“先行组织者”策略在高中化学教学中的运用

“先行组织者”在高中化学教学中的运用策略魏建方浙江大学附属中学310007摘要：在教学中，“先行组织者”可以促使学习者在其已知的材料和需要学习的材料之间架起一道桥梁，从而帮助学习者有意义学习。本文在分析先行组织者教学意义的基础上着重讨论了教学中先行组织者的运用策略。关键词：先行组织者化学教学运用策略1问题的提出在高中化学教学中，教师经常遇到两种情况:第一，学生对新知识完全陌生，且新知识本身较为复杂，学生原有认知结构中缺乏适当的上位观念来吸收新知识，例如学习“化学平衡”、“化学键”、“原电池”、“物质的量”等内容时；第二，学生对新知识不完全陌生，但不能明晰新旧知识间的差异性，即学生原有认知结构中虽有适当的概念，但不稳定、不清晰，难以成为新知识的固着点，例如学习“氧化还原反应”、“燃烧热”、“强弱电解质”、“金属腐蚀”等内容时.学生大多有“似曾相识”的感觉，但却不能准确回忆。在上述两种情形下，如果教师在教学设计中不能有效地帮助学生搭建新旧知识联系的桥梁，则学生的新旧知识同化极易受阻，最终势必造成死记硬背的机械学习。2先行组织者的概念奥苏贝尔认为，学生能否习得新知识主要取决于他们认知结构中已有的有关概念。意义学习是通过新知识与学生认知结构中已有的有关概念的相互作用才得以发生的，由于这种相互作用的结果，导致新知识被同化到学生的原有认知结构中，使认知结构发生变化。因此，要促进新知识的学习，首先要增强学生认知结构中与新知识有关的知识，也就是说，教师讲授新知识之前，应先向学生提供一个与教学内容适当相关的具有包摄性较广的、概括性较高的引导性材料，然后，学生利用这一材料去同化新学习的知识。这种引导性材料，就是先行组织者，简称组织者。通过先行组织者，可帮助学生对所学内容进行加工、迁移，促进新知识的学习和记忆。先行组织者分为两类：一类是说明性组织者，用于提供适当的类属者，与新杭州市化学会2005年年会论文的学习内容产生一种上位关系，如高中化学在分散系的基础上，引出溶液、浊液、胶体的概念，帮助学生建立胶体的概念和有关知识；另一类是比较性组织者，它为新知识的学习提供类推的材料，它用于新旧知识的整合和辨析，如高中化学氧化还原反应的学习，可由初中化学中得失氧的观点引申到得失电子的观点、深入到氧化还原反应的本质。3先行组织者的运用策略先行组织者设计的成功与否直接影响到新知识的学习效果。通过先行组织者，可人为地将最能与新知识建立联系的观念，以学生易于接受的方式“移植”进学生的认知结构中去，确保新旧知识建立实质性联系，将有利于学生对新知识的理解，实现重难点实破，并逐渐沟建可兼容更多新知识的开放的知识框架。在设计时，教师应分析学生已有认知结构及深刻剖析新旧知识间的联系，而后对新旧知识进行加工、提炼或延伸，形成组织者。在教学中，教师应根据教学需要灵活变换先行组织者的运用策略。3.1化学模型策略化学模型策略即使用化学模型作为先行组织者的一种教学策略。根据模型的对象和反映方式的差异,可将化学教学中的模型,大致分为3种类型：①物质模型，是以简化实物代替原型进行研究。如化工生产模型（化工生产的典型设备构造模型和典型工艺流程模型等）是以典型设备和化工生产为原型。这种模型体现理论和实际的结合，直观性强，有助于学生认识化工生产的规模、工艺流程、典型设备、生产原理等诸方面。②想象模型，是在思想中的一种抽象物对原型的反映，如电子云、化合价等；或者由人为的加工，简化制成直观教具和图像，如分子结构、晶体结构模型等。这类模型能为学生提供分子内部原子的空间结构，或者晶体内基本粒子(原子、分子、离子等)的空间排列……，生动直观形象，使学生对原子、分子、晶体等概念的形成、表征方式、基本性质及变化规律有个直觉的认识基础。③符号模型，是采取特定的化学符号，按照特定的组合方式代替原型，用于揭示原型的组成、结构、性质和变化规律的研究方法。如元素符号、化学式、化学方程式、结构式等等。符号模型可在质和量两方面对物质的本质及其变化规律进行表征，是学习、掌握化学科学的基本工具。3.2讲解叙述策略讲解叙述策略是指教师把选定的组织者以讲解叙述的方式来呈现的一种教学策略。讲解叙述式组织者主要是利用化学史，我国著名化学家傅鹰说过:“化学可以给人以知识,化学史可以给人以智慧”。通过化学史的介绍，可以使学生深化对化学知识的理解。如在学习元素周期表时，向学生介绍杜博莱纳的“三元素组”，尚古多的“螺旋图”，纽兰兹的“八音律”，迈耶尔对元素性质出现周期性变化的见解，以及门捷列夫建立元素周期律的思路和过程，甚至介绍其中的元素倒置之谜，这样就会把一个伟大的发现过程生动地描绘出来，使学生对元素周期律有更深刻的理解。讲解叙述式组织者也可以是根据学生认知结构、结合新内容的教学需要而呈现的旧知识、理论。如在学习羧酸的性质时，由于分子里都含有羧基，通式为R-COOH，因而它们都具有跟乙酸相似的化学性质。若羧酸分子中的烃基为氢原子时，则为甲酸(HCOOH)，此时引导学生分析其结构特征——具有羧基（-COOH）和醛基(-CHO)两种官能团，推导出甲酸不仅具有羧酸的通性，也具有醛类物质的性质——能发生银镜反应。此时再引导学生分析甲酸盐、甲酸酯及葡萄糖等都含有相同的官能团——醛基，所以它们都能发生银镜反应。这样，学生不仅掌握了甲酸的性质，且对官能与物质间的性质的关系有了更深层的认识。3.3设疑提问策略设疑提问策略是指教师在学生的最近发展区内，以设疑提问的方式引导学生建立新的认知结构的一种教学策略。设疑提问式组织者主要是从学生新旧知识的联系点出发，设置一些按照学生已有认知结构可能会出错的问题情景。如:在学到“盐类的水解”时，可以故意结合旧知提问“酸碱溶液恰好中和反应的盐溶液是不是显中性?”学生大都会认为盐溶液显中性。而经过实验测定得出结论是:NaCl溶液、KNO3溶液显中性,而CH3COONa溶液却显碱性，NH4Cl溶液则显酸性，实验结论与学生的回答发生了矛盾，学生感到疑惑，他们迫切地希望找到问题的答案，思维处于高度集中状态。为让学生掌握盐类水解的本质，教师接着依次设计问题:①在CH3COONa溶液中存在哪些离子？有没有电离平衡？②CH3COONa溶液为什么会显碱性?③请同学结合水的电离平衡，分析CH3COONa溶液中c(OH-)c(H+)的原因?④CH3COO-是阴离子，阳离子会不会破坏水的电离平衡？⑤盐类水解的本质是什么？学生通过对一系列问题的讨论，不但融会贯通地理解了盐类水解的本质，还学会了探究问题的方法，提高了问题探索的能力。3.4生活体验策略生活体验策略是教师把“生活化学化，化学社会化”的理念用于化学教学，把学生生活体验作为组织者的一种化学教学策略。美国教育家杜威认为：“教育即生活。”著名心理学家和教育家皮亚杰的知识建构理论指出：“学生是在自己的生活经验基础上，主动建构自己的知识。”《普通高中化学课程标准（实验）》中的一个显著特点就是化学更加贴近生活、贴近社会。因此，教师要根据化学与社会、生活等的紧密联系，引导学生把一些生活体验用于帮助学习、理解相关的、较抽象的化学原理和化学概念。如高二化学中对于化学反应“碰撞理论”的学习，学生感到比较抽象，教师也觉得比较难讲，此时可设计先行组织者——投篮，对此学生都深有体会，即投篮必须考虑两个因素：力度和方向性，两者缺一不可。由此引导、迁移、解释化学反应的微观过程，引出活化分子和有效碰撞的概念，实现知识的迁移，使学生理解、掌握“碰撞理论”。3.5化学实验策略化学实验策略是指教师以化学实验作为组织者引导学生建构新知识的一种教学策略。化学是一门以实验为基础的学科，充分利用化学实验激发学生的学习兴趣、帮助学生理解和探究化学知识是化学教学的一条重要途径和方法。例如，初中对于燃烧条件的学习是通过磷在水中的燃烧实验基础上得出的——物质达到着火点和与氧气接触。而高中化学对于燃烧概念及条件的学习，需要修正或改变学生在初中时掌握的燃烧知识，因此教师若只凭讲解其效果是很差的，此时可通过一系列实验来帮助学生从整体上把握燃烧的概念，即设计先行组织者：氢气在氯气中的燃烧、铜在氯气中的燃烧、镁条在二氧化碳中的燃烧等等，通过引导，学生对已有化学学科认知定势无法包容的新因素的分析，逐步实现新旧知识的同化顺应，建构新的认知结构，很自然地引导学生分析得出燃烧的概念——任何发光发热的剧烈的化学反应。同时培养了学生的求异性思维。3.6图形图解策略图形图解策略是指教师把使新旧知识发生联系的材料以图形或图解的方式来呈现的一种教学策略。图形式组织者可以根据教学需要设计出某一独特的图示，使学生认知结构中新旧知识相互作用，达到认知结构渐进分化和融汇贯通的目的，使学生一目了然、心领神会地了解所要学习的内容及与过去知识的联系，尤其是一些难以描述、说清的客体，图形式组织者较多地被用在化学复习课中，如在高三化学复习氧族元素这一章节时，教师可先展示一张包容整章知识结构的图形式组织着，引领学生有序复习：图解式组织者，作为吸收新信息的固着点和贮存室提供给学生，便于新概念的学习和保持。如在讲解电解原理时，由于学生是在原电池的基础上学习电解内容，所以可以寻找原电池与电解池的区别与联系，引导学生逐步实现新旧知识的同化顺应，建构新的认知结构，使新知识得到掌握，设计组织者如下:3.7媒体播放策略媒体播放策略是指教师利用电脑、实物投影、电视、录像机等多媒体进行图画展现、音乐渲染，将一些枯燥、抽象的化学知识生动形象的展现出来，使学生如见其形、如闻其声的一种较为直观化的教学策略。如可逆反应的概念教学，把H2+I2=2HI的反应过程模拟制成Flash课件：用多个“并肩”的小双球表示H2分子，再用多个“并肩”的大双球表示I2分子。在运动中彼此碰撞时大双球、小双球断裂，重新交叉组合成“并用”的大小球HI分子；同时刚形成的“并肩”大小球还会部分断裂，重新形成原来的大双球和小双球，用来表示同一条件下HI分子也能分解成H2和I2分子。从而把微观的反应过程生动化、形象化，加深学生对概念的理解和把握。4反思与体会4.1先行组织者是促进学生有意义学习的一种教学策略先行组织者是新旧知识发生联系的桥梁。运用先行组织者进行教学符合学生的认知过程，使学生的认知结构从一般到个别，不断深化，能有效帮助学生突破难点、加深理解，合理、主动建构知识，是课堂教学的重要方法和有效手段。教师在教学过程中要尽可能多地运用先行组织者，促进学生主动、有意义的学习；同时应注意知识的横向联系，使之达到融会贯通。4.2教师要灵活使用先行组织者的多种运用策略先行组织者的呈现对学生的思维起了导向作用，有助于保持学习的迁移，同时也激发了同学急欲探究的愿望。在教学中，教师根据教学需要，可以不失时机地引导学生采用不同的组织者策略学习新知识，或多种运用策略一起使用，以取得最佳教学效果。如当教学目标是促进学生学习迁移或创造性地解决新问题时，使用化学模型策略较为有效。当涉及微观粒子的运动时使用媒体播放策略较为有效。4.3先行组织者的运用并不完全等同于引课引课即课堂教学的引入，好比乐曲的引子，戏剧的序幕，具有酝酿情绪、集中学生注意、渗透主题和带入情境的任务。精心设计的引课，能抓住学生的心理，促成学生学习情绪的高涨，步入求知欲的振奋状态，有利于学生获得良好的学习效果。而先行组织者的运用除了要考虑上面这些之外，还在于帮助学生架设一座使新旧知识发生联系的桥梁，促进学生主动、有意义的学习。因此，在设计、选用组织者时，教师应分析学生已有认知结构及深刻剖析新旧知识间的联系，而后对新旧知识进行加工、提炼或延伸，最后形成组织者。通过以上分析可以看出，组织者的呈现可对学生的思维起导向作用，同时也激发了学生有意义学习的心向，利于教师将关键性的思维方法和认知技能教给学生，帮助学生认知结构的有效建构，提高课堂教学效率。但也要看到这种有意义的接受学习在培养学生开拓性思维和创造力方面毕竟有其局限，课堂教学中应将接受式学习和发现式学习有效结台，采用多种教学方法，努力提高学生素质。参考文献1.壮亚峰.浅淡化学教学中先行组织者的设计.化学教学，1997（8）2.吕素巧.