信息技术理论_现代信息技术环境下基于具身认知理论的数学教学模型研究

现代信息技术环境下基于具身认知理论的数学教学模型研究

中图分类号：G652 文献标识码：B 文章编号：1671-489X（2016）20-0126-03 Abstract In this paper， under the environment of modern informa-tion technology， used embodied cognition theory， combined with mathematics， analyzed teaching objectives and the characteristics ofstudents， to design the embodied teaching model， reflecting the tea-ching contents student-centered， teaching methods participation， tea-ching activities knowledge internalization， teacher-student interac-tion behavioral expression body and teaching evaluation with feed-back effect with the body.Key words embodied cognition theory；

modern information techno-logy；

mathematical teaching model 1 前言 身体现象学的代表人物法国的Maurice Merleau-Ponty 提出了具身认知理论。目前，具身认知理论在心理学、语言 学教学中得到较为广泛的应用，但将其应用到数学学科的研 究相对较少。本文在探讨具身认知理论的基础上，结合数学 教学实际，在现代信息技术环境下，提出融合具身教学理念 的数学教学模型，使教学更符合学生认知规律，提高学习效 率。

2 具身认知理论与具身教学 具身认知理论 自20世纪80年代中期以来，具身认知的 概念逐渐凸显。具身认知作为反对第一代认知科学的立场， 强调身体在认知过程中的主体作用。综合国内外的研究结果， 具身认知理论的概念可以高度概括为[1]：1）身体提供认知 内容；
2）身体的物理属性很大程度上影响着认知过程的方 式和步骤；
3）认知依赖于大脑，大脑依赖于身体，身体依赖于环境，认知、大脑、物体和环境是高度 统一体，在客观现实环境中紧密联系。因此，具身认知的中 心含义是指身体在认知过程中发挥着关键作用。

具身教学 具身教学强调，教学应该是身体的、合作的， 是运用现代信息技术师生之间的互动过程。将具身认知和教 学实践相结合，强调师生的身体状态、教学环境等在传授知 识过程中的重要作用。

通过认知具身教学的基本内涵，具神认知理论和教学过 程的结合可以从以下几点进行归纳和理解[2]。

1）教师在教学过程中适当采用肢体语言，通过生动、 活泼的方式讲解比较枯燥而抽象的知识点，可以提高学生的 学习兴趣，增强学生对于知识点的理解，有利于课堂教学活 动的开展。

2）让学生在课堂上做主人翁，大胆发言提问，进行师 生互动。在师生互动过程中，充分利用身体来参与教学环节， 有利于学生发挥主观能动性，帮助接收和理解知识。

3）强调运用多种方式进行教学，提高学生的学习效率。

在课堂上熟练运用多媒体技术等信息手段，采取丰富多彩的教学方式，将抽象的教学概念和知识点通过多种方式的运用 和整合让学生很好地记忆和理解。

3 现代信息技术环境下具身认知理论的数学教学模型 现代信息技术环境下具身认知理论的数学教学模型如 图1所示。

教学目标的设定 结合学科特点以及课标要求设定相应 的教学目标，将教学目标拆分成可以设计的独立教学环节， 从而很好地实施到教学过程中。如在较为抽象的数学课上， 要求学生通过实物操作和数学游戏等身体参与的活动，帮助 学生加深对知识的理解和迁移运用[2]。将具身教学的多种 方式、身体语言的合理运用融合到现代信息技术环境下教学 目标的设定中，对教学效果有非常好的促进作用。

分析学生特征 通过分析学生的认知水平，设计适合学 习者的身体参与性活动，掌握活动的难易程度、时间设定， 调动学生的学习动机，使学生能够全身心参与到教学互动过 程中，潜移默化地学习知识和接受知识点，并对习得的知识 很好地理解和巩固。

分析数学学习内容特征 分析数学学习内容的特征，选择适合的教学手段，利用多媒体技术，可以通过可视化的演 示或者具体操作的交互技术，将抽象的数学概念转换为具象 的问题，帮助学生理解、习得知识。

教学过程设计 具身认知理论要求教师充分利用多媒体 教学手段，在教学中通过合理的语言与手势、肢体动作相结 合，充分调动学生积极性，让学生的视听说触觉充分发挥， 利用多种方式和学生进行交流和互动。具体的教学步骤如下。

1）教学内容：“以学生为主体”的具身性。教师对教 材中的具体教学内容进行深入细致的分析，在教学环节重点 设计和突出数学教学中的重点、难点、要点。并合理制订“以 学生为主体”的教学计划，通过内在的驱动方式和学习动机 去习得知识，让学生主动去体验和完成教学内容的学习。如 在“正方体的平面展开图”一课中，学生自己动手裁剪，做 好展开图示，进行小组交流、总结。引导学生主动探索，提 高学生参与学习的积极性，并增强对知识的理解。为了体现 “以学生为主体”的具身性，教室布局可以选择小组围坐的 形式，身体空间的敞开，在一定程度上促进师生身体在环境 中的行为和态度[3]。

2）教学方法：“参与方式”的具身性。以具身性的数 学教学目标为出发点，充分利用现代教育技术的优势，可以 采取多媒体等现代化教学手段，结合学生的特点和学习内容的特点，选择合适的教学方式，达到因材施教的目的，可以 利用简单的教师讲解或交互技术[4]。如利用微软的Kinect 平台上一款体感游戏Skiing学习“散点图”内容，让学生在 游戏中扮演滑雪者，需要在数学知识的帮助下获得超越竞争 对手的优势[5]。让学生的身体感知、肢体动作参与学习活 动，技术与身体动作融合，激发学生学习兴趣，促进学生理 解知识。运用体现传统的客观化和抽象的形象化数学能使学 习经历变得更加有乐趣[6]。

3）教学活动：“知识内化”的具身性。这一环节分为 教师活动和学生活动两部分。在学生活动中，要求学生尽可 能地利用自己的身体，调动主动性，运用现代信息技术，通 过身体接触，并根据视觉反馈，有助于对自己行为的思考。

如通过叠加的视频帧，使学生探索几何旋转来学习数学几何， 使学生运用身体动作表达自己的判断，并且作为思考的工具 [7]，强调概念探索的可视化，增加学生参与和理解数学。

在教师活动中，强调教师与学生有效互动，具体在下一环节 详细介绍。

4）师生互动：“行为表达”的具身性。在课堂上，教 师通过面部表情的变化、协调自如的手势、身体所处的位置 等体态语，增强教学内容的形象性和生动性，帮助学生切身 体会和理解课程内容的意义，把抽象的概念或形象具体化、 生动化，激发学生的学习兴趣，从而更好地完成教学多维目 标，收到更好的效果[8]。数学教师在教学过程中，可通过小组讨论、知识竞赛等多种方式建立良好的教学环境，使学 生通过身心的交融和投入习得知识、理解知识，提高学习效 率。通过手势表达，将课本上不变的内容灵活地演示出来， 使学生更加容易理解[9]。

5）教学评价：“反馈效果”的具身性。根据学生参与 活动的效果程度，通过问卷调查、访谈和专家评估等方法对 教学进行评价。

4 结论 现代信息技术环境下，具身认知理论的数学教学设计的 研究扩大现代信息技术和数学教学的整合，使得研究变得更 加有吸引力、更有趣、更有效。信息技术与教学整合的深度 不能只停留在“技术”教学的课程整合水平上，也不是理论 的简单叠加，而是深度的融合和调整。应通过多种形式的教 学实践实现基于信息技术的数学教学设计，结合具身认知理 论的内涵和要素，对数学教学目标深入地分析，有效地进行 教学过程的实施和教学评价，促进信息技术在数学教学中的 广泛应用，增强教学效果，为数学教学的发展提供科学的理 论和实践的参考。

参考文献 [1]叶浩生.具身认知：认知心理学的新取向[J].心理科 学进展，2010，18（5）：705-710. [2]贾丽娜，田良臣，王靖，等.具身教学的设计研究：
基于身体参与的多通道整合视角[J].远程教育杂志，2016，34（1）：82-89. [3]李云媛.具身认知视野下的教学因素分析研究[D]. 南宁：广西师范学院，2012. [4]杨南昌，刘晓艳.具身学习设计：教学设计研究新取 向[J].电化教育研究，2014（7）：24-29. [5]李青，王青.体感交互技术在教育中的应用现状述评 [J].远程教育杂志，2015（1）：48-56. [6]Mickelson J， Ju W. Math propulsion：
Engaging math learnersthrough embodied performance & visualization[C]//Interna-tional Conference on Tangible and Embedded Interaction 2011. Funchal， Madeira， Portugal，2011：101-108. [7]Mickelson J， Canton M， Ju W. Pattern poses：
Embodied geo-metry with tangibles and computer visualization[C]//Interac-tion Design and Children， Proceedings of the International Con-ference on Interaction Design and Children， IDC 2011. Ann Arbor， Mi， USA，2011：242-245. [8]赵立允，窦聚山.浅谈教师体态语对课堂教学效果的 影响[J].教育与职业，2010（9）：70-72. [9]刘仪辉.基于具身认知的教学设计研究[D].南昌：江 西师范大学，2014.中国教育技术装备