葛延杰
摘要：通用技术课程的学习方式以设计学习和操作学习等实践学习为主，离不开含有技术知识和技术思想方法的真实生活、生产情境。基于具身认知理论的通用技术学习情境，可以有效地激发学生学习的积极性、持久性和创造力，实现知识技能在抽象与具象之间的互通转换，提高学生知识技能迁移能力及对已有知识的深度挖掘能力，从而提升学科核心素养。
关键词：具身认知理论；高中通用技术学科；学习情境；技术核心素养
《普通高中通用技术课程标准（2017年版2020年修订）》（以下简称为课标）指出：“通用技术课程以学科核心素养的培养为导向，倡导以学生为中心、以实践为核心的多样化学习方式。立足学生的直接经验和亲身参与，精心设计和组织学生的学习活动，注重创设与学生已有经验相联系的多样化学习情境”[1]。当前通用技术课堂教学，普遍存在对学习情境建构重视不足、技术理论与技术实践学习情境枯涩乏味等现象，极大地影响了学生的参与热情和学习效果。在此背景下，具身认知理论作为一个新兴的跨学科研究领域，为促进学习方式和教学方式的变革提供了新的视角。该理论认为，认知不能脱离情境和身体，学习的过程实质上是保持心智—身体—环境建立平衡的动态过程[2]。本文拟通过具身认知理论，对高中通用技术学习情境的建构进行探讨，旨在论证如何通过建构技术具身学习情境促进学生技术核心素养的提升。
一、当前通用技术学习情境存在的问题
通用技术学科文理交融、科工兼备的学科特点使得教师在创设学习情境时，往往因为缺乏对某些专业技术领域方面的研究而显得力不从心。当前通用技术学习情境普遍存在以下几个问题：
（一）教师建构学习情境的主观意识不到位
据《某市2021年通用技术学业水平考试终结性测试数据分析报告》显示：学生在四份试卷中平均得分率最低的核心素养集中到图样表达和物化能力两个核心素养上。具体数据是：图样表达49%（A卷），物化能力55.38%（B卷），物化能力50.19%（C卷），物化能力70.85%（D卷）。图样表达和物化能力得分率低从一定程度上反映了教师的课堂教学在关注学生“动手实践”方面还有不足，学生缺乏有效的具身参与，很少或者没有参加过技术实践活动。在某市级教研部门组织的一次问卷调查中，共有185名教师填写了问卷。关于学习情境建构方面的问题，有43.57%的教师不清楚什幺是学习情境，52.38%的教师没有认真创设过学习情境。技术类学科的教与学，离不开师生的具身参与。而缺乏良好的、具身的学习情境，导致学生在学习时常常处于“离身”状态，不利于技术学科核心素养的培养与提升。
（二）学习情境缺乏互动性
具身认知理论学者脑神经科学家迈克尔·梅策尼希认为，我们的身体和大脑是紧密相连的，我们的身体经验会直接影响我们的认知过程。通用技术课堂教学中，部分教师往往以自我为中心，从而忽视了学生学习的自主性，学生被动地接受知识，导致学习体验孤立且个体化。这种学习情境因少了教与学的互动、学与学的互动、人与情境的互动而使得技术学科课堂丧失了应有的魅力与价值，学科核心素养也难以落实。
（三）学习情境缺乏目标导向
目标导向是行为科学中的一个重要概念，它关注个体如何通过设定和追求目标来驱动自己的行为。而在实际的教学过程中，部分教师建构的学习情境并没有严格按照课标要求，缺乏科学具体的目标导向，导致学生在学习过程中无法形成自我驱动，也就无法实现通用技术学科的育人价值和功能。
二、具身认知视域下的学习情境
学习情境，是指在课堂教学中，为达成学习目标而精心建构的适合学习者的环境。这种环境能够激发学习者的情感反应，使他们积极主动地融入其中，从而在解决问题、完成任务的过程中学习和掌握知识技能。现代教育理念下，学习情境被视为提高学生主动学习能力和创新思维能力的重要手段。具身认知视域下的学习情境强调学生的学习情境要尽可能接近其真实生活环境，使学生能够在实际情境中运用所学知识和技能。良好的学习情境既可以鼓励学生与教师、同学、教学资源等进行互动，又可以通过合作交流来深化理解和提高技能。同时，良好的学习情境要有明确的导向目标，这些目标应在达成教学目标的过程中与实际生产或生活的需求相一致。
具身认知理论强调思维和知识不仅仅局限于大脑的内部过程，而是与人的身体和身体与环境的相互作用密切相关。认知、身体和环境之间是相互嵌套、不可分离的。认知存在于大脑中，大脑存在于身体中，认知附着于身体的各种感官所产生的经验，而身体是融入在不同的物理、生理和文化环境中，这三者都是不可或缺的[3]。因此，基于具身认知理论的学习情境建构，可以更好地创设有利于学习的情境，利用身体活动进行学习，提高学生的学习效果，培养学生的具身思维，使之能够更好地理解和解决实际问题。
三、具身认知视域下高中通用技术学习情境建构策略
依据具身认知身心一体的基本理论，将具身认知理论应用到教学实践中，教师要以学习者为中心，开展富有涉身性、互动性、真实性、复杂性的情境教学[4]。
（一）通用技术学习情境建构要基于学生的生活经验
具身认知理论教学的优势在于把学生置身于现实生活和真实世界，让学生在真实的技术设计活动中建构技术知识、应用技术原理、体悟设计过程、生成技术学习经验[5]。真实学习情境的建构，离不开学生的生活经验。只有在生活化的学习环境中，学生才能领悟知识技能的实践价值。教师应特别关注学生的现实生活，从鲜活的认知和生活经验出发，寻找教学的契合点，挖掘通用技术课程的学习情境资源。
良好的学习情境可以自然生成学习目标。具身认知理论认为，生成性目标是一种注重学习过程和解决问题能力的目标设定方式。它强调学生在问题解决过程中通过积极参与和自主学习，通过不断尝试、调整和改进来提高解决问题的能力。生成性目标不仅关注学生最终的行为和结果，更注重学生在学习过程中的思考、探索和创新。针对假期时教室里的花草无人浇水的情境，通过课堂调查，学生提出了较为明确的解决方向：一是能否将花草统一集中到学校后勤管理部门，让后勤的园丁统一浇水；二是能否设计一个可以远程控制的自动浇花装置呢？由此可见，基于生活的学习情境，如同春风化雨，可以大大激发学生学习的积极性、持久性和创造力。通用技术学科的教与学，唯有从学生的生活经验入手，紧密结合其学习、生活真实情境，才能让所学知识技能内化于心、外化于身，否则便成了纸上谈兵，更谈不上技术技能的运用、迁移和转化。
（二）通用技术学习情境建构离不开有效的问题设计
“问题”是师生之间达成教学互动最直接的途径。学习情境的建构更离不开有效的问题设计。通用技术课程的教与学，“问题”常常与情境和任务紧密相连。教师根据教学内容，在特定的学习情境和教学目标下，提出问题并引导学生解决问题，形成了“情境—任务—问题—方案—实施—评价”教学模式。当前，通用技术课堂上，教师设计的问题普遍存在两种不良倾向：一是问题较为浅显，缺乏应有的技术思想和方法，不能有效地激发学生的探究欲望；二是所设计的问题脱离学生已有认知水平，问题设计得过高过大，其中蕴含的技术思想、技术方法已经远远超过了学生的已有经验和认知范围，学生难以回答，也难以通过问题将课程继续探究下去。
教师在建构学习情境时，可以从以下两个方面来展开问题设计。
1.问题设计应紧密贴合学生思维的最近发展区，并能够从思维层面跃升至应用层面
教师在问题设计时，要深入分析学生和学情，主动研究学生的思维发展规律和已有知识水平。唯有如此，方能设计出符合学生知识背景和思维特点的“锦上添花”的问题。
例如，在“简单的控制系统设计”这节课中，教师进行学情分析时要考虑到：在进行本节课教学之前，学生是否已经经历过技术设计的一般过程？是否已经初步掌握了结构设计、流程管理、系统权衡的方式方法？对于控制理论方面的知识，学生此前的了解有多少？是停留在简单应用的感性认知层面，还是已经达到较为深刻的理性分析层面等等。基于对学情的深入分析，教师设计问题时，才能在充分考虑到学生认知水平的基础上，选择学生熟悉的控制装置作为教学载体。这样，通过解决学生生活中遇到的真实问题就可以大大激发学生的探究热情，从而帮助学生建立控制理论的基本框架，习得控制系统设计的一般思路和步骤，更好地理解控制思想，实现知识的有效学习，为进一步学习和设计比较复杂的控制系统做好理论与实践准备。
2.问题设计要有梯度，且“良构”问题和“劣构”问题并存
问题的梯度并不是指问题在难度上所呈现的简单的难易程度，而是指在学生学习过程中，教师所提出的问题在帮助学生完成任务时所呈现出来的一种递进关系。这种递进关系体现在具体的问题设计上，应该是由已知到未知，层层深入并呈现螺旋式上升的，是帮助学生在问题的探究中能不断获得成功的。
教师设计的具体问题，可以分为“良构”问题和“劣构”问题两大类。所谓的“良构”问题，指的是问题指向性明确，要素单一，能够帮助学生在既定的学习情境中理解问题、明确概念。这类问题往往在技术基本理论学习中较为常见。所谓的“劣构”问题，往往是在真实情境中遇到的问题。因为真实情境中产生的问题具有开放性、不确定性以及解决方案不唯一性等特点，所以这类问题的指向性并不十分明确，问题要素也会发生变化。虽然学生对于这类问题解决起来较为困难，但因为这类问题贴近真实生活，所以更加容易激发学生的探究欲望，有助于培养学生的创新意识及创新能力。
例如，在“智能电风扇设计与制作”学习过程中，教师将学习情境中的每个技术活动，都设计成了由“良构”“劣构”问题组成的问题串，帮助学生在解决问题、完成任务的过程中，完成学习目标。这里仅以其中一个学习情境为例，进行简要说明。
学生不在教室时，常常忘记关掉电风扇，浪费了很多电。能否设计一个像“感应电灯”那样“人在扇转，人走扇停”的电风扇呢？（“良构”问题）由此，引出学生需要完成的第一个技术活动任务———人体感应电风扇控制系统设计方案。在这个技术活动任务中，教师设计了四个问题，分别是：
问题1：请结合人体红外感应灯的控制系统画出人体感应电风扇的控制系统方框图。（“良构”问题）
问题2：如果不使用人体红外传感器，还有什幺方法能检测到人的存在？（“良构”问题）
问题3：哪些传感器适合用于原理性模型？哪些适合用于真实产品？（“良构”问题）
问题4：你的人体感应电风扇控制系统设计方案是什幺？（“劣构”问题）
以上四个问题良构劣构结合，在认知层面上呈现出一种较为清晰的递进关系，即由学生的已知迁移到未知，把未知转化为已知后，再继续探索未知。
（三）通用技术学习情境建构要选择有效的具身教学策略
具身认知理论指导下的通用技术学科教学，需要教师在学习情境的建构上，灵活建构有效的教学策略，才能使技术课堂的目标导向准确，让学生在真实或拟真的学习情境中体验技术与设计过程，才能通过动手实践、感官体验和身体参与等具身学习活动，增强学生对技术概念的理解和记忆，提升实际操作和创新解决问题的关键能力。
课标指出，基于技术学科核心素养的学习情境的设计，应立足技术实践活动，面向现实生活和真实世界，在学生的日常生活环境中发现、挖掘学习情境的资源。教师在学习情境建构时，可以采用“基于问题”“基于任务”“基于项目”的技术学习情境设计策略，按照真实案例导入、具体活动引领、多维评价导向的思路建构学习情境。
例如，粤科版教材中《技术与设计2》“经典结构赏析”这节课，教材只是通过文字和图片对古今中外的几个经典建筑结构进行了介绍。教材内容并不具备具身教学的条件，部分教师在上这节课时，往往采用的是讲授法。实际上，越是简单的教材内容，越能给教师留下更大的空间去开发相应的课程资源。针对本节课，教师可以采取“基于任务”的学习情境策略，结合学校所在地区的建筑结构，引导学生将身边的建筑中所蕴含的设计技术与当地的民俗风情、生产生活有机地联系起来，让学生感受结构设计的功能及艺术美学原理等。总之，通过真实而具体的问题、任务和项目，为学生提供一个真实的技术学习环境，使他们能够全面学习技术知识、领悟化、培养技术意识并提升技术素养。同时，这种学习方式还能够引导学生改变传统的学习方式，开展开放性学习和探究性学习，从而促进学生学科核心素养的形成与发展。
再比如，教师在组织《技术与设计1》“制作模型或原型”教学时，可以采用“基于项目”+“基于任务”的学习情境策略。这是因为，这一章节的教学内容，涉及到许多关于制作模型或原型的材料、加工工艺和工具设备。这些在通用技术课程教学中，虽然都是以“物”的形态出现的，但它们同样是学生进行技术学习的重要对象和内容。教师在组织这节课程时，往往会陷入单纯的“工具使用”或者单纯的“技能训练”的模式，学生对工具使用的新鲜劲一过，学习兴趣就会大大降低。如果教师将本节课设计成一个学生可以完成的具体制作项目，再将该项目细分为若干任务，每个任务或进行材料的选择，或进行工艺学习，或进行工具学习等，这样，学生就能够通过完成一个个小“任务”，掌握和“项目”有关的技术技能。当学生把所有“任务”完成后，预先设定的项目也就水到渠成了。这样的学习情境可以引领学生通过完成一个真实产品的制作，建构技术经验、形成技术思维、感悟化，提升学科核心素养。
（四）通用技术学习情境建构离不开教师的专业努力
建构良好的学习情境，是教师专业性的重要体现。它是教师基于“学生学习”的视角，在深入研究教学内容的基础上所做出的专业设计。通用技术课程最大的特点是实践性和应用性。教师在教学设计之始，就要紧抓这些特点，紧紧围绕教学目标来设计具有“实践”特征的具身教学活动，将学生所要学习的技术原理和技术知识对象化，将学生置身于具身的学习情景中，从而使其获得真实、客观、精确的知识原理和操作技能。所以，这并不是一朝一夕就可以完成的事情，需要教师在专业学习方面持续不断地努力。
教师将一个年级（12个自然班）作为研究样本，其中6个班级采用以基于具身认知理论建构的通用技术学习情境组织课程教学，6个班级采用普通课堂教学。根据学习成果评估显示，实施有效的具身学习情境建构策略，学生在技术理解和项目实践技能上的表现都有了显着提高。学生的知识和技能不仅提升，而且提高了问题解决和团队协作的能力。根据我们的观察和对学生的访谈结果，学生普遍反映通过这样的学习方式，他们能够更加直观和深刻地理解技术原理，而且能够更加积极主动地参与到学习中，在创新设计和问题解决方面也表现得十分出色。
在评估过程中，我们也发现了一些学习情境建构上的问题和挑战。例如，一些学生在刚开始接触技术试验时，动手能力较差，不习惯通过身体动作来学习技术知识。这提示我们在建构具身认知理论指导下的学习情境时需要关照到不同技术能力的学生。另外，具身认知学习情境的建构对教师的要求较高，需要教师在教学前进行充分的准备，同时要具备一定的创新教学能力和灵活调整课堂活动的能力。
通过对教学效果的评估，我们可以得到以下几点反思：首先，将具身认知理论融入通用技术教学是一个值得推广的教学创新实践，它能够有效提升学生的技术理解能力和项目实践技能；其次，为了充分发挥具身认知策略的教学优势，需要对学生进行适当的引导，帮助他们适应和接受这种新的学习方式；同时，教师在应用具身认知理论时，应不断提升自身的专业素养和教学能力，以便更好地设计和实施教学活动；最后，通用技术学习情境的建构应更加关注学生的个体差异，灵活调整教学策略以满足不同学生的学习需要。
综上，基于具身认知理论的通用技术学习情境建构能够有效提升学生的技术理解及实践能力，推动高中通用技术教育实践的创新发展。这一发现为技术教育领域的学习情境建构提供了新的思考方向，说明具身认知理论具有广阔的应用前景和实操价值。
参考文献：
[1] 中华人民共和国教育部普通高中通用技术课程标准（2017 年版2020年修订）[M].北京：人民教育出版社.2023：1-70.
[2] 叶浩生.具身认知的原理与应用[M].北京：商务印书馆，2017：47-49.
[3] 蔡凯月.具身认知视野下高中通用技术案例教学设计研究[D].聊城：聊城大学，2020.
[4] 王静.具身认知视角下的情境教学改进[J].教学管理与教育研究，2020（9）.
[5] 王胄青.“三维设计与智造”课程设计与实施[J].中国信息技术教育，2020（21）.
编辑/杨馥毓
