具身认知视域下发展学生科学探究能力的高中化学实验教学实践研究（2026年度黄浦区教育科学研究重点项目）

 

一、理论引领：从“离身”到“具身”，重构实验教学逻辑

传统高中化学实验教学常陷入“教师演示、学生模仿”“重结果、轻过程”的困境，学生身体参与度低，认知与操作脱节，科学探究能力难以真正落地。具身认知理论强调“身心一体”，认为认知源于身体与环境的互动，感觉运动系统在知识建构中起关键作用。在该视域下，实验教学不再是单纯的知识验证，而是通过身体操作、感官体验与环境交互，实现“做中学、思中悟”的深度学习过程。将具身认知融入化学实验教学，有助于打破“脑体分离”的教学模式，推动学生在真实操作中发展观察、假设、实验、推理等科学探究能力。

二、实践路径：三重具身，深化探究体验

1. 
物理具身：强化动手操作，实现“做中思”。设计开放性、探究性实验任务，如“设计原电池比较不同金属活动性”“探究影响化学反应速率的因素”，让学生亲自动手组装仪器、调控变量、记录现象。通过“手脑协同”，在操作中感知化学变化的条件性与规律性，建立具象经验与抽象概念的联结。
2. 
认知具身：创设问题情境，推动“境中悟”。结合生活实际创设真实问题情境，如“厨房中食醋除水垢的原理”“汽车尾气处理的化学机制”。引导学生在情境中提出问题、设计实验方案，在“问题—假设—验证—结论”的完整探究链条中，发展科学思维与实践能力。
3. 
社会具身：促进协作互动，实现“共中长”。采用小组合作实验模式，鼓励学生在分工协作中交流观点、讨论现象、共同完成实验报告。通过师生、生生之间的语言与非语言互动（如手势、表情、讨论），促进思维碰撞与认知深化，体现具身认知中“社会环境也是认知一部分”的理念。

三、环境支持：优化实验场域，激发生态互动

1. 
物理环境改造：建设开放式化学实验室，配备可移动实验台、数字化传感器、安全防护设施，支持学生自主设计与操作。
2. 
心理环境营造：建立“容错、鼓励、支持”的课堂文化，允许学生在实验中试错、反思与改进，培养科学探究的勇气与韧性。

四、案例实践：以“钠与水反应”为例

1. 
传统教学：教师演示实验，学生观察现象，记忆“浮、熔、游、响、红”五字口诀。
2. 
具身教学：学生分组操作，亲手切割钠块、滴加酚酞、观察现象；教师引导：“钠为什么会‘游’？气体从哪来？溶液为何变红？”学生在操作与讨论中自主构建反应原理，甚至提出“能否用钾替代钠”的延伸问题，体现探究的深度与广度。

五、实施成效与反思

1. 
学生层面：实验操作能力、问题提出能力、科学解释能力显著提升，对化学学习的兴趣与内驱力增强。
2. 
教师层面：教学理念从“教实验”转向“导探究”，更加注重过程设计与生成性指导。
3. 
反思：需进一步平衡“安全规范”与“自主探究”，避免因过度强调操作而忽视科学本质。

六、结语

具身认知为高中化学实验教学提供了全新的理论视角与实践路径。通过“物理—认知—社会”三重具身，实现学生在“做、思、悟、共”中的全面发展，真正将科学探究能力的培养落到实处。未来，应进一步探索具身认知与数字化实验、跨学科项目学习的融合，构建更具生命力的化学探究教学新生态。