老調重彈：論化學課堂之互動教學資源——手勢

雷琳 陳亞舉

[摘 要]手勢作為一種互動式教學資源，被廣泛應用于化學教學過程中。在多媒體、網絡平臺等教學資源迅速發展的今天，手勢在課堂教學中依然起著舉足輕重的促進作用。目前，關于手勢在教學中的應用與作用研究已經有了廣泛報道。然而，很少有對手勢與學習之間的關系進行較深層次的研究。文章將從互動參與的雙方出發，結合化學教學過程中知識點與手勢互動學習的案例剖析，對手勢如何促進學習進行簡單探討。最后，簡要提出如何在教育環境中合理運用手勢的建議。

[關鍵詞]化學課堂; 手勢; 教學資源; 互動

[中圖分類號] G642 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2021）10-0118-03

學習科學的過程，特別是學習化學的過程，是由不斷發展的有參與合作意義的學科實踐形式組成[1]。在教學過程中，課堂上發生的所有形式的互動都是值得注意的，如語言的（口頭或書面語言），視覺的（圖像或三維模型），或視覺動態的（動畫，操作模型的動作、手勢）。這些課堂互動都是有意義的教學資源，而課堂互動作為教學過程中促進知識有效傳遞和活躍課堂氣氛的重要途徑，是學生進行相關知識意義構建的核心環節。因此，不論在化學還是其他學科的教學過程中，必須把這些互動教學資源巧妙地結合起來，通過課堂活動主體的主動參與來構建知識意義。

互動教學是指學生與學習環境的相互作用過程，即學生自身、同伴、教師、教學資源之間的相互交流和作用，以此改變學習者的學習行為及習慣，進而增強教學效果。從教學過程與目的出發，“師授生受，互動教學”由三部分組成：以教師為中心的互動、以學生為中心的互動和以知識為中心的互動，這也是國外互動教學研究中的典型觀點之一。傳統的化學教育研究集中在書面或口頭的溝通方式，很少有人考慮到身體語言在視覺化和產生意義方面的作用。近年來，各領域的研究人員越來越多地關注其他互動教學資源，特別是身體語言在研究學習者表達和交流思想中的作用。在數學教育、物理教育和地球科學教育中，手勢作為一種學習和教學意義生成的資源得到了廣泛的探索，但在化學學習和教學中卻很少受到重視。或許有人會說，現在的多媒體教學資源如此豐富多樣，手勢互動耗時費力，已經過時了。實際上，手勢作為肢體語言的一種，不論在生活中、實驗室還是課堂中，它都具有自發性，以及使用簡單方便和操作性強等特點。手勢不僅是一種動作，也是一種表現，能夠成為學習抽象概念的有力工具[2]。更重要的是，手勢牽涉互動者的身體、想法、感覺和行動，這是課堂中其他互動資源難以比擬的。

迄今，關于課堂上如何運用手勢等肢體語言教學以及手勢教學對學習效果的作用已經被廣泛報道[3， 4]，但很少有對手勢與學習之間的關系進行較深層次的研究。本文結合化學教學過程中手勢互動學習的具體案例講解，對手勢如何促進學習進行簡單探討，并提出如何在教育環境中使用手勢的建議。

一、觀察教師手勢促進學習

在教學過程中，學生看到教師的手勢且自己沒有嘗試做出手勢時，手勢同樣可以促進學習。教師通過手勢將課本中文字描述的知識以一種更直觀、簡捷、生動形象和通俗易懂的形式展現出來。例如，在講解甲烷分子結構時，課本上只描述了其空間結構為四面體，四個氫原子分布于四面體的四個頂點，而碳原子則位于四面體的中心。對于如此簡單的描述，有的學生可能通過自身的形象思維便可立刻理解甲烷分子的結構，但有的學生可能不能迅速做出反應，甚至根本是在“神游”。如果在描述過程中，教師以自己的身體為模型，叉開雙腿，雙臂伸展在一條直線上，轉動身體使雙臂所在直線垂直于雙腳所在的直線，彎腰使左手指尖著地，右手擺于背后，擺出四面體造型。此時，雙腳和雙手代表氫，軀干為碳原子。擺動作的同時，通過問題引導學生：氫原子位于何處？碳原子何在？如此一來，學生就會立即做出反應并理解甲烷的空間結構。原本在“神游”的學生被教師的夸張動作吸引而集中注意力，也會迅速做出積極的反應。又如，在描述五氯化磷分子（PCl5）的空間結構時，也可以結合手勢：雙手握拳，同時打開拇指、食指和中指并呈等夾角分布，雙手的拇指與拇指、食指與食指、中指與中指的指心相印。整個手勢看起來為三角雙錐，即五氯化磷分子的空間結構，指尖相印處和兩虎口處為五個氯原子所在位置，磷原子在整個三角雙錐的中心（如圖1）。

同樣地，我們在講解紅外光譜中分子的六種振動模式（對稱伸縮振動、剪式振動、面內搖擺振動、不對稱伸縮振動、面外搖擺振動和扭曲振動）時，學生可能很難從課本有限的文字描述去理解。但是，如果教師通過手勢展現給學生，就會產生積極的效果。比如，雙手握拳，在胸前打開一定角度表示鍵角，身體表示碳原子，拳頭表示氫原子，手臂則表示碳氫鍵。在表示碳氫鍵對稱伸縮振動時，雙臂保持姿勢同時伸縮;在表示剪式振動時，則將雙臂同時向內向外擺動;在表示面內搖擺振動時，則將雙臂同時左右擺動;在表示不對稱伸縮振動時，雙臂則進行一伸一縮交替運動;在表示面外搖擺振動時，則將雙臂同時上下擺動;最后對于扭曲振動，可以通過手臂一上一下交替運動的手勢加以表現。通過觀察教師的手勢，不僅能集中學生的注意力和活躍課堂氣氛，而且能夠充分調動學生的形象思維和抽象思維，進而促進其對知識點的了解與掌握。此外，教師還可以有意設定錯誤的手勢，并結合提問的方式引導學生發現錯誤、糾正錯誤。在找錯和糾錯過程中，加深學生對知識點的印象，并避免產生類似的錯誤理解。

二、學生做出手勢促進學習

在學習過程中，學生嘗試做出手勢可以更好地促進學習。在課堂中，教師結合自己的手勢語言進行知識點講解，學生通過觀察并積極模仿做出手勢，表明學生的注意力集中在學習上，進而加深了對知識點的理解。

例如，關于立體化學中有機化合物的R，S構型判斷，教材中所描述的文字有限，很難讓學生迅速掌握判定方法并進行應用。教師可以通過鼓勵學生模仿的方式讓學生親身體驗。首先，按先后次序規則進行基團排列（教材已詳述[5]，此處省略）。以2-丁醇為例，2號位的叔碳原子上分別連接羥基（-OH）、甲基（-CH3）、氫（-H）和乙基（-C2H5），除最小基團（氫）外，其余按先后排序：羥基>乙基>甲基。隨后，右手握拳，伸出拇指，指向代表最小基團，假如其他四個手指彎曲方向與羥基>乙基>甲基排列順序一致，則2-丁醇為R構型（（R）-2-丁醇，如圖2），不一致則為S構型。這就是經典的右手模型判定法。學生通過自己體驗后，可以迅速掌握判定R，S構型的訣竅，之后遇到類似的判定問題就可以準確而迅速地解決。

同樣地，在講解共價鍵這一抽象概念時，光是照本宣科地講授，很難將δ鍵和π鍵的形成過程和性質講清楚。為此，教師可以借助手勢，并鼓勵學生自己體驗：雙手握拳，拳心相對，保持10厘米距離，兩拇指伸出并指向正上方，兩食指伸出并指向正前方，兩中指分別向左右伸出（相對），然后兩手相向靠近至中指重疊。這樣一來，拇指、食指和中指分別代表兩原子的2py、2pz和2px軌道;兩中指相向重疊可理解為頭碰頭形成δ鍵的過程，而兩食指或拇指則只能以肩并肩的形式重疊，進而形成π鍵。同時，可以觀察到，原子之間以頭碰頭的形式只能形成一個δ鍵，而以肩并肩的形式則可以形成多個π鍵。此外，從手勢中明顯可以看出，中指間的頭碰頭重疊程度要大于食指間或拇指間的肩并肩重疊程度，可理解為δ鍵的鍵能比π鍵更大。（如圖3）

或許，有人會說這些都可以用多媒體來展示，但正如前面所說，學生沒有親身體驗，很可能會“走馬觀花”，最終可能是“知識在腦海中劃過，而沒有留下任何痕跡”。即使學生在模仿的過程中不能迅速做出正確的手勢，但通過教師和同學的幫助，可以及時發現問題并做出修正，進而形成正確的理解。同時，教師據此也可以對教學內容、語速等進行及時調整，從而大大提高教學效果[6]。實際上，學生自己主動做出手勢本身也是一種學習，即“做中學”，而且是一個主動運用思維的學習過程。此外，手勢不僅反映了學生剛開始的想法，它還能幫助學生發展新想法。在化學教學過程中，鼓勵學生做出手勢不僅鞏固了學生所學知識，而且還提升了學生的歸納能力。

三、手勢互動促進學習

在教學過程中，教師通過口頭講授書面知識點并通過設計對應手勢輔以形象展現，同時鼓勵學生親身體驗，參與手勢互動，建立對抽象知識的形象理解，進而啟發學生領悟和發散學習。從學習主體的感覺、知覺等角度出發，手勢之所以能促進學習在于其架通了動作與思維之間的橋梁，即手勢不僅是一種切實的動作體驗，而且可通過身體動作來表現抽象思維。手勢互動促進學習的方式如圖4所示，首先，學生通過視覺的書面文字描述、教師手勢描述和聽覺的教師口頭講述，對抽象的知識概念產生初步記憶與感知;然后，學生通過自己模仿手勢，即觸覺意義上的動作體驗，加深對抽象知識的形象理解，進而上升為知覺;最后，學生在自我學習知識的過程中，基于模仿手勢的啟發，主動通過自我思考、設計和運用手勢，將產生的知覺上升為表象，并以此將手勢作為學習抽象知識的有力工具進行推廣和應用。因而，一旦抽象概念通過學習者自我思維，并通過正確的和形象化的手勢表現出來，將有助于提升其理解抽象概念和解決其他抽象問題的能力。同時，學生通過與教師互動來學習，不僅為學生提供了體驗學習的機會，也啟發學生通過思考設計手勢，以此對抽象的知識加以歸納并上升為高層次的思維模式。

此外，作為課堂手勢互動的主體——教師和學生，實際可以看作是一個團體。學習過程中，團體中的個體相互依賴、相互影響和相互促進[7]。早在20世紀40年代，社會心理學家庫爾特·勒溫就提出了團體動力學，也稱“群體動力學”，認為個體行為是由個性特征與環境相互作用的結果。在教學過程中，教師與學生形成的學習團體具有促進學習的內在動力——不同知識結構、認識水平、思維模式和認知能力等，這些動力在師生、生生之間的交流互動中相互交叉、融合、啟發和補充，從而調動學生的學習動機，提高學習效果。手勢在上述過程中作為語言和文字之外的媒介，將學習團體中的個體有機聯系起來，通過個體之間的相互交流，進行學習行為效仿、思維與方法借鑒和感染，為促進學習效果創造有利條件。回歸課堂教學的目的，即通過團體學習有效傳遞、掌握和運用理論知識，這一目標決定了學生學習行為的指向性，并且對教師與學生產生一定壓力。為此，課堂學習過程中的所有個體都會努力朝著實現上述目標而努力，形成有效的驅動力，進而提高學習效果。

四、手勢的有效運用

教師在教學過程中，不僅僅是充當知識的講授者，更重要的是做學生的引導者、啟發者和促進者，為學生創造有效的互動式和體驗式的環境。為此，手勢作為互動式和體驗式教學模式的有效資源和載體之一，應當得到積極發掘與應用。對于如何更好地在教育環境中應用手勢，本文提出以下建議：首先，教師需要考慮如何將他們想要教授的知識以手動的方式顯示出來，繼而在上課時展示這些手勢。同時教師要檢查自己的手勢，以確保沒有傳達可能會誤導學生的思想。當然，也可以在特定的學習環境中有意設置錯誤的手勢演示，再通過設問、反問等方式，引導學生發現錯誤并提出改正的建議或方法。第二，學習過程中，當學生解釋一個問題時，可以鼓勵他們做手勢。他們的姿態很可能顯示出他們對這個概念或問題的初始理解。這些手勢可以作為一種診斷，教師通過觀察可以了解學生知道什么，進而幫助他們學習。最后，鼓勵學生用手勢表達問題，這樣可能會展露他們對概念或問題的任何隱含想法。反過來，這可能會使他們更愿意接受有關這些概念或問題的指導。同時，有些手勢甚至可能會激發學生新的想法。新想法有可能成為學生自己解決類似問題的有效工具，進而提高他們解決實際問題的能力。

五、結語

不論是在滿腹經綸的科學家之間，還是在實驗室里的研究生之間，還是在化學課堂上的師生或生生之間，交流和討論化學知識時都會不由自主地做手勢。在運用手勢的過程中，要重視教師與學生組成的學習團體之間的相互作用以及團體內在的學習驅動力。合理地運用手勢，會對學生的學習發揮積極的作用：手勢增加了表達的空間或形象的元素，同時可以反映出不穩定認知以及隱藏的思想;闡明或加強知識概念，引導學生洞察并促進概念發展，同時內化為自己的經驗，進而應用于學習過程中。可見，手勢教育在多媒體等教學資源發達的今天，其促進學習的作用依然不容忽視。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] Virginia J. Flood， Francois G. Amar， Ricardo Nemirovsky， Benedikt W. Harrer， Mitchell R. M. Bruce， Michael C. Wittmann. Paying attention to gesture when students talk chemistry： interactional resources for responsive teaching [J]. Journal of Chemical Education， 2015（1）：11-22.

[2] SUSAN G M. From action to abstraction： gesture as a mechanism of change[J]. Developmental review，2015，38：167-184.

[3] 尹昌平，邢素麗，肖加余，等.論肢體語言在高校工科課堂教學中的應用[J].教育教學論壇，2012（7）：114-115.

[4] 劉晶.淺析手勢在課堂教學中的運用[J].中國科教創新導刊，2010（7）：116.

[5] 伍越寰，李偉昶，沈曉明.有機化學[M].合肥：中國科學技術大學出版社，2007.

[6] 劉偉.高校課堂教師身體語言運用探索[J].大學教育，2014（8）：22-23.

[7] 冷曉萍，顧華.群體動力學視域下的課堂協作學習模式探究[J].沈陽師范大學學報（社會科學版），2014（6）：144-147.

[責任編輯：羅 艷]

[收稿時間]2020-05-30

[基金項目]廣東石油化工學院人才引進項目（2019rc049）;廣東省普通高校特色創新類項目（2019KTSCX107）。

[作者簡介]雷琳（1988-），女，湖南郴州人，碩士，助理實驗師，主要從事綠色催化和儀器分析研究。通信作者：陳亞舉（1989-），男，湖南婁底人，博士，講師，主要從事為有機合成與綠色催化、二氧化碳化學研究。