物理教学心理学思想与发展|心理学理论

物理教学心理学思想与发展

二、物理教学具身化的提出与内涵 物理教育的生态化，就是强调在真实、自然的情境中研 究教育规律以及学生的心理活动规律，强调提高教育活动的 可应用性和普遍适用性，建立合理的教育生态环境，提高教 育的效益，促进人才迅速成长和发展。这一思想为物理教育 心理研究打开了新的视界，而“具身性”研究则可以说是心 理学生态化思想更进一步的发展。事实上，“具身”研究已 成为国际心理学研究的前沿领域。“目前，认知科学中最令 人振奋的观念就是认知是具身的”。“具身认知”就是对人 身体认知功能的强调。归结起来，“具身认知”的基本内涵 主要表现在以下四个方面：（1）身体参与了认知，影响了思维、判断、态度和情绪等心智过程；
（2）我们对于客观 世界的知觉依赖于身体作用于世界的活动，身体的活动影响 着关于客观世界表象的形成；
（3）意义源于身体，抽象的 意义有着身体感觉―运动系统的基础；
（4）身体的不同倾 向于造就不同的思维和认识方式〔8〕。“具身性”的提出 与价值是相对于传统认知心理学“离身”化的特征而凸显的。

从柏拉图的“绝对理念”到笛卡尔的认识论，西方传统心理 学理论及其哲学基础默认了一种主体客体二元分立的哲学 观，在此基础上，人的身体被认为是中性化的，其不过是心 智的“容器”，而不会对心智产生影响。现代认知心理学更 是将认知系统类比为计算机的信息处理程序，忽略了一切身 体因素，这种局限受到了诸多反思与批评。正是由此，“具 身”观点已得到了教学领域的应用。

三、物理教学具身化的物理学依据 （一）经典性：物理学的古典文化传统与审美特征 物理学作为科学的主干学科脱胎于西方哲学的母体。已 有越来越多的学者使用了“哲学―科学”的称谓，意在强调 科学根植于古希腊、罗马的文化与哲学传统，可被冠以“经 典性”的指称。“物理学初现于古希腊。所谓经典物理，其 中经典的意思就是源自古希腊和古罗马的文化艺术标准、原 则和方法的或以其为特征的意思。”〔9〕这种审美标准的 内涵包括对超越、自由、和谐、简约以及形式化与内在性的 追求。虽然历经多次“革命”，然而可以说，经典性却是物理学延续至今的文化精神。对于相对论，杨振宁指出了其体 现经典性的研究方法：“他（爱因斯坦）发现广义相对论是 用大的原则来做的，表面上看起来，不是从具体开始的。不 过，你如果再仔细地想一想，他取了哪些原则，他为什么抓 住了那些原则，以及他怎样运用这些原则来写出广义相对论 的，你就会了解，他的那些原则还是由他从近距离所看到的 那些规律所归纳出来的。换句话说，爱因斯坦吸取的过程， 仍然是从近距离变成远距离，然后从远距离得到规则再回到 近距离来。”〔10〕这种物理学经典的文化与审美特征需要 物理教学给予理解和彰显。

（二）最小作用量原理：源自宗教义理的“物理学第一 原理” 在传承古希腊、罗马文化精神的同时，近代以来西方新 教思想亦从深层影响了科学思想的发展，共同造就了近代科 学的形而上学基础。“上帝造物”的信念让自然成为了一架 被制造的机器，人由于亦是被上帝制造，因此部分地分享了 上帝的造物能力。在这一逻辑下，人类被认为可以去理解自 然作为被造之物的机制。进一步，“当思考这世间万物存在 与运动的根本道理时，人们不满足于笼统地说世界是某个创 造者（TheCreator）创造的，他们还试图以数学的严格来理 解创造者是如何创造的。那么，如何表达创造者所遵循的原 则？科学家将之归结为是使某个量最小（大），这是很长时 期以来科学家的习惯了。”〔11〕这种造物原则即最小作用量原理（principleofleastaction），通常被作为物理学中 描述客观事物规律的一种方法。即从一个角度比较客体一切 可能的运动（经历），认为客体的实际运动（经历）可以由 作用量求极值得出，即作用量最小的那个经历〔12〕。这一 原理在光学、力学以及近代物理中都有不同形式的表现，其 物理意义是说，“造物主”总是沿着最短的路径、花费最少 量的力气、使用最合适的手段以达到目标。这无疑是令物理 学者惊叹而神往的，因此最小作用原理在物理学定律中享有 最崇高的地位。

（三）人择原理：人类的物理学与认知的具身化 缘于狄拉克发现的“大数假说”的“人择原理”其意为：
宇宙之所以是现在我们所观测到的这个样子，是由于如果不 如此就不能产生人类，也就不可能有人来研究宇宙了。我们 的宇宙是具有人类生存的宇宙，或者说是“人择”的宇宙。

因此，例如三维时空、万有引力及其数学表达式的存在都是 因为人生存于三维的、拥有如此自然条件的宇宙〔13〕。如 果将目光放得更远一些，则不难发现，物理学“经典”的审 美特质也是对高尚人性的归附与彰显。曹则贤认为，物理学 对平衡、对称美感的偏爱就是缘于这种结构人把握起来最为 方便，给人的感官刺激也最为舒适。而“最小作用量原理” 也蕴含着“人择”的意蕴，作用量的“最小”实质上就是人 作为造物者的主观选择，由此，“最小作用量原理”也被戏 称为“懒人原理”。人择原理对物理教学的具身化有重要的启示。人择原理强调：物理学之所以是这样的结构与内涵， 是因为物理学是人类的认识成果，是人类生理条件的外化构 造。与之相呼应，具身认知则强调：“身体是认知的身体， 认知是身体的认知。”心智是具身的，身体的结构和功能规 定了心智的内容和属性；
心智是根植于环境的，心智、身体、 环境融合为有机的整体。由此可见，在人类生理限度与认知 成果耦合性的意义上，人择原理与具身观点具有内在的统一 性，这为物理教学的具身化提供了深刻的物理学依据。

四、物理教学具身化的应用与策略 （一）物理教学具身化的细腻性 具身的认知功能集中体现为感性体验的细腻性。虽然感 性认识在物理教学中的作用已不是一个新话题，然而具身观 点使我们重新审视感性体验的重要性和丰富内涵。具体而论， 具身体验并非是为了物理抽象而不得已的“铺垫”或“准备”， 而是物理认知必要的、有机的组成部分，甚至规定了物理抽 象的内容和属性。实际中，随着物质生活条件的不断提升， 当今学生的各种具身化体验已展现了前所未有的细腻。例如 驾车经验中，启动加速过程座椅给人的体验被描述为“推背 感”；
篮球鞋在比赛中的摩擦性能被描述为“抓地感”。在 很大程度上，当下正是一个“‘感’时代”，文化氛围的日 益开放与身体刺激的日益多样使学生越来越多地产生新的 感触并乐于表达这些感触。例如，语言描述的形象性被称为 “具有画面感”，似曾相识的感觉被概括为“既视感”，电影观赏体验中画质不清的感受被描述为“粘滞感”。诸如此 类具身的感触都需要物理教学纳入考量。

（二）物理教学具身化的丰富性 物理具身认知既是细腻的，又是多样的。物理教学不应 只关注传统的视、听、嗅、味、触等感性认识范畴，还应对 具身的丰富性有足够充实的理解。在美国首次“太空授课” 中，美国太空教师芭芭拉•摩根在对地面学生们描述航天飞 机起飞时的感受时说：她能感受到一股巨大的推力将她不停 地向前推进。这种对具身感触的传达不仅局限于视觉，而是 对动觉、触觉、内脏觉、平衡觉等都进行了生动的描述，充 分体现了具身的丰富。

（三）物理教学具身化的整体性 具身的物理体验不应被分割为机械的条块或刺激反应 式的联结，而应明确，学生的具身体验是作为一个整体发挥 认知功能的。例如，有教师为使学生体会物体动能的存在， 故意拿起一块物体表现出要向学生掷去的样子，对此，学生 自然地产生了畏惧感，从而对物体由于运动具有的动能有了 感同身受的体验。在这一案例中，学生对物理运动的视觉、 动觉的感触，以及对曾经有过的肌肤痛觉的调动，共同导致 了畏惧感的产生。虽然都不是身体的直接感受，然而这类“畏 惧感”却是多种具身感受的整体效应，不仅包括多种感官的 整体，还包括所有认知经历的整体。“学习环境”的研究显 示，教材纸质、教室布置、桌椅结构等因素都会对学生学习的认知活动产生影响，是为对具身认知的整体性的一种印证。

五、物理教学具身化的反思与展望：不断追求物理教学 的境界 物理教学具身化研究的重要价值在于从学理上深刻解 释了解决物理教学机械灌输的可能性，为物理教学达到“庖 丁解牛”的境界提供了重要的思想进路。物理教学是具身的， 意味着教学应该在每一个环节都自然地发生、使学生自然地 理解，学习物理的过程应该经历的是一个直指人心、感同身 受的体验历程。具身化有潜力使物理教学不再落入机械与僵 化的窠臼，而是能够深刻地领会物理意义，并通达物理知识 蕴含的哲学基础与文化审美，这就是物理教学值得追求的至 高境界。在具体层面，物理教学具身化不应被泛化与随意化， 更不能构成对学生身体的侵犯或危险的尝试，而应从物理学 科史、科学思想史、人类文化史、精神分析等层面进行研究， 明确物理知识最深刻、最本原的经验与动因，这一研究与实 践需要所有物理教育者的共同努力。