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中学化学练习中的“先行组织者”解析(上)

(2009-07-04 16:27:18)
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杂谈

作者:竺丽英  …    文章来源:学科教育2004年第8期 

[摘要] 中学化学练习中经常有“先行组织者”模式的运用,特别是信息迁移题。解决化学组织者问题应该加强学生已有知识的清晰性和稳定性,针对不同的组织者类型采用不同的方法。练习中的组织者作用与一般的组织者稍有差别,主要是为了提高学生的理解能力和学习效果,强化学生的认知结构,促进知识的保持和迁移。

“先行组织者”是奥苏伯尔于20世纪60年代提出的一个概念,根据他的解释,先行组织者是学习任务开始之前提供给学生的引导性材料,要比学习任务本身有较高的抽象、概括和综合水平,并且能清晰地与认知结构中原有的观念和新学习任务关联。它可以是一个概念,或是概念间的相互联系,但不管组织者的形式如何,其基本目的是为新的学习任务提供观念上的固定点,增加新旧知识之间的可辨别性,以促进类属性学习,也就是说,通过呈现“组织者”,给学习者已知的东西与需要知道的东西之间架设一道知识之桥,使他们更有效地学习新材料[1]

中学化学练习中,我们经常可以发现先行组织者的应用,特别是近年来比较流行的信息迁移题,几乎都是常用这种模式:给学习者一些信息,要求他们结合原有知识和新材料解题,以此来培养学生搜集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力。每一门学科都有自己独特的知识体系和思维方式,化学是一门研究物质的结构、组成、性质的学科,注重学生科学思维和探究能力的培养,因此,化学练习中的先行组织者通常是一些基本概念、命题、原理、规律、法则等。

根据不同的作用,化学练习中的组织者通常可以分为两类:陈述性组织者和比较性组织者。陈述性组织者给出一个抽象的概念,例如:“绿色商品”是对环境无污染的商品,下列属于绿色商品的是(  )

A.含氟冰箱   B.含铅汽油   C.含磷洗涤剂   D.含碘食盐

比较性组织者更多的用于学生相对熟悉的材料,用于比较新材料与认知结构中相类似的材料,从而增强新旧知识之间的可辨别性,避免由于相似而造成的概念混淆;例如,同一主族元素之间性质的差异,同分异构体不同结构的比较,同位素与同素异形体的区别等,都是比较性组织者。

先行组织者模式一般分为三个活动阶段[2]。第一阶段是讲解组织者,引起学生注意,阐明课程目标,确认问题最本质的属性,促进学生相关知识和经验的意识。第二阶段是提出学习任务或学习材料,可以通过讲授、讨论、影片、实验等方法,目的是明确学习内容的组织系统,使学生能够对学习方向有一个综合的认识、能看到材料的逻辑顺序以及这一组织与先行组织者之间的关系。

第三阶段是强化认知系统,检验学习材料和已有观念之间的联系,帮助学生形成积极的学习程序。下面我们就用具体实例来分析化学信息迁移题中“先行组织者”模式的应用。

1.60年代美国化学家鲍林提出了一个经验规则:设含氧酸的化学式为HnROm,其(m-n)为非羟基氧原子数。鲍林认为含氧酸的强弱与非羟基氧原子数目(m-n)的关系见下表,试简要回答下列问题。

 

 

 

①按此规则,判断H3AsO4H 2C2O4HMnO4酸性由强到弱的顺序。

H3PO3H3AsO3的形式一样,但酸性强弱相差较大,已知H3PO3为中强酸,H3AsO3为弱酸,H2SO4为强酸,它的分子结构是

 

(其中—OH为羟基,其余的氧为非羟基氧),试推断H3PO3H3AsO3的结构。

③按此规则,碳酸应属于酸,与通常认为的碳酸的强度是否一致?可能原因是什么?

解析:             

呈现先行组织者:             

以鲍林的经验规则为先行组织者,直接提出了含氧酸的强弱与非羟基氧原子数目有一定的关系,并用学生熟悉的HClOH3PO4HNO3HClO4为具体实例,进一步揭示了非羟基氧原子数目,即(m-n)越大,含氧酸的酸性就越强,唤醒了学生先前的知识和体验,为问题①的解决指明了方向。提出学习任务:

问题①是鲍林规则的简单应用,只要计算每种酸的(m-n)值,从大到小排列,就可以得到三种酸酸性由强到弱的准确顺序。

 强化认知系统:

问题②、③提出了鲍林规则的不适用性。H3PO3H3AsO3的形式相同,依据鲍林规则,两者的(m-n)=0,应该都是弱酸,而实际表明H3PO3是中强酸;H2SO4的分子结构是解决本题的关键线索,暗示学生分子结构对酸性强弱有一定的影响,进一步映证了化学中“物质的结构决定性质,性质决定用途”的重要规则。问题③要求学生对H2CO3的弱酸性提出自己的假设……。

解析例1的关键在于理解鲍林规则的实质———非羟基氧原子数目越大,含氧酸的酸性就越强;同时,要求学生运用整体综合的原则,缜密思考,理解事物的多因素性和知识的暂时性,懂得化学中没有“放之四海而皆准”的真理,认识化学是一门理论与实践相结合的学科,当两者发生矛盾和冲突时,“实践是检验真理的唯一标准”,有助于培养学生的批判性思维能力、获取和加工信息的能力。

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