在課堂互動(dòng)中培育核心素養(yǎng)的策略探討
——以“機(jī)械能守恒定律”教學(xué)設(shè)計(jì)為例

戴大勇

（南京航空航天大學(xué)蘇州附屬中學(xué)，江蘇 蘇州 215121）

蘇格拉底在公元前的產(chǎn)婆術(shù)已表明學(xué)生是教學(xué)過(guò)程的主體、非客體，此觀點(diǎn)也已是現(xiàn)階段廣大教師一個(gè)普遍的共識(shí)，課堂互動(dòng)顯然是落實(shí)學(xué)生教學(xué)主體地位的一種重要途徑.

如何通過(guò)提高互動(dòng)的有效性，進(jìn)而優(yōu)化學(xué)生核心素養(yǎng)的培育過(guò)程.筆者近期有幸執(zhí)教了“機(jī)械能守恒定律”（以下簡(jiǎn)稱“機(jī)械能”）新授課的公開(kāi)課，結(jié)合備課過(guò)程中的預(yù)設(shè)、評(píng)課階段的反饋，以及課后對(duì)課堂實(shí)錄的再觀察，談?wù)勗谡n堂互動(dòng)中落實(shí)核心素養(yǎng)培養(yǎng)的策略與方法，以及本節(jié)內(nèi)容的優(yōu)化再設(shè)計(jì).為拋磚引玉，筆者現(xiàn)將幾點(diǎn)心得體會(huì)總結(jié)提煉，與同行分享.

1 概念界定：互動(dòng)與課堂互動(dòng)

《教育大辭典》對(duì)互動(dòng)的定義是：互動(dòng)是人與人或群體之間發(fā)生的交互動(dòng)作或反應(yīng)的過(guò)程，也包括個(gè)人與自我的互動(dòng)過(guò)程.本文從以下幾點(diǎn)來(lái)理解“課堂互動(dòng)”：① 課堂互動(dòng)就互動(dòng)主體來(lái)看，有師生互動(dòng)和生生互動(dòng)；② 從互動(dòng)對(duì)象看，除師生互動(dòng)、生生互動(dòng)外，課堂互動(dòng)還包括教師、學(xué)生與課堂環(huán)境的互動(dòng)；③課堂互動(dòng)是在一定的情景中，通過(guò)一定的媒介與手段進(jìn)行的，既有言語(yǔ)互動(dòng)，也包括非言語(yǔ)互動(dòng)，如互動(dòng)實(shí)驗(yàn).簡(jiǎn)單地講，課堂互動(dòng)（以下簡(jiǎn)稱“互動(dòng)”）就是發(fā)生在課堂內(nèi)的互動(dòng).

2 “機(jī)械能”教學(xué)設(shè)計(jì)自評(píng)、反思與優(yōu)化

2.1 教學(xué)目標(biāo)

表1 “機(jī)械能”教學(xué)目標(biāo)設(shè)定

2.2 教學(xué)環(huán)節(jié)（課堂教學(xué)時(shí)間為40min）

依據(jù)設(shè)定的教學(xué)目標(biāo)，按照實(shí)驗(yàn)探究與理論探究相結(jié)合的思路，以體現(xiàn)學(xué)生主體性的課堂互動(dòng)為導(dǎo)向，筆者設(shè)計(jì)了本節(jié)的教學(xué)流程框架.事后筆者對(duì)課堂實(shí)錄進(jìn)行了再觀察，并將教學(xué)各環(huán)節(jié)的實(shí)際用時(shí)進(jìn)行記錄，以供后期優(yōu)化課堂設(shè)計(jì).具體記錄如表2所示.

表2 “機(jī)械能”互動(dòng)教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)

2.3 教學(xué)設(shè)計(jì)自評(píng)

縱觀整節(jié)課結(jié)構(gòu)，筆者基本按照“情境創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)→模型抽象→理論探究→實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證→結(jié)論推廣→規(guī)律總結(jié)→應(yīng)用規(guī)律解決問(wèn)題→用實(shí)驗(yàn)視頻呼應(yīng)課堂導(dǎo)入”的流程，完成了課堂教學(xué).從表2中的“預(yù)設(shè)用時(shí)”與“實(shí)際用時(shí)”的數(shù)值對(duì)比看，課堂教學(xué)的實(shí)施與預(yù)設(shè)出入不大，基本在預(yù)設(shè)的范圍內(nèi).

2.3.1 演示實(shí)驗(yàn)盡可能改成互動(dòng)實(shí)驗(yàn)

本節(jié)內(nèi)容要不要安排學(xué)生做分組實(shí)驗(yàn)?zāi)兀抗P者既沒(méi)有選擇學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)的形式，也沒(méi)有安排演示實(shí)驗(yàn)，而選擇了師生互動(dòng)實(shí)驗(yàn)，具體分析見(jiàn)表3.

表3 探究實(shí)驗(yàn)方案的比較分析

其實(shí)筆者本可以獨(dú)立完成此實(shí)驗(yàn)，但還是刻意請(qǐng)了一名學(xué)生一起配合完成.之所以如此安排，出于兩個(gè)目的：（1）讓學(xué)生代表參與實(shí)驗(yàn)，在一定程度上可以發(fā)揮教學(xué)過(guò)程學(xué)生的主體作用，更重要的是能提高全班學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、原理的認(rèn)同度；（2）在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，學(xué)生代表可能會(huì)出現(xiàn)一些錯(cuò)誤（或失誤），而這些錯(cuò)誤也是難得的教學(xué)資源.例如在本實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生在用刻度尺測(cè)量?jī)牲c(diǎn)間距時(shí)，出現(xiàn)了不估讀的情況，筆者利用這個(gè)錯(cuò)誤對(duì)全班學(xué)生進(jìn)行了及時(shí)的提醒，有利于學(xué)生科學(xué)責(zé)任與態(tài)度的提升.

2.3.2 情境創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)盡可能讓學(xué)生互動(dòng)參與，讓其直接體驗(yàn)沖突（或沖擊）

情境創(chuàng)設(shè)的途徑有很多，比較常見(jiàn)有口述、展示文字、圖片展示、視頻播放、老師演示實(shí)驗(yàn)、師生互動(dòng)實(shí)驗(yàn)等.不同的途徑收到的效果不同，其效果由弱到強(qiáng)可以按這樣的次序排列.[1]

口述情境→展示文字→展示圖片→播放視頻→老師演示實(shí)驗(yàn)→師生互動(dòng)實(shí)驗(yàn).

筆者在做擺動(dòng)鉛球“撞擊”人臉實(shí)驗(yàn)時(shí)，選擇了在高度超過(guò)2m的八字梯下面懸掛3kg的鉛球（如圖1所示），讓鉛球從學(xué)生的鼻尖處?kù)o止釋放，可以讓學(xué)生檢驗(yàn)比單擺小球?qū)嶒?yàn)更強(qiáng)烈的沖擊效果.不僅達(dá)到了激趣的目的，也為后面的教學(xué)做好鋪墊.

圖1

2.3.3 理論探究過(guò)程應(yīng)體現(xiàn)從簡(jiǎn)單到復(fù)雜、從特殊到一般的原則

掌握規(guī)律的內(nèi)容與探究規(guī)律的過(guò)程均不可偏廢，掌握規(guī)律是教學(xué)目標(biāo)的顯性達(dá)成，而構(gòu)建探究的過(guò)程則是學(xué)生核心素養(yǎng)的隱性生長(zhǎng).

引人注目的是，整部小說(shuō)差不多有四章(第三、十五、二十二和三十八章前半部分)完全沒(méi)有人的參與，純粹是對(duì)四大元素(the elements)的描述。每一章單獨(dú)看，簡(jiǎn)直就像是從地理學(xué)或地質(zhì)史中抽出來(lái)的章節(jié)。在第三章中，作家以準(zhǔn)確到位的科學(xué)術(shù)語(yǔ)，描述了“土”元素——芬斯區(qū)是由淤泥形成的。淤泥的特點(diǎn)在于“它既塑造又毀滅；既腐蝕又?jǐn)U充；既非進(jìn)步又非倒退”[2]8。“淤泥最早來(lái)自海洋”，它有著多重的作用，能“抬升陸地，驅(qū)退海水，使泥煤得以生長(zhǎng)，因此也阻礙河水流動(dòng)，堵塞河水流動(dòng)，堵塞河口，使新生陸地備受水患，無(wú)法泄洪”[2]9。接著，講述者—?dú)v史教師筆鋒一轉(zhuǎn)，說(shuō)到了淤泥對(duì)人類歷史的影響：

如何理論探究機(jī)械能守恒定律，人教版教材中直接給出表4中圖丁的方案，筆者認(rèn)為缺少了必要的教學(xué)支架，學(xué)生認(rèn)知坡度過(guò)陡、認(rèn)知負(fù)荷過(guò)大.如果我們?cè)O(shè)計(jì)依次從自由落體運(yùn)動(dòng)、單擺運(yùn)動(dòng)、斜拋運(yùn)動(dòng)，再到一般光滑曲面上運(yùn)動(dòng)的探究次序，不僅讓學(xué)生對(duì)“僅有重力做功物體的機(jī)械能守恒”規(guī)律得出更自然，而且學(xué)生對(duì)規(guī)律的理解也會(huì)更深入、更透徹.這樣的設(shè)計(jì)體現(xiàn)了從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，從特殊到一般的研究思路.

表4 “機(jī)械能”理論探究方案

2.3.4 可以用教師自拍實(shí)驗(yàn)視頻的形式呈現(xiàn)成功率不高的演示實(shí)驗(yàn)

課堂接近尾聲時(shí)，筆者用光電門(mén)驗(yàn)證單擺小球擺動(dòng)過(guò)程中的機(jī)械能守恒，不僅可以讓用重錘下落驗(yàn)證機(jī)械能守恒的實(shí)驗(yàn)不再是“孤證”，而且可以優(yōu)化課堂結(jié)構(gòu)，形成教學(xué)的閉環(huán).但此實(shí)驗(yàn)最大的困難是，小球在擺動(dòng)最低點(diǎn)時(shí)容易撞擊到光電門(mén)，而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)的失敗，筆者用親自拍實(shí)驗(yàn)視頻的方式（經(jīng)歷了多次失敗）呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過(guò)程.假如采用播放網(wǎng)絡(luò)下載視頻或數(shù)字模擬實(shí)驗(yàn)，說(shuō)服力都不如授課老師“親自上陣”效果好.

為了充分發(fā)揮本實(shí)驗(yàn)的價(jià)值，關(guān)于本實(shí)驗(yàn)，筆者做了如下的教學(xué)設(shè)計(jì).

（1）環(huán)節(jié)上的承前啟后：在守恒定律得出后、本實(shí)驗(yàn)呈現(xiàn)前，筆者安排了一道例題（如下文“例題”）.一方面，通過(guò)例題的解決歸納應(yīng)用機(jī)械能解決問(wèn)題的一般步驟；另一方面，解題步驟歸納后可以用實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證理論計(jì)算；再者，還能與課前的情境創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)形成呼應(yīng).

例題.單擺小球的質(zhì)量m=1kg，擺線長(zhǎng)l=0.9m，繩子與豎起方向夾角為60°時(shí)，讓小球由靜止釋放，不計(jì)空氣阻力，取g=10m／s2.求：擺到最低時(shí)，小球的速度大小.

練習(xí).如圖2所示，若已知單擺小球與擺動(dòng)最低點(diǎn)間的高度差h=14.9cm，球直徑d=2cm，讓小球由靜止釋放，不計(jì)空氣阻力，取g=10m／s2.能否預(yù)測(cè)球通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間t？

圖2

2.4 教學(xué)設(shè)計(jì)反思與優(yōu)化

盡管實(shí)際的教學(xué)過(guò)程與預(yù)設(shè)的情況相差不大，但仍有幾個(gè)環(huán)節(jié)值得反思，需要優(yōu)化，具體如表5所示.

表5 “機(jī)械能”互動(dòng)教學(xué)環(huán)節(jié)反思優(yōu)化

經(jīng)上文的自評(píng)和分析，筆者對(duì)原來(lái)的教學(xué)設(shè)計(jì)重新進(jìn)行了微調(diào)優(yōu)化，限于篇幅，不再展開(kāi).當(dāng)然“教學(xué)有法，但無(wú)定法”，優(yōu)化后的設(shè)計(jì)也未必是最佳的設(shè)計(jì).

3 優(yōu)化課堂互動(dòng)的幾點(diǎn)建議

在課堂中，教師是平等中的首席，是教學(xué)活動(dòng)的組織者，是學(xué)生學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者，是學(xué)生完成學(xué)習(xí)任務(wù)的合作者；學(xué)生是學(xué)習(xí)活動(dòng)的主體、非客體，是教學(xué)的主動(dòng)參與者、非被教的對(duì)象.所有“老師的教”都應(yīng)圍繞“學(xué)生的學(xué)”而開(kāi)展，都應(yīng)為“學(xué)生的學(xué)”服務(wù).如何設(shè)計(jì)課堂互動(dòng)的內(nèi)容、形式和頻次，對(duì)老師扮演好“平等中的首席”尤為重要.

3.1 互動(dòng)形式的優(yōu)化設(shè)計(jì)

3.1.1 語(yǔ)言互動(dòng)

蘇霍姆林斯曾經(jīng)說(shuō)過(guò)：“學(xué)校里的學(xué)習(xí)，不是毫無(wú)熱情地把知識(shí)從一個(gè)腦袋裝到另一個(gè)頭里，而是師生每時(shí)每刻都在進(jìn)行的心靈接觸”.問(wèn)答是課堂語(yǔ)言互動(dòng)的最常見(jiàn)、最主要形式，優(yōu)點(diǎn)是老師對(duì)互動(dòng)節(jié)奏的把控，缺點(diǎn)是互動(dòng)的面比較窄；討論交流是深度互動(dòng)、廣泛互動(dòng)的必要形式，優(yōu)點(diǎn)是互動(dòng)的面比較大，但老師不太好把控互動(dòng)的深度和節(jié)奏.筆者對(duì)本節(jié)課的實(shí)錄進(jìn)行了再觀察，并將互動(dòng)的相關(guān)情況進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析（見(jiàn)表6）.

表6 “機(jī)械能”語(yǔ)言互動(dòng)情況統(tǒng)計(jì)

問(wèn)答不是簡(jiǎn)單的一問(wèn)一答就可以了，關(guān)于如何科學(xué)提問(wèn)，張東華老師在《科學(xué)提問(wèn)讓優(yōu)質(zhì)課堂更精彩》中提出，科學(xué)提問(wèn)通常包括“提問(wèn)前的設(shè)疑—提問(wèn)—提問(wèn)后的理答”等3個(gè)環(huán)節(jié).對(duì)于理答，她提出這樣的建議：老師應(yīng)細(xì)心觀察學(xué)生的反應(yīng)，并以不同的方式評(píng)價(jià)學(xué)生的回答有復(fù)述學(xué)生的回答，給予確認(rèn)；可以追問(wèn)，使學(xué)生深入思考；可以表?yè)P(yáng)、稱贊，讓學(xué)生充滿自信；可以點(diǎn)撥、啟發(fā)，引學(xué)生柳暗花明.[2]

3.1.2 行為互動(dòng)

實(shí)驗(yàn)操作是物理課堂內(nèi)行為互動(dòng)的主要形式，具體可分為3種：（1）老師與學(xué)生代表合作互動(dòng)實(shí)驗(yàn)；（2）學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)；（3）隨堂小實(shí)驗(yàn)（比如，全班學(xué)生用刻度尺互測(cè)反應(yīng)時(shí)間）.不同互動(dòng)形式的各有利弊，限于篇幅，不再贅述.本節(jié)課的行為互動(dòng)主要是兩次的師生互動(dòng)，分別是：第1次，師生互動(dòng)完成情境創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)，時(shí)長(zhǎng)為100s；第2次，師生互動(dòng)探究實(shí)驗(yàn)，時(shí)長(zhǎng)為165s（平均133min／次）.

3.2 互動(dòng)媒介的優(yōu)化使用

實(shí)驗(yàn)器材和多媒體設(shè)備是課堂互動(dòng)兩種常用硬件.關(guān)于實(shí)驗(yàn)互動(dòng)，不展開(kāi)討論.筆者主要就多媒體互動(dòng)談幾點(diǎn)個(gè)人觀點(diǎn)，供同行參考.

（1）關(guān)于PPT的設(shè)計(jì)幾項(xiàng)原則：① “2min原則”，即PPT的總頁(yè)碼一般應(yīng)控制在15頁(yè)左右，不應(yīng)該超過(guò)20頁(yè)（40min的課），否則授課過(guò)程容易被PPT所牽絆；② “不超過(guò)6行原則”，即每頁(yè)P(yáng)PT的文字信息總行數(shù)一般不應(yīng)超過(guò)6行，否則會(huì)造成視覺(jué)壓力；③ “惜墨如金原則”，即在保證沒(méi)有科學(xué)性錯(cuò)誤的前提下，PPT上的文字表述首要保證精煉，不必過(guò)分拘泥于表述的嚴(yán)密性（因?yàn)镻PT內(nèi)容的呈現(xiàn)是在一定語(yǔ)境下發(fā)生的），否則重點(diǎn)不突出；④ “關(guān)鍵問(wèn)題必呈現(xiàn)原則”，問(wèn)題驅(qū)動(dòng)是教學(xué)設(shè)計(jì)的常見(jiàn)形式，而學(xué)生上課走神、開(kāi)小差的情況在所難免，PPT呈現(xiàn)的關(guān)鍵問(wèn)題則能為學(xué)生回歸課堂提供一個(gè)快速而有效通道.

（2）關(guān)于有限使用實(shí)驗(yàn)視頻（仿真實(shí)驗(yàn)或模擬實(shí)驗(yàn)）的3個(gè)“盡量不用”：① 器材條件、時(shí)間條件、安全性條件能滿足現(xiàn)場(chǎng)做的實(shí)驗(yàn)，盡量不用實(shí)驗(yàn)視頻代替；② 老師能親自拍的實(shí)驗(yàn)，盡量不用網(wǎng)絡(luò)下載的實(shí)驗(yàn)視頻；③ 能查找到高清的實(shí)驗(yàn)視頻，盡量不用清晰度低的視頻.

4 結(jié)語(yǔ)

當(dāng)代建構(gòu)主義認(rèn)為：教學(xué)并不是把知識(shí)經(jīng)驗(yàn)從外部裝到學(xué)生的頭腦中，而是要引導(dǎo)學(xué)生從原有的經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，生長(zhǎng)（建構(gòu)）起新的經(jīng)驗(yàn)，而這一認(rèn)知建構(gòu)過(guò)程常常是通過(guò)參與共同的社會(huì)互動(dòng)而完成.[3]假如把學(xué)生比喻成小樹(shù)苗，教師則是園丁.園丁可以澆水、施肥、除蟲(chóng)害或鋤草，但永遠(yuǎn)無(wú)法代替樹(shù)苗的自我成長(zhǎng).