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三、高中化学新教材先行组织者促进化学学习的机制分析
对学习者生理和心理产生影响的事件都会不同程度地影响学习者的学习,其中最主要的影响因素包括学习者已有的认知结构与知识原型(如知识的数量、知识的清晰性、知识的稳定性及知识之间的联系等)、学习兴趣和态度、学习内容的难易、学习指导与学习条件等等。国内有学者将先行组织者划分到学习指导的范畴,认为先行组织者的作用主要体现在促进学习动机的强化和影响学习的全过程(即信息加工过程)。[10]受此启发并结合化学学科的特点,笔者主要从以下6个角度探讨高中化学新教材先行组织者促进化学学习的机制。
(一)唤起对学习内容的注意
学习者对学习内容的注意,实质上是对外来信息的注意。美国心理学家梅耶认为,到达短期记忆的外来信息的有效分量主要取决于学习者的注意量的大小;同时,这部分外来信息的形式又主要受学习者的注意的选择性的影响。[3]先行组织者本身具有较好的“依附”或“锚固”(anchoringfocus)功能,能为学习者提供有效的脚手架(scaffolding),同时能促进学习和防止错误干扰。[2]例如《化学2》(人教版,2004年5月第1版)里,在学习“化学键”知识前,先以一小段文字开篇:“从元素周期表我们可以看出,到目前为止,已经发现的元素只有一百多种。然而,由这一百多种元素的原子组成的物质却数以千万计。那么,元素的原子通过什么作用形成如此丰富多彩的物质呢?”这段文字作为先行组织者,以疑问的口吻激发学生的好奇心,唤起学生对新学习材料即化学键知识的注意。此外,如前所述,先行组织者也可以一幅简单图画的形式出现。如《化学1》(人教版,2004年5月第1版)的图21,作为先行组织者有利于唤起学生视觉上的注意,帮助学生将图书馆中陈列的图书与需要分类的化学物质进行类比,促使其掌握物质的分类方法。
(二)增强学习兴趣
心理学中一般将学生的智力因素看作学习的操作系统,而将学生的非智力因素(如学习兴趣等)视为学习的动力系统,不难想象,没有动力系统参与的学习将会相对比较困难,因此,激发学生的化学学习兴趣非常有利于促进其化学学习。国内不少研究表明,中学化学教师较多倾向于通过化学实验增强学生的化学学习兴趣。[11]如《化学:实验化学》(苏教版,2006年2月第1版)的“铝热反应”演示实验可扮演先行组织者的角色,即通过引人入的实验现象激发与增强学生的兴趣,有助于学生更好理解铝热反应的实质。《化学1》(人教版,2004年5月第1版)的铁粉与水蒸气反应的实验装置可作为先行组织者,帮助学生理解铁与水蒸气反应的原理,从而有利于引导学生进行科学探究:在另外给定的实验仪器与药品的前提下,设计一套铁与水蒸气反应的简单实验装置。[12]结合笔者的教学实践看,课堂演示型实验与探究型实验均在不同程度增强学生学习化学的兴趣。因此将教材中的化学实验作为先行组织者处理,有助于学习者较顺利地将新学习内容同化于原有的认知结构中;也有利于学生通过回忆与理解化学实验达到对相关化学原理与知识的掌握与内化。
(三)提供储备知识
学习者在面临新的化学学习情境之前,已在长期记忆中贮有大量的化学知识与策略[3],而先行组织者的主要功用之一即适时为学习者提供这些储备知识,有助于学习者重视自己认知结构中已有的化学概念和知识,并在此结构上构建新的化学知识,从而促进其化学学习。例如《化学:物质结构与性质》(人教版,2004年12月第1版)第二章中,在引入σ键的概念及其形成过程之前,先给学生呈现比较性先行组织者:“用电子式表示H2、HCl、和Cl2分子的形成过程”和“用电子云描述氢原子形成氢分子的过程”,有助于学生结合原有的储备知识学习新的共价键概念及其形成原理。再如《化学:化学反应原理》(人教版,2004年5月第1版)在讲述盖斯定律“化学反应的反应热只与反应体系的始态与终态有关”之前,以说明性先行组织者的形式,在教材正文的侧边附加图18,意欲通过“山的高度与上山的途径无关”这一原理,类推“化学反应热与反应的途径无关”这一结论。
(四)建立外在联系
建立外在联系主要是指学习者将贮存于长期记忆的储备知识转移到短期记忆,然后学习者能将新旧知识加以统整,用自己的语言文字将信息呈现出来。而先行组织者最重要的作用即尽可能缩短学习者已有储备知识与新的学习内容之间的差距,有效地将两者联系起来。国外的奥苏贝尔强调,先行组织者的主要功能是在学习者学习新内容之前,在其已有知识与新知识之间架设一道桥梁,而这种功能促使学习者对将要学习的较细节性和较分化性的教材,能更稳固地加以结合与保持。[13]我国学者施良方[14]与沈生民[15]也主张在实际教学中应重视先行组织者的这种“桥梁”、“线索”或“支架”作用。例如,《化学2》(山东版,2005年8月第2版)选取不少学生在初中所学且已较好贮存为长期记忆的知识“最外层8电子稳定结构”作为说明性先行组织者,有助于学生更好地理解离子键形成的本质。
(五)促进记忆编码
如前所述,先行组织者有利于学生将新的学习内容同化到原有的认知结构中,且有助于新知识的“锚固”。然而在新旧知识相互作用过程中,若学习者能进行有效的记忆编码,使原有知识发生所谓的“意义遗忘”,从而变得更为稳定。例如,《化学1》(人教版,2004年5月第1版)第57页的“角色扮演”材料可用作先行组织者,有助于学生在活动中发挥各自的聪明才智,讨论是否应停止使用铝罐的主题,等活动将近结束时,教师可引导学生分析各自阐述的观点中都涉及了铝的哪些物理性质和化学性质。这样学生在活动中的情感交流与真实体验会有助于其进行新知识的编码。[16]另外,先行组织者的利用过程,也是旧知识的复习与应用过程,这也有利于原有知识的保持与稳定。
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