創設先行組織者 突破教學疑難點*

湯家合

(南京師范大學附屬揚子中學 江蘇 南京 210048)

1 問題的提出

所謂疑難點，是指那些讓學生覺得抽象、復雜、不易理解和應用的內容.教學實踐表明，高中物理學習中疑難點形成的原因主要有三：一是源于新知識本身，它可能是學生較陌生的內容，且較為抽象和復雜，學生原有的經驗系統中缺少對應的上位知識對其進行同化；二是源于舊知識本身，即新知識學生較為熟悉，經驗系統中有對應的內容，但原有的認知不牢固、理解不深刻，沒法成為新知識的牢固附著點；三是源于教師的教學，即由于教師教法不當、媒體使用不適、課堂組織混亂、講解不夠清晰，或是目標不夠明確、重點不夠突出等原因，造成學生理解新知識困難.無論哪種原因，學習中的疑難點都表現為學生難以在新舊知識之間建立有效的聯系.

奧蘇伯爾認為，有意義學習必須以學習者原有的認知結構為基礎，沒有一定知識基礎的意義學習是不存在的.影響認知結構對新知識獲得和保持的變量有三：(1)認知結構中對新知識起固定作用的舊知識的可利用性；(2)新知識與同化它的原有舊知識之間的可辨別程度；(3)認知結構中起固定作用的舊知識的穩定性和清晰程度.為提高學習效果，發揮認知結構中3個變量在新知識學習中的積極作用，促進學習的有效遷移，奧蘇伯爾提出了“先行組織者”的教學策略，這種策略也是促進學習遷移的一種有效策略.所謂“先行組織者”就是在向學生傳授新知識之前，給學生呈現一個短暫的具有概括性和引導性的說明.其目的在于為新知識的學習提供可利用的固定點，為說明新舊知識間的本質區別，增強新舊知識之間的可辨別性.

因此，教師若能幫學生架設起新舊知識間的 “橋梁”，使舊知識成為固定新知識的“錨”，即教學中能合理創設“先行組織者”，則可以為新知識的學習和理解做好鋪墊，提供支架，降低難度，是突破高中物理教學中疑難點的有效方法.

2 “先行組織者”的創設策略

2.1 用游戲創設“先行組織者”

好動是年青人的天性，課堂教學中若能設計一些讓學生親身參與的游戲,使學生在游戲中領悟現實、發現思路、習得新知，則可以使教學過程生動活潑，有利于學生主動性的發揮，能使他們在掌握知識的過程中克服困難、建構知識.

例如,在學習“機械波的形成”時,筆者挑選了班里身高基本相當的14位同學，在教室前面排成一排，面向其他同學.從左邊的第一位同學開始，周期性地下蹲、起立.第二位同學、第三位同學……重復他的動作，只是后邊的一位同學比前邊的一位同學稍遲一點點.這樣就會看到凹凸相間的“波”沿著隊伍傳播開來，而每位同學都未平移.通過這個游戲，學生在興趣盎然、歡聲笑語中理解了波的形成和傳播規律，學習也變得輕松有趣.

2.2 用故事創設“先行組織者”

教學中，教師可以選取與新知識相關的生活化故事，將抽象、復雜、難懂的新知識與學生原有的經驗系統聯系起來，使之變得具體、簡單、易懂.這種用講故事的方式設計“先行組織者”，不僅為新知識的學習提供了“橋梁”,而且也是學生喜歡的一種形式.

例如，在學習“機械波的傳播”時筆者講了這樣一個故事：“老師小時候在鄉下，玩耍時不小心把足球踢到了池塘里，我們就在岸邊拍水，激起的水波一圈一圈地傳向足球并穿過足球傳向對岸.我們當時就是不明白，為什么足球不會‘隨波逐流’到對岸呢?”學生聽了這個故事后深受啟發，也講了一個假想的故事：“若我在水庫里劃船，不小心掉到水里，又不會游泳，就在水里瞎撲騰，水波離我而去，我也能‘隨波逐流’到達岸邊.若如是，每年暑期還要那么多游泳培訓班干嗎?”這兩個故事都有效地連接了學生的生活經驗和本節要學習的新知識，很容易使學生理解介質中的各點并不隨波的傳播而遷移的規律.

2.3 用實驗創設“先行組織者”

物理是以觀察和實驗為基礎、概念和規律為依據、數學和推理為工具，邏輯體系嚴密的學科.實驗和觀察也是理解新知識的基礎，已故蘇州大學物理教育家朱正元教授說過“千言萬語說不清,一看實驗就分明.”所以，實驗也是創設“先行組織者”的一種有效方式.

例如, 在進行“牛頓第三定律”的學習時，教師可以先行組織以下幾組演示實驗：(1)把一只容積約250 mL的空礦泉水瓶底部鉆一小孔，向空瓶內注入約5 mL的純酒精，搖勻，置于鐵架臺制成的發射臺上；把從廢棄煤氣灶上拆下的電子打火器對準礦泉水瓶底部的小孔；啟動電子打火裝置，空瓶被發射出約2～3 m的高度;(2)打開固定在可樂瓶上的小電扇，空可樂瓶升了起來；(3)薄板下排放幾個試管，讓玩具電動小車在薄板上運動，薄板后退；(4)把掛在彈簧測力計下的重物沒入水中，彈簧測力計的示數變小；(5)通電導體棒在磁場中受力，懸線傾斜.教師再組織學生列舉生活實例：人提水桶，人和水桶之間發生了相互作用；用手壓尺子，尺子變彎，同時手也有變形；穿著旱冰鞋推墻，自己往后退，說明人用力推墻，自己也受墻的力；吹氣球，松手后氣球飛走，說明氣球把氣體壓出來時，氣體也給氣球作用力；磁鐵和磁鐵靠得比較近時，會相互靠攏，說明磁鐵的作用也是相互的；地球吸引蘋果，蘋果往下落，蘋果應該也吸引地球，不過可能力太小，而地球質量太大了，所以地球不動.學生從這些實例中，通過思維的加工、分析、歸納，最后總結出適合自己記憶、理解的規律，這符合學生的認知規律，體現了“以物悟理”的學習方法.

2.4 用體驗創設“先行組織者”

教師還可以把學生的體驗作為“先行組織者”，從物理在實際生活中的應用入手進行說明和引導.這樣做既可以讓學生體會到學習的重要性，有助于學生用所學的知識解決實際問題，又能促進學生創新思維和能力的發展.

比如，在進行“力矩”概念的教學時，筆者給每位同學發一根橡皮筋，組織學生進行體驗.體驗一，要求每位同學沿相同方向(比如水平方向)，用大小相同的力(使橡皮筋的伸長量相同)，在筆上不同的點用橡皮筋拉被另一只手輕按在紙上的鋼筆，觀察在哪一點用力容易使筆尖在紙上滑動?體驗二，在筆上同一作用點，用相同大小的力，沿不同方向拉橡皮筋，觀察沿哪個方向用力容易使筆尖滑動?在體驗的基礎上，再組織討論，得出力的轉動效果與力的大小和力臂的大小有關.雖然體驗的結果和學生已有的經驗判斷相一致，但這對學生從司空見慣的現象提出富有思考性的問題，從而激發學生的好奇心，促使學生帶著問題開展小組討論與交流，對所見的日常現象進行理論提升，更加深刻地理解所學內容，都起到很好的作用.

2.5 用史料創設“先行組織者”

培根曾說過：“讀史使人明智，讀詩使人靈秀，數學使人周密，物理使人深刻，倫理使人莊重，邏輯與修辭使人善辯.”在物理及人類科技史上，在許多方面都曾經有過“火熱的思考”，正是這些思考，給人類認識世界留下了寶貴的思想方法.教師如果能將這些內容介紹給學生,將在新知識的學習、學生思維能力的培養等方面起到很好的效果.

例如,在學習“勻變速直線運動的位移”一節時，由于學生對微積分的思想比較陌生，這時筆者將一張報紙先對折兩次，用剪刀從直角邊剪出一個等腰直角三角形，然后打開，觀察圖形為正方形；再恢復為原來的等腰直角三角形，將此三角形對折后從邊緣再剪一刀，打開后為正八邊形，……如此下去，打開的圖形逐漸接近于圓形，也就是說直線逐漸向曲線過渡.之后，再向學生講解這是我國三國時期數學家劉徽為計算圓的周長而使用的方法，他在《九章算術》一書中說道：“割之彌細，所失彌少，割之又割以至于不可割，則與圓合體而無所失矣”，這是“以直代曲”的思想方法.曲和直本來是相互對立的兩種事物，但在無限次的分割之后，則可以以直線代替曲線，這說明相互對立的事物在一定的條件下也可以相互統一.教學中介紹我國古代數學家的思想，不僅為解決新問題打下了基礎，也很好地培養了學生的民族自豪感，激發了學生的愛國熱情，有效地落實了“情感、態度與價值觀”的教學目標.

2.6 用類比創設“先行組織者”

當要學習的新知識與學生的經驗系統中的某些內容有相似之處時,即學生的認知結構中已經具有了同化新知識的適當觀念時,這時如果將這些已習得的內容作為“先行組織者”加以呈現，并與要學習的新材料加以比較或類比,則學習的方式不僅顯得自然、和諧,并且往往這種學習還帶有一定的深刻性.

2.7 用設問創設“先行組織者”

沒有問題就沒有思考，沒有思考也就沒有學習.在學習新知識之前，通過低起點、小臺階、循序漸進、逐步深入、極富邏輯性的系列設問，不僅可以引發學生的思考，還可以讓學生從熟悉的知識出發，逐步理解新知識，使設問變成新舊知識間的“橋梁”.

例如，為使學生理解“回旋加速器”的原理，教師可設計以下系列問題，(1)怎樣使帶電粒子獲得109eV以上的能量? 學生：對粒子進行加速；(2)用電場還是磁場?學生：電場；(3)用電場一次加速可以嗎? 學生：原理上可以,但技術上不行，因為這樣的電場會很大而把空間擊穿；(4)采用多次直線加速可以嗎? 學生：可以，但這樣會使空間范圍很大；(5)能不能想辦法把空間范圍縮小一些? 學生：可利用磁場，因為帶電粒子在磁場中做偏轉運動可縮小空間；(6)怎樣實現這一目的呢? 學生：將電場和磁場結合起來使用；(7)那么怎樣結合呢? ……這樣,通過一系列窮追不舍的問題，把學生引導到新知識學習的目標上，也理解了回旋加速器的原理.

2.8 用生活實例創設“先行組織者”

物理源于生活中一些司空見慣的現象，對這些現象的正確解讀，形成了科學觀念.教學中可以選擇一些和新知識高度關聯的生活實例，幫助學生建構和理解新知識.這也體現了“從生活走向物理，從物理走向社會”的新課程理念.

例如，在“加速度”概念的教學中，教師播放一組視頻并提供相應的數據：(1)萬噸貨輪起航，10 s內速度增加到0.2 m/s;(2)火箭發射時，10 s內速度增加到100 m/s;(3)以8 m/s的速度飛行的蜻蜓，能在0.7 s內停下來;(4)以8 m/s的速度行駛的汽車，急剎車時能在2.5 s內停下來.請同學就此思考：各物體都在做直線運動，其運動的速度都在發生變化，但速度變化的快慢不同，你打算怎樣比較速度隨時間變化的快慢呢?有的在加速，有的在減速，你打算怎樣表示加速和減速呢?通過這組生活實例，不僅引起了學生的探究興趣，也使加速度概念來的自然而鮮活，同時也培養了學生的分析歸納能力.

2.9 用認知沖突創設“先行組織者”

以學生的認知沖突為“先行組織者”，其主要是從學生新、舊知識的聯系點出發，設置一些按照學生已有認知結構可能會出錯的問題情境，促使學生產生疑問，引導學生學習并建立新的認知結構.

3 創設“先行組織者”應遵循的原則

3.1 易接受原則

創設“先行組織者”的目的是為了幫助學生理解新知識，如果“先行組織者”對學生來說是很陌生的內容，甚至比新知識更難以理解，則會人為增加學習的難度.所以，創設“先行組織者”時必須考慮到學生的可接受性，要在充分了解學生的學習基礎和已經具備的經驗后進行設計，讓學生在輕松了解和接受“先行組織者”后，再有效地學習新內容.

3.2 連結性原則

“先行組織者”在學生學習中應起到承前啟后的作用，是為了使舊知識能成為新知識學習的“錨”，不能僅為了教學的好看與新奇而隨意創設，使教學偏離目標.教學中既要研究學生，研究學生的知識基礎、思維方式、認知風格，做到以學定教；也要研究教材，研究教材對應的課標要求、知識組織順序、重點和難點，做到大膽調整與取舍.并依據以上兩方面的分析來設計適合大多數學生的“先行組織者”.

3.3 邏輯性原則

“先行組織者”的效果如何，還與其設計的邏輯性有很大的關系.如果“先行組織者”內容組織的邏輯性較強，則學習者易于從中受益；反之，不但不能促進有時甚至還會阻礙學生的學習.若能把“先行組織者”按合理的呈現順序進行遞進性的設計，那就可以產生環環相扣、層層推進的效果.這樣的“先行組織者”可以引發學生的興趣，提高學生參與的積極性，將會對新知識的學習產生明顯地促進作用.

3.4 組合性原則

“先行組織者”的呈現對學生的學習起到了導向作用，有助于實現“為遷移而教”的目標，同時也引發了學生的探究欲和好奇心.在教學中，教師應根據教學需要，不失時機地采用不同的策略創設“先行組織者”，或多種策略一起使用，以取得最佳的教學效果.具體教學中選擇何種策略為宜,應根據學生的情況、新知識的特點和教師擁有的資源等情況來做決定.

3.5 合理性原則

“先行組織者”的創設一定要合理，不能為了創設而創設，甚至牽強附會地創設，以至于給新知識的理解帶來許多歧義.教師要研究“先行組織者”和新知識之間的相似性并對其進行合理性分析，在兩者之間進行合理對比和科學遷移，并輔以適當地講解和正誤的辨析，從而對新知識能有科學全面的理解.

3.6 啟發性原則

“先行組織者”的創設要有啟發性，要在“先行組織者”和新知識之間保持適當的“難度距離”，使之處于新知識的“最近發展區”內，這樣學生就很容易受“先行組織者”的啟發而理解新知識.“先行組織者”的呈現也要講究時機，要在學生“心里想求通而又未通，想說又不知道怎么說”的時候適時給出最為合適.

4 結束語

“先行組織者”之組織者可以分為陳述性組織者和比較性組織者兩種.陳述性組織者的作用在于為新知識的學習提供適當的、起固定作用的舊知識，提高有關舊知識的可利用性，比如前述的“游戲策略”“故事策略”“實驗策略”“體驗策略”“生活實例策略”等.比較性組織者的作用在于比較新舊知識的區別與聯系，增強似是而非的新舊知識間的可辨別性，比如前述的“史料策略”“類比策略”“設問策略”“認知沖突策略”等.不管哪種策略，只要“先行組織者”設置合理、使用適切，都能有利于保持學習的遷移，達到舉一反三的效果，為提高物理教學的有效性，突破教學疑難點提供很好的保障.