SOLO分類理論在促進(jìn)化學(xué)思維進(jìn)階的驅(qū)動性問題設(shè)計中的應(yīng)用

文/陳志忠

引 言

核心素養(yǎng)背景下的教育目標(biāo)不只是停留在讀、寫、算的層面，而是要指向更高層次的思維，發(fā)展學(xué)生解決復(fù)雜問題的能力。問題是思維的源泉和動力，而問題的設(shè)計更是關(guān)系整個教學(xué)成敗的關(guān)鍵。因此，教師在課堂教學(xué)中應(yīng)讓學(xué)生置身于具有適當(dāng)挑戰(zhàn)性的問題情境中，以驅(qū)動性問題作為學(xué)生思維進(jìn)階的橋梁，促進(jìn)學(xué)生思維進(jìn)階，提升學(xué)生解決復(fù)雜問題的能力。

一、基于SOLO 分類理論的驅(qū)動性問題設(shè)計的理論框架

（一）SOLO 分類理論

SOLO（Structure of Observed Learning Outcome）是指可觀察到的學(xué)習(xí)結(jié)果的結(jié)構(gòu)。圖1是SOLO 分類理論圖式表征[1]，前3 個水平屬于低階思維，后二者為高階思維。

圖1 SOLO分類理論圖式表征

（二）驅(qū)動性問題

驅(qū)動性問題是指以問題為導(dǎo)向，激活學(xué)生的思維，驅(qū)動學(xué)生思維不斷進(jìn)階的一種有效的問題設(shè)計。通過參與以問題為中心的學(xué)習(xí)活動，學(xué)生能從被動接受問題向發(fā)現(xiàn)和提出問題、解決問題過渡，發(fā)揮問題的教學(xué)功能，提升學(xué)生問題、解決問題的能力。

（三）SOLO 分類理論在驅(qū)動性問題設(shè)計中的應(yīng)用

思維進(jìn)階是描述學(xué)生在探究學(xué)習(xí)某一主題時，對學(xué)科知識由現(xiàn)象到本質(zhì)、由簡單到復(fù)雜、由低階到高階逐級深化的思維發(fā)展過程。驅(qū)動性問題在這個轉(zhuǎn)變過程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。而SOLO 分類理論工具，既可以對學(xué)生認(rèn)知發(fā)展水平進(jìn)行科學(xué)測評，外顯學(xué)生的思維層級差異，又可以指導(dǎo)問題驅(qū)動的有效設(shè)計，促進(jìn)學(xué)生思維水平的提升[2]?；赟OLO 分類理論的驅(qū)動性問題的設(shè)計見表1。

表1 基于SOLO分類理論的驅(qū)動性問題的設(shè)計

續(xù)表

二、基于SOLO 分類理論的驅(qū)動性問題設(shè)計的案例分析

（一）基于前結(jié)構(gòu)的問題設(shè)計，走出思維誤區(qū)

學(xué)生在學(xué)習(xí)新知時，往往習(xí)慣調(diào)動已有知識或直覺經(jīng)驗進(jìn)行判斷，容易產(chǎn)生很多錯誤觀念。例如，初學(xué)“物質(zhì)的量”時，學(xué)生會認(rèn)為用質(zhì)量進(jìn)行計算更為簡便而排斥接受物質(zhì)的量；學(xué)習(xí)“強(qiáng)弱電解質(zhì)”時，學(xué)生會認(rèn)為Zn 與同濃度的鹽酸及醋酸反應(yīng)時，與鹽酸反應(yīng)快，產(chǎn)生的氣體也比較多等。學(xué)生的錯誤認(rèn)知恰恰是一種不可或缺的寶貴教學(xué)資源，教師應(yīng)基于學(xué)生的錯誤資源巧妙設(shè)計問題，制造新舊知識的認(rèn)知沖突，揭露沖突根源，外顯思維迷思，以此轉(zhuǎn)變學(xué)生原有錯誤觀念，使其形成科學(xué)、正確的認(rèn)知。

又如，在教學(xué)“強(qiáng)弱電解質(zhì)”時，教師可設(shè)計以下問題：鹽酸是強(qiáng)酸，醋酸是弱酸，請你預(yù)測哪種酸的導(dǎo)電能力強(qiáng)？學(xué)生可能會出現(xiàn)以下錯誤：酸性強(qiáng)則導(dǎo)電能力強(qiáng)，鹽酸導(dǎo)電能力強(qiáng)。這時，教師提供兩份濃度未標(biāo)明濃度的鹽酸與醋酸，讓學(xué)生通過測量電導(dǎo)率進(jìn)行驗證。通過實驗，學(xué)生得出的結(jié)論是醋酸的導(dǎo)電能力強(qiáng)。接著，教師設(shè)計另一組問題：已知常溫下醋酸的電離度為0.42%，1 mo/L 的鹽酸與1 mo/L 醋酸，導(dǎo)電能力誰強(qiáng)？0.01 mo/L 的鹽酸與1 mo/L 醋酸呢？通過一連串的驅(qū)動性問題，推動學(xué)生深入思考。學(xué)生在解決問題后頓悟：錯誤的結(jié)論是源自忽略的離子的濃度這個定量指標(biāo)。

（二）基于單點結(jié)構(gòu)問題設(shè)計，彌補(bǔ)思維偏頗

在分析問題時，學(xué)生總是只根據(jù)一個認(rèn)知維度對問題進(jìn)行分析。這說明學(xué)生在分析、解決問題時，只停留在單點結(jié)構(gòu)認(rèn)知水平上，沒有對所學(xué)知識進(jìn)行溝通，架構(gòu)聯(lián)系。教師設(shè)計問題時，應(yīng)將重心落在單點與多點結(jié)構(gòu)之間，使問題可視化，促使學(xué)生多角度理解知識的內(nèi)涵，從而有效提升分析問題的能力。

以驅(qū)動型問題建構(gòu)判斷溶液酸堿性變化，除了看C（H+）變化還得關(guān)注C（OH-）的變化；判斷平衡移動方向，除了看正速率的變化，還得關(guān)注逆速率的變化；判斷轉(zhuǎn)化率、電離度、濃度，除了看表達(dá)式中分子的變化，還要關(guān)注表達(dá)式中分母的變化。

在教學(xué)書寫電極反應(yīng)式時，教師引導(dǎo)學(xué)生除了關(guān)注化合價變化之外，還要關(guān)注產(chǎn)物的組成形式。在教學(xué)中，筆者設(shè)計一組由氧氣參與的原電池，離子導(dǎo)體分別是中性、堿性、酸性、熔融鹽、固體電解質(zhì)，讓學(xué)生完成氧氣參與的電極反應(yīng)式的書寫。學(xué)生書寫之后，深刻感受到因電解質(zhì)不同而產(chǎn)生的變化，在深深震撼中掌握了正確的思維方法。

在有關(guān)溶液濃度問題的教學(xué)中，為了讓學(xué)生學(xué)會關(guān)注體積這一物理量，教師設(shè)計了兩個對照式的問題：（1）在100 ml 0.1 mol/L 硫酸與400 ml 0.1 mol/L 鹽酸中，C（H+）較大的是？（2）pH=3 的鹽酸與醋酸，消耗的氫氧化鈉較多的是什么？學(xué)生在解答過程中發(fā)現(xiàn)，問題（1）多考慮了體積，而問題（2）中少考慮了體積，這種強(qiáng)烈的對比使學(xué)生很快認(rèn)識到了問題的本質(zhì)。

（三）基于關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)問題設(shè)計，促進(jìn)思維進(jìn)階

從低階思維到高階思維進(jìn)階的關(guān)鍵，是突破多點結(jié)構(gòu)到關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)的障礙，把驅(qū)動問題建立在引導(dǎo)觀察知識之間的內(nèi)在聯(lián)系，從而形成學(xué)科認(rèn)識視角，建構(gòu)學(xué)科觀念上。例如，在教學(xué)鹽溶液顯示酸堿性本質(zhì)問題時，教師設(shè)計以下問題。

問題1：醋酸鈉溶液中存在哪些微粒的電離，如何用化學(xué)符號表示？問題2：醋酸鈉溶液中由水電離出的H+和OH-濃度是相等的，但為什么實驗檢測出溶液中的H+和OH-濃度是不相等的？問題3：鹽電離出什么樣的離子才能影響水的電離平衡？問題4：請用化學(xué)語言表示這種變化，思考它與酸堿中和有何關(guān)聯(lián)？問題5：當(dāng)加水稀釋時，溶液中氫氧根濃度與醋酸根濃度比值如何變化？

教師將問題基于學(xué)生多點結(jié)構(gòu)的認(rèn)知水平上，層層深入，環(huán)環(huán)相扣，促使學(xué)生的認(rèn)知水平從多點結(jié)構(gòu)水平逐步發(fā)展到關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)水平。

（四）基于拓展抽象結(jié)構(gòu)問題設(shè)計，培養(yǎng)高階思維

從關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)進(jìn)階到拓展抽象結(jié)構(gòu)的重點，是要把驅(qū)動問題建立在能力的遷移上，解決復(fù)雜情境下的問題。

（2020年全國Ⅰ卷13 題）以酚酞為指示劑，用0.1000 mol·L-1的NaOH 溶液滴定20.00 mL 未知濃度的二元酸H2A 溶液。溶液中，pH 值、分布系數(shù)δ 隨滴加NaOH 溶液體積VNaOH的變化關(guān)系如圖1所示。[比如A2-的分布系數(shù)：下列敘述正確的是（ ）。

圖1

A.曲線①代表δ（H2A），曲線②代表δ（HA-）

B.H2A 溶液的濃度為0.2000 mol·L-1

C.HA-的電離常數(shù)Ka=1.0×10-2

D.滴定終點時，溶液中c（Na+）＜2c（A2-）+c（HA-）

此題將酸堿滴定過程中，微粒的分布變化曲線與pH 變化曲線結(jié)合在一起，考查學(xué)生分析不同曲線的能力，促進(jìn)學(xué)生的思維層級進(jìn)階到拓展抽象水平。教師在講解時，可以設(shè)計以下驅(qū)動問題促進(jìn)學(xué)生思維水平進(jìn)階（見表2）。

表2

三、基于SOLO 分類理論的驅(qū)動性問題設(shè)計的應(yīng)用特征

（一）基于認(rèn)知學(xué)習(xí)理論，拓寬學(xué)生的思維廣度

基于SOLO 分類理論的驅(qū)動性問題設(shè)計要依托教育心理學(xué)及認(rèn)知學(xué)習(xí)理論，以學(xué)生已有認(rèn)知水平作為問題的起點，將學(xué)科知識和能力要求轉(zhuǎn)換為具有層次性和系統(tǒng)性、相互獨立卻又相互關(guān)聯(lián)的問題，從而指向?qū)W生的學(xué)習(xí)發(fā)展區(qū)。教師在設(shè)計問題時，要注重對學(xué)生易混概念、學(xué)習(xí)困難、認(rèn)知特征的分析，創(chuàng)設(shè)行之有效的驅(qū)動性問題對學(xué)生的思維進(jìn)行解構(gòu)、重構(gòu)，以持續(xù)的問題分析和問題解決，促進(jìn)化學(xué)知識、化學(xué)思維和化學(xué)觀念的結(jié)構(gòu)化，提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。

（二）關(guān)注學(xué)科知識本質(zhì)，挖掘?qū)W生的思維深度

教師可以設(shè)計指向核心本質(zhì)精準(zhǔn)化問題、引導(dǎo)知識建構(gòu)的結(jié)構(gòu)化問題、驅(qū)動課堂進(jìn)行的層次化問題、推動思維發(fā)展的生成化問題和檢驗核心素養(yǎng)達(dá)成的評價性問題等多元化問題體系，挖掘?qū)W生的思維深度。

（三）搭建思維進(jìn)階路徑，增加學(xué)生的思維厚度

在設(shè)計問題時，教師應(yīng)以問題促進(jìn)學(xué)生思維進(jìn)階，多設(shè)計發(fā)散性問題，以化學(xué)實驗證實或證偽、體現(xiàn)化學(xué)學(xué)科特點的實證性問題。此外，教師還可以設(shè)計通過一定努力才能解決的與化學(xué)相關(guān)的新穎問題，或者設(shè)計避免簡單再現(xiàn)化學(xué)中有關(guān)知識和事實類型的挑戰(zhàn)性問題，從而增加學(xué)生的思維厚度。

結(jié) 語

總而言之，驅(qū)動性問題是促進(jìn)學(xué)生思維進(jìn)階的重要途徑。教師要努力為學(xué)生創(chuàng)設(shè)適合學(xué)生發(fā)現(xiàn)、生成新知識的問題情境，重視知識的分化點、生長點和交叉點，以驅(qū)動性問題撬動課堂教學(xué)，拓展學(xué)生思維的廣度、深度和厚度，使學(xué)生形成學(xué)科視角，建構(gòu)學(xué)科觀念，由此及彼、由表及里地實現(xiàn)思維進(jìn)階。