“先行组织者”策略在高中化学新课程中的运用

2011-07-19蔡文锁

化学教与学 2011年12期

关键词：先行组织者组织者先行

蔡文锁

（南京市第一中学江苏南京 210001）

“先行组织者”策略在高中化学新课程中的运用

蔡文锁

（南京市第一中学江苏南京 210001）

高中化学新教材打破了旧的编写体系，体现了“教本教材”向“学本教材”转变，新教材重视学生原有学习基础，编写时合理使用“先行组织者”策略。文章探讨“先行组织者”在化学新教材中呈现的形式及“先行组织者”教学策略的运用。

新教材；先行组织者；教学策略

一、问题的提出

高中化学新课程改革，很大地改变了广大教师的教学观念。使用新教材（本文所涉及内容均为人教版2006年第二版）进行教学后，笔者经历了从反感、疑惑到理解、欣赏的心理历程。新教材的编写思路体现了一种“大教学设计观”，视教科书为教材与学材的统一体，认为学习完全可能发生于教师的设计之前，也可能发生于教师的设计之外。编写时既从编的角度考虑教与学，也从教与学的角度规划编写。教材重视学生原有的学习基础和经验，在编写过程中合理利用“先行组织者”，如运用“先行组织者”导出知识、乃至实现章节间的过渡，对同一知识设计不同类型的“先行组织者”［1］。正确认识教科书中的“先行组织者”，采用合理的策略运用“先行组织者”，可为教师和学生双方提供便利，提高教学效果。

二、先行组织者的概念

奥苏伯尔在他最有影响的著作《教育心理学：一种认识观》的扉页上写道：“假如让我把全部教育心理学归结为一条原理的话，我会说：影响学习的最重要的因素，就是学习者已经知道了什么。要探明这一点，并据此进行教学。”［2］为此他提出了“先行组织者”的教学策略，主张教师有必要在讲授新的学习内容之前向学生提供“先行组织者”。所谓“先行组织者”是先于学习任务本身呈现的一种引导性的、起组织作用的材料，它比即将要学习的新材料本身有更高的抽象性、概括性和包摄性，以便为学生即将学习的更分化、更详细、更具体的新材料提供固定点，它有助于学生觉察出自己已有的认知结构中与新知识有关的其他知识，提醒学生主动将新知识与这些知识建立各方面的意义联系，从而有助于从不同角度理解新知识。

三、新教材中的“先行组织者”的呈现形式

根据奥苏伯尔的经典解释，组织者可以是一条定律、一个概念、一段概括性说明文字或一个（组）实验。后来的学者对先行组织者的概念有所发展，出现了图表式、问题式、口述式先行组织者、框架概念组织图、流程图等。新教材中的先行组织者也呈现出多种形式。

1.文字叙述

先行组织者包括章节的引言、大纲和标题等，它使学生对新的学习内容加以注意，提供先备知识，并使学生在先备知识与新学习内容之间建立联系。

例如选修3《物质结构与性质》第三章的章引言：

自然界中绝大数物质是固体。随着化学的发展，人工合成的固体越来越多，广泛应用于能源、环境、材料、生命科学等领域。固体分晶体和非晶体两大类。晶体具有周期性的微观结构，你若能想象，二维的印花布图案是由原子、离子或分子等构成的，再把这种图案推演到三维空间里去，就如同晶体的微观结构了。晶体的微观基本单元称为晶胞，就好比蜂巢里的蜂室。

2.图片＋叙述

图片以视觉化方式呈现，可立即表现非线性式的知识架构，其缺点是在表达知识的内容上可能会指涉不正确、不完全。而文字的描写较能确切地阐明知识的内涵，但当传达较复杂的知识时，读者往往无法由文字线性式的叙述重新建构非线性式复杂的知识网。如将两者综合起来加以运用则可互相补充。“图片＋叙述”型的先行组织者在新教材中也是非常常见的。

比如选修3介绍《分子的立体结构》时，采用了图1这样的图片：

图1 形形色色的分子

在图片的下面还有这么一段文字：

分子的立体结构与其稳定性有关。例如在上图中的S8分子像顶皇冠，如果把其中一个向上的硫原子倒转向下，尽管可以存在，却不如皇冠式稳定；又如椅式C6H12比船式C6H12稳定。

这些图片和文字，为下面比较难懂的价层电子对互斥模型的学习做好了铺垫，让学生意识到立体结构与稳定性有很大关系，分子形状不是随意的。

3.化学实验

直观、生动的实验现象不仅激发学生的学习兴趣、给学生以深刻的学习印象，更重要的是它们能直接反映化学内容本质，从而使学生在学习过程中很快理解相关化学内容并将其有效运用于实践。

化学实验作为先行组织者在化学新教材编写中被广泛使用。必修1气体摩尔体积部分，教材如何引入气体体积与物质的量、分子数之间关系呢？课本以实验作为先行组织者：

【科学探究】

如图2所示进行电解水的实验，观察不同时间试管内气体体积的变化。生成的O2和H2的体积比各约是多少？

这一实验出现在这里起到了很好的作用，让学生直观观察到：分子个数不同，气体体积不同。该实验在以前的旧教材和新教材的第一版中都没有出现。

图2

四、设计“先行组织者”时应注意的事项

一本教科书能否便于教与学，关键在于有没有做到教材的逻辑顺序，学生的认识顺序，学生群体的心理发展顺序三者合理结合［3］。新教材相比于老教材在编写思路上有不少先进之处，但教材的“三序结合”明显不如老教材。这更需要教师教学过程中设计合理的“先行组织者”。设计“先行组织者”时需要注意以下几点：

1.备教材—理清教材的逻辑顺序

新教材分为必修和选修。选修中不少内容都是在必修基础上的延伸，在教学设计时应理清教材的逻辑关系。比如在必修1“离子反应”一节，课本上介绍了电解质的概念。在选修4“化学反应原理”学习电离平衡之前提到了强弱电解质的概念，但课本上没有涉及到非电解质的概念。在教必修1这部分内容时，可以设计“几种溶液的导电性实验”作为“先行组织者”。

2.备学生—摸准学生的认知结构

只有摸准学生已有的认知结构，才能根据其认知结构设计出合理的“先行组织者”。比如学生在学习选修4中的电离平衡时，往往连电解质非电解质、强弱电解质都不太清楚。那么就可以设计一个图表先行组织者，让学生从物质的分类等角度去进行复习，强化物质分类的依据。

3.备方法—适应学生的认知能力

根据学生的认知能力，采用合适的教学方法，安排合适的学习方法。学生的认识顺序表现在：从感知到理解，从已知到未知，从特殊到一般和从一般到特殊的结合，在理解的基础上巩固和应用，从模仿到创造，从基本练习到综合练习，由易到难和由简到繁。学生的心理发展顺序表现在：在不同的年龄阶段思维能力、观察能力和记忆能力的发展水平也不同。在设计先行组织者时要遵循这些原则。比如讲解气体摩尔体积时采用电解水这一学生已有感性认识的实验作为先行组织者，就符合学生的认知能力，学生容易接受。

4.注重“先行组织者”的科学合理性

设计“先行组织者”一定要注意其自身的科学合理。比如以前曾有人用蓄水池进水量等于出水量从而使水池中总水量保持不变来比拟化学平衡中正逆反应速率相等，从而平衡不移动，物质的量浓度保持不变。这种比较型先行组织者就不合理。再如有的教师讲解离子晶体熔沸点高低的比较方法。以物理电学中静电引力公式F＝kq1q2/r2做类比，阴阳离子半径越大，所带电荷越多，离子间吸引力越强，所以熔沸点越高。细细推敲，这种类比其实只强调了静电吸引，抹杀了静电排斥。虽然可帮助学生记规律，但科学性欠缺。

五、“先行组织者”策略的运用

教材自身提供了丰富的“先行组织者”，教师在具体教学设计时要根据不同的教学内容和学生的具体情况设计合理的“先行组织者”，灵活变换“先行组织者”的运用策略。

1.以讲解叙述为先行组织者

教师用讲解的方式呈现事先设计好的组织者。教师上新课前可概括前后学习内容的异同或联系，可详细讲解一个作为先行组织者的一般性的原理或概念，可讲解有关的化学史，可讲述与即将要学内容有关的新闻故事。比如在学生已学必修2的基础上学习选修5“有机化合物的分类”时，就可以直接讲解有机物分类的一般性原则，让学生接受概括水平最高、最一般的观念。在学习“环境保护与绿色化学”前，可以先引用“江苏太湖蓝藻事件”、“南京玄武湖水污染”等新闻，分析水污染的成因和合理的治理方法。

2.以生活经验为先行组织者

高中学生都有一定的生活经验，在这些经验中蕴藏着已有的认知结构，在教学中，可以“已有的认知经验”作为先行组织者，帮助实现新知识的“同化”。比如讲解“催化剂对正逆反应速率影响相同，不能使化学平衡发生移动”，可以举这样的生活经验：一条较宽的小河，力量强的人（活化分子）能一次跳过，力量弱的（非活化分子）则无法跳过，但若在河中添几个石墩（添加催化剂），则力量弱的（非活化分子），也可借助石墩跳过河，这样能过河的人数以及百分比就提高了（活化分子百分数增大）。从河的此岸到彼岸可借助石墩，同理从河的彼岸到此岸亦可借助石墩，所以催化剂对正逆反应速率影响相同。又如某教师是这样解释有机分子“三元环不太稳定，五元环六元环较稳定”的：该教师将食指的三节指骨环起来，形成一个三元环，接着又将食指和大拇指指尖相接形成了一个六元环。她叫学生了像她一样试试，谈谈感受。学生试后讲，手指环成三元环太紧张，六元环最自然。

3.以具体模型为先行组织者

在化学教学中常涉及到许多微观知识，可以借助具体模型作为先行组织者，使一些看不见、摸不着的抽象问题具体形象化，以帮助学生理解和接受。比如选修3中讲解轨道杂化理论时，为什么轨道sp3杂化后得到的四个相同的轨道呈正四面体形状呢？教师的解释是：轨道在空间这样分布排斥力最小，处于最稳定的状态。如果学生再问：何以见得这种方式就是排斥力最小，最稳定的状态呢？估计教师这时就难以回答了。在教这一内容时可采用具体模型策略：将四个相同的充了气的气球的口部扎到一起，用手将其平摊在桌面上，可以得到一个十字花瓣形状。如果将其抛向空中，四个气球就不再以十字花瓣形状呈现，而是变成了正四面体形状了。这时学生就明白形成正四面体形状是排斥力最小、最稳定的状态。同法可解释sp杂化为什么是直线型，sp2杂化为什么是平面三角型，dsp3杂化为什么是三角双锥形状。

教学中会涉及到一些化工生产的问题，可以采用化工生产模型作为先行组织者。比如讲到硫酸生产时，将沸腾炉、接触室、热交换器、吸收塔等典型设备的模型展示给学生看，直观性强，有助于学生认识化工生产的生产原理、工艺流程、典型设备等诸方面。

4.以化学实验为先行组织者

化学是一门以实验为基础的学科，很多科学结论都是通过实验获得的。实验真实、形象、生动，能激发学生的学习兴趣。将其作为“先行组织者”更有利于学生客观地获取化学知识，理解难点，促进科学品质和世界观的形成。例如在讲解必修1中“气体摩尔体积”时，先做课本上的电解水实验，学生可以清晰的看到氢气的体积大约是氧气体积的2倍，很容易让学生明白，在同等条件下气体的体积与气体的分子数之间存在的简单比例关系。

5.以知识类比为先行组织者

学生在学习新知识之前，常常已经学过一些具有某种共性的旧知识，如果将这些旧知识作为一种先行组织者，将有利于学习者把握知识点之间的共性，以提高记忆编码效果。比如选修3中在讲离子晶体的晶格能大小比较前，学生已经学习了比较金属 Li、Na、K、Rb、Cs金属键强弱，熔沸点高低比较的方法，可以用这个方法来类比 LiF、NaF、KF、RbF、CsF 的熔沸点高低。

6.以图表为先行组织者

化学学科和数学物理相比，知识比较零碎，需要记忆的内容较多。图表是一种很好的组织化学知识的方法。新教材每一章节后面多了“归纳和整理”栏目，该栏目中常有不少图表对该章的知识结构进行整理，引领学生有序复习。在新课讲授中，同样可以设计合适的图表组织者作为学生吸收新信息的固定点和清晰而具体的架构。如在选修3晶体结构与性质时，可以将已学的不同类型晶体从几个方面进行比较，并引入新的晶体类型的定义性质，让学生实现新旧知识的同化，使新知识得到掌握。设计组织者如图3所示。