大學(xué)有機(jī)化學(xué)與高中化學(xué)知識(shí)銜接探討

周文紅　石海信　張艷軍　鄭韻英

【摘 要】本文基于意義學(xué)習(xí)理論視角，探討大學(xué)有機(jī)化學(xué)與高中化學(xué)知識(shí)銜接，調(diào)查和分析高中有機(jī)化學(xué)學(xué)習(xí)情況以及大學(xué)有機(jī)化學(xué)與高中化學(xué)的內(nèi)容銜接情況，并以銜接點(diǎn)作為大學(xué)有機(jī)化學(xué)教學(xué)的“固著點(diǎn)”“生長(zhǎng)點(diǎn)”，提出有意義學(xué)習(xí)的教學(xué)銜接策略。

【關(guān)鍵詞】高中化學(xué) 大學(xué)有機(jī)化學(xué) 教學(xué)銜接 意義學(xué)習(xí)

【中圖分類號(hào)】G? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】0450-9889（2020）43-0164-03

有機(jī)化學(xué)是大部分工科類專業(yè)如制藥工程、化學(xué)工程與工藝、能源化學(xué)等專業(yè)學(xué)生必修的化學(xué)基礎(chǔ)課程。以北部灣大學(xué)為例，不同專業(yè)有機(jī)化學(xué)課程開(kāi)設(shè)時(shí)間和課時(shí)數(shù)有所不同，但總的來(lái)說(shuō)，課程一般安排在大學(xué)一年級(jí)的第二學(xué)期或大學(xué)二年級(jí)的第一學(xué)期，學(xué)習(xí)時(shí)間為48～80課時(shí)。作為一門學(xué)生普遍認(rèn)為“難學(xué)”的課程，有機(jī)化學(xué)課程化合物數(shù)量龐大、分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜、化學(xué)反應(yīng)眾多、化學(xué)概念和理論抽象、反應(yīng)機(jī)理晦澀難懂、有機(jī)合成錯(cuò)綜復(fù)雜，這些都會(huì)給學(xué)生的認(rèn)知和學(xué)習(xí)情感上帶來(lái)障礙。如何提高有機(jī)化學(xué)教學(xué)的課堂效率？無(wú)疑，知識(shí)銜接是一條有效的途徑。本文擬從教學(xué)實(shí)際、教材內(nèi)容對(duì)大學(xué)有機(jī)化學(xué)與高中化學(xué)的知識(shí)銜接進(jìn)行分析和調(diào)查，基于意義學(xué)習(xí)理論視角提出促進(jìn)知識(shí)銜接的教學(xué)策略，以期提高大學(xué)有機(jī)化學(xué)課程教學(xué)成效。

一、研究設(shè)計(jì)

（一）研究問(wèn)題。本文就以下兩個(gè)層面的問(wèn)題進(jìn)行探討：

在實(shí)踐層面，高中化學(xué)教學(xué)能否滿足大學(xué)有機(jī)化學(xué)教學(xué)銜接的需求？大學(xué)教師如何利用銜接點(diǎn)進(jìn)行有效教學(xué)？

在文本層面，高中化學(xué)與大學(xué)有機(jī)化學(xué)在內(nèi)容上存在哪些銜接點(diǎn)？

（二）研究方法和材料。本文采用定性和定量相結(jié)合的方式，綜合運(yùn)用文本分析、問(wèn)卷調(diào)查和訪談分析等研究方法。涉及的文本材料有：高中化學(xué)教材（宋心琦主編，人民教育出版社出版）、大學(xué)有機(jī)化學(xué)教材《有機(jī)化學(xué)》（第5版）（汪小蘭主編，高等教育出版社出版）。

二、研究結(jié)果和分析

（一）高中有機(jī)化學(xué)學(xué)習(xí)情況調(diào)查。為深入了解學(xué)生的知識(shí)儲(chǔ)備情況，筆者對(duì)北部灣大學(xué)的大一學(xué)生（2019級(jí)）進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查。學(xué)生生源地遍及江西、湖南、四川等14個(gè)省或自治區(qū)，男生占61.87%，女生占38.13%，涉及專業(yè)有能源化工、化學(xué)工程與工藝、高分子材料、油氣儲(chǔ)運(yùn)專業(yè)。本次調(diào)查問(wèn)卷共發(fā)放165份，回收有效問(wèn)卷160份。調(diào)查結(jié)果表明，119名學(xué)生學(xué)習(xí)了有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)課程，占調(diào)查對(duì)象的74.38%;48名學(xué)生把有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)課程作為高考選修模塊，占學(xué)習(xí)了該門課程學(xué)生的40.34%;59名學(xué)生認(rèn)為該模塊較難學(xué)，占49.58%。高中有機(jī)化學(xué)學(xué)習(xí)情況見(jiàn)表1。

綜合問(wèn)卷和訪談的結(jié)果分析，有少部分學(xué)生只能聽(tīng)懂和理解一部分知識(shí)，但不能提取知識(shí)或回憶;部分學(xué)生表示基本聽(tīng)懂老師在課堂上講授的內(nèi)容，能夠按照課本的描述進(jìn)行復(fù)述，但是不能將知識(shí)遷移到實(shí)際情境中解決問(wèn)題;三分之一的學(xué)生能較好地理解知識(shí)，可以用自己的語(yǔ)言對(duì)其進(jìn)行描述、解釋或舉例說(shuō)明（不是逐字逐句按照課本復(fù)述），學(xué)會(huì)遷移知識(shí)去解決新問(wèn)題和理解新概念。

在高中有機(jī)化學(xué)主題知識(shí)的反饋方面，大部分學(xué)生對(duì)“第二章 烴和鹵代烴”的內(nèi)容記憶深刻并且掌握得較好;學(xué)生在學(xué)習(xí)中感到模糊不理解、遺忘較多而且掌握較差的主題是：有機(jī)合成、油脂、蛋白質(zhì)和核酸、糖類。醇、酚、醛、羧酸和酯隸屬于“第三章 烴的含氧衍生物”，是學(xué)生較系統(tǒng)掌握官能團(tuán)與有機(jī)物性質(zhì)關(guān)系的知識(shí)，這部分內(nèi)容受前攝和倒攝干擾，遺忘和不理解程度增大。

（二）大學(xué)有機(jī)化學(xué)與高中化學(xué)的內(nèi)容銜接分析?；趭W蘇貝爾學(xué)習(xí)分類理論（見(jiàn)表2）對(duì)高中與大學(xué)有機(jī)化學(xué)內(nèi)容銜接進(jìn)行分析，具體如表3所示。

表3顯示，高中有機(jī)化學(xué)內(nèi)容主要集中在選修課程有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)中，高中和大學(xué)兩個(gè)文本存在較好的連貫性，少許內(nèi)容如系統(tǒng)命名法、酸堿理論知識(shí)等存在不一致，但兩者的知識(shí)銜接點(diǎn)非常多，教學(xué)目標(biāo)和知識(shí)難度呈現(xiàn)遞進(jìn)關(guān)系，內(nèi)容的選取和編排遵循“螺旋式原則”。如果學(xué)生在高中學(xué)習(xí)了一些代表性有機(jī)物的結(jié)構(gòu)和基本性質(zhì)，理解有機(jī)反應(yīng)的基本類型，他們能夠順利過(guò)渡到大學(xué)的學(xué)習(xí)階段。調(diào)查顯示，41名學(xué)生（占25.63%）在中學(xué)階段并沒(méi)有學(xué)習(xí)過(guò)有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)課程，并且與大學(xué)結(jié)合較緊密的部分內(nèi)容分布在教材的非正文（資料卡片、科學(xué)視野等），僅有不到80%的高中教師對(duì)該內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)講授。

三、促進(jìn)有意義學(xué)習(xí)的教學(xué)銜接策略

（一）銜接點(diǎn)是大學(xué)教學(xué)的固著點(diǎn)。有意義學(xué)習(xí)過(guò)程的本質(zhì)是學(xué)習(xí)者將學(xué)習(xí)材料與認(rèn)知結(jié)構(gòu)的原有觀念建立起非任意的和實(shí)質(zhì)性的聯(lián)系。換言之，舊知識(shí)為新知識(shí)提供合適的“固著點(diǎn)”，新舊知識(shí)之間建立有邏輯的聯(lián)系，并且順利將新知識(shí)同化—順應(yīng)到自己的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中。為此，我們以銜接點(diǎn)作為化學(xué)教學(xué)的固著點(diǎn)，并在此處找到“矛盾沖突”，設(shè)置一些問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入“憤”“悱”的學(xué)習(xí)狀態(tài)，發(fā)揮銜接點(diǎn)的生長(zhǎng)功能。

如“化學(xué)鍵、碳原子成鍵及碳原子雜化”分別呈現(xiàn)在《化學(xué)2》《有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)》教材正文和非正文中，知識(shí)分布零散、不系統(tǒng)。研究表明，學(xué)習(xí)者獲得大量明晰、穩(wěn)定的及有組織的知識(shí)可促進(jìn)意義學(xué)習(xí)，在很大程度上影響新產(chǎn)生意義的精確性和明晰性，以及它們即時(shí)的和長(zhǎng)期的可提取性。首先，采用自上而下的認(rèn)知順序，建構(gòu)以“化學(xué)鍵”為核心的知識(shí)結(jié)構(gòu)（見(jiàn)圖1），設(shè)置一條“化學(xué)鍵—共價(jià)鍵—碳原子成鍵—碳原子雜化及結(jié)構(gòu)”的派生知識(shí)鏈，使學(xué)生的知識(shí)從“碎片化”變成結(jié)構(gòu)化，形成層級(jí)清晰、穩(wěn)定的認(rèn)知框架;其次，以“已知—生疑—分析—習(xí)得”進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)（見(jiàn)圖2），引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷一個(gè)“客觀事實(shí)—認(rèn)知沖突—提取知識(shí)—概念轉(zhuǎn)化”的思維過(guò)程，以此形成學(xué)生“是什么”“為什么”“怎么做”的認(rèn)知路徑。

（二）銜接點(diǎn)是有效的“先行組織者”。為了讓學(xué)生關(guān)注將要學(xué)習(xí)的材料，幫助學(xué)生回憶相關(guān)信息，并將這些信息整合到新的學(xué)習(xí)中，奧蘇貝爾提出了“先行組織者”策略。先行組織者是指在學(xué)習(xí)新內(nèi)容之前呈現(xiàn)的一種引導(dǎo)性材料，它能清晰地與學(xué)習(xí)者的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中原有觀念和新學(xué)習(xí)任務(wù)相關(guān)聯(lián)。多項(xiàng)研究表明，先行組織者提高了學(xué)習(xí)者對(duì)某些材料的理解。當(dāng)教授那些結(jié)構(gòu)良好的內(nèi)容，但這個(gè)結(jié)構(gòu)一時(shí)又不太容易被學(xué)生把握時(shí)，先行組織者的作用似乎更明顯。

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，高中生對(duì)“烴的含氧衍生物”的遺忘和不理解程度增大，大學(xué)生也普遍反映這部分內(nèi)容學(xué)得不好。有機(jī)物常以官能團(tuán)進(jìn)行分類，具有相同官能團(tuán)的物質(zhì)其性質(zhì)相似。大學(xué)“烴的含氧衍生物”包括醇、酚、醚、醛、酮、醌、羧酸和羧酸衍生物、取代酸等內(nèi)容，這些物質(zhì)之間存在非任意的和實(shí)質(zhì)性的聯(lián)系，如醇、酚擁有相同的官能團(tuán)（-OH），醇、酚、醚可看成是水分子中氫原子被烴基、苯基取代的產(chǎn)物，“醇-醛、酮-羧酸-羧酸衍生物”之間可以相互轉(zhuǎn)化等。在教學(xué)時(shí)，我們以銜接點(diǎn)作為先行組織者激活先前知識(shí)，使得新信息與學(xué)生的先前知識(shí)建立某種合理聯(lián)系，以便獲得一個(gè)可以同化新知識(shí)的框架。為此，可做設(shè)計(jì)如表4。

總之，學(xué)習(xí)者現(xiàn)有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)是影響有意義學(xué)習(xí)的主要因素，而實(shí)際中有些學(xué)生沒(méi)有選修有機(jī)化學(xué)模塊，部分學(xué)生對(duì)某些知識(shí)記憶模糊、不理解，這給大學(xué)的教學(xué)銜接帶來(lái)很大困難。針對(duì)這一問(wèn)題，教師可通過(guò)調(diào)查、前測(cè)、化學(xué)反應(yīng)關(guān)系圖等方式，了解學(xué)生原有的認(rèn)知水平，讓基礎(chǔ)較好的學(xué)生作為輔導(dǎo)者，由輔導(dǎo)者答疑解惑，同時(shí)收集各小組的問(wèn)題在課堂上集中講解。實(shí)踐證明，這種“結(jié)對(duì)子，捆綁式發(fā)展”的策略對(duì)解決學(xué)生的知識(shí)缺失、先入之見(jiàn)或錯(cuò)誤之見(jiàn)具有較好的教學(xué)效果。

【參考文獻(xiàn)】

[1]宋心琦.高中化學(xué)[M].北京：人民教育出版社，2009.

[2]汪小蘭.有機(jī)化學(xué)[M].北京：高等教育出版社，2017.

[3]戴維·保羅·奧蘇貝爾.意義學(xué)習(xí)新論[M].毛偉，譯.杭州：浙江教育出版社，2018.

[4]羅伯特·斯萊文.教育心理學(xué)[M].姚梅林，等譯.北京：人民郵電出版社，2005.

（責(zé)編 郭曉明）