摘要：针对传统生物课堂中学生"思维在场而身体缺席"的现象，本研究创新性引入具身认知理论，通过构建"身体体验-情境互动-认知迁移"三维教学模式，在"生态系统稳定性"主题教学中开展实践。结合校园生态瓶制作、AR技术模拟及社区生态修复项目，验证了具身学习对科学思维与社会责任素养的协同培养效果。

一、具身认知与生物学科特性契合点分析

（一）理论基础创新性融合

1. 具身认知核心要义

突破笛卡尔身心二元论，强调认知生成于身体与环境的动态交互（借鉴Lakoff具身隐喻理论）

2. 与生物教学的天然契合

- 生命现象的具象化特征（如渗透作用可触可感）

- 生态系统的空间依赖性（需实地考察建立空间认知）

- 实验操作的体感反馈（显微镜调焦的肌肉记忆形成）

（二）传统教学痛点破解

教学案例对比：

- 常规课堂：讲授"负反馈调节"时，学生通过教材图5-6观察模型

- 具身课堂：学生分组用橡皮筋模拟捕食者-猎物数量波动（动态拉力感知稳态机制）

二、原创教学模式构建

（一）"三阶六维"教学设计模型

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身体参与阶段        情境交互阶段        认知迁移阶段

↗ 感官激活        ↗ 技术赋能        ↗ 概念转化

具身锚点         数字孪生         社会延伸

↘ 动作编码        ↘ 协作探究        ↘ 价值重构

```

（二）教学实践创新点

创新实践1：多模态感官激活实验**

在"生态金字塔"教学中开发"能量流动体感游戏"：

- 视觉：佩戴VR眼镜观察虚拟草原生态系统

- 听觉：根据能流方向触发不同音效（生产者为低频嗡鸣，顶级肉食动物为尖锐啸叫）

- 体感：通过压力感应地板，每营养级学生承受递增的震动强度（直观体验能量递减）

创新实践2：跨学科生态修复项目

与地理学科联合开展"城市湿地微更新"课题：

1. 生物任务：检测3种挺水植物对重金属的富集能力

2. 工程挑战：用PVC管设计可拆卸的人工浮岛

3. 社会调研：访谈20位社区居民绘制生态需求图谱

（实施成果：学生设计方案被当地环保局纳入2023年湿地修复试点）

三、实证研究设计

（一）评价工具创新

开发生物具身素养量规（Embodied Biology Rubric， EBR）**：

| 维度         | L1（机械操作） | L4（创新迁移） |

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| 身体参与度   | 完成规定动作   | 自主设计探究动作|

| 认知整合度   | 复述教师示范   | 提出新隐喻模型 |

| 社会关联度   | 识别教材案例   | 发起社区行动   |

（二）数据采集方法

1. 运动传感器记录实验操作轨迹（对比传统课堂与具身课堂的手部运动复杂度）

2. 眼动仪追踪概念模型建构时的注视热点变化

3. 学生制作的生态思维导图进行拓扑结构分析

四、实践成效与反思

（一）典型成长案例

学生小组在"入侵物种治理"议题中：

1. 身体经验：通过角色扮演体验凤眼莲疯长导致的原生物种窒息

2. 技术延伸：用3D打印制作本土植物与入侵物种根系竞争模型

3. 社会行动：发起"识别身边入侵者"科普短视频创作（累计播放量破10万+）

（二）教学反思

1. **具身困境**：部分抽象概念（如表观遗传）具象化难度大

2. **技术平衡**：避免AR/VR使用过度导致认知负荷增加

3. **评价革新**：需建立与具身学习匹配的过程性评价体系

具身认知为生物核心素养培养提供了新范式，未来可进一步探索神经科学视角下的学习效能监测，构建"具身-离身"动态平衡的生物教育新生态。