基于SOLO分類理論的四重表征教學模式在高中化學教學中的應用

李海玲

摘? ?要：SOLO分類理論，意為可觀察的學習成果的結(jié)構(gòu)，是一種以等級描述為特征的質(zhì)性評價方法，將學生的認知發(fā)展水平劃分為5個水平。將SOLO分類理論結(jié)合“宏觀—微觀—符號—曲線”四重表征的教學模式進行了教學研究，探討了該理論在化學元素化合物知識教學中，解決學生對元素化合物知識理解困難，不能形成體系的困難，同時提高課堂教學的效率。

關(guān)鍵詞：SOLO分類理論;四重表征;化學教學

1? ? SOLO分類評價理論

“SOLO分類評價理論”可觀察的學習成果結(jié)構(gòu)（Structure of the Observed Learning Outcome，SOLO），是由彼格斯教授提出的一種以等級描述為特征的質(zhì)性評價方法。通過評價學生掌握知識的“質(zhì)”而不是“量”來評價學生的學習成果。SOLO分類理論將學生思維層次分為5個層次：前結(jié)構(gòu)水平、單點結(jié)構(gòu)水平、多點結(jié)構(gòu)水平、關(guān)聯(lián)水平、拓展抽象思維水平。SOLO分類理論既反映了學生認知水平需要從前種水平向后一種水平發(fā)展的過程，同時反應出學生認知水平中質(zhì)的差異又反映了量的差異[1]，有助于引導學生的認知水平向更高的水平發(fā)展。

1.1? 前結(jié)構(gòu)層次

學生的思維水平處于一種低認知水平，思維處于混亂狀態(tài)，不明白、不理解化學問題，無法提出自己的想法解決化學問題。

1.2? 單點結(jié)構(gòu)層次

學生僅僅能夠運用一個知識點或者一個有用的信息去解決問題，只關(guān)注到問題的一個方面，缺乏對問題的整體性把握。

1.3? 多點層次結(jié)構(gòu)

學生能夠根據(jù)多個與問題有關(guān)的知識點或者多個有用的信息去解決問題，但是卻沒有將有用的信息進行整合，或者只是將其中幾個知識點相聯(lián)系，未能形成知識網(wǎng)絡。

1.4? 關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)層次

學生能夠?qū)⑴c問題有關(guān)的所有知識點有效地聯(lián)系整合起來，并且形成一個知識網(wǎng)絡去解決問題，教師可以根據(jù)學生回答問題的完整性分析學生對知識的掌握程度及其思維水平。

1.5? 拓展抽象結(jié)構(gòu)層次

學生能夠?qū)⒄掀饋淼南嚓P(guān)知識，遷移到其他新的領域中，此階段學生的思維發(fā)展為可以對知識進行遷移、應用。

2? ? 四重表征

四重表征教學是對物理或化學變化從“宏觀—微觀— 符號—曲線”四重角度進行表征與表征間相互轉(zhuǎn)換的教學模式。[2]宏觀表征是指顏色、狀態(tài)、氣味等方面可觀察的宏觀現(xiàn)象在學習者頭腦中的反映;微觀表征是指微粒組成結(jié)構(gòu)、相互作用及變化等微觀屬性在學習者頭腦中的反映;符號表征是指化學式、化學方程式等符號形式在學習者頭腦中的反映;曲線表征是指將化學反應中的數(shù)據(jù)變化以定量的曲線形式在坐標軸中記錄下來，其中曲線的起點、拐點和終點反映了化學反應中的變化趨勢，是將宏觀表征和微觀表征聯(lián)系起來的橋梁[3]。四重表征教學方式，相互聯(lián)系，有效地將知識形成一個完整的體系，有助于學生全面、深刻地掌握化學知識，同時也培養(yǎng)了學生對圖像問題的解決能力。

下面將結(jié)合高一化學中的元素化合物知識鋁的化合物的教學運用基于SOLO分類理論的四重表征教學模式中。

3? ? 基于SOLO分類理論的四重表征的教學模式的教學過程

3.1? 單點結(jié)構(gòu)—宏觀表征

教師：（實驗1）在一支盛有AlCl3的試管中不斷滴入NaOH溶液，讓學生觀察實驗現(xiàn)象。

學生：描述實驗現(xiàn)象：試管中先產(chǎn)生白色沉淀，隨著NaOH溶液的不斷加入，沉淀逐漸溶解。

教師：教師繼續(xù)向?qū)嶒?中所得溶液中不斷地滴入HCl溶液，讓學生觀察實驗現(xiàn)象。

學生：溶液又開始產(chǎn)生白色沉淀，但是隨著HCl溶液的加入，沉淀又逐漸溶解。

設計意圖：教師先通過明顯的實驗現(xiàn)象在學生的記憶中留下深刻的印象，同時為老師后續(xù)的教學做鋪墊，在做實驗的過程中通過引導學生觀察實驗現(xiàn)象，學生能準確描述實驗現(xiàn)象，使學生認知水平達到單一結(jié)構(gòu)水平。

3.2? 多點結(jié)構(gòu)—微觀解釋

教師：向AlCl3溶液中不斷滴入NaOH溶液，先生成Al（OH）3沉淀，Al（OH）3繼續(xù)跟NaOH反應生成NaAlO2，即生成了一種新離子AlO2-，再向溶液中不斷地滴入HCl溶液，AlO2-會與H+反應生成Al（OH）3，生成的Al（OH）3會隨著HCl溶液的增加而溶解。

設計意圖：教師通過結(jié)合前面的實驗現(xiàn)象，解釋溶液中涉及的微粒的種類和數(shù)量的變化，說明了實驗現(xiàn)象變化的原因從而使學生的認知水平達到多點結(jié)構(gòu)水平。

3.3? 關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)水平—“宏觀—微觀—符號”三重表征

鋁三角三重表征如圖1所示。

教師：通過鋁三角結(jié)合具體的實驗現(xiàn)象寫出化學方程式。

教師：AlCl3的試管中不斷滴入NaOH溶液，實驗現(xiàn)象是什么？

學生：先生成Al（OH）3沉淀然后隨著NaOH的增加，沉淀溶解生成 NaAlO2。

教師：該實驗現(xiàn)象涉及的具體的化學方程式如下：

①AlCl3+3NaOH== Al（OH）3+3NaCl

② Al（OH）3+ NaOH== NaAlO2+2H2O

教師：由實驗現(xiàn)象和化學方程式可知，要想直接獲得1 mol的NaAlO2需要加入4 mol的NaOH（NaOH>4 mol即可），由此我們推出方程式：

③ AlCl3+4NaOH== NaAlO2+2H2O+3NaCl

教師：向NaAlO2溶液中不斷滴入HCl溶液，實驗現(xiàn)象是什么？

學生：先生成Al（OH）3沉淀，后沉淀溶解。

教師：該實驗現(xiàn)象涉及的具體的化學方程式如下：

④ NaAlO2+HCl+ H2O== Al（OH）3+ NaCl

⑤ Al（OH）3+3HCl== AlCl3+3H2O

教師：由前兩個化學方程式，我們可以推出在NaAlO2溶液中直接加入過量的鹽酸就會直接生成AlCl3溶液（NaAlO2/HCl≤1/4）即可推出下面的方程式：

⑤ NaAlO2+4HCl== AlCl3+2H2O+NaCl

設計意圖：在教師的引導下，結(jié)合具體的實驗現(xiàn)象，把前兩個教學環(huán)節(jié)中收集到的信息，整合起來，寫出化學方程式，便于學生真正理解實驗現(xiàn)象的本質(zhì)，同時有利于整合有關(guān)鋁三角的知識點，使學生的認知水平達到關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)水平。

3.4? 抽象概括結(jié)構(gòu)水平—“宏觀—微觀—符號—曲線”

（1）向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液至過量（見圖2）。

教師：由AlCl3+3NaOH==Al（OH）3+3NaCl方程式我們可以知道AlCl3與NaOH的物質(zhì)的量之比為1∶3，所以在圖2中，當NaOH的物質(zhì)的量為3 mol時，產(chǎn)生的Al（OH）3的物質(zhì)的量最大，由方程式Al（OH）3+NaOH=NaAlO2+2H2O可知Al（OH）3和NaOH的物質(zhì)的量之比為1∶1，綜上所述圖像中拐點處NaOH的物質(zhì)的量前后之比為3∶1。

（2）向NaAlO2溶液中加入HCl至過量（見圖3）。

教師：由方程式NaAlO2+HCl+H2O==Al（OH）3+ NaCl可知AlO2-與H+物質(zhì)的量之比為1∶1，由方程式Al（OH）3+3HCl== AlCl3+3H2O可知Al（OH）3與HCl的物質(zhì)的量之比為1∶3，所以圖3中拐點處HCl的物質(zhì)的量之比為1∶3。

設計意圖：教師借助圖像結(jié)合前兩個環(huán)節(jié)中學到的相關(guān)化學方程式和實驗現(xiàn)象結(jié)合起來，從宏觀現(xiàn)象、微觀變化、符合表示、再到圖像表征，讓學生能更好地將整個章節(jié)的知識點整合到一起，并且?guī)椭鷮W生更加深刻理解與鋁三角有關(guān)的知識點，提高課堂教學效果的同時使學生的認知水平發(fā)展到抽象概括水平。

將四重表征與教學相結(jié)合運用到元素化合物知識的教學中，有助于學生能深入了解化學知識的內(nèi)涵，同時也讓學生能有效地將知識點整合起來，解決學生對元素化合物知識理解困難，不能形成體系的不足，同時提高課堂教學的效率。教師可以從整體出發(fā)，結(jié)合SOLO分類理論的幾個發(fā)展水平，從宏觀性質(zhì)實驗，微粒相互作用、變化，化學方程式，曲線圖像四重角度進行教學設計使一個化學知識點在宏觀、微觀、符號和曲線4個不同層面具有不同的存在形式[4]。

4? ? 結(jié)語

目前，SOLO分類評價理論在教學中的應用非常廣泛，但還沒有得到足夠的重視，通過將SOLO分類理論與四重表征模式相結(jié)合運用在元素化合物知識的教學中，以期能夠引起一線老師對SOLO分類理論的關(guān)注。

[參考文獻]

[1]王兆怡.基于SOLO分類理論的初中化學教學目標設計探析[J].考試周刊，2017（18）：127-128.

[2]劉彩燕.高中化學概念的四重表征教學模式的設計與應用研究[D].廣州：華南師范大學，2009.

[3]劉? 婷，林鴻錦，錢揚義，等. 應用數(shù)字化手持技術(shù)實驗探究“濃度對化學反應速率影響”的教學實踐 [J].中學化學教學參考，2012（8）：10-13.

[4]韋新平.基于SOLO分類理論的化學“四重表征”教學研究—以“濃度對化學平衡的影響”[J].化學教學，2013（10）：31-49。