【论文】“讲实验”与“做实验”哪个更高效，及从“具身认知”理论角度的解读

最近我看到一篇论文《“讲实验”与“做实验”哪个更高效》，很有趣，也很有价值，而且正好和我最近比较关注的“具身认知”理论非常契合，特转发到本公众号，供感兴趣的老师参考。

这篇论文开篇提出一个问题：

在课堂中讲实验、黑板上画实验的教学仍很流行。不少教师认为这样的方式远比让学生自己动手做实验要高效得多。那么事实是否确实如此？

然后以一道题目在7个地区考试的学生答题统计数据为例：

从上图中发现：

不同地区学生的表现差别很大，得分率最低的地区只有58.5%，得分率最高的地区达到了85.6%

在进一步的学生抽样访谈中，论文提供了选A的同学的典型想法：

• 选A选项的同学往往认为这与大孔的情况一致，他们并没有将这一情况与小孔成像联系起来，典型的回答是“就像窗子在墙上的亮斑一样”。当问到它们有没有可能是小孔成像时，他们会说“这不可能是小孔成像，因为小孔成像用的是小圆孔。可见，“圆”这个特征比“小”这个本质特征给了学生更深刻的印象。
• 还有部分学生认为“光屏能承接的都是倒的，所以是倒的三角形”这类学生显然将透镜成像中的现象当成结论背了下来，只记得一些支离破碎的片断。

——以上现象是教学中非常典型的问题，在情境体验不足、或教师思维引导不够的情况下，学生很容易把“非本质特征”误作为本质特征，导致要么用非本质特征“替代”了本质特征（比如：用“圆”替代了“小”），要么把非本质特征也作为本质特征的一种（比如：用“小”且“圆”替代了“小”）。本例中学生的抽象特征应该是后者。

论文中最有价值的部分，是后面对问题成因的调查分析：是教材内容不同的原因？还是教学方法原因呢？

论文中说：

• 教材中的情境与题目情境最接近的，反而得分最低！甚至低于教材中完全没讲此内容的地区！

显然，这个现象不是教材内容的原因导致的。

论文进一步对学生学习这一内容的情况进行了问卷调查，问卷如下：

例：(2009年学生问卷第113题)在学习平面镜成像的内容时，(可多选)

（1）我们在课堂上没有学习关于这个内容的实验

（2）我们在课堂上听到了老师对这个内容的实验讲解

（3）我们在课堂上看到老师演示这个内容的实验

（4）我们按照教材里写的实验步骤动手做了这个内容的实验

（5）我们设计并动手做了这个内容的实验来检验自己的设计

分析各地区的问卷调查数据、结合各地区的得分率情况，论文得出结论：

• 教师是否给学生探究的机会与得分率有较大相关。
• 地区3有最多的学生听到和看到教师对这个内容的讲解和演示，却是得分率最低的。而地区5（自己设计实验并验证）虽然选项2和选项3上的比例远远低于地区3，却是得分率最高的地区。地区5和地区3的学生该题得分率的差别达到了27%，在物理知识内容试题总的得分率上差别也达到了23%。
• 也就是说，尽管“听教师讲解和演示”远比学“自己设计实验检验自己的想法”省时，但远远不是想象的那样高效。
• 地区3的教材实验情境与测试题相似，但学生自己设计实验探究的机会最少，得分率也最低。地区5和地区1给学生自己探究的机会最多，得分率也更高。地区4和地区6的教材中甚至没有相关实验，仍然取得了较好的成绩。

在文章的最后，作者作出了如下总结：

• 探究是使学生对概念和规律形成深层次理解的最可能的途径，尽管费时却未必不高效。

如果您对上述论文感兴趣，可到本公众号首页输入“讲实验论文”，获取下载地址。

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【从“具身认知”理论方面的解读】

以上论文刚好和王珏老师最近的一些研究比较契合（包括对“具身认知理论”的解读）。

1、情境，是思维加工的对象。如果没有情境、或情境不足，思维加工将难以有效开展。

本例中，”讲实验“应视为学生脑海中“无情境/表象”，而”教师演示实验“则是典型的“情境不足”，学生对情境的体验不足，思维与情境接触的印象较淡薄、时间较短、思辨较差，因此不足以总结、提炼、归纳、抽象。

2、在具身认知理论中，也提出了“情境”对思维的作用机理：学习不是“脖子以上部分的事情”，身体反应会参与认知！

从身体反应的角度来看：

• “讲实验”（听）大约就不能引发什么身体反应，效果理应最差；
• “教师演示实验”（看）要好一些，多少还可以有些观察、思考、甚至有点小好奇；
• “自己做实验”的身体反应就比较强烈；
• “自己设计实验并检验”不仅身体反应可能会更强烈，而且由于要设计、创造，因此思维过程也得以深度参与，因而理应效果最好。
  

因此，这篇论文所述的“教学方法”，本质上正是不同的教学方法导致了不同的“具身”程度，并直接影响了理解效果。

3、非常巧合的是，王珏老师前两天刚发了一篇推文，其中的部分内容与上述论文非常契合，比如三种引发具身反应的情境：物理具身、情境具身、想象具身。

具身认知理论认为，哪一种具身并不是最重要的

• 关键在于能够引发认知主体的身体感受，引发身体与环境的互动体验
• 情境越生动、越逼真就越能引发个体的身体体验。特别是在学习抽象概念时或者学生缺乏感性经验时，情境的再造与渲染就至关重要。

（如您对我的文章感兴趣，可参考：所谓“真实情境”，有两种“真实”，你说的是哪一种？）

显然，对于“小孔成像”这类“抽象概念”、“缺乏感性经验”的知识，一般而言，“物理具身”的效果 > “情景再现” > “想象具身”。

当然，这一规律也不可一概而论。

如果有好的“情景再现”手段的话，效果也未必比“物理具身”差（毕竟情景再现省时、省力）。

而在某些情况下，“想象具身”也许效果达到最好，比如有时看小说就比看影视剧过瘾（当然这一条不适用于物理知识）。

——当然，这只是就”具身反应“的效果来说的。如果是需要学生探究、试错，那“情景再现”就难以胜任了（也许“虚拟仿真”有可能性）。

因此，对于类似“小孔成像”之类的知识学习，王珏老师给出的建议是：

• 如果能“物理具身”，当然最好，太宝贵了！
• 如果时间或条件不允许的话，那就要把“情景再现”的功夫要做好、做足！在情景再现中，可以出示多种情景、要制造思维的参与（比如多观察、多猜测、多描述、多讨论）、最好能制造“惊奇”！

如您欲将”具身认知理论“培训引入本单位，请到本公众号首页，输入“学习理论培训”，了解联系方式。

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