透·示·行·結(jié)：程序性知識的教學(xué)模型與實施策略

蔣旭華

【摘 要】程序性知識是指做某事的方法、探究的方法，以及使用技能、算法和方法的準(zhǔn)則，它以需要遵循的序列步驟的形式出現(xiàn)。這類知識的教學(xué)應(yīng)遵循“為會用而教”的理念，讓學(xué)生對所觀察的現(xiàn)象、過程或結(jié)果進(jìn)行原理解釋，讓學(xué)生操作演示某一行為動作或動手解答某一算法問題，讓學(xué)生用所學(xué)方案、步驟解決“新”問題，讓學(xué)生梳理歸納解決問題的步驟或思維流程。在教學(xué)過程中，教師應(yīng)制造認(rèn)知沖突、創(chuàng)設(shè)問題情境、巧用教學(xué)支架，以達(dá)成學(xué)生理解性、遷移性和創(chuàng)造性使用程序性知識。

【關(guān)鍵詞】程序性知識 說理 示范 實踐 梳理

對于程序性知識的教學(xué)，我們不能簡單地認(rèn)為就是讓學(xué)生識記做某事的操作過程或流程，而是要讓學(xué)生經(jīng)歷一系列“做”的活動。學(xué)生在動手的過程中理解為什么如此做，梳理出做事的相關(guān)程序并能學(xué)以致用。程序性知識的學(xué)習(xí)更像旅游中的“自駕游”，學(xué)生要經(jīng)歷路線設(shè)計、景點選擇、食住安排、門票購買等一系列的理性思考活動，然后按照既定的旅游計劃親自游覽一個個具有迷人風(fēng)景的旅游景點并形成“旅游攻略”，即我們所說的“程序性知識”。

一、教學(xué)特征

1. 示范性

程序性知識是一套辦事的操作方案，是關(guān)于“怎么做”的知識。這類知識是根據(jù)操作原理和任務(wù)要求轉(zhuǎn)化而來的。無論是程序性知識的形成過程，還是其作為最終的結(jié)果，教學(xué)過程中的操作示范都尤為重要，因為它有利于學(xué)習(xí)者形成正確、規(guī)范、穩(wěn)定的操作流程。

2. 生成性

程序性知識的構(gòu)建往往要經(jīng)歷“核心問題—交流討論—流程顯化”這樣一個過程。在教學(xué)時，學(xué)生圍繞核心問題主動構(gòu)建操作思路，通過“試錯—糾錯—提煉”的學(xué)習(xí)經(jīng)歷，在交流討論中逐步形成一套完整的操作流程。所以，程序性知識是逐步析出、動態(tài)生成的。

3. 步驟化

依據(jù)“做中學(xué)”理論，核心問題的解決是在“做”的過程中理解原理、在理解的基礎(chǔ)上形成解決方案。學(xué)生需要在學(xué)習(xí)活動中理解為什么要這么做，要討論梳理該怎樣做，進(jìn)而總結(jié)歸納出完成學(xué)習(xí)任務(wù)的步驟。所以，程序性知識的教學(xué)呈現(xiàn)出思維路徑、操作過程步驟化的特點。

二、表單設(shè)計：從原理到操作

根據(jù)程序性知識教學(xué)的設(shè)計理念與特征，我們可以把它轉(zhuǎn)化為一個教學(xué)設(shè)計表（如表1）。學(xué)生如何獲得并形成某一問題解決的程序性操作步驟，需要經(jīng)歷諸如透徹理解原理、操作示范過程、實踐體驗強化、梳理歸納步驟這樣一個從原理到操作的學(xué)習(xí)活動序列。教師可以根據(jù)表1的思路框架進(jìn)行學(xué)習(xí)活動與教學(xué)目標(biāo)的設(shè)計。

三、教學(xué)模型：說理·示范·實踐·梳理

程序性知識的教學(xué)要經(jīng)歷說理、示范、實踐和梳理等活動環(huán)節(jié)。說理即學(xué)生結(jié)合教師的引導(dǎo)對觀察的現(xiàn)象、結(jié)果或過程進(jìn)行原理上的解釋，能夠讓即將行動的思想可見;示范即學(xué)生能操作演示或表演某一行為動作，或能動手解答某一算法問題;實踐即學(xué)生能在類似的任務(wù)情境中運用所學(xué)的方案與步驟解決問題;梳理即學(xué)生讓操作的程序可見，用流程圖的形式或概括性語言把隱含在操作過程中的步驟或“思維”進(jìn)行小結(jié)歸納和外顯化，并最終內(nèi)化到自身的知識結(jié)構(gòu)中去。程序性知識的教學(xué)模型如圖1所示。

案例：科學(xué)九年級上冊“找杠桿最小力”操作程序的教學(xué)活動。

程序性知識：根據(jù)杠桿五要素作圖方法，結(jié)合杠桿平衡條件，習(xí)得在杠桿上作最小力示意圖的方法。

教學(xué)目標(biāo)：圍繞“如何找杠桿上的最小力”這一核心問題，學(xué)生通過“獨立思考—嘗試作圖—交流討論—糾錯優(yōu)化—程序梳理”等學(xué)習(xí)活動，總結(jié)歸納出作杠桿最小力的一般程序，提升杠桿力臂作圖的能力，加深對杠桿平衡條件的理解，初步獲得“模型建構(gòu)”的學(xué)科素養(yǎng)。

四個教學(xué)活動如下：

（1）明晰杠桿原理，形成操作邏輯。第一，學(xué)生結(jié)合杠桿平衡條件F1l1=F2l2，經(jīng)思考、交流、討論，明確畫最小力的關(guān)鍵是畫最大力臂;第二，根據(jù)直角三角形斜邊最長原理，知道最大力臂是支點和力的作用點的連線;第三，根據(jù)力臂定義作出該連線的垂線;第四，根據(jù)作用在杠桿上動力與阻力的特點確定力的方向。

（2）展開糾錯分析，示范操作方法。學(xué)生結(jié)合操作思路嘗試畫杠桿上的最小力;教師結(jié)合學(xué)生作圖中的典型錯誤，引導(dǎo)他們展開糾錯分析，并示范（板書）完成最小力的正確作圖。

（3）設(shè)置問題變式，學(xué)會應(yīng)用提升。教師呈現(xiàn)情境變化的作杠桿最小力的典型例題，讓學(xué)生操作并展示，進(jìn)一步鞏固并提升作杠桿最小力的操作流程。

（4）采用精練詞句，歸納梳理步驟。教師引導(dǎo)學(xué)生基于實踐過程、采用關(guān)鍵詞句歸納作杠桿最小力示意圖的一般程序是：明確杠桿支點→確定所畫力的作用點→連線作用點與支點→畫作用點與支點連線的垂線→確定力的方向。

四、教學(xué)變式：提取·應(yīng)用·構(gòu)建

以上教學(xué)模型對數(shù)學(xué)、科學(xué)學(xué)科的程序性知識教學(xué)具有較強的應(yīng)用性。對語文、英語學(xué)科的程序性知識特別是如何寫作的程序性知識來說，我們可以基于“透·示·行·結(jié)”教學(xué)模型的內(nèi)涵進(jìn)行轉(zhuǎn)化（如圖2）。圖2中的“悟道理”“挖程序”“會應(yīng)用”“構(gòu)經(jīng)驗”充分體現(xiàn)了程序性知識教學(xué)所關(guān)注的程序的合“原理性”、可操作性以及重建構(gòu)性，也與“透·示·行·結(jié)”教學(xué)模型具有本質(zhì)上的一致性。

五、教學(xué)策略

1. 制造認(rèn)知沖突，明晰操作原理

程序性知識的背后隱含著豐富的概念性知識。換言之，程序性知識的操作過程是有對應(yīng)的邏輯和原理作為支撐的。在教學(xué)過程中，教師需要制造與程序性知識操作結(jié)果相反的認(rèn)知，順勢讓學(xué)生理解“為什么不能如此操作”，從而讓他們挖掘出正確的操作方法。比如，在浙教版數(shù)學(xué)七年級上冊第二章第四節(jié)“有理數(shù)除法”的教學(xué)中，計算10÷（2+5）時，教師故意采用負(fù)遷移—乘法分配律，得出原式=10÷2+10÷5=5+2=7，使學(xué)生產(chǎn)生認(rèn)知上的沖突，以此進(jìn)一步鞏固除法的意義是“把一個數(shù)平均分成幾份，求一份是多少”，再讓學(xué)生厘清運算順序：先算小括號里的數(shù)，再算除法，得到的答案是? 。

2. 創(chuàng)設(shè)問題情境，分解操作過程

教學(xué)實踐表明，學(xué)生理解了操作原理，絕不等于他們學(xué)會了“如何操作”。在教學(xué)過程中，教師還需要將程序性知識分解在一系列相互關(guān)聯(lián)的“小問題”中。學(xué)生在解決每個小問題的過程中，會探索出相應(yīng)的操作經(jīng)驗，多個操作經(jīng)驗的邏輯組合即構(gòu)成了解決某一問題的程序性知識。比如，在物體的受力分析教學(xué)中，教師可通過問題鏈層層設(shè)問、析問、釋問，從而讓學(xué)生完成對物體的受力分析。是對哪個物體進(jìn)行受力分析？該物體是否受重力？該物體與另外哪些物體相接觸？這些接觸的物體對該物體是否有彈力（推力、拉力、提力、壓力、支持力）作用？該物體與其接觸的物體間是否存在摩擦力？教師逐步引導(dǎo)學(xué)生思考，并在思考的過程中逐漸清晰受力分析的一般流程：找準(zhǔn)研究對象—判斷是否受重力—分析周邊接觸力。

3. 巧用教學(xué)支架，構(gòu)建操作流程

程序性知識其實是一套解決問題的辦法。這套“如何做”的經(jīng)驗是由多個連續(xù)的操作步驟組成的，具有一定的結(jié)構(gòu)性。如果學(xué)生所學(xué)的程序性知識是零散無序的，將不利于他們解決與之相關(guān)的同類問題。在教學(xué)過程中，教師可提供操作流程的半成品讓學(xué)生填空，可提供操作流程的要素讓學(xué)生邏輯排序，也可讓學(xué)生借助教師的板書或同伴的討論成果把操作流程用思維導(dǎo)圖的形式進(jìn)行可視化的搭建等。比如，在“抓住細(xì)節(jié)”這節(jié)作文課的教學(xué)中，教師出示一幅人物油畫《父親》，讓學(xué)生觀察人物細(xì)節(jié)。教師板書時歸類細(xì)節(jié)，讓學(xué)生生成人物細(xì)節(jié)觀察的不同角度，以啟發(fā)寫作思維，形成人物細(xì)節(jié)描寫的策略支架，即拉長時間、延展空間和放大細(xì)節(jié)。學(xué)生可以明確地獲取一般人物描寫的思維路徑：第一層，從人物本身出發(fā)，通過放大細(xì)節(jié)的方式，從外貌、動作、語言、神態(tài)、心理等角度捕捉人物細(xì)節(jié)，其中外貌是值得重點描繪的部分;第二層，通過延展空間的方式，發(fā)現(xiàn)與中心人物相關(guān)的人物、環(huán)境等，再通過拉長時間的聯(lián)想，為一個平面的人物加入充滿時間張力的故事。如此一來，學(xué)生就能夠真真切切地知道如何去為自己的文章拾取瓦片，且在遇到瓶頸時，不斷回溯這一思維路徑，從不同角度發(fā)現(xiàn)不同的寫作素材。

六、檢驗評價

1. 理解性使用—能正確實施特定的操作程序

程序性知識表現(xiàn)為各具體學(xué)科的操作技能、技術(shù)和算法的知識。如果學(xué)生能準(zhǔn)確使用這些“算法”解決各學(xué)科的具體問題，就表明他們基本理解、會用那些特定的程序性知識。比如，在道德與法治八年級上冊第五課“法不可違”的學(xué)習(xí)中，對于行政違法、民事違法、刑事違法的區(qū)分，如果學(xué)生能采用列表的方式融合案例、法律歸屬、承擔(dān)責(zé)任以及對社會的危害程度來辨別各種違法情況，就表明他們已經(jīng)習(xí)得了區(qū)分不同概念性知識的操作程序。

2. 遷移性使用—能用程序解決同類實際問題

程序性知識的“算法”從原理上說是“不變”的、從操作上看是“固化”的，但需要解決的問題往往具有情境性、內(nèi)外不一致性。如果學(xué)生能從原理的視角研究“新”問題，然后從操作的視角解決“新”問題，就表明他們能透過現(xiàn)象看本質(zhì)、能真正地遷移知識。比如，在浙教版數(shù)學(xué)九年級上冊第1章二次函數(shù)的教學(xué)中，要解決的二次函數(shù)問題是：“若二次函數(shù)y = ?2x2– 20x + k –50，當(dāng)x<m時，y隨x的增大而增大，則m的取值范圍是—?！眴栴}的解決首先要將二次函數(shù)的一般式轉(zhuǎn)化為頂點式，然后畫對稱軸，判斷拋物線開口方向，再利用圖形結(jié)合的思想判斷m的取值范圍（m≤—5）。學(xué)生如果能認(rèn)識到這是二次函數(shù)的增減問題，就會采用相應(yīng)的問題解決程序。實際上，學(xué)生得出正確結(jié)果的過程就是他們正確遷移程序性知識的過程。

3. 創(chuàng)造性使用—能把程序物化為新穎性作品

有些程序性知識不僅能解決學(xué)科問題，還能轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實生活中的優(yōu)秀“作品”。這些作品充分體現(xiàn)了程序性知識的操作原理與過程。如果學(xué)生能用技術(shù)和方法制作出具有科學(xué)性、創(chuàng)造性的作品，則充分體現(xiàn)了他們的知識理解力和生產(chǎn)力。比如，學(xué)生在學(xué)習(xí)了滑動變阻器的工作原理后，依據(jù)“觀察實物、分析原理、模范制作”的流程去破解“電子秤”的工作原理，利用彈簧、定值電阻、電源、開關(guān)、導(dǎo)線等常見器材設(shè)計制作出有一定創(chuàng)意的“電子秤”。

七、教學(xué)結(jié)論：為會用而教

1. 程序性知識的教學(xué)不是讓學(xué)生記住操作流程

在學(xué)科教學(xué)中，讓學(xué)生記住做某事的操作流程很“簡單”，效率也很“高”。這樣的學(xué)習(xí)結(jié)果就是學(xué)生采用“依葫蘆畫瓢”的方式去解決面臨的問題。教學(xué)實踐表明，這樣的程序性知識教學(xué)由于缺少原理的支撐、缺少知識發(fā)生的過程性、缺少學(xué)生學(xué)習(xí)的體驗性，導(dǎo)致學(xué)生當(dāng)時“會”、下課“忘”、做題“錯”。

2. 程序性知識的教學(xué)應(yīng)該指向素養(yǎng)，為會用而教

解決問題的過程是一個分析問題特征、尋找工作原理、遵循操作方法的實現(xiàn)過程。這里的程序?qū)嵸|(zhì)上是一種計算思維。計算思維的背后往往蘊含著原理，原理不通，則思路不順、方法不當(dāng)。所以，程序性知識的教學(xué)要以問題解決為載體，讓學(xué)生在問題串中習(xí)得原理（如此操作的理由）、轉(zhuǎn)化操作（過程步驟化）、活用流程（能抓住問題本質(zhì)予以解決），從而培養(yǎng)學(xué)生的“計算思維”素養(yǎng)。

本文系2019年浙江省教育科學(xué)規(guī)劃課題“初中學(xué)科‘素養(yǎng)態(tài)’教學(xué)設(shè)計與實踐研究”（課題編號：2019SC048）的部分研究成果。

（作者單位：浙江省杭州市富陽區(qū)永興學(xué)校初中部）

責(zé)任編輯：趙繼瑩