老调重弹：论化学课堂之互动教学资源——手势

雷琳 陈亚举

[摘 要]手势作为一种互动式教学资源，被广泛应用于化学教学过程中。在多媒体、网络平台等教学资源迅速发展的今天，手势在课堂教学中依然起着举足轻重的促进作用。目前，关于手势在教学中的应用与作用研究已经有了广泛报道。然而，很少有对手势与学习之间的关系进行较深层次的研究。文章将从互动参与的双方出发，结合化学教学过程中知识点与手势互动学习的案例剖析，对手势如何促进学习进行简单探讨。最后，简要提出如何在教育环境中合理运用手势的建议。

[关键词]化学课堂; 手势; 教学资源; 互动

[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2021）10-0118-03

学习科学的过程，特别是学习化学的过程，是由不断发展的有参与合作意义的学科实践形式组成[1]。在教学过程中，课堂上发生的所有形式的互动都是值得注意的，如语言的（口头或书面语言），视觉的（图像或三维模型），或视觉动态的（动画，操作模型的动作、手势）。这些课堂互动都是有意义的教学资源，而课堂互动作为教学过程中促进知识有效传递和活跃课堂气氛的重要途径，是学生进行相关知识意义构建的核心环节。因此，不论在化学还是其他学科的教学过程中，必须把这些互动教学资源巧妙地结合起来，通过课堂活动主体的主动参与来构建知识意义。

互动教学是指学生与学习环境的相互作用过程，即学生自身、同伴、教师、教学资源之间的相互交流和作用，以此改变学习者的学习行为及习惯，进而增强教学效果。从教学过程与目的出发，“师授生受，互动教学”由三部分组成：以教师为中心的互动、以学生为中心的互动和以知识为中心的互动，这也是国外互动教学研究中的典型观点之一。传统的化学教育研究集中在书面或口头的沟通方式，很少有人考虑到身体语言在视觉化和产生意义方面的作用。近年来，各领域的研究人员越来越多地关注其他互动教学资源，特别是身体语言在研究学习者表达和交流思想中的作用。在数学教育、物理教育和地球科学教育中，手势作为一种学习和教学意义生成的资源得到了广泛的探索，但在化学学习和教学中却很少受到重视。或许有人会说，现在的多媒体教学资源如此丰富多样，手势互动耗时费力，已经过时了。实际上，手势作为肢体语言的一种，不论在生活中、实验室还是课堂中，它都具有自发性，以及使用简单方便和操作性强等特点。手势不仅是一种动作，也是一种表现，能够成为学习抽象概念的有力工具[2]。更重要的是，手势牵涉互动者的身体、想法、感觉和行动，这是课堂中其他互动资源难以比拟的。

迄今，关于课堂上如何运用手势等肢体语言教学以及手势教学对学习效果的作用已经被广泛报道[3， 4]，但很少有对手势与学习之间的关系进行较深层次的研究。本文结合化学教学过程中手势互动学习的具体案例讲解，对手势如何促进学习进行简单探讨，并提出如何在教育环境中使用手势的建议。

一、观察教师手势促进学习

在教学过程中，学生看到教师的手势且自己没有尝试做出手势时，手势同样可以促进学习。教师通过手势将课本中文字描述的知识以一种更直观、简捷、生动形象和通俗易懂的形式展现出来。例如，在讲解甲烷分子结构时，课本上只描述了其空间结构为四面体，四个氢原子分布于四面体的四个顶点，而碳原子则位于四面体的中心。对于如此简单的描述，有的学生可能通过自身的形象思维便可立刻理解甲烷分子的结构，但有的学生可能不能迅速做出反应，甚至根本是在“神游”。如果在描述过程中，教师以自己的身体为模型，叉开双腿，双臂伸展在一条直线上，转动身体使双臂所在直线垂直于双脚所在的直线，弯腰使左手指尖著地，右手摆于背后，摆出四面体造型。此时，双脚和双手代表氢，躯干为碳原子。摆动作的同时，通过问题引导学生：氢原子位于何处？碳原子何在？如此一来，学生就会立即做出反应并理解甲烷的空间结构。原本在“神游”的学生被教师的夸张动作吸引而集中注意力，也会迅速做出积极的反应。又如，在描述五氯化磷分子（PCl5）的空间结构时，也可以结合手势：双手握拳，同时打开拇指、食指和中指并呈等夹角分布，双手的拇指与拇指、食指与食指、中指与中指的指心相印。整个手势看起来为三角双锥，即五氯化磷分子的空间结构，指尖相印处和两虎口处为五个氯原子所在位置，磷原子在整个三角双锥的中心（如图1）。

同样地，我们在讲解红外光谱中分子的六种振动模式（对称伸缩振动、剪式振动、面内摇摆振动、不对称伸缩振动、面外摇摆振动和扭曲振动）时，学生可能很难从课本有限的文字描述去理解。但是，如果教师通过手势展现给学生，就会产生积极的效果。比如，双手握拳，在胸前打开一定角度表示键角，身体表示碳原子，拳头表示氢原子，手臂则表示碳氢键。在表示碳氢键对称伸缩振动时，双臂保持姿势同时伸缩;在表示剪式振动时，则将双臂同时向内向外摆动;在表示面内摇摆振动时，则将双臂同时左右摆动;在表示不对称伸缩振动时，双臂则进行一伸一缩交替运动;在表示面外摇摆振动时，则将双臂同时上下摆动;最后对于扭曲振动，可以通过手臂一上一下交替运动的手势加以表现。通过观察教师的手势，不仅能集中学生的注意力和活跃课堂气氛，而且能够充分调动学生的形象思维和抽象思维，进而促进其对知识点的了解与掌握。此外，教师还可以有意设定错误的手势，并结合提问的方式引导学生发现错误、纠正错误。在找错和纠错过程中，加深学生对知识点的印象，并避免产生类似的错误理解。

二、学生做出手势促进学习

在学习过程中，学生尝试做出手势可以更好地促进学习。在课堂中，教师结合自己的手势语言进行知识点讲解，学生通过观察并积极模仿做出手势，表明学生的注意力集中在学习上，进而加深了对知识点的理解。

例如，关于立体化学中有机化合物的R，S构型判断，教材中所描述的文字有限，很难让学生迅速掌握判定方法并进行应用。教师可以通过鼓励学生模仿的方式让学生亲身体验。首先，按先后次序规则进行基团排列（教材已详述[5]，此处省略）。以2-丁醇为例，2号位的叔碳原子上分别连接羟基（-OH）、甲基（-CH3）、氢（-H）和乙基（-C2H5），除最小基团（氢）外，其余按先后排序：羟基>乙基>甲基。随后，右手握拳，伸出拇指，指向代表最小基团，假如其他四个手指弯曲方向与羟基>乙基>甲基排列顺序一致，则2-丁醇为R构型（（R）-2-丁醇，如图2），不一致则为S构型。这就是经典的右手模型判定法。学生通过自己体验后，可以迅速掌握判定R，S构型的诀窍，之后遇到类似的判定问题就可以准确而迅速地解决。

同样地，在讲解共价键这一抽象概念时，光是照本宣科地讲授，很难将δ键和π键的形成过程和性质讲清楚。为此，教师可以借助手势，并鼓励学生自己体验：双手握拳，拳心相对，保持10厘米距离，两拇指伸出并指向正上方，两食指伸出并指向正前方，两中指分别向左右伸出（相对），然后两手相向靠近至中指重叠。这样一来，拇指、食指和中指分别代表两原子的2py、2pz和2px轨道;两中指相向重叠可理解为头碰头形成δ键的过程，而两食指或拇指则只能以肩并肩的形式重叠，进而形成π键。同时，可以观察到，原子之间以头碰头的形式只能形成一个δ键，而以肩并肩的形式则可以形成多个π键。此外，从手势中明显可以看出，中指间的头碰头重叠程度要大于食指间或拇指间的肩并肩重叠程度，可理解为δ键的键能比π键更大。（如图3）

或许，有人会说这些都可以用多媒体来展示，但正如前面所说，学生没有亲身体验，很可能会“走马观花”，最终可能是“知识在脑海中划过，而没有留下任何痕迹”。即使学生在模仿的过程中不能迅速做出正确的手势，但通过教师和同学的帮助，可以及时发现问题并做出修正，进而形成正确的理解。同时，教师据此也可以对教学内容、语速等进行及时调整，从而大大提高教学效果[6]。实际上，学生自己主动做出手势本身也是一种学习，即“做中学”，而且是一个主动运用思维的学习过程。此外，手势不仅反映了学生刚开始的想法，它还能帮助学生发展新想法。在化学教学过程中，鼓励学生做出手势不仅巩固了学生所学知识，而且还提升了学生的归纳能力。

三、手势互动促进学习

在教学过程中，教师通过口头讲授书面知识点并通过设计对应手势辅以形象展现，同时鼓励学生亲身体验，参与手势互动，建立对抽象知识的形象理解，进而启发学生领悟和发散学习。从学习主体的感觉、知觉等角度出发，手势之所以能促进学习在于其架通了动作与思维之间的桥梁，即手势不仅是一种切实的动作体验，而且可通过身体动作来表现抽象思维。手势互动促进学习的方式如图4所示，首先，学生通过视觉的书面文字描述、教师手势描述和听觉的教师口头讲述，对抽象的知识概念产生初步记忆与感知;然后，学生通过自己模仿手势，即触觉意义上的动作体验，加深对抽象知识的形象理解，进而上升为知觉;最后，学生在自我学习知识的过程中，基于模仿手势的启发，主动通过自我思考、设计和运用手势，将产生的知觉上升为表象，并以此将手势作为学习抽象知识的有力工具进行推广和应用。因而，一旦抽象概念通过学习者自我思维，并通过正确的和形象化的手势表现出来，将有助于提升其理解抽象概念和解决其他抽象问题的能力。同时，学生通过与教师互动来学习，不仅为学生提供了体验学习的机会，也启发学生通过思考设计手势，以此对抽象的知识加以归纳并上升为高层次的思维模式。

此外，作为课堂手势互动的主体——教师和学生，实际可以看作是一个团体。学习过程中，团体中的个体相互依赖、相互影响和相互促进[7]。早在20世纪40年代，社会心理学家库尔特·勒温就提出了团体动力学，也称“群体动力学”，认为个体行为是由个性特征与环境相互作用的结果。在教学过程中，教师与学生形成的学习团体具有促进学习的内在动力——不同知识结构、认识水平、思维模式和认知能力等，这些动力在师生、生生之间的交流互动中相互交叉、融合、启发和补充，从而调动学生的学习动机，提高学习效果。手势在上述过程中作为语言和文字之外的媒介，将学习团体中的个体有机联系起来，通过个体之间的相互交流，进行学习行为效仿、思维与方法借鉴和感染，为促进学习效果创造有利条件。回归课堂教学的目的，即通过团体学习有效传递、掌握和运用理论知识，这一目标决定了学生学习行为的指向性，并且对教师与学生产生一定压力。为此，课堂学习过程中的所有个体都会努力朝着实现上述目标而努力，形成有效的驱动力，进而提高学习效果。

四、手势的有效运用

教师在教学过程中，不仅仅是充当知识的讲授者，更重要的是做学生的引导者、启发者和促进者，为学生创造有效的互动式和体验式的环境。为此，手势作为互动式和体验式教学模式的有效资源和载体之一，应当得到积极发掘与应用。对于如何更好地在教育环境中应用手势，本文提出以下建议：首先，教师需要考虑如何将他们想要教授的知识以手动的方式显示出来，继而在上课时展示这些手势。同时教师要检查自己的手势，以确保没有传达可能会误导学生的思想。当然，也可以在特定的学习环境中有意设置错误的手势演示，再通过设問、反问等方式，引导学生发现错误并提出改正的建议或方法。第二，学习过程中，当学生解释一个问题时，可以鼓励他们做手势。他们的姿态很可能显示出他们对这个概念或问题的初始理解。这些手势可以作为一种诊断，教师通过观察可以了解学生知道什么，进而帮助他们学习。最后，鼓励学生用手势表达问题，这样可能会展露他们对概念或问题的任何隐含想法。反过来，这可能会使他们更愿意接受有关这些概念或问题的指导。同时，有些手势甚至可能会激发学生新的想法。新想法有可能成为学生自己解决类似问题的有效工具，进而提高他们解决实际问题的能力。

五、结语

不论是在满腹经纶的科学家之间，还是在实验室里的研究生之间，还是在化学课堂上的师生或生生之间，交流和讨论化学知识时都会不由自主地做手势。在运用手势的过程中，要重视教师与学生组成的学习团体之间的相互作用以及团体内在的学习驱动力。合理地运用手势，会对学生的学习发挥积极的作用：手势增加了表达的空间或形象的元素，同时可以反映出不稳定认知以及隐藏的思想;阐明或加强知识概念，引导学生洞察并促进概念发展，同时内化为自己的经验，进而应用于学习过程中。可见，手势教育在多媒体等教学资源发达的今天，其促进学习的作用依然不容忽视。

[ 参 考 文 献 ]

[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，邢素丽，肖加余，等.论肢体语言在高校工科课堂教学中的应用[J].教育教学论坛，2012（7）：114-115.

[4] 刘晶.浅析手势在课堂教学中的运用[J].中国科教创新导刊，2010（7）：116.

[5] 伍越寰，李伟昶，沈晓明.有机化学[M].合肥：中国科学技术大学出版社，2007.

[6] 刘伟.高校课堂教师身体语言运用探索[J].大学教育，2014（8）：22-23.

[7] 冷晓萍，顾华.群体动力学视域下的课堂协作学习模式探究[J].沈阳师范大学学报（社会科学版），2014（6）：144-147.

[责任编辑：罗 艳]

[收稿时间]2020-05-30

[基金项目]广东石油化工学院人才引进项目（2019rc049）;广东省普通高校特色创新类项目（2019KTSCX107）。

[作者简介]雷琳（1988-），女，湖南郴州人，硕士，助理实验师，主要从事绿色催化和仪器分析研究。通信作者：陈亚举（1989-），男，湖南娄底人，博士，讲师，主要从事为有机合成与绿色催化、二氧化碳化学研究。