“先行组织者”视角下高中化学教学效果研究

李小飞

（江苏省如皋市搬经高级中学，江苏如皋 226500）

引 言

“先行组织者”是美国心理学家奥苏泊尔基于心理学视角下所提出的一种有意义的学习理论，教师先给学生提供他们熟悉且具有高度概括性内容的引导性材料，然后给学生安排相应的学习任务，目的是为了把旧知和新知有效地衔接起来。因此，高中化学中运用“先行组织者”就是教师以学生原有的认知结构为基石，给学生提供含有高度归纳的公式、定理、形象模型等引导性材料，帮助学生在既有的认知结构中建构新的知识框架，有效提升课堂教学质量。

一、呈现“先行组织者”，有效达成教学目标

教师在高中化学课堂上首先要引导学生明确教学目标，督促学生从辨析定义、举例解释、理清教学线索三个方面对要学习的内容形成一个笼统的认知和把握。学生在“先行组织者”的带领下，能够发现且体会到原来认知框架中的有关概念和形成经验，有助于在学生旧知和新知之间搭建过渡台阶，降低学习化学的难度，减轻认知的负担，进而增强学生学好化学的自信。

比如，教师在“金属元素”教学中，以元素周期表的第二主族碱金属元素为例，不仅要引导学生掌握它们的物理性质和化学性质，还要知道金属元素的差异性和递变性。因此，化学教师就可以针对每个班级的学情来呈现“先行组织者”：镁和钙的化合物是学生已有的认知，属于碱金属元素，所以，由“镁和钙的化合物”到“碱金属元素”的认知过程可称为上位学习，在学习第二主族中碱金属元素的原子结构时，用铍设计“先行组织者”，从而可以使得学生对Be、Sr、Ba等元素的原子结构获得清楚的认知，而且通过观察和分析可以得出：第二主族中的元素随着核电数的增多，电子层数也依次增加，原子核对核外电子层的束缚力随着原子半径的增大而减少，导致碱金属元素愈来愈容易失去电子。在高中化学教学的课堂上，首先通过设计“先行组织者”导入学习目标，其次利用引导性的材料完成从“旧知”到“新知”的过渡阶段，进而让学生明确学习方向，不断取得进步，增强自我效能感。

二、选择“先行组织者”，优化课堂教学设计

学生认知结构的牢固程度取决于学生“已知”和“未知”之间的关系密切性。奥苏泊尔一度认为，学生对新知识的接受程度和理解层次，都是建立在每个学生的化学学科基础和既有的认知水平上的，有效提升化学课堂的教学质量，需要教师给学生呈现恰当、合适的学习材料，指导学生从宏观的角度出发，对高中化学教材中的学习内容及章节都能够洞若观火，从而和已知知识的学习接轨，且能够更好地说明、解释和联系新的学习任务[1]。然而，教师为了促进学生在已知知识结构和新学习任务之间，建立对应的逻辑关系，就必须懂得给学生提供有序、完整、有组织内容的学习材料。

比如，在学习“钙和钙的化合物”时，我已经指导学生明确且掌握了钙的颜色为银白色，沸点和熔点都较高，钙的原子序数是20，有四个电子层，它比镁元素的原子半径大，更容易失去电子。常见的钙的化合物有氧化钙，俗称“生石灰”；氢氧化钙，俗称“消石灰和熟石灰”；碳酸钙，俗称“石灰石”。钙的化学性质活泼，常温下与水、盐酸、硫酸都能发生反应，并且放出氢气，而且还可以和第七主族的元素化合生成卤化物。所以，我根据学生对“钙和钙的化合物”的掌握呈现学习材料，进而可以去轻松认知同一主族中锶、钡的原子结构，原子的递变性规律以及它们的物理性质和化学性质，同时也可以为学习其他主族的元素打下扎实的基础。教师课堂设计艺术的优劣取决于学生既有的认知结构与新的学习材料联结的牢固程度，而选择合理的“先行组织者”策略是优化课堂设计艺术的首要工具，也是准确把握学情和提高化学素养的重要法宝。

三、建构“先行组织者”，不断加强认知水平

学生在学习高中化学时，每个章节的学习内容是不相同的。实验是化学的基础，许多化学家都借助实验获得重大的科学发现，所以，教师在高中化学教学中针对学生学情的不同而选择不同的实验策略、模型和对比策略等先行者组织策略，帮助学生在化学核心内容的学习中理解得更加直观，更加全面，更加深入，使得学生已有的认知结构不断加强。

比如，在学习第二主族的元素时，我先组织学生画出Be、Mg、Ga的电子结构图。在分析这些元素的电子层、核电荷数、原子半径大小时，我采用了对比策略。在学习《碱金属与水反应》这节课时，我先让学生自己设计“钙与氧气”的实验反应，感受钙的性质：取一小块钙，用纸擦干净表面的煤油，放在石棉网上用小火加热，观察发生的变化，并且和钙在空气中燃烧的现象进行对比，分析在不同的实验条件下，二者实验现象不同的直接原因。在这个实验过程中，学生对于实验预想、实验方案、实验过程、实验结果及现象有了一个初步的了解，进而可以自然而然地过渡到“碱金属与水的反应”。同时我以“镁与水”的反应作为实验“先行组织者”，代表“碱金属和水”这一类反应。这样一来，教师就可以引导学生运用实验策略来建构“先行组织者”，对于第二主族元素性质的差异性和递变性理解得也更加透彻和明晰。

四、检验“先行组织者”，灵活运用化学知识

“先行组织者”策略之所以可以在高中化学教学中得到广泛的应用，除了有助于学生解决当前遇到的学习任务，而且还能使学生的迁移能力得到良好的发展。所以，教师在高中化学课堂上要重视学生迁移能力的培养，促进他们清晰把握认知结构，形成有效的认知迁移，内化学习方法，提高化学核心素养。为了能够全面而深入地认知与理解“碱金属”元素的特性，教师还需设计一系列的课前练习和课后作业来检验先行组织的成效，以此来达到预期的学习迁移的教学目标[2]。

比如，学生在学习“钙和锶”的焰色反应时，对它们之间的辨析往往是一个难点，可以设计如下的练习：拿一根干净的铂丝浸在无色的溶液中，几十秒后拿出并且放在无色火焰上燃烧，发现火焰呈砖红色，提问学生在这个溶液中存在哪些金属离子？（1）溶液中只有钙离子；（2）可能钙离子和锶离子都存在；（3）确定钙离子存在，可能也有锶离子；（4）钙离子一定存在，但可能存在大量钾离子。学生在完成这个练习之后，不仅对于“钙和锶”的焰色反应现象和原理掌握得更加深入，而且还能实现对“先行组织者”高效迁移的目标，进而帮助学生在学习高中化学时形成举一反三的思维，灵活运用化学知识，解释生活中的一些化学现象和化学反应。

结 语

总之，高中化学教师运用“先行组织者”策略来教学是一个明智的举动，既能让自己挖掘出多种教学方法，还能培养学生的创新思维，同时还能发展和强化学生的类比、分析、迁移、内化的逻辑思维，推动学生借助实验提升他们的探究能力和动手能力，进而让他们体验到学习化学是一种有意义、有魅力的科学探究，为以后我国的科学和经济建设塑造一大批理论和实践都很强的化学人才，为我国工业作出巨大的贡献。