进入水中冒泡泡的现象）空气和水有哪些相同之处？

儿童的天性中有一种本能的冲动就是“瞎捣鼓”，所以课堂上有很多“瞎捣鼓”现象出现，这令很多教师头疼。其实一年级学生的学习有具身认知的特征，即通过身体感知和身体参与进行学习。这就需要教师提供足够的机会让儿童“折腾”。教师需要关注的是，儿童在“折腾”中往往只会活动，而不重视思维。只有在教师的具体追问和点拨下，儿童才能获得警醒和理性，才能明白要有序地玩，要边玩边观察，才能发现不一样的科学认识。

四、“拓展”板块：变式转换，启迪“创造心”

儿童参与科学课学习的过程是一个渐变的过程，从渐入佳境到体悟发现，要经历一个多感官协调发展的阶段，才能达到“手动、脑动、情动、心动”的境界。在《认识一袋空气》的学习活动结束后，教师围绕“如何运用空气的性质”的话题，设计了需要儿童体验的小活动。教学过程如下。

师：（吹响哨子）哨子为什么会响起来？

师：（用玩具“吹吹卷”进行演示，如下图所示）你发现有什么变化？

生：用力吹，纸卷会被吹得又长又直;不吹，纸卷立刻卷起来。

师：你能不准用嘴吹，只用塑料袋，让吹吹卷也发生这种变化吗？

（学生体验探究，创造各种让纸卷吹得又长又直的方法）

师：是什么让纸卷变得又长又直？利用了空气的什么性质？

课程改革的一个重要指向就是在“学科类课程”的基础上增设“经验类课程”，其改革诉求是让学生的综合素养得以提升。丰富的实践经验是为解决复杂情境中的问题提供创造性的思维，这里的小哨子、“吹吹卷”比机械地强调“运用空气的性质”更具有挑战性，更容易吸引儿童的观察注意力，在创造各种让纸卷吹得又长又直的方法的过程中，儿童获得了解决问题的智慧。

把低年级学生的具身认知特点作为促进科学思维发展的方式之一，是对儿童学习方式的尊重，也是科学本质与课程融合的体现。在实施过程中，有如下问题值得提醒。

首先，要关注概念建构与具身认知的糅合。身体参与科学学习活动，是儿童身心特征的需要，也是科学本质的需要。在低年级强调具身认知的目的，是为了实现科学概念的建构需要。低年级学生科学课学习开放性很强，学生往往是全身心地参与，虽乐此不疲却经常一无所获。要做到得“意”忘“形”，就必须关注将概念糅合在身体活动的历程中。如儿童在玩耍中可以发现袋子“鼓起来”和“瘪下去”之间存在的关联性——发现空气，是儿童需要得到的“意”。所以在目标制定上，身体活动和科学概念之间要保持高度的契合性，不可因错位而导致盲目性的身体参与。

其次，要关注感觉器官的平衡发展。在科学课的学习活动中，对用眼睛的观察和用嘴巴的汇报的活动相对要求较多，凸显对儿童观察能力和思维能力的培养。对于低年级学生，更应强调多感官参与学习活动，特别是身体中的手、足、耳朵等感官的参与。多感官参与观察学习活动并不是指平均使用力量，而是重点强调采用低年级儿童适合的感觉方式。如观察石头，学生可以使用眼睛，可以使用工具放大镜，但是教师不能忽略学生亲自动手玩石头的经验，特别是摸石头的体验。因此，教学活动就可以设計让学生先摸摸干燥的石头，再去洗石头，然后摸摸潮湿的石头，比较干燥与潮湿的石头有什么区别。多感官参与学习是幼儿阶段学习向小学阶段学习过渡的重要体现，也是皮亚杰所描述的“感觉运动阶段”特定学习内涵的体现。

最后，要关注“身教”背后思维方式的发展。所谓“身教”重于“言教”，是指既要重视言语讲授，也要注重身体示范，无论是“身教”还是“言教”，最终都要落脚于“教”的目的。对儿童而言，判断他们接受“教”的标志是儿童的“思维”发展。低年级学生的思维发展路径是“形象思维—半形象思维—半抽象思维—抽象思维”，学习科学需要借助身体活动实现思维的跨越和升级。例如，要认识“水是没有固定的形状”，就可以借助“运水”的游戏活动来感受水的流动性，从而建立“水具有可以自由流动的特征”这一“半抽象思维”，为建立抽象思维“水无固定形状”打下基础。倘若没有“运水”这一活动，低年级学生的科学学习会难以入手。

对儿童具身认知特征的关注和研究，是教师走进儿童内心世界，进行有效科学教育研究的基础性工作。关注低年级学生身体及其活动的重要性，对促进儿童科学素养的发展，有着独特的意义和重要的内涵，对其研究的深入程度也影响着科学教育的质量。

（江苏省扬州市梅岭小学西校区 225000）