“先行組織者”在化學(xué)平衡教學(xué)中的應(yīng)用

毛利中

“先行組織者”是由美國教育心理學(xué)家奧蘇貝爾（David Ausubel）于1960年首先提出的一個教育心理學(xué)的重要概念。奧蘇貝爾認(rèn)為促進學(xué)習(xí)和防止干擾的最有效的策略，是利用適當(dāng)相關(guān)的和包容性較廣的、最清晰最穩(wěn)定的引導(dǎo)性材料，這種引導(dǎo)性材料就是所謂的“組織者”，由于這些組織者通常是在學(xué)習(xí)新內(nèi)容之前呈現(xiàn)的，因此，又被稱為“先行組織者”。由此可見，“先行組織者”的作用主要是幫助學(xué)生建立正確的信息固著點，使學(xué)生原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)與新知識之間建立起一座橋梁，增強新舊知識的聯(lián)系，順利完成新學(xué)習(xí)任務(wù)。

奧蘇貝爾根據(jù)將要學(xué)習(xí)的新內(nèi)容與學(xué)習(xí)者已經(jīng)知道的相關(guān)內(nèi)容之間的關(guān)系把學(xué)習(xí)分為并列學(xué)習(xí)、上位學(xué)習(xí)、下位學(xué)習(xí)三類。

在化學(xué)課堂教學(xué)中設(shè)計“先行組織者”時，首先應(yīng)分析學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，并且深刻剖析新舊之間的聯(lián)系，然后對新舊知識進行加工、提練、形成組織者。在教學(xué)中教師要根據(jù)不同的教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生具體情況靈活變換“先行組織者”的運用策略。

一、并列學(xué)習(xí)

如果將要學(xué)習(xí)的新內(nèi)容僅僅與認(rèn)知結(jié)構(gòu)中的相關(guān)內(nèi)容的一般背景相聯(lián)系，而不能與認(rèn)知結(jié)構(gòu)中的某些特定內(nèi)容構(gòu)成上、下位關(guān)系，這時的學(xué)習(xí)就是并列學(xué)習(xí)?；瘜W(xué)平衡是高中化學(xué)中的重要的基礎(chǔ)理論知識，也是高中學(xué)生學(xué)習(xí)中普遍感到較難學(xué)習(xí)的內(nèi)容。作為教師教學(xué)前應(yīng)先了解學(xué)生已有的知識、經(jīng)驗，然后根據(jù)學(xué)生已有的知識經(jīng)驗，創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情景。一般說來，學(xué)生能不能成功地建構(gòu)新知識，不在于建構(gòu)知識的能力，而在于教師創(chuàng)設(shè)的學(xué)習(xí)情景是否恰當(dāng)。如果教師能找準(zhǔn)切入點，從如何引起學(xué)生的認(rèn)知需要，激活學(xué)生原有知識、經(jīng)驗和問題情景創(chuàng)設(shè)找原因，即想方設(shè)法尋找“先行組織者”來組織教學(xué)，就會使學(xué)生的學(xué)習(xí)化難為易。在化學(xué)平衡教學(xué)時可組織下列材料。

（一）“先行組織者”材料

1.固體溶質(zhì)溶于水，同時存在可逆的兩個過程即溶解和結(jié)晶，兩者的關(guān)系如圖1。

2.在一定條件下的溶液中，當(dāng)溶質(zhì)的溶解速率等于結(jié)晶速率時，稱為什么狀態(tài)？（溶解平衡）

3.溶解平衡有哪些特征？

（1）等：溶解速率=結(jié)晶速率。

（2）動：溶解平衡是一個動態(tài)平衡，即達到平衡時，溶解速率=結(jié)晶速率≠0。

（3）定：平衡時固體溶質(zhì)的質(zhì)量不再改變。

（4）變：當(dāng)溫度或溶劑改變時，溶解平衡移動。

（二）“并列學(xué)習(xí)”材料

1.什么叫化學(xué)平衡？

2.達到化學(xué)平衡時，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率有什么關(guān)系？（圖2）

3.化學(xué)平衡狀態(tài)有什么特征？

（1）等：正反應(yīng)速率=逆反應(yīng)速率。

（2）動：正反應(yīng)速率=逆反應(yīng)速率≠0。

（3）定：化學(xué)平衡時，混合物中各組份含量不變。

（4）變：外界條件改變，化學(xué)平衡就分發(fā)生移動。

由于學(xué)生在初中學(xué)習(xí)時，對溶解和結(jié)晶這一平衡掌握得比較好，而溶解平衡、化學(xué)平衡恰好具有相似的特征和條件，即使化學(xué)平衡抽象難理解，學(xué)生還是能較快地掌握其概念和特征。

二、上位學(xué)習(xí)

如果將要學(xué)習(xí)的內(nèi)容在包攝和概括水平上高于學(xué)習(xí)者原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)中已有的有關(guān)內(nèi)容，這種學(xué)習(xí)就是上位學(xué)習(xí)?！坝绊懟瘜W(xué)平衡的條件”是學(xué)生繼“化學(xué)平衡”學(xué)習(xí)后的又一個教學(xué)難點，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)好這部分知識有利于培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問題的能力。奧蘇貝爾說過“如果我們不得不把教育心理學(xué)的所有內(nèi)容簡約成一條原理的話，我會說影響學(xué)習(xí)的最重要的因素是學(xué)生已知的內(nèi)容”。因此，在學(xué)習(xí)“影響化學(xué)平衡的條件”之前，首先要分析清楚在學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中存在哪些與“影響化學(xué)平衡的條件”有關(guān)的前知識。在學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中已經(jīng)存在的相關(guān)知識有：化學(xué)反應(yīng)中的活化分子；有效碰撞理論；濃度、溫度、壓強對化學(xué)反應(yīng)速率影響。在平衡條件（即濃度、溫度、壓強）改變時，由于反應(yīng)物或生成物的活化分子和有效碰撞次數(shù)的改變，導(dǎo)致正逆反應(yīng)速率的不再相等，才引起化學(xué)平衡移動。因此，在這里，活化分子、有效碰撞理論、濃度、溫度、壓強對化學(xué)反應(yīng)速率的影響等知識，在概括程度上要低于新學(xué)習(xí)的內(nèi)容，即影響化學(xué)平衡條件相對于學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)中已有的相關(guān)內(nèi)容即為上位學(xué)習(xí)。所以，教師在組織課堂學(xué)習(xí)時出示下列內(nèi)容：

（一）“先行組織者”材料

1.影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素有哪些？

2.用活化分子、有效碰撞理論解釋為什么增加反應(yīng)物濃度、溫度升高、增加氣體反應(yīng)物的壓強能增加反應(yīng)速率？

（二）“上位學(xué)習(xí)”材料

用活化分子、有效碰撞理論解釋下列實驗結(jié)論。

1.為什么增加反應(yīng)物濃度或減小生成物濃度，平衡朝正方向移動？反之，朝逆方向移動？

2.為什么增大反應(yīng)體系的壓強，平衡朝縮小體積方向移動？反之，朝擴大體積方向移動？

3.為什么升高溫度，平衡朝吸熱方向移動？反之，朝放熱方向移動？

在課堂教學(xué)時，由于首先出示了下位材料（即“先行組織者”），使學(xué)生對化學(xué)反應(yīng)速率、碰撞理論、化學(xué)平衡進行了有效及時地復(fù)習(xí)和鞏固，而對化學(xué)平衡移動的學(xué)習(xí)，既通過實驗獲得濃度、壓強、溫度對于化學(xué)平衡影響的感性認(rèn)識，同時也從理論的高度完善學(xué)生對實驗結(jié)果的理解，提高學(xué)習(xí)的有效性、深刻性和完善性。

三、下位學(xué)習(xí)

如果將要學(xué)習(xí)的新內(nèi)容在包攝和概括水平上低于學(xué)習(xí)者原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)中已有的相關(guān)內(nèi)容，這時的學(xué)習(xí)就是下位學(xué)習(xí)。鹽類水解是鹽電離出來的離子與水電離出來的H+或OH-結(jié)合生成弱電解質(zhì)的反應(yīng)，多數(shù)屬于可逆反應(yīng)且溶液中存在水解平衡。因此，鹽類水解從反應(yīng)過程看，屬于化學(xué)平衡的一種，從反應(yīng)本質(zhì)來看，屬于離子反應(yīng)。從知識的包攝和概括水平上，舊知識“化學(xué)平衡”和“離子方程式書寫”屬于上位材料，鹽類水解及其水解的離子方程式書寫，屬于下位學(xué)習(xí)。通過化學(xué)平衡的學(xué)習(xí)，學(xué)生已初步建立了化學(xué)平衡觀點，并已能初步應(yīng)用平衡移動原理來說明濃度、溫度等外界條件對化學(xué)平衡的影響，這無疑為鹽類水解平衡的學(xué)習(xí)打下了一個很好的基礎(chǔ)，同時，高一化學(xué)學(xué)過的離子方程式書寫原則則能指導(dǎo)學(xué)生正確書寫水解的離子方程式。所以，本節(jié)內(nèi)容的教學(xué)可組織下列材料。

（一）“先行組織者”材料

1.如何正確書寫離子方程式？（寫、拆、刪、查）

2.什么叫化學(xué)平衡？它有什么特征？（等、動、定、變）

3.溫度和濃度如何影響化學(xué)平衡移動？

（二）“下位學(xué)習(xí)”材料

1.什么叫鹽類的水解？

2.寫出NaAc、NH4Cl發(fā)生水解的離子方程式。

因為在“先行組織者”材料中已對離子方程式正確書寫的四個步驟進行了復(fù)習(xí)，在師生進行水解過程的探討后，學(xué)生基本上能按“寫、拆、刪、查”步驟完成離子方程式的書寫：

3.什么叫鹽類的水解平衡？它有什么特征？（等、動、定、變）

鹽類的水解平衡教材中沒有給出具體定義，教師在課堂上可根據(jù)化學(xué)平衡的含義作如下描述：當(dāng)水解反應(yīng)的速率與中和反應(yīng)速率相等時，鹽類水解達到平衡。

4.根據(jù)化學(xué)平衡移動的原理，說明溫度和濃度如何影響鹽類水解平衡的移動？

（1）溫度的影響：因為中和反應(yīng)是放熱反應(yīng)，作為中和反應(yīng)的逆反應(yīng)“鹽類的水解”則為吸熱反應(yīng)，學(xué)生根據(jù)化學(xué)反應(yīng)平衡移動原理很容易得出結(jié)論：當(dāng)溫度升高，鹽類水解平衡朝吸熱方向即水解方向移動。

（2）濃度的影響

①鹽溶液濃度的影響；

②H+濃度的影響；

③OH-濃度的影響。

關(guān)于濃度的影響，教師不必作過多的講述，學(xué)生完全可以根據(jù)化學(xué)平衡移動的原理自行得出結(jié)論：增加鹽溶液的濃度，就是增加反應(yīng)物的濃度，平衡朝正方向即水解方向移動；增加H+濃度，則抑制陽離子水解，促進陰離子水解；同理增加OH-濃度，則則抑制陰離子水解，促進陽離子水解。

應(yīng)當(dāng)指出：“先行組織者”的設(shè)計和講授應(yīng)清晰、簡要。教材本身有不少內(nèi)容適宜作“先行組織者”。因此，教師在進行教學(xué)設(shè)計中應(yīng)經(jīng)常注意挖掘教材內(nèi)容，并靈活應(yīng)用，幫助學(xué)生建立起他們認(rèn)識結(jié)構(gòu)中原有的概念和新知識之間實質(zhì)性聯(lián)系，在學(xué)生原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中和新知識之間架設(shè)認(rèn)知橋梁。通過“先行組織者”學(xué)習(xí)，既是對原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)的充實與鞏固，同時更重要的是對新知識學(xué)習(xí)能起到很好的指導(dǎo)、促進作用，從而提高課堂教學(xué)的針對性、方向性和有效性。

參考文獻：

[1]苗榮科，王祖浩.“先行組織者”促進化學(xué)問題解決的實驗研究工作.中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2005，（3）：10.

[2]陳輝，楊雷.“影響化學(xué)平衡條件”的認(rèn)知教學(xué)策略分析.實驗教學(xué)與儀器，2006，（12）：10