先行組織者策略在中學化學概念教學中的應用

摘 要：化學概念教學是中學化學教學的重要組成部分。先行組織者策略可以在學習者已有知識與新知識之間架設一道橋梁，有效地促進新材料的學習。結合相應的案例，探討了在化學概念教學中如何運用實驗式組織者、比較式組織者等不同類型的先行組織者，促進學生對概念的理解和提高解決問題的能力，培養和提高學生的科學素養。

關鍵詞：先行組織者；化學概念；實驗式組織者

我國新一輪課改的核心理念強調“重視科學教育，全面提高學生的科學素養”，而對化學核心概念的正確表征是衡量科學素養的一個重要維度。化學概念是整個中學化學知識的基礎，是化學課程內容的重要組成部分，是化學知識的“骨架”，是高中化學教學中的重點和難點。因此，化學概念教學，是化學教學成功與否的一個重要標志。筆者在近年的教學實踐中，嘗試用先行組織者策略進行概念教學，發現此策略有助于促進學生概念學習的記憶和理解。

先行組織者是美國教育心理學家奧蘇貝爾于1960年首次提出的概念，主要指在認知結構中已有的，具有普遍意義的背景觀念材料。在教學中教師在講授新知識之前，先給學生提供一些包涉性較廣的、概括水平較高的學習材料，用學習者能理解的語言和方式來表述，以便給學習者在學習新知識時提供一個較好的固定點或抓手，將它與原有知識結構聯系起來，這種預先提供的起組織作用的學習材料就叫做先行組織者。化學中的先行組織者呈現的形式是多種多樣的，它們具體生動、引人入勝，能幫助學習者將有關的方法或思路遷移到新的情景中，降低教學內容的難度。本文結合相應的教學實例，對在化學概念中經常用到的實驗式先行組織者和比較式先行組織者進行探討。

一、利用實驗式先行組織者進行概念教學

化學學科的特點是以實驗為基礎，化學實驗有較強的直觀性和感知性。實驗式先行組織者，是指精選與某一化學概念密切相關的一個或一系列化學實驗，按照由淺到深、螺旋上升的方式，合理安排，通過形象具體的材料或導向性的問題激發學生的學習興趣，并為學生學習概念提供思考的著力點。如“鹽類的水解”屬于物質變化的概念，是中學化學概念教學的難點。在學生原有的概念里，鹽的水溶液是中性的。根據實驗式先行組織者策略，首先讓學生用實驗測定三組鹽溶液的酸堿性：①NaCl，Na2SO4②Na2CO3，NaHCO3，CH3COONa③NH4Cl，（NH4）2SO4。學生通過親身實驗發現，實驗結果與學生的原有概念發生了矛盾，學生感到疑惑，他們迫切地希望找到問題的答案，思維處于高度活躍狀態。為讓學生掌握鹽類水解的本質，教師可依次設計一系列的階梯性問題：①在CH3COONa溶液中存在哪些粒子？有沒有電離平衡？②結合水的電離平衡，分析CH3COONa溶液中c（OH-）>c（H+）的原因？③Na+會不會破壞水的電離平衡？④鹽類水解的本質是什么？學生通過對一系列問題的討論，不但融會貫通地理解了鹽類水解的本質，還學會了探究問題的方法，提高了問題探索的能力。

實驗式先行組織者，并不僅是指單獨一個實驗，有時當某一概念或理論比較復雜或困難時，需要設計一系列的實驗。如學生理解“弱電解質存在電離平衡，電離程度一般較小”一般存在比較大的困難，可以按照由易到難、層層深入設計實驗式組織者。教學中筆者設計了如下一系列實驗。

實驗一：先測定1 mol/ LHCl溶液和1 mol/ LHAc溶液的pH，記錄在下表

實驗數據、現象記錄

使用說明：用pH探頭測得常溫下1 mol/L HCl pH＝0.08，1 mol/L HAc pH＝2.51，此現象可說明鹽酸與醋酸的電離程度不同，進而講解HCl百分之百電離，是強電解質，HAc部分電離，是弱電解質，從而建立強弱電解質的概念。

實驗二：分別往等體積等濃度的HCl溶液和HAc溶液中，同時投放等量且過量鎂片，觀察現象，用排水集氣法收集產生的氣體，記錄在上表中。

使用說明：鎂條產生氣泡的劇烈程度不同，說明反應開始時，鹽酸中H+濃度大，再次證明電離程度不同。而最后收集的H2體積相同，教師可根據此現象設疑：為什么醋酸溶液中不斷有氫離子產生，從哪里來？最后收集的H2體積相同說明什么問題？師生共同討論得出：常溫下水不能與鎂反應，只能由HAc電離而來，由此說明反應中隨著H＋的消耗，HAc繼續電離，證明醋酸中有平衡移動的存在；由于鹽酸與醋酸的濃度、體積相同，即它們的物質的量相同，最后收集的H2體積相同說明醋酸消耗完，是平衡不斷正向移動的結果。

為了進一步說明醋酸存在電離平衡，可設計實驗三。

實驗三：先測定1 mol/L HCl和1 mol/L HAc溶液的pH（可用實驗一的數據），然后在酸液中加入對應的鹽，測定pH的變化。利用手持技術pH探頭進行實驗三的演示實驗。（結果如圖1所示）

使用說明：HCl中加入NaCl前后pH不變，說明HCl這一強電解質在水中不存在電離平衡。HAc中加入少量的NH4Ac后pH增大（pH由2.51升至3.89，與實際加的NH4Ac的量有關），說明增加了Ac－后醋酸的電離平衡向左移動，即可再次證明醋酸溶液中存在電離平衡，并且是可逆動態平衡。

實驗式先行組織者直觀、真切的特點能激發學生的學習興趣，使學生感到新奇、疑惑，產生學習的欲望，令學生印象深刻，順利解決抽象的化學概念的教學。

二、利用比較式先行組織者進行概念教學

比較式先行組織者用于比較熟悉的學習材料中，對學習不僅起到“支架”“橋梁”的作用，同時又可促使學生對學習內容與已有知識結構中的相關內容的異同進行思考、辨別、比較，從而進一步明確認識，既有利于新內容的學習，又能促進已有知識的理解深化。化學概念教學中可挖掘出較多的比較式先行組織者。如用前文的實驗式先行組織者學習完弱電解質后，可提供強弱電解質的性質對比的比較式先行組織者，這樣學生對弱電解質的理解會更加透徹。又如關于同分異構體概念的教學，由于學生頭腦中已有同位素、同素異形體、同系物的概念，學生對新學概念感到既熟悉又陌生，很容易引起新舊概念的混淆，因此可提供有關四個概念的比較式先行組織者，以提高新舊概念間的可辨別性，從而保證學生獲得精確的概念。

與實驗式先行組織者策略類似的是，針對某一復雜的化學概念，有時需要提供若干個比較式先行組織者。如學生在學完原電池和電解池以后，對這兩種池的工作原理、電極判斷、電極反應式的書寫以及粒子的移動方向經常張冠李戴，為了梳理辨別兩者，在復習課中筆者采取兩種比較式先行組織者進行教學，取得良好效果。

先提供兩種池的原理示意圖比較式組織者，利用這兩個模型分析相關的電化學應用實例，如銅鋅原電池、鉛蓄電池、氫氧燃料電池、電解飽和食鹽水、精煉銅、鋼鐵的析氫腐蝕、吸氧腐蝕等，讓學生標出電極物質、外電路電子移動方向、電解液中陰陽離子移動方向、書寫電極反應式等。在此基礎上，提供原電池與電解池的性質對比先行組織者，可以考慮從以下角度設計：形成條件、

反應類型、電極名稱、電極反應、電子流向、能量轉化形式與實際應用。實踐證明，通過比較式先行組織者的學習，能促進已有知識的理解深化。

上述案例說明先行組織者在化學概念教學中使用的普遍性，先行組織者的使用可以使學生的學習從機械記憶變為有意義學習，先行組織者對學生的思維起著導向作用，可激發學生有意義學習的心向，幫助學生認知結構的有效建構，是實施概念教學的“綠色通道”。

基金項目：

項目名稱：高中化學教學中培養學生科學素養的研究

廣州市教育科學規劃課題課題批準號：10C004

資金來源：廣州市教育局

參考文獻：

［1］劉艷玲.基于新課程改革的高中化學概念教學策略研究.碩士學位論文.長春：東北師范大學，2010.

［2］黎虹.“先行組織者”教學策略在高中化學概念教學中的應用研究.碩士學位論文.武漢：華中師范大學，2006.

（作者單位 廣東省廣州市執信中學）