在課堂互動中培育核心素養的策略探討
——以“機械能守恒定律”教學設計為例

戴大勇

（南京航空航天大學蘇州附屬中學，江蘇 蘇州 215121）

蘇格拉底在公元前的產婆術已表明學生是教學過程的主體、非客體，此觀點也已是現階段廣大教師一個普遍的共識，課堂互動顯然是落實學生教學主體地位的一種重要途徑.

如何通過提高互動的有效性，進而優化學生核心素養的培育過程.筆者近期有幸執教了“機械能守恒定律”（以下簡稱“機械能”）新授課的公開課，結合備課過程中的預設、評課階段的反饋，以及課后對課堂實錄的再觀察，談談在課堂互動中落實核心素養培養的策略與方法，以及本節內容的優化再設計.為拋磚引玉，筆者現將幾點心得體會總結提煉，與同行分享.

1 概念界定：互動與課堂互動

《教育大辭典》對互動的定義是：互動是人與人或群體之間發生的交互動作或反應的過程，也包括個人與自我的互動過程.本文從以下幾點來理解“課堂互動”：① 課堂互動就互動主體來看，有師生互動和生生互動；② 從互動對象看，除師生互動、生生互動外，課堂互動還包括教師、學生與課堂環境的互動；③課堂互動是在一定的情景中，通過一定的媒介與手段進行的，既有言語互動，也包括非言語互動，如互動實驗.簡單地講，課堂互動（以下簡稱“互動”）就是發生在課堂內的互動.

2 “機械能”教學設計自評、反思與優化

2.1 教學目標

表1 “機械能”教學目標設定

2.2 教學環節（課堂教學時間為40min）

依據設定的教學目標，按照實驗探究與理論探究相結合的思路，以體現學生主體性的課堂互動為導向，筆者設計了本節的教學流程框架.事后筆者對課堂實錄進行了再觀察，并將教學各環節的實際用時進行記錄，以供后期優化課堂設計.具體記錄如表2所示.

表2 “機械能”互動教學環節設計

2.3 教學設計自評

縱觀整節課結構，筆者基本按照“情境創設實驗→模型抽象→理論探究→實驗驗證→結論推廣→規律總結→應用規律解決問題→用實驗視頻呼應課堂導入”的流程，完成了課堂教學.從表2中的“預設用時”與“實際用時”的數值對比看，課堂教學的實施與預設出入不大，基本在預設的范圍內.

2.3.1 演示實驗盡可能改成互動實驗

本節內容要不要安排學生做分組實驗呢？筆者既沒有選擇學生分組實驗的形式，也沒有安排演示實驗，而選擇了師生互動實驗，具體分析見表3.

表3 探究實驗方案的比較分析

其實筆者本可以獨立完成此實驗，但還是刻意請了一名學生一起配合完成.之所以如此安排，出于兩個目的：（1）讓學生代表參與實驗，在一定程度上可以發揮教學過程學生的主體作用，更重要的是能提高全班學生對實驗現象、原理的認同度；（2）在實驗的過程中，學生代表可能會出現一些錯誤（或失誤），而這些錯誤也是難得的教學資源.例如在本實驗中，學生在用刻度尺測量兩點間距時，出現了不估讀的情況，筆者利用這個錯誤對全班學生進行了及時的提醒，有利于學生科學責任與態度的提升.

2.3.2 情境創設實驗盡可能讓學生互動參與，讓其直接體驗沖突（或沖擊）

情境創設的途徑有很多，比較常見有口述、展示文字、圖片展示、視頻播放、老師演示實驗、師生互動實驗等.不同的途徑收到的效果不同，其效果由弱到強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→老師演示實驗→師生互動實驗.

筆者在做擺動鉛球“撞擊”人臉實驗時，選擇了在高度超過2m的八字梯下面懸掛3kg的鉛球（如圖1所示），讓鉛球從學生的鼻尖處靜止釋放，可以讓學生檢驗比單擺小球實驗更強烈的沖擊效果.不僅達到了激趣的目的，也為后面的教學做好鋪墊.

圖1

2.3.3 理論探究過程應體現從簡單到復雜、從特殊到一般的原則

掌握規律的內容與探究規律的過程均不可偏廢，掌握規律是教學目標的顯性達成，而構建探究的過程則是學生核心素養的隱性生長.

引人注目的是，整部小說差不多有四章(第三、十五、二十二和三十八章前半部分)完全沒有人的參與，純粹是對四大元素(the elements)的描述。每一章單獨看，簡直就像是從地理學或地質史中抽出來的章節。在第三章中，作家以準確到位的科學術語，描述了“土”元素——芬斯區是由淤泥形成的。淤泥的特點在于“它既塑造又毀滅；既腐蝕又擴充；既非進步又非倒退”[2]8。“淤泥最早來自海洋”，它有著多重的作用，能“抬升陸地，驅退海水，使泥煤得以生長，因此也阻礙河水流動，堵塞河水流動，堵塞河口，使新生陸地備受水患，無法泄洪”[2]9。接著，講述者—歷史教師筆鋒一轉，說到了淤泥對人類歷史的影響：

如何理論探究機械能守恒定律，人教版教材中直接給出表4中圖丁的方案，筆者認為缺少了必要的教學支架，學生認知坡度過陡、認知負荷過大.如果我們設計依次從自由落體運動、單擺運動、斜拋運動，再到一般光滑曲面上運動的探究次序，不僅讓學生對“僅有重力做功物體的機械能守恒”規律得出更自然，而且學生對規律的理解也會更深入、更透徹.這樣的設計體現了從簡單到復雜，從特殊到一般的研究思路.

表4 “機械能”理論探究方案

2.3.4 可以用教師自拍實驗視頻的形式呈現成功率不高的演示實驗

課堂接近尾聲時，筆者用光電門驗證單擺小球擺動過程中的機械能守恒，不僅可以讓用重錘下落驗證機械能守恒的實驗不再是“孤證”，而且可以優化課堂結構，形成教學的閉環.但此實驗最大的困難是，小球在擺動最低點時容易撞擊到光電門，而導致實驗的失敗，筆者用親自拍實驗視頻的方式（經歷了多次失?。┏尸F實驗過程.假如采用播放網絡下載視頻或數字模擬實驗，說服力都不如授課老師“親自上陣”效果好.

為了充分發揮本實驗的價值，關于本實驗，筆者做了如下的教學設計.

（1）環節上的承前啟后：在守恒定律得出后、本實驗呈現前，筆者安排了一道例題（如下文“例題”）.一方面，通過例題的解決歸納應用機械能解決問題的一般步驟；另一方面，解題步驟歸納后可以用實驗來驗證理論計算；再者，還能與課前的情境創設實驗形成呼應.

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

練習.如圖2所示，若已知單擺小球與擺動最低點間的高度差h=14.9cm，球直徑d=2cm，讓小球由靜止釋放，不計空氣阻力，取g=10m／s2.能否預測球通過光電門的時間t？

圖2

2.4 教學設計反思與優化

盡管實際的教學過程與預設的情況相差不大，但仍有幾個環節值得反思，需要優化，具體如表5所示.

表5 “機械能”互動教學環節反思優化

經上文的自評和分析，筆者對原來的教學設計重新進行了微調優化，限于篇幅，不再展開.當然“教學有法，但無定法”，優化后的設計也未必是最佳的設計.

3 優化課堂互動的幾點建議

在課堂中，教師是平等中的首席，是教學活動的組織者，是學生學習的引導者，是學生完成學習任務的合作者；學生是學習活動的主體、非客體，是教學的主動參與者、非被教的對象.所有“老師的教”都應圍繞“學生的學”而開展，都應為“學生的學”服務.如何設計課堂互動的內容、形式和頻次，對老師扮演好“平等中的首席”尤為重要.

3.1 互動形式的優化設計

3.1.1 語言互動

蘇霍姆林斯曾經說過：“學校里的學習，不是毫無熱情地把知識從一個腦袋裝到另一個頭里，而是師生每時每刻都在進行的心靈接觸”.問答是課堂語言互動的最常見、最主要形式，優點是老師對互動節奏的把控，缺點是互動的面比較窄；討論交流是深度互動、廣泛互動的必要形式，優點是互動的面比較大，但老師不太好把控互動的深度和節奏.筆者對本節課的實錄進行了再觀察，并將互動的相關情況進行了統計分析（見表6）.

表6 “機械能”語言互動情況統計

問答不是簡單的一問一答就可以了，關于如何科學提問，張東華老師在《科學提問讓優質課堂更精彩》中提出，科學提問通常包括“提問前的設疑—提問—提問后的理答”等3個環節.對于理答，她提出這樣的建議：老師應細心觀察學生的反應，并以不同的方式評價學生的回答有復述學生的回答，給予確認；可以追問，使學生深入思考；可以表揚、稱贊，讓學生充滿自信；可以點撥、啟發，引學生柳暗花明.[2]

3.1.2 行為互動

實驗操作是物理課堂內行為互動的主要形式，具體可分為3種：（1）老師與學生代表合作互動實驗；（2）學生分組實驗；（3）隨堂小實驗（比如，全班學生用刻度尺互測反應時間）.不同互動形式的各有利弊，限于篇幅，不再贅述.本節課的行為互動主要是兩次的師生互動，分別是：第1次，師生互動完成情境創設實驗，時長為100s；第2次，師生互動探究實驗，時長為165s（平均133min／次）.

3.2 互動媒介的優化使用

實驗器材和多媒體設備是課堂互動兩種常用硬件.關于實驗互動，不展開討論.筆者主要就多媒體互動談幾點個人觀點，供同行參考.

（1）關于PPT的設計幾項原則：① “2min原則”，即PPT的總頁碼一般應控制在15頁左右，不應該超過20頁（40min的課），否則授課過程容易被PPT所牽絆；② “不超過6行原則”，即每頁PPT的文字信息總行數一般不應超過6行，否則會造成視覺壓力；③ “惜墨如金原則”，即在保證沒有科學性錯誤的前提下，PPT上的文字表述首要保證精煉，不必過分拘泥于表述的嚴密性（因為PPT內容的呈現是在一定語境下發生的），否則重點不突出；④ “關鍵問題必呈現原則”，問題驅動是教學設計的常見形式，而學生上課走神、開小差的情況在所難免，PPT呈現的關鍵問題則能為學生回歸課堂提供一個快速而有效通道.

（2）關于有限使用實驗視頻（仿真實驗或模擬實驗）的3個“盡量不用”：① 器材條件、時間條件、安全性條件能滿足現場做的實驗，盡量不用實驗視頻代替；② 老師能親自拍的實驗，盡量不用網絡下載的實驗視頻；③ 能查找到高清的實驗視頻，盡量不用清晰度低的視頻.

4 結語

當代建構主義認為：教學并不是把知識經驗從外部裝到學生的頭腦中，而是要引導學生從原有的經驗出發，生長（建構）起新的經驗，而這一認知建構過程常常是通過參與共同的社會互動而完成.[3]假如把學生比喻成小樹苗，教師則是園丁.園丁可以澆水、施肥、除蟲害或鋤草，但永遠無法代替樹苗的自我成長.