“先行組織者”視角下高中化學教學效果研究

李小飛

（江蘇省如皋市搬經高級中學，江蘇如皋 226500）

引 言

“先行組織者”是美國心理學家奧蘇泊爾基于心理學視角下所提出的一種有意義的學習理論，教師先給學生提供他們熟悉且具有高度概括性內容的引導性材料，然后給學生安排相應的學習任務，目的是為了把舊知和新知有效地銜接起來。因此，高中化學中運用“先行組織者”就是教師以學生原有的認知結構為基石，給學生提供含有高度歸納的公式、定理、形象模型等引導性材料，幫助學生在既有的認知結構中建構新的知識框架，有效提升課堂教學質量。

一、呈現(xiàn)“先行組織者”，有效達成教學目標

教師在高中化學課堂上首先要引導學生明確教學目標，督促學生從辨析定義、舉例解釋、理清教學線索三個方面對要學習的內容形成一個籠統(tǒng)的認知和把握。學生在“先行組織者”的帶領下，能夠發(fā)現(xiàn)且體會到原來認知框架中的有關概念和形成經驗，有助于在學生舊知和新知之間搭建過渡臺階，降低學習化學的難度，減輕認知的負擔，進而增強學生學好化學的自信。

比如，教師在“金屬元素”教學中，以元素周期表的第二主族堿金屬元素為例，不僅要引導學生掌握它們的物理性質和化學性質，還要知道金屬元素的差異性和遞變性。因此，化學教師就可以針對每個班級的學情來呈現(xiàn)“先行組織者”：鎂和鈣的化合物是學生已有的認知，屬于堿金屬元素，所以，由“鎂和鈣的化合物”到“堿金屬元素”的認知過程可稱為上位學習，在學習第二主族中堿金屬元素的原子結構時，用鈹設計“先行組織者”，從而可以使得學生對Be、Sr、Ba等元素的原子結構獲得清楚的認知，而且通過觀察和分析可以得出：第二主族中的元素隨著核電數的增多，電子層數也依次增加，原子核對核外電子層的束縛力隨著原子半徑的增大而減少，導致堿金屬元素愈來愈容易失去電子。在高中化學教學的課堂上，首先通過設計“先行組織者”導入學習目標，其次利用引導性的材料完成從“舊知”到“新知”的過渡階段，進而讓學生明確學習方向，不斷取得進步，增強自我效能感。

二、選擇“先行組織者”，優(yōu)化課堂教學設計

學生認知結構的牢固程度取決于學生“已知”和“未知”之間的關系密切性。奧蘇泊爾一度認為，學生對新知識的接受程度和理解層次，都是建立在每個學生的化學學科基礎和既有的認知水平上的，有效提升化學課堂的教學質量，需要教師給學生呈現(xiàn)恰當、合適的學習材料，指導學生從宏觀的角度出發(fā)，對高中化學教材中的學習內容及章節(jié)都能夠洞若觀火，從而和已知知識的學習接軌，且能夠更好地說明、解釋和聯(lián)系新的學習任務[1]。然而，教師為了促進學生在已知知識結構和新學習任務之間，建立對應的邏輯關系，就必須懂得給學生提供有序、完整、有組織內容的學習材料。

比如，在學習“鈣和鈣的化合物”時，我已經指導學生明確且掌握了鈣的顏色為銀白色，沸點和熔點都較高，鈣的原子序數是20，有四個電子層，它比鎂元素的原子半徑大，更容易失去電子。常見的鈣的化合物有氧化鈣，俗稱“生石灰”；氫氧化鈣，俗稱“消石灰和熟石灰”；碳酸鈣，俗稱“石灰石”。鈣的化學性質活潑，常溫下與水、鹽酸、硫酸都能發(fā)生反應，并且放出氫氣，而且還可以和第七主族的元素化合生成鹵化物。所以，我根據學生對“鈣和鈣的化合物”的掌握呈現(xiàn)學習材料，進而可以去輕松認知同一主族中鍶、鋇的原子結構，原子的遞變性規(guī)律以及它們的物理性質和化學性質，同時也可以為學習其他主族的元素打下扎實的基礎。教師課堂設計藝術的優(yōu)劣取決于學生既有的認知結構與新的學習材料聯(lián)結的牢固程度，而選擇合理的“先行組織者”策略是優(yōu)化課堂設計藝術的首要工具，也是準確把握學情和提高化學素養(yǎng)的重要法寶。

三、建構“先行組織者”，不斷加強認知水平

學生在學習高中化學時，每個章節(jié)的學習內容是不相同的。實驗是化學的基礎，許多化學家都借助實驗獲得重大的科學發(fā)現(xiàn)，所以，教師在高中化學教學中針對學生學情的不同而選擇不同的實驗策略、模型和對比策略等先行者組織策略，幫助學生在化學核心內容的學習中理解得更加直觀，更加全面，更加深入，使得學生已有的認知結構不斷加強。

比如，在學習第二主族的元素時，我先組織學生畫出Be、Mg、Ga的電子結構圖。在分析這些元素的電子層、核電荷數、原子半徑大小時，我采用了對比策略。在學習《堿金屬與水反應》這節(jié)課時，我先讓學生自己設計“鈣與氧氣”的實驗反應，感受鈣的性質：取一小塊鈣，用紙擦干凈表面的煤油，放在石棉網上用小火加熱，觀察發(fā)生的變化，并且和鈣在空氣中燃燒的現(xiàn)象進行對比，分析在不同的實驗條件下，二者實驗現(xiàn)象不同的直接原因。在這個實驗過程中，學生對于實驗預想、實驗方案、實驗過程、實驗結果及現(xiàn)象有了一個初步的了解，進而可以自然而然地過渡到“堿金屬與水的反應”。同時我以“鎂與水”的反應作為實驗“先行組織者”，代表“堿金屬和水”這一類反應。這樣一來，教師就可以引導學生運用實驗策略來建構“先行組織者”，對于第二主族元素性質的差異性和遞變性理解得也更加透徹和明晰。

四、檢驗“先行組織者”，靈活運用化學知識

“先行組織者”策略之所以可以在高中化學教學中得到廣泛的應用，除了有助于學生解決當前遇到的學習任務，而且還能使學生的遷移能力得到良好的發(fā)展。所以，教師在高中化學課堂上要重視學生遷移能力的培養(yǎng)，促進他們清晰把握認知結構，形成有效的認知遷移，內化學習方法，提高化學核心素養(yǎng)。為了能夠全面而深入地認知與理解“堿金屬”元素的特性，教師還需設計一系列的課前練習和課后作業(yè)來檢驗先行組織的成效，以此來達到預期的學習遷移的教學目標[2]。

比如，學生在學習“鈣和鍶”的焰色反應時，對它們之間的辨析往往是一個難點，可以設計如下的練習：拿一根干凈的鉑絲浸在無色的溶液中，幾十秒后拿出并且放在無色火焰上燃燒，發(fā)現(xiàn)火焰呈磚紅色，提問學生在這個溶液中存在哪些金屬離子？（1）溶液中只有鈣離子；（2）可能鈣離子和鍶離子都存在；（3）確定鈣離子存在，可能也有鍶離子；（4）鈣離子一定存在，但可能存在大量鉀離子。學生在完成這個練習之后，不僅對于“鈣和鍶”的焰色反應現(xiàn)象和原理掌握得更加深入，而且還能實現(xiàn)對“先行組織者”高效遷移的目標，進而幫助學生在學習高中化學時形成舉一反三的思維，靈活運用化學知識，解釋生活中的一些化學現(xiàn)象和化學反應。

結 語

總之，高中化學教師運用“先行組織者”策略來教學是一個明智的舉動，既能讓自己挖掘出多種教學方法，還能培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維，同時還能發(fā)展和強化學生的類比、分析、遷移、內化的邏輯思維，推動學生借助實驗提升他們的探究能力和動手能力，進而讓他們體驗到學習化學是一種有意義、有魅力的科學探究，為以后我國的科學和經濟建設塑造一大批理論和實踐都很強的化學人才，為我國工業(yè)作出巨大的貢獻。