感知·抽象·行动:聚焦具身认知的信息科技项目化学习实践探索

于雅莉 ,  余洁

实验教学与仪器 ›› 2026, Vol. 43 ›› Issue (5) : 123 -126.

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实验教学与仪器 ›› 2026, Vol. 43 ›› Issue (5) : 123 -126. DOI: 10.19935/j.cnki.1004-2326.2026.05.035
教育数智化实践

感知·抽象·行动:聚焦具身认知的信息科技项目化学习实践探索

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摘要

具身认知强调身体和环境对认知的积极意义。从分析初中信息科技教学当中存在的“离身化”问题出发,结合“Python程序基本结构”单元项目化学习课例,将具身认知的观点与项目化学习实践相结合:创设真实情境、驱动性问题营造学习环境场;重组内容、提供多元支架重构学习支持场;活动手脑并用、关注迁移搭建思维发生场;以结构化反思和多元化评价构筑评价反思场。立足具身体验与具身实践,着力培养学生的核心素养,推动学生深度学习真正发生、落地见效。

Graphical abstract

关键词

具身认知 / 项目化学习 / 信息科技 / 深度学习

Key words

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于雅莉,余洁. 感知·抽象·行动:聚焦具身认知的信息科技项目化学习实践探索[J]. 实验教学与仪器, 2026, 43(5): 123-126 DOI:10.19935/j.cnki.1004-2326.2026.05.035

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传统的认知研究认为心智的变化只有大脑的参与,而心理学教授西恩·贝洛克强调“身体不仅强烈地影响了心智,而且会参与塑造我们的心智”1,即通过身体体验与实践活动的方式,能够帮助学生更深刻地理解信息科技学科的本质内涵、建构系统的学科知识体系。基于这一认知,在信息科技学科教学中,探究基于身体经验、依托身体学习的相关学习策略,对于破解学科抽象知识学习难点、推动学生实现学科深度学习、提升学科核心素养具有重要的理论与实践意义。

1 离身化:当前初中信息科技教学存在的问题

反思信息科技当前教学,仍然存在“分离”“无身”“离身”的问题,具体呈现如下。

1.1 教学环境“分离”性

当前信息科技课堂教学常常忽视环境对学习的积极影响,课堂环境和知识实际应用的场景缺乏连接,在课堂教学中创设的情境往往经过人为加工与抽象提炼,与学生的真实生活存在脱节,难以有效激发学生的学习动机,学习体验也缺乏沉浸感与实践性。

1.2 教学内容“无身”性

从教学内容来看,当前信息课教学过程往往是直接传授教材中已有的知识和技能,课堂的所有环节都是教师事先设计好的,课堂只是作为教学设计的“现实演练”,学生在学习当中处于被动地位,不具有选择“学什么知识”的权利。

1.3 教学活动“离身”性

信息科技是一门实践与理论并重的学科,但在当前课堂教学中,活动设计往往存在明显局限:多数活动仅围绕学科技能操作的模仿展开,即采用单一的任务驱动模式。这种单一的活动形式,只能触发学生某一身体运动机能,使学生产生的体验感受趋向单一;学生在学习过程中,多是通过模仿他人的“现成经验”完成任务,缺乏自主思考与自我理解的生成过程,思维也在这种被动模仿中受到束缚,难以实现对知识的深度内化。

2 具身认知对信息科技项目化学习的启示

具身认知理论认为,认知是在“感知—行动”的循环中进行的。郑旭东提出身体在环境中的感知对开展探究性学习,促进学生独立、全面地思考具有重要意义2。学生在沉浸的情境中,带着深刻的感知体会投入行动当中,再从行动中获得新的感知,在感知和行动的循环中进行意义建构,从而实现深度学习。

项目化学习以促进学习者大脑发展、知识能力和态度的整合、促进心智发展的特点3成为新课标理念下广为提倡的一种学习方式。在信息科技课堂中推广项目化学习意味着改变课堂教学形态,转变“坐着学”的教学思路,在“做中学”“创中学”中建构知识。与具身认知理论中“学习应是心智、身体、环境循环作用”的理念不谋而合。因此,深入探索具身认知理论在信息科技项目化学习中的教育价值,可对解决教学当中的“离身化”问题提供理念引导,有助于促进深度学习的发生。

基于笔者项目化学习活动开展经验,将具身认知的“感知—行动”循环机制与信息科技学科教学特征深度融合,在项目化学习关键要素的基础上,构建多维度教学场域以推动学生深度学习:通过创设真实情境、设计驱动性问题搭建学习环境场,加深学生对学习情境的沉浸式感知;通过重组教学内容、提供多元学习支架构建学习支持场,辅助学生完成问题的抽象建模与知识迁移;通过调动学生多重感官参与操作实践、解决迁移性问题营造思维发生场,让学生在实际行动中实现思维能力的进阶提升;凭借结构化反思与多元化评价建立评价反思场,实现对教学全过程的精准反馈与强化,助力知识内化与能力提升。在上述4个场域中,以“感知—抽象—行动”的身心交互迭代循环促进“心智—大脑—身体”的高度配合(图1),形成信息科技项目化学习框架,推动深度学习的发生。

3 基于具身认知的信息科技项目化学习应用策略

3.1 意义“感知”,营造接近真实的学习环境场

“感知”是具身体验和想象具身维持的前提条件,在项目化学习中需创设学习环境场(真实的问题情境和聚焦的驱动性问题),提升学生的学习参与度和积极性,明确学习的方向,为具身学习提供环境保障。

(1) 真实情境,丰富具身体验。

基于具身认知理论,信息科技学科项目化学习的开展应立足学生的深刻体验,以真实情境为载体,将抽象的学科知识与零散的技术技能有机融入教学环境之中。通过这种方式,引导学生在沉浸式情境中主动生成知识、建构认知,同时将所学知识灵活应用于真实情境问题的解决,实现与情境的深度对话,既有效提升具身学习的深度与实效,又能充分激发学生的学习兴趣与探究动力,契合具身认知“感知—行动”的核心循环理念。

在教学八年级信息科技上册第二单元“Python程序基本结构”时,笔者以具身认知理论为指导,以“校园图书漂流活动便捷助手的设计与开发”为项目主题,围绕“校园图书漂流活动”的问卷调查结果所发现的真实问题展开教学。该项目情境源于学生的校园生活与真实体验,不仅有效提高了学生的参与积极性,更让学生在解决实际问题的过程中真切体会到Python编程知识的实用价值,切实增强了学习的具身体验。

(2) 驱动问题,激活思维动力。

项目化学习中的真实情境往往包含大量冗余信息,易导致学生产生认知迷思、难以把握学习重点。因此,在开展项目化学习时,需对真实情境进行精准聚焦,将学习内容中的核心概念进行情境化转化,设计贴合学生认知的驱动性问题,引导学生感知情境与知识的内在关联,主动思考并探索解决问题的途径。

在“Python程序基本结构”单元项目化学习中,笔者结合教学内容设计驱动性问题:“如果你是程序开发人员,如何设计图书漂流活动便捷助手程序,解决人工登记、价格计算效率低等问题?”问题明确了学生角色、项目成果与关键任务,能使学生清晰地把握项目目标与学科探究方向,在围绕问题展开探究的过程中深化具身体验。

3.2 显性“抽象”,重构面向实践的学习支持场

“抽象”是信息科技核心素养之计算思维的本质内容之一,是将真实世界进行符号化和建模的过程,在具身认知理念下构建学习支持场,通过重组学习内容,搭建学习支架,将抽象的知识转化为“看得见”“摸得着”的具象内容,辅助学生提升“抽象化”的高阶思维能力。

(1) 重组内容,挖掘知识网络。

对学习内容的网络化处理是构建学习支持场的基础。在开展项目化学习时,教师既要立足于教材,又要对教材的知识进行重组,寻找知识之间的纵横联系,才能将知识的学习渗透到项目问题的解决过程中,为面向问题的学习架桥铺路。

在案例中,首先要从“核心素养—核心概念—中观概念—知识点”4个维度对单元内容进行分析和提炼(表1),明确本项目化学习的目标是培养学生的计算思维,避免使教学局限于知识和技能的传授,将教学重点放在素养提升上。其次,针对此项目中的每一个子项目,对中观概念和知识点进行合理组合,实现以解决问题为导向的学习,有助于提升学生的高阶思维能力。

(2) 多元支架,促进具身学习。

在项目化学习实施过程中,教师应为学生搭建适切有效的学习支架。支架设计应注重调动学生视觉、听觉、动觉与表达等多种感官参与,通过多元化、情境化的支架材料支持学习进程,促进学生身体与学习环境的真实互动。这一方式既能有效激发学生的学习主动性与探究热情,又能助力学生深化知识理解、熟练掌握相关技能,最终实现具身学习理念。

在“Python程序基本结构”单元项目化学习中,教师先在入项活动环节提供校园图书漂流活动资料(照片、视频和调查结果等),让学生在看、听、说中融入项目情境与问题,接着提供采访提纲指导、项目规划书模板、SWOT分析法使用说明等表格文字类支架,引导学生在“动手做”和迁移中学会制订方案的基本方法。

3.3 联觉“行动”,搭建基于实践的思维发生场

在学习过程中,学生身体的参与程度直接影响思维的形成与发展。在项目化学习中构建思维发生场,需要重视学习活动的形式设计与内容组织,通过多样化的肢体参与和感官体验,实现多通道、沉浸式的身体互动,使学生在真实实践中完成知识与技能的有效迁移,以持续、深度的具身参与推动思维不断进阶。

(1) 手脑并用,助力知行合一。

在项目化学习实施过程中,实践活动是落实知识习得、推动核心素养发展的关键载体。在设计教学活动时,应基于具身认知理论,注重创设丰富的肢体参与形式和多感官体验通道,引导学生在真实问题解决的情境中,实现知识的灵活应用与实证验证,将“看不见”的知识融入“看得见”的动手实践中。通过这种具身化的学习方式,加深学生对知识的理解。

在“Python程序基本结构”单元项目化学习的“实现图书打折促销自动化”子项目中,首先组织学生开展头脑风暴分享促销方案,并小组讨论方案的优劣,“动口说”确定合理的促销规则,完成问题的分析;接着引导学生根据规则绘制流程图,在“动手画”中进行算法设计,再结合教师提供的微课视频学习分支结构的概念和一般格式,在“用眼看”中理解新知;随后在编程环境中使用分支结构编写代码,在“动手做”中完成程序编写和调试;最后小组之间分享成果,汇报过程和感想,在表达中深化认知。通过调动多种肢体运动和感官体验,不断强化行为和大脑之间的互动,在做思融合中培养学生的计算思维。

(2) 重视迁移,强化具身认知。

在项目化学习中应重视知识的迁移运用,引导学生借助肢体实践将新知识应用于更复杂的问题解决,强化身体经验的前后联结。在面对新问题时,学生通过分析提炼问题中的共同要素,灵活运用已有知识形成解决策略,逐步提升认知层次,使习得的知识与技能内化为思维品质与核心素养,最终实现“做”与“思”的共生共长。

在“Python程序基本结构”单元项目化学习子项目“实现图书价格查询自动化”中,先提出“两种图书的价格如何查询”的问题,学习if-else分支语句解决问题的方法,接着提出“多种图书的价格如何查询”的问题,学生会发现两个问题的相似点,能将分支结构的知识迁移到新的问题中,然后在实践中学生会发现用简单的if-else语句的堆叠,存在相同代码重复的情况,进而提出“是否有更简洁的编程方法”的疑问,由此引出多分支语句,在加深对分支结构的理解的同时为多分支语句的学习创造了问题环境。

3.4 迭代循环,构筑聚焦素养的评价反思场

基于具身认知的信息科技项目化学习还需关注搭建评价反思场,学生在评价中深化抽象认知,并在反思中驱动更深层次的具身感知,完成“感知—抽象—行动”的迭代循环。

(1) 结构化反思,建构高阶思维。

反思的本质是对学习情况的再次审视,是对学习中各个环节的深层认识。在项目化学习中开展反思活动时,可以从“感知—抽象—行动”3个阶段的具身体会、知识思维、具身体验等方面进行综合评价,实现有针对性地剖析学习过程。

在“Python程序基本结构”单元项目化学习中,从“感知—抽象—行动”3个维度设计评价量表(表2),指导学生进行评价反思。具身体会评价能够强化学生对学习情境的感知,深化情感体验;知识思维评价有助于加深对程序顺序结构的理解,引导学生联想顺序结构在不同场景中的应用,拓宽知识广度,激发创造性思维。具身体验评价则可对学生的编程操作、合作交流与语言表达进行有效调节,促使其在反思中提升综合能力。

(2) 多元化评价,反哺素养提升。

通过丰富评价方式、拓宽评价主体、充实评价内容,可引导学生从多维度开展学习反思,激发其主动获取知识的内在动力,不断优化实践过程,适时调整自身学习行为与方法,实现知识、技能、情感、方法与态度的协同发展,进而有效促进核心素养的形成。

在“Python程序基本结构”单元项目化学习中,其多元评价(表3)采用真实性评价方法,即试图不断接近学生的“真实生活”来评价学生的发展水平,通过评价主体、方式、内容的多元化来弱化评价的甄别和选拔功能,强调在评价中激发学生的潜能,促进素养的提升,为学生提供有益的反馈。

4 结语

从具身认知的视角反观项目化学习,并非重走信息科技学科往日“重技术掌握,轻素养提升”的老路,相反,通过创设学习环境场、学习支持场、思维发生场和评价反思场,将行动实践与知识理解紧密串联,借助优化信息科技学科项目化学习结构,引导学生在持续的学习实践中深究知识内涵、凝练核心素养,最终实现学生的全面发展。

参考文献

[1]

西恩·贝洛克.具身认知:身体如何影响思维和行为[M].李盼,译.北京:机械工业出版社,2016.

[2]

郑旭东,王美倩.从离身走向具身:创造学习的新文化[J].开放教育研究201420(04):46-52.

[3]

夏雪梅.项目化学习设计:学习素养视角下的国际与本土实践[M].北京:教育科学出版社,2018.

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