适时运用先行组织者策略提高化学课堂教学有效性

魏 斌 胡志刚

（福建师范大学化学与化工学院 福建 福州 350007）

一、问题研究的背景

一堂课仅45分钟左右，教师如何在这短暂且有限的时间里提高教学的效果，如何帮助学生更好的学，显得尤为重要。在化学课堂中，无论学生的学还是教师的教，通常会遇到两种情形：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”、“物质的量”等内容时；第二，学生对新知识不完全陌生，但不能明确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”、“强弱电解质”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。［1］

二、概念的界定

1.先行组织者

先行组织者是从“组织者”一词演化而来的。奥苏贝尔认为，促进学习和防止干扰的最有效的策略，是利用适当相关的和包摄性较广的、最清晰和最稳定的引导性材料，这种引导性的材料就是所谓的组织者。由于这些组织者通常是在呈现教学内容本身之前介绍的，目的在于用它们来帮助确立意义学习的心向，因此又被称为先行组织者。奥苏贝尔认为，先行组织者有助于学生认识到：只有把学习内容的要素与已有认知结构中特别相关的部分联系起来，才能有意义地习得新的内容。［2］后来奥苏贝尔进一步发展了这个概念，认为：组织者可以在学习材料之前呈现，也可以在学习材料之后呈现；在抽象性、概括性和包摄性水平方面可以高于学习材料，也可以低于学习材料。奥苏贝尔把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，与新的学习内容产生一种上位关系；另一类是比较性组织者，既可用于新观念与认知结构中基本类似概念的整合，又可用于增加本质不同而貌似相同的新旧概念之间的可辨别性。

2.知识同化的方式

奥苏贝尔认为知识的同化有三种方式：

（1）下位关系：这是新教材与学生已有概念之间最普遍的一种关系，即新学习的内容从属学生认知结构中已有的、包摄性较广的概念。

（2）上位关系：当学生学习一种包摄性较广，可以把一系列原有概念从属于其下的新命题时，新学习的内容便与学生认知结构中已有概念产生了一种上位关系。

（3）组合关系：当学生有意义地学习与认知结构中已有概念既不产生下位关系，又不产生上位关系的新命题时，就产生了组合意义。许多新命题和新概念的学习，都具有这类意义。

3.知识同化的条件

适时设计合适的“先行组织者”，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”进学生已有的认知结构中去，确保新旧知识建立实质性的联系，将有利于学生对新知识的理解，实现重难点的突破，并逐渐构建可兼容更多新知识的开放的知识框架。这些都与奥苏贝尔所倡导的意义学习是一脉相承的，奥苏贝尔认为意义学习有两个条件：（1）学生表现出一种意义学习的心向。即表现出一种在新学的内容与自己已有的知识之间建立联系的倾向；（2）学习内容对学生具有潜在意义。即能够与学生已有的知识结构联系起来。所谓认知结构，就是指学生现有知识的数量、清晰度和组织方式，它是由学生眼下能回想出的事实、概念、命题、理论等构成。

教师要适时的设计合适的先行组织者，这里“适时”就涉及到教育时机的问题。因此，教师在教学过程中要善于创设、捕捉、利用最佳的运用“先行组织者”策略的时机，使教学在有限的时间里取得事半功倍的教学效果。［3］

三、在化学课堂教学中适时运用“先行组织者”策略

1.“先行组织者”策略运用于课题引入时

教学是一门科学，也是一门艺术。课题的引入是化学教学的重要和必要环节，是衡量教师教学艺术水平高低的标志之一。合适地引入新课，能给听课者以耳目一新的美感和艺术上的享受，可以激发学生的求知欲，把学生带到教师的思路上来。而且可以使学生明确要求，集中精力，引发思维，以积极的心理状态投入到课堂学习中去。从而达到渲染良好的课堂气氛、提高课堂教学效果的目的。［4］例如，在讲到盐类的水解时，可以这样安排引入课题：酸是由于能在水溶液中电离出氢离子（H＋），所以溶液显酸性；碱是由于能在水溶液中电离出氢氧根离子（OH－），所以溶液显碱性。那么，盐溶液在水溶液中既不电离出氢离子又不电离出氢氧根离子，那么，盐溶液一定呈中性吗？这样，学生马上将思维引入到新的课题中，使学生思考盐溶液呈中性吗？接下来可以安排一些辅助实验，测定一些盐溶液的pH值，让学生知道盐溶液不一定呈中性。接着问学生为什么盐溶液有些呈酸性，有些呈碱性，而又有一些呈中性呢？学生思维处于活跃的状态。这样的课题引入作为“先行组织者”有助于学生注意到自己认知结构中已有的那些起固定作用的概念（酸是由于能在水溶液中电离出氢离子 （H＋），所以溶液显酸性；碱是由于能在水溶液中电离出氢氧根离子（OH－），所以溶液显碱性）；其次，通过把有关方面的知识包括进来（盐溶液有的呈中性，有的呈碱性，而有的呈酸性），让学生形成更系统的溶液呈酸、碱、中性的知识，这样做既提高了他们听课的兴趣，又能够使新知识得到牢固掌握，可以收到事半功倍的教学效果。

2.“先行组织者”策略运用于概念、原理教学时

化学基本概念、基本原理是组成化学知识的基本单元，也是化学学科素养的基本构成要素。化学教师不仅不能放松化学科学概念、原理的教学，而且还应该切实的加强。如果教师在化学课堂上能够适时运用“先行组织者”策略进行教学，不但可以巩固学生原有认知结构中的相关概念，而且可以促进学生在学习新知识中的有意义学习。例如，在物质的量及其单位——摩尔概念教学中，学习摩尔时，可以这样设计先行组织者：物质的量—物理量，摩尔是物质的量的单位。接着教师提问：同学们之前学习过哪些物理量？根据同学的回答写出物理量的下位概念。在物理学中学习过的质量—单位是kg、长度—单位是m、时间—单位是s等。接着又提问：国际上规定的基本物理量有哪些？物质的量既然也是一基本物理量，我们今天就要来一起学习这一基本物理量符号是n，单位是mol（在学习的过程中把下表补充完整）。

表1 国际基本物理量表

通过这样适时的设计“先行组织者”从而为学生已有认知结构中的“物理量”这一上位概念的内涵得到扩展，又为新学习的知识“物质的量”作了铺垫，降低了学生学习这一知识难度，有效提高课堂教学质量。

3.“先行组织者”策略运用于化学实验教学时

化学是一门实验性的科学，很多的理论知识都是以实验作为基点。研究化学是以实验为基础的，化学实验是化学教学的主要内容之一，如何提高有效实验教学，值得我们思考。教师在化学课堂教学中适时的运用“先行组织者”策略，为实现这一有效实验教学提供了很重的依据。例如，在初中化学中学习“二氧化碳的制取时”，教师不要直接讲述说，实验室常用稀盐酸和大理石或石灰石反应在常温下制取二氧化碳气体。因为是固体和液体在常温下的反应，所以我们选用固液不加热反应装置来制取。通过这样的直白讲述，学生学习也是机械的记忆，缺乏思考，很难深刻理解原理的应用。相反，教师在这个教学过程中，如果可以引导学生回顾前面学习过的“氧气的制取”，多媒体展示实验室制取氧气的知识和有关装置图（如下）：

表2 实验室制取氧气的知识回顾

图1 供选择的实验装置图

由知识的回顾，可以看出，反应原理、制取装置、验证验满方法是研究实验室制取气体的主要内容。具体的研究思路是：确定制备气体的反应原理，也就是确定反应物及反应的化学方程式→确定气体的制取装置，气体制取的装置包括发生装置和收集装置两部分，发生装置确定的依据（反应物的状态和反应发生的条件）；收集装置确定的依据（气体的密度、溶解性以及气体与水是否反应等）→确定气体验证、验满方法，一般而言，气体验证、验满利用的是气体的化学性质。接着，我们就沿着这一思路来研究二氧化碳气体的实验室制取。［5］此时，适时运用“先行组织者”策略，不仅让学生学会知识的迁移与应用，同时还复习巩固了旧知识，又为新知识的学习做了很好的铺垫。可谓一举多得。

4.“先行组织者”策略运用于元素化合物知识教学时

元素化合物知识是化学知识的基础，为化学基本概念和基础理论提供具体感性的认识。离开元素化合物知识，其他的化学知识将成为无源之水无本之木。元素化合物知识是化学知识中的一个重要的组成部分，是学生从本质上认识化学物质、研究相关化学概念和理论的重要基础，它的知识内容多、分布广，学生学习起来有一定的难度，学生学习起来常常都是机械的学习。因此，教师在元素化合物知识的教学时，适时设计合适的“先行组织者”策略显得尤为重要。例如，学生在学习江苏教育出版社高中《化学1》必修教材专题4《硫、氮和可持续发展》的第一单元第1课时的内容“二氧化硫的性质和作用时”时，可以这样设计先行组织者：因为通过前面三个专题的学习，学生已经了解了非金属元素氯、溴、碘、硅及其化合物的性质和应用和金属元素钠、镁、铝、铁、铜及其化合物的性质和应用，学习了人们认识和研究化学物质的实验探究方法，掌握了酸性氧化物的通性和从化合价角度判断有无氧化性、还原性的方法后继续学习二氧化硫，能帮助学生系统地形成元素化合物的知识体系，构建新的知识结构，使学生形成元素化合物的知识网络。因此，在学习二氧化硫的物理性质时，教师可以引导学生通过之前学习过的观察闻气味和联系实际生活等说出二氧化硫的物理性质（无色、有刺激性气味的气体，有毒，易溶于水，密度比空气大）。在学习化学性质时，让学生通过二氧化硫的所属类别和同类物质的通性进行推理类比（二氧化硫属于酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性：①与水反应生成亚硫酸，②与碱性氧化物反应生成亚硫酸盐，③与碱反应生成亚硫酸盐和水等）；通过分析二氧化硫中硫元素的化合价和氧化还原反应原理进行判断并作出假设（二氧化硫中的硫的化合价为＋4价，是中间价态，既有氧化性又有还原性）；通过生活实际知道二氧化硫可用于漂白纸张和草帽（推测二氧化硫可能有漂白性）等，而后再通过设计一系列的实验进行验证推理是否正确来进行二氧化硫的相关学习。在这里，教师适时的设计先行组织者（观察闻气味法、二氧化硫所属类别、元素化合价等），不但促进了学生的意义学习，而且复习巩固了新知识，通过问题的探讨，培养学生分析推理和实验探究的能力。

5.“先行组织者”策略运用于知识内容易混淆时的教学

当学生学习中出现几个知识点容易混淆时，教师可以适当运用“先行组织者”策略帮助学生理清知识点之间的联系与区别，找到它们内在的共性和各自的特性。因此，适时创建合理的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特殊不断得到深化，能有效帮助学生突破学习难点，加深理解，合理、主动建构知识，是学生学习中知识点容易混淆时的重要教学方法和有效手段。例如，在初中学习“混合物、纯净物、单质、化合物、氧化物等”这一组物质分类的几个概念时，学习时学生很容易混淆。从教材安排上，安排学生先学混合物与纯净物的概念，后学单质、化合物、氧化物的概念，这是由于纯净物是后三个概念的上位概念。只有学懂了混合物与纯净物的概念，才能学好后三个概念。从概念理解上要分清物质分类的标准即物质种类与元素种类，弄清二个标准的联系与区别。从概念联系上要弄清它们之间的所属关系，即上位关系、下位关系、并列关系。［6］

6.“先行组织者”策略运用于结课时

结课是一种教学艺术，也是教学过程中一个很重要的环节。一节课不但要有好的开头，还要有好的收尾。将“先行组织者”策略运用于结课时，不失为一种好方法。教师根据知识的系统性，承上启下地提出一些问题，让学生思考，不但可以巩固本节课的新知识，还可以让学生学会知识的应用以及为后续课的学习作良好的铺垫。例如，在学习完“二氧化硫的性质”时，教师提出问题“根据本节课学习的二氧化硫的性质，课后请同学们以小组为单位进行科技小调查，正确评价二氧化硫的功与过，完成一篇小论文。”通过本节课学习的二氧化硫的性质知识作为“先行组织者”，培养学生实际解决问题的能力，以及为后面的“含氮化合物”的学习提供研究物质性质的研究思路和学习方法。

四、运用“先行组织者”策略的几点建议

首先，教师在运用“先行组织者”策略之前，要认真分析学情。准确把握学生认知结构中已有的知识，切实将化学知识结构化网络化，才能确保“先行组织者”策略的运用在教学过程中在一个准确的起点上顺利展开，有效地帮助学生建立新旧知识间的联系，引起学生的注意，促使学生有意义的学习而非机械的学习。真正提高教学的有效性。

其次，教师要根据具体的课时内容结合课的不同类型，在深入研究教材，拓宽自身的知识面，随时随地收集一些与教学内容相关的资料的基础上，选用不同的适合本节课的“先行组织者”策略或者进行不同类型组织者之间的优化组合，达到为提高教学有效性和切实帮助学生的学习服务，而非流于形式。

第三，教师还要有一双善于发现的“眼睛”，在化学课堂上积极有效地创设、捕捉、利用“先行组织者”策略的时机，促进学生主动的有意义的学习，注意知识的横向和纵向联系，使之达到融会贯通，帮助学生降低学习的难度，优化化学课堂教学。

总之，适时运用“先行组织者”策略，符合学生的认知过程，促进学生的有意义学习，对其的思维发展起了很好的导向作用。适时运用“先行组织者”策略，可以激发学生学习化学的兴趣和积极性，有利于学生获得良好的学习效果。适时运用“先行组织者”策略，有助于学生保持学习的迁移，真正学会知识的融会贯通，达到举一反三的效果。适时运用“先行组织者”策略，为提高化学课堂教学的有效性提供了很好的保障。

［1］ 梁利利.设计先行组织者 提高教学有效性［J］.生物学教学，1999，24（11）：9

［2］ 施良方.学习论［M］.北京：人民教育出版社，2001：239－241

［3］ 胡志刚.教育时机论［M］.哈尔滨：黑龙江人民教育出版社，2003：157

［4］ 于江雁，熊士荣.奥苏贝尔认知同化学习理论在化学教学导入课中的运用［J］.科技信息，2011，（31）：34

［5］ 王军翔.中学化学教学设计与案例［M］.西安：陕西师范大学出版社，2010：347

［6］ 杨军峰.认知同化论在初中化学概念教学中的应用［J］.甘肃科技纵横，2004，33（5）：174

［7］ 王祖浩.普通高中课程标准实验教科书·化学1［M］.南京：江苏教育出版社，2009