“先行組織者策略”在化學教學設計中的應用例析——以人教版九年級《金屬的化學性質》為例

徐順英 吳兆根

（南京市溧水縣和鳳中學 江蘇 溧水 211218）

環顧我們家里的日常生活用品，如鍋、壺、刀、水龍頭等，它們都是由金屬材料制成的。 金屬材料一直被廣泛的應用著， 學生已經積累了不少有關金屬的感性知識，鋁的利用要比銅和鐵晚得多，但在短短的100 多年里產量大幅度提高并被廣泛的應用，這與金屬化學性質有關。 “研究物質的一般步驟和方法”是新課程標準中的主要內容，也是一種重要而有意義的學習方法。 筆者針對課標要求和教材內容，采用“先行組織者策略”對其教學設計試作探析。

一、 教學設計的指導思想和理論依據

通過探究金屬的化學性質的方法和步驟，讓學生有機會主動地體驗探究過程，在知識的形成、聯系、應用過程中養成科學的態度，獲得科學的方法，在“做科學”的探究實踐中形成學習的意識和能力。 從學生的已有經驗出發， 讓學生在熟悉的生活情景中感受到知識的重要性，認識到化學與日常生活的密切關系，學會分析和解決一些簡單的實際問題。

“先行組織者”（advnce organizer）最先由美國著名心理學家奧蘇貝爾（Ausubel，1960 年）提出的。 “先行組織者”是指在將學習的新材料之前，給學生一種引導性材料，它要比新的學習材料更加抽象、概括和具體綜合性，并且能清晰地反映認知結構中原有的觀念和新的學習任務的聯系（奧蘇貝爾等，1978 年）。 教師在教授新知識前設計恰當的“先行組織者”，能使學生清楚地認識新舊知識間的聯系，關注知識的整體性、結構性，能促使學習者更關注激活已有的認知結構中的知識，從而進行有意義的學習。 因此，本節課的設計思路為：

1.整合教材文本，設計出鏈接學生的認知結構，使新知識同化到元認知中， 這樣才能真正產生有意義的學習，分析教學內容的知識結構，確定教學中的知識重點和難點。

2.分析學生已有的知識，并探究其與所授知識之間聯系，促使學生有意義的學習向更深處延伸。 通過設計好“先行組織者”，有助于建立有意義學習的心向，來幫助學習者認識當前學習內容與自己頭腦中原有認識結構中的那一部分的實質性聯系，促進有意義學習的發生及習得意義的保持。

3. 根據知識的邏輯結構與學生的認知順序，通過設計好“先行組織者”， 縮短學習者已知與新知之間的差距，使學生在有意義地學習新內容之前，幫助他們“已經知道”與“需要知道的”知識之間架設起橋梁。

二、教學背景分析

本課題是以探究金屬活動性順序為核心，認識金屬的化學性質（金屬與氧氣、酸溶液、鹽溶液反應），并且能用金屬活動性順序解釋一些與日常生活有關的化學問題。 教材編寫中基于學生已有的知識基礎，采用了對已知的實驗事實歸納的方法，陳述了大多數金屬都能與氧氣反應，但反應的難易和劇烈程度不同；對置換反應的學習，教材采用了實驗的討論和探究的方法，通過對實驗事實的分析，層層誘導，歸納得出置換反應的特點，并通過對某些金屬的活動性的比較，引出金屬的活動性順序。

三、教學對象分析

在學習本課前， 學生已經學習了非金屬元素氧氣，碳及其化合物的知識，初步了解到認識物質性質的一般步驟和方法。 學生已經學過了 “鎂帶的燃燒”、“加熱銅絲”、 “鐵絲在氧氣中燃燒”、“酸雨對金屬制品的腐蝕”、“實驗室制取氫氣”、質量守恒定律中的“鐵與硫酸銅溶液的反應”等等。 學生雖對金屬的性質有了初步的認識，但由于這些知識分散在教材中，而且以零散知識點的形式平鋪直敘， 學生的認知中缺乏方法論上的組織結構。學生重感性的認知輕理性的歸納總結、重現象的感知輕原理的認識，因此，教師應通過聯系生活、做實驗、觀察信息、 思考過程讓學生真正體驗認識到金屬的化學性質，并通過設計“先行組織者”來促使學生新知識的順應和同化到學生的元認知的結構體系中。

四、教學方法分析

為了便于學生理解內容， 增強教學內容的有序性，突出學生知識的自主構建，在教學策略上，可采用“先行組織者策略”。

五、教學目標

依據新課程標準、 人教版教材的內容和學生的實際，制定如下教學目標：

1.知識與技能

通過探究金屬與氧氣，金屬與稀鹽酸、稀硫酸以及與鹽溶液的置換反應，認識金屬的化學性質和金屬的活動性順序，并且能用金屬活動順序解釋一些與日常生活有關的化學問題。

2. 過程與方法

教師組織、引導和點撥，學生通過實驗探究和討論交流，認識金屬的化學性質及其活動性順序，并初步學會運用觀察、實驗等方法獲取信息，初步學會運用比較、分類、歸納、概括等方法對獲取的信息加工，逐步形成良好學習習慣和方法。

3. 情感態度與價值觀

學生主動參與知識的獲取過程；通過對金屬活動性研究的過程，學習科學探究的方法，培養進行科學探究的能力；通過實驗，培養團隊合作精神。

六、教學重點難點

教學重點：金屬活動性順序的初步探究及方法。

教學難點：用金屬活動性順序規律來判斷置換反應的發生。

七、教學過程設計與板書設計

1.教學流程圖

2. “先行組織者”的呈現

（1）以文字資料的形式呈現（探究某些金屬與氧氣反應），突出知識的概括性。

給學習者一些信息，要求他們結合原有知識和新材料，來培養學生搜集和處理信息的能力、獲取新知識的能力、分析和解決問題的能力。 每一門學科都有自己獨特的知識體系和思維方式， 化學是一門研究物質的組成、性質的學科，應注重學生科學思維和概括能力的培養。

學生閱讀：鎂、鐵、銅與氧氣反應時，三位王子都追求漂亮的公主氧氣，鎂在公眾面前就會大膽跳舞。 鐵是害羞的王子，他不敢在大庭廣眾邀請公主跳舞，只有獨自一人，才敢請氧氣跳舞。 銅是深沉的王子，從來沒有想過與氧氣跳舞，他選擇陪伴氧氣身邊慢慢地變老，一加熱紅色固體慢慢地變成黑色， 金與氧氣幾乎不反應，總之，性格不同，金屬活動性不同。

閱讀體會：初步感知到鎂、鐵、銅、金的化學活動性逐步減弱的事實。

（2）依據已知并結合實驗探究的形式呈現（探究金屬與酸反應），突出知識的過程性。

奧蘇貝爾認為，新知識的學習必須以已有的認知結構為基礎。 認知結構就是一個人觀念的全部內容和組織，或是一個人在某一知識領域的全部觀念和組織。 人類之所以能夠進行有意義的學習，就是因為所學的新知識同原有認知結構中的某些相關概念發生了影響，進而形成新的認知結構。 因此，當學生把教學內容與自己的認知結構相聯系，有意義學習便發生了。

活動與探究：首先，讓學生回憶“酸雨對金屬制品的腐蝕”、“實驗室制取氫氣的原理”。 然后，在4 個試管里分別放入兩小塊鎂、鋅、鐵、銅，分別加入5mL 稀鹽酸，用燃著的小木條放在管口，觀察現象，比較反應的劇烈程度。用稀硫酸代替稀鹽酸實驗。對于能發生的反應，從反應物和生成物的類別如單質、化合物的角度分析，這些反應有什么特點？ 將這一類反應與化合反應、分解反應進行比較。

活動體悟：金屬與稀酸反應的快慢及劇烈程度可判斷金屬的活動強弱及置換反應。

（3）以創設問題情景的形式呈現（探究金屬與鹽溶液反應），突出知識的探究性。

呈現“先行組織者”的基本目的是為新的學習任務提供觀念上的固定點， 增加新舊知識之間的可辨別性，以促進類屬性學習，也就是說，通過呈現“組織者”，給學習者已知的東西與需要知道的東西之間架設一道知識之橋，使他們更有效地學習新材料。

創設情景：在海南島適宜種植芒果樹，每年芒果樹修枝后，都要噴灑濃度為15﹪的硫酸銅溶液殺蟲。 去年椰林村的小王用鐵桶配好農藥后，第二天才噴藥，結果發現害蟲沒殺死，鐵桶壁上有紅色的東西粘在上面。 為什么殺不死害蟲？ 鐵桶壁上的紅色物質是什么？

學生實驗：鐵與硫酸銅溶液、鋁與硫酸銅溶液、銅絲與硝酸銀溶液、鋁與硫酸鎂溶液

引導歸納： 金屬活動性順序K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb （H） Cu Hg Ag Pt Au

3.板書設計

（1）金屬與氧氣反應（Mg、 Al 、 Fe、 Cu）

（2）金屬與稀硫酸、稀鹽酸反應及置換反應

（3）金屬與化合物溶液反應

（4）金屬活動性順序K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag Pt Au（強到弱）

八、 教學反思

1.緊緊圍繞新課程理念，遵照知識結構的邏輯順序及學生的認知順序，設計了恰當的“先行組織者”，為學生學習新知識前提供了一個知識框架，有利于學生更好更快地接受新知識。 教師有意地關注新舊知識的邏輯銜接，并將教學進程導向目標。 有利于教師明確教學目標和邏輯思路，從而把握教學重點和難點，保持穩定的學習動機。

2.教學中以實驗探究作為突破口，引導學生分析總結實驗現象，得出規律。 一方面，通過讓學生回憶“酸雨對金屬制品的腐蝕”、“實驗室制取氫氣” 中金屬與酸反應的事實作為了“先行組織者”，進而讓學生動手動腦對比性實驗探究。 另一方面，通過創設問題情景，聯系生活實際，激發學生學習興趣，激活學生的已知，層層引導，讓學生們歸納出金屬活動性順序，讓學生們感受到金屬活動性順序在工農業生產中的重要應用。

3.“先行組織者”應注意按知識間的內在邏輯順序合理地組織起來，學生通過積極的思維過程，將邏輯上有意義的知識同化為認知結構中的知識，將知識進行認知結構重組，形成一個合理的網絡化的知識結構。 慎重選擇利用具有承上啟下作用的先行組織者，可以給學生學習提供一種暗示，從已知中導引出未知。

總之，“先行組織者策略”對于鞏固學生認知結構中知識的穩定性、可辨別性及培養學生縝密的思維方面具有促進作用，尤其對于成績中及下的學生效果顯著。 其策略不但有利于師生明確教學目標，使學生維持穩定的學習動機， 而且有利于學生在掌握知識的同時發展能力；更加有利于學生掌握認識物質的學習方法。

［1］ 王祖浩. 化學教育心理學 ［M］. 南寧： 廣西教育出版社，2007.1：474～495

［2］ 楊劍春. 初中化學教學建議［M］.南京：南京師范大學出版社，2010.8：155～159