“先行组织者”在化学平衡教学中的应用

毛利中

“先行组织者”是由美国教育心理学家奥苏贝尔（David Ausubel）于1960年首先提出的一个教育心理学的重要概念。奥苏贝尔认为促进学习和防止干扰的最有效的策略，是利用适当相关的和包容性较广的、最清晰最稳定的引导性材料，这种引导性材料就是所谓的“组织者”，由于这些组织者通常是在学习新内容之前呈现的，因此，又被称为“先行组织者”。由此可见，“先行组织者”的作用主要是帮助学生建立正确的信息固着点，使学生原有的认知结构与新知识之间建立起一座桥梁，增强新旧知识的联系，顺利完成新学习任务。

奥苏贝尔根据将要学习的新内容与学习者已经知道的相关内容之间的关系把学习分为并列学习、上位学习、下位学习三类。

在化学课堂教学中设计“先行组织者”时，首先应分析学生的认知结构，并且深刻剖析新旧之间的联系，然后对新旧知识进行加工、提练、形成组织者。在教学中教师要根据不同的教学内容和学生具体情况灵活变换“先行组织者”的运用策略。

一、并列学习

如果将要学习的新内容仅仅与认知结构中的相关内容的一般背景相联系，而不能与认知结构中的某些特定内容构成上、下位关系，这时的学习就是并列学习。化学平衡是高中化学中的重要的基础理论知识，也是高中学生学习中普遍感到较难学习的内容。作为教师教学前应先了解学生已有的知识、经验，然后根据学生已有的知识经验，创设学习情景。一般说来，学生能不能成功地建构新知识，不在于建构知识的能力，而在于教师创设的学习情景是否恰当。如果教师能找准切入点，从如何引起学生的认知需要，激活学生原有知识、经验和问题情景创设找原因，即想方设法寻找“先行组织者”来组织教学，就会使学生的学习化难为易。在化学平衡教学时可组织下列材料。

（一）“先行组织者”材料

1.固体溶质溶于水，同时存在可逆的两个过程即溶解和结晶，两者的关系如图1。

2.在一定条件下的溶液中，当溶质的溶解速率等于结晶速率时，称为什么状态？（溶解平衡）

3.溶解平衡有哪些特征？

（1）等：溶解速率=结晶速率。

（2）动：溶解平衡是一个动态平衡，即达到平衡时，溶解速率=结晶速率≠0。

（3）定：平衡时固体溶质的质量不再改变。

（4）变：当温度或溶剂改变时，溶解平衡移动。

（二）“并列学习”材料

1.什么叫化学平衡？

2.达到化学平衡时，正反应速率和逆反应速率有什么关系？（图2）

3.化学平衡状态有什么特征？

（1）等：正反应速率=逆反应速率。

（2）动：正反应速率=逆反应速率≠0。

（3）定：化学平衡时，混合物中各组份含量不变。

（4）变：外界条件改变，化学平衡就分发生移动。

由于学生在初中学习时，对溶解和结晶这一平衡掌握得比较好，而溶解平衡、化学平衡恰好具有相似的特征和条件，即使化学平衡抽象难理解，学生还是能较快地掌握其概念和特征。

二、上位学习

如果将要学习的内容在包摄和概括水平上高于学习者原有认知结构中已有的有关内容，这种学习就是上位学习。“影响化学平衡的条件”是学生继“化学平衡”学习后的又一个教学难点，引导学生学好这部分知识有利于培养学生分析和解决问题的能力。奥苏贝尔说过“如果我们不得不把教育心理学的所有内容简约成一条原理的话，我会说影响学习的最重要的因素是学生已知的内容”。因此，在学习“影响化学平衡的条件”之前，首先要分析清楚在学生的认知结构中存在哪些与“影响化学平衡的条件”有关的前知识。在学生的认知结构中已经存在的相关知识有：化学反应中的活化分子；有效碰撞理论；浓度、温度、压强对化学反应速率影响。在平衡条件（即浓度、温度、压强）改变时，由于反应物或生成物的活化分子和有效碰撞次数的改变，导致正逆反应速率的不再相等，才引起化学平衡移动。因此，在这里，活化分子、有效碰撞理论、浓度、温度、压强对化学反应速率的影响等知识，在概括程度上要低于新学习的内容，即影响化学平衡条件相对于学生认知结构中已有的相关内容即为上位学习。所以，教师在组织课堂学习时出示下列内容：

（一）“先行组织者”材料

1.影响化学反应速率的因素有哪些？

2.用活化分子、有效碰撞理论解释为什么增加反应物浓度、温度升高、增加气体反应物的压强能增加反应速率？

（二）“上位学习”材料

用活化分子、有效碰撞理论解释下列实验结论。

1.为什么增加反应物浓度或减小生成物浓度，平衡朝正方向移动？反之，朝逆方向移动？

2.为什么增大反应体系的压强，平衡朝缩小体积方向移动？反之，朝扩大体积方向移动？

3.为什么升高温度，平衡朝吸热方向移动？反之，朝放热方向移动？

在课堂教学时，由于首先出示了下位材料（即“先行组织者”），使学生对化学反应速率、碰撞理论、化学平衡进行了有效及时地复习和巩固，而对化学平衡移动的学习，既通过实验获得浓度、压强、温度对于化学平衡影响的感性认识，同时也从理论的高度完善学生对实验结果的理解，提高学习的有效性、深刻性和完善性。

三、下位学习

如果将要学习的新内容在包摄和概括水平上低于学习者原有认知结构中已有的相关内容，这时的学习就是下位学习。盐类水解是盐电离出来的离子与水电离出来的H+或OH-结合生成弱电解质的反应，多数属于可逆反应且溶液中存在水解平衡。因此，盐类水解从反应过程看，属于化学平衡的一种，从反应本质来看，属于离子反应。从知识的包摄和概括水平上，旧知识“化学平衡”和“离子方程式书写”属于上位材料，盐类水解及其水解的离子方程式书写，属于下位学习。通过化学平衡的学习，学生已初步建立了化學平衡观点，并已能初步应用平衡移动原理来说明浓度、温度等外界条件对化学平衡的影响，这无疑为盐类水解平衡的学习打下了一个很好的基础，同时，高一化学学过的离子方程式书写原则则能指导学生正确书写水解的离子方程式。所以，本节内容的教学可组织下列材料。

（一）“先行组织者”材料

1.如何正确书写离子方程式？（写、拆、删、查）

2.什么叫化学平衡？它有什么特征？（等、动、定、变）

3.温度和浓度如何影响化学平衡移动？

（二）“下位学习”材料

1.什么叫盐类的水解？

2.写出NaAc、NH4Cl发生水解的离子方程式。

因为在“先行组织者”材料中已对离子方程式正确书写的四个步骤进行了复习，在师生进行水解过程的探讨后，学生基本上能按“写、拆、删、查”步骤完成离子方程式的书写：

3.什么叫盐类的水解平衡？它有什么特征？（等、动、定、变）

盐类的水解平衡教材中没有给出具体定义，教师在课堂上可根据化学平衡的含义作如下描述：当水解反应的速率与中和反应速率相等时，盐类水解达到平衡。

4.根据化学平衡移动的原理，说明温度和浓度如何影响盐类水解平衡的移动？

（1）温度的影响：因为中和反应是放热反应，作为中和反应的逆反应“盐类的水解”则为吸热反应，学生根据化学反应平衡移动原理很容易得出结论：当温度升高，盐类水解平衡朝吸热方向即水解方向移动。

（2）浓度的影响

①盐溶液浓度的影响；

②H+浓度的影响；

③OH-浓度的影响。

关于浓度的影响，教师不必作过多的讲述，学生完全可以根据化学平衡移动的原理自行得出结论：增加盐溶液的浓度，就是增加反应物的浓度，平衡朝正方向即水解方向移动；增加H+浓度，则抑制阳离子水解，促进阴离子水解；同理增加OH-浓度，则则抑制阴离子水解，促进阳离子水解。

应当指出：“先行组织者”的设计和讲授应清晰、简要。教材本身有不少内容适宜作“先行组织者”。因此，教师在进行教学设计中应经常注意挖掘教材内容，并灵活应用，帮助学生建立起他们认识结构中原有的概念和新知识之间实质性联系，在学生原有的认知结构中和新知识之间架设认知桥梁。通过“先行组织者”学习，既是对原有认知结构的充实与巩固，同时更重要的是对新知识学习能起到很好的指导、促进作用，从而提高课堂教学的针对性、方向性和有效性。

参考文献：

[1]苗荣科，王祖浩.“先行组织者”促进化学问题解决的实验研究工作.中学化学教学参考，2005，（3）：10.

[2]陳辉，杨雷.“影响化学平衡条件”的认知教学策略分析.实验教学与仪器，2006，（12）：10