基于SOLO分類理論的高中化學(xué)問題式教學(xué)設(shè)計(jì)

張澤玉 陳懷俠

摘 ? 要：基于SOLO分類理論設(shè)計(jì)高中化學(xué)問題式教學(xué)，可以解決問題式教學(xué)在實(shí)際應(yīng)用中存在的不足。在進(jìn)行高中化學(xué)問題式教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)從學(xué)情出發(fā)，分模塊、分學(xué)段地設(shè)計(jì)有梯度的問題，依據(jù)不同化學(xué)知識的特點(diǎn)，適當(dāng)調(diào)整問題的SOLO水平層次，給學(xué)生充分的發(fā)揮空間，以提升問題式教學(xué)效果，促進(jìn)學(xué)生思維水平的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：高中化學(xué)教學(xué)；SOLO分類理論；問題式教學(xué)

問題式教學(xué)有助于發(fā)散學(xué)生思維，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力，對高中化學(xué)教學(xué)有著極其重要的意義。但在實(shí)際教學(xué)中，教師所設(shè)計(jì)的教學(xué)問題往往隨意化、形式化嚴(yán)重，或者問題機(jī)械死板，不夠嚴(yán)謹(jǐn)，缺少科學(xué)性與系統(tǒng)性，這樣的教學(xué)活動并不能有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也難以通過問題了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況。這主要是由于教師對于問題的設(shè)計(jì)缺乏理論支撐，因此很難把握設(shè)計(jì)問題的標(biāo)準(zhǔn)并對所設(shè)計(jì)的問題進(jìn)行評價(jià)。同時(shí)，對學(xué)生的回答采取量性評價(jià)居多，忽略了質(zhì)性評價(jià)的重要性，未注重評價(jià)學(xué)生的思維狀況以及認(rèn)知結(jié)構(gòu)。依據(jù)SOLO分類理論設(shè)計(jì)高中化學(xué)問題式教學(xué)，可以提高問題式教學(xué)的科學(xué)性，從而有效提升教學(xué)效果。

1 ?SOLO分類理論概述

SOLO（structure of the observed learning outcomes）意為“可觀測的學(xué)習(xí)結(jié)果的結(jié)構(gòu)”。SOLO分類理論由澳大利亞著名教育學(xué)家比格斯及其團(tuán)隊(duì)首先提出來。該理論指出的認(rèn)知發(fā)展在總體上具有階段性，而且在執(zhí)行某個(gè)具體事件時(shí)，人的思維也表現(xiàn)出階段性。SOLO分類理論的基本內(nèi)涵可用圖1表示。該理論根據(jù)學(xué)習(xí)者對問題的反饋，把學(xué)生的思維水平分為前結(jié)構(gòu)水平、單一結(jié)構(gòu)水平、多元結(jié)構(gòu)水平、關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)水平和拓展抽象結(jié)構(gòu)水平五個(gè)結(jié)構(gòu)層次。其中前結(jié)構(gòu)是指學(xué)生的思維邏輯混亂；單一結(jié)構(gòu)是指學(xué)生只能聯(lián)系單一事件解決問題；多元結(jié)構(gòu)是指學(xué)生能聯(lián)系多個(gè)孤立事件解決問題，但不能將孤立事件進(jìn)行有機(jī)整合；關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)是指學(xué)生能夠有機(jī)整合各部分內(nèi)容使之成為一個(gè)整體，進(jìn)而解決較為復(fù)雜的具體問題；拓展抽象結(jié)構(gòu)是指學(xué)生會歸納問題以外的抽象知識，能夠解決陌生情景下的問題[ 1 ]。

2 ?SOLO分類理論在高中化學(xué)問題式教學(xué)中的應(yīng)用

由于前結(jié)構(gòu)水平是指學(xué)生思維混亂，沒有真正理解學(xué)習(xí)內(nèi)容，而高中生在初中的學(xué)習(xí)中，已經(jīng)有了一定的化學(xué)基礎(chǔ)知識，對化學(xué)學(xué)科產(chǎn)生了基本的了解，所以高中化學(xué)問題式教學(xué)很少涉及前結(jié)構(gòu)水平的考查，在此選擇后四個(gè)指標(biāo)作為劃分的標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

SOLO分類理論的前三個(gè)水平從知識點(diǎn)數(shù)量的角度來評價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)，而后兩個(gè)水平則以知識點(diǎn)數(shù)量為基礎(chǔ)，從認(rèn)知結(jié)構(gòu)的角度評價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)。用SOLO理論指導(dǎo)化學(xué)問題式教學(xué)要求學(xué)生整體并深入地理解化學(xué)知識，并且建立不同化學(xué)知識之間的有機(jī)聯(lián)系，完善化學(xué)學(xué)習(xí)的認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)[ 2 ]。SOLO分類理論以知識點(diǎn)數(shù)量和認(rèn)知結(jié)構(gòu)對學(xué)生的認(rèn)知水平進(jìn)行二維評價(jià)，將質(zhì)性評價(jià)與量性評價(jià)相結(jié)合，過程性評價(jià)與終結(jié)性評價(jià)相統(tǒng)一，使學(xué)生在掌握知識的前提下，進(jìn)一步提升思維水平，促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新精神與問題解決能力的培養(yǎng)。

3 ?基于SOLO分類理論設(shè)計(jì)高中化學(xué)問題式教學(xué)

3.1 ?基于學(xué)科思維設(shè)計(jì)開放性問題

化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，對學(xué)生的邏輯思維要求較高。因此，高中化學(xué)問題式教學(xué)的意義并不僅僅在于得到學(xué)生的正確答案，而是從問題出發(fā)，啟迪學(xué)生思維。所以應(yīng)盡可能設(shè)計(jì)開放性問題，通過開放性問題展示學(xué)生的不同水平，進(jìn)而根據(jù)學(xué)生的不同水平設(shè)置不同SOLO結(jié)構(gòu)的任務(wù)，滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需要（是指學(xué)習(xí)者目前達(dá)到的水平和教學(xué)目標(biāo)期望學(xué)習(xí)者達(dá)到的水平之間的差距）。

相反，如果問題的限制過多，學(xué)生很難在回答問題時(shí)表現(xiàn)出不同的思維水平，這類問題本身就限定了對它的回答必須到達(dá)SOLO學(xué)習(xí)結(jié)果分類系統(tǒng)中的某一個(gè)水平。例如：“天然氣的主要成分是什么？它有什么化學(xué)性質(zhì)？”這種題目的正確答案是單一的，只能考察學(xué)生的機(jī)械記憶能力，并不能引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深入的化學(xué)思考。還有一些題目本身就限定了對它的回答只能在SOLO層次的某個(gè)較高的水平上。例如：你能以化學(xué)的視角解釋用鐵鍋燒菜補(bǔ)鐵、補(bǔ)鐵劑不能和濃茶同服且要搭配維生素C這些生活中的問題嗎？這個(gè)問題的回答至少是一個(gè)多元結(jié)構(gòu)的回答（即首先要聯(lián)系所學(xué)鐵元素的化學(xué)性質(zhì)，同時(shí)考慮茶葉中含有的化學(xué)物質(zhì)，再根據(jù)兩者之間可能會發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)來解釋問題）。對問題的限定過多往往很難體現(xiàn)出學(xué)生所處的不同思維水平，極易使教學(xué)發(fā)生“一刀切”的狀況，大大降低了化學(xué)問題式教學(xué)的效果。

3.2 ?分模塊，分學(xué)段設(shè)計(jì)化學(xué)問題

高中化學(xué)在不同模塊和不同學(xué)段下的教學(xué)目標(biāo)不同，對學(xué)生思維結(jié)構(gòu)的要求也不同，在設(shè)計(jì)問題式教學(xué)時(shí)，應(yīng)先分析內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)，將課標(biāo)對應(yīng)形容動詞進(jìn)行SOLO層次轉(zhuǎn)換，對不同知識進(jìn)行SOLO表征，明確教學(xué)目標(biāo)與學(xué)生的學(xué)習(xí)任務(wù)，再根據(jù)SOLO水平層次設(shè)計(jì)問題。

（1）分模塊設(shè)計(jì)問題：高中化學(xué)主要包含原理性知識、概念性知識、元素化合物知識和化學(xué)實(shí)驗(yàn)知識等多個(gè)知識模塊，各模塊內(nèi)容的教學(xué)重點(diǎn)與教學(xué)目標(biāo)各不相同，在設(shè)計(jì)問題時(shí)要依據(jù)知識特點(diǎn)的不同，分模塊設(shè)計(jì)教學(xué)問題[ 3 ]。例如元素化合物模塊中的“金屬及其化合物”主題的內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)是“結(jié)合真實(shí)情境中的應(yīng)用實(shí)例或通過實(shí)驗(yàn)探究，了解鈉、鐵及其重要化合物的主要性質(zhì)，了解這些物質(zhì)在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用”[ 4 ]。對此內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行SOLO表征（表2列舉了課程內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)描述的動詞與SOLO水平層次的匹配關(guān)系），確定其SOLO水平層次為關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)，以此確定這一化學(xué)模塊教學(xué)的中心任務(wù)，從而設(shè)置相應(yīng)SOLO層次的問題，展開此模塊的化學(xué)問題式教學(xué)。

（2）學(xué)段設(shè)計(jì)問題：高中化學(xué)知識在不同學(xué)段是螺旋上升的，學(xué)生在不同學(xué)段下的知識儲備也有所差別，因此教學(xué)目標(biāo)也不相同?？梢詫⒏咧谢瘜W(xué)學(xué)段分為必修階段、選修階段、高三高階階段這三個(gè)學(xué)段，根據(jù)學(xué)生的思維發(fā)展?fàn)顩r以及知識掌握情況分學(xué)段設(shè)計(jì)不同的化學(xué)問題展開教學(xué)[ 5 ]。表3是高中化學(xué)知識氧化還原反應(yīng)概念在不同學(xué)段下的問題式教學(xué)設(shè)計(jì)示例。

3.3 ?適當(dāng)調(diào)整問題的SOLO層次

在高中化學(xué)的實(shí)際教學(xué)中，由于不同化學(xué)知識的特點(diǎn)不同，因此在設(shè)計(jì)問題式教學(xué)時(shí)不能一概而論，所以為了增強(qiáng)SOLO分類理論對學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)分析的適切性，應(yīng)當(dāng)從知識特點(diǎn)出發(fā)，認(rèn)真分辨化學(xué)關(guān)系的難度，從而對SOLO水平的劃分做出一定的微調(diào)，建立適應(yīng)不同知識的SOLO水平層次[ 6 ]。

以元素化合物模塊的問題式教學(xué)設(shè)計(jì)為例：元素化合物模塊主要包括相應(yīng)物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)以及應(yīng)用等內(nèi)容。在高中化學(xué)知識體系中，元素化合物知識是整個(gè)學(xué)科知識的基礎(chǔ)，同時(shí)這一模塊知識點(diǎn)繁雜，知識內(nèi)在聯(lián)系緊密，規(guī)律性較強(qiáng)。以上知識特點(diǎn)決定了對此內(nèi)容進(jìn)行問題式教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，不能簡單將其劃分為四個(gè)水平層次，因?yàn)閷W(xué)生對相關(guān)知識的掌握可能存在更多不同的水平，可以將“多元結(jié)構(gòu)”水平由低到高劃分為更具體的層次：按知識點(diǎn)數(shù)量分為多元結(jié)構(gòu)I和多元結(jié)構(gòu)II，其中多元結(jié)構(gòu)II涉及的知識點(diǎn)多于多元結(jié)構(gòu)I。設(shè)計(jì)問題時(shí)細(xì)分SOLO層次更有利于獲取學(xué)生的真實(shí)水平，而不會顯得過于籠統(tǒng)。

3.4 ?根據(jù)學(xué)情設(shè)計(jì)有梯度的問題鏈

SOLO水平層次是螺旋上升，層層遞進(jìn)的，前一層次為后一層次的基礎(chǔ)，后一層次必須建立在前面的幾個(gè)層次的基礎(chǔ)上。因此依據(jù)SOLO分類理論設(shè)計(jì)問題式教學(xué)時(shí)，應(yīng)注意所設(shè)計(jì)的問題要與學(xué)生的水平相適應(yīng)，既要在學(xué)生自身能力可達(dá)到的范圍內(nèi)，又要具有一定挑戰(zhàn)性，需要學(xué)生在當(dāng)前知識背景下通過一定的探究來解釋問題，在探究活動中啟迪學(xué)生高階思維，使學(xué)生的思維水平達(dá)到后一SOLO水平層次。在實(shí)際教學(xué)中，應(yīng)當(dāng)分析具體教學(xué)內(nèi)容，了解學(xué)生現(xiàn)有思維水平，從而設(shè)計(jì)出科學(xué)有效的問題。在此基礎(chǔ)上可以設(shè)計(jì)一系列梯度性問題組成的問題鏈進(jìn)行教學(xué)，問題鏈中包含的問題應(yīng)環(huán)環(huán)相扣，思維結(jié)構(gòu)逐漸上升，啟迪學(xué)生思考，優(yōu)化學(xué)生思維[ 7 ]?？梢詫⒄n堂教學(xué)分為三個(gè)階段設(shè)計(jì)問題式教學(xué)：

課前：低層次問題，以相關(guān)生活性問題引入教學(xué)，學(xué)生聯(lián)系生活經(jīng)驗(yàn)與舊知作答，從學(xué)生的回答中尋找學(xué)生的認(rèn)知沖突，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

課堂：中層次問題，主要是為了及時(shí)反饋學(xué)情，了解學(xué)生對知識的理解與掌握程度，進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)知識間的有機(jī)聯(lián)系，構(gòu)建認(rèn)知結(jié)構(gòu)，同時(shí)教師根據(jù)學(xué)生的反饋程度及時(shí)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容。

課后：高層次問題，聯(lián)系社會情境，設(shè)計(jì)與當(dāng)今學(xué)科前沿內(nèi)容相關(guān)的開放性問題，要求學(xué)生自行設(shè)計(jì)相關(guān)探究活動，進(jìn)行一定的實(shí)驗(yàn)探究后作答問題，檢測與分析學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，了解學(xué)生學(xué)習(xí)狀況，拓展學(xué)生思維，開闊學(xué)生視野。

分階段設(shè)計(jì)課堂教學(xué)，并且根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況以及教學(xué)進(jìn)度設(shè)計(jì)思維結(jié)構(gòu)逐漸上升的問題鏈，下面以高中化學(xué)知識“鐵及其應(yīng)用”為問題鏈教學(xué)設(shè)計(jì)示例：

問題鏈?zhǔn)纠鸿F及其應(yīng)用（選自人教版高中化學(xué)教材必修一）。

（1）單一結(jié)構(gòu)：鐵元素對人來說是至關(guān)重要的，對于缺鐵的人應(yīng)該如何補(bǔ)鐵？

單一結(jié)構(gòu)的反應(yīng)只需要學(xué)生回顧生活常識，調(diào)動之前的記憶作答（攝取含鐵的物質(zhì)，鐵鍋煮飯）。

（2）多元結(jié)構(gòu)：從鐵的性質(zhì)出發(fā)，解釋上述補(bǔ)鐵方法的原理。

多元結(jié)構(gòu)的反應(yīng)需要學(xué)生做兩件事：充分了解鐵的化學(xué)性質(zhì)，聯(lián)系補(bǔ)鐵的過程，將兩者結(jié)合起來回答問題。

（3）關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)：用鐵鍋燒菜補(bǔ)鐵，補(bǔ)鐵劑不能和濃茶同服，而且要搭配維生素C使用。你能用化學(xué)的視角解釋生活中的這些問題嗎？

關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)水平的學(xué)生必須在充分了解鐵的性質(zhì)的基礎(chǔ)上，考慮維生素C的作用（具有還原性，將Fe3+還原為Fe2+），可以設(shè)計(jì)相關(guān)生活小實(shí)驗(yàn)探究維生素C的性質(zhì)，同時(shí)還應(yīng)通過查閱相關(guān)資料的方法得出人體更易吸收Fe3+還是Fe2+，將問題所需要的信息進(jìn)行一定的概括與歸納得出結(jié)論。

（4） 拓展抽象結(jié)構(gòu)：如何證明某一物質(zhì)具有氧化性還是還原性？

擴(kuò)展結(jié)構(gòu)的問題具有開放性，需要學(xué)生拓展知識面，從個(gè)例上升到了普遍的通性，使問題本身的意義得到拓展（驗(yàn)證物質(zhì)具有氧化性，就要驗(yàn)證該物質(zhì)與氧化性物質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，驗(yàn)證物質(zhì)具有還原性同理）。

基于SOLO分類理論，從知識的邏輯主線與學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律出發(fā)，設(shè)計(jì)環(huán)環(huán)緊扣、螺旋上升的問題鏈進(jìn)行教學(xué)，逐步提升學(xué)生的思維水平，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用知識的能力。

4 ?基于SOLO分類理論設(shè)計(jì)問題式教學(xué)的優(yōu)勢

4.1 ?多元化評價(jià)學(xué)生思維水平

SOLO分類理論是對學(xué)生對問題的反應(yīng)進(jìn)行質(zhì)性評價(jià)，以知識結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度（學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)的差異性）來評價(jià)學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，能夠科學(xué)系統(tǒng)的反映學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況以及認(rèn)知結(jié)構(gòu)，在注重評價(jià)學(xué)生知識量的同時(shí)，也注重知識間的有機(jī)聯(lián)系。根據(jù)學(xué)生在回答問題時(shí)對知識的組織與應(yīng)用情況，準(zhǔn)確分析學(xué)生的認(rèn)知水平層次，這樣有利于對學(xué)生的思維水平作出客觀的評價(jià)，將質(zhì)性評價(jià)與量性評價(jià)相結(jié)合。

4.2 ?有效分類學(xué)習(xí)反應(yīng)結(jié)果

SOLO學(xué)習(xí)結(jié)果分類注重于對學(xué)生的問題反應(yīng)結(jié)果進(jìn)行分類，而不是對學(xué)生進(jìn)行分類。同時(shí)，SOLO理論只能評價(jià)學(xué)生對某一主題和內(nèi)容的認(rèn)知水平，而不能評價(jià)學(xué)生的整體認(rèn)知水平，對于學(xué)生在其他內(nèi)容方面的能力，則需要通過其他內(nèi)容的問題獲得?；赟OLO分類理論設(shè)計(jì)問題式教學(xué)有利于準(zhǔn)確反饋學(xué)生對某一內(nèi)容的學(xué)習(xí)狀況，發(fā)揮問題式教學(xué)的評價(jià)與反饋?zhàn)饔肹 8 ]。

4.3 ?注重學(xué)生的差異性發(fā)展

在SOLO學(xué)習(xí)結(jié)果分類系統(tǒng)中，后一水平必須建立在前面的幾個(gè)水平的基礎(chǔ)上，并且允許學(xué)生在不同知識點(diǎn)上有不同表現(xiàn)。SOLO分類理論承認(rèn)學(xué)生之間的差異，不同學(xué)生對同一知識的掌握程度是不同的，在此基礎(chǔ)上，教師應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生的思維水平向后一水平層次發(fā)展[ 9 ]。當(dāng)學(xué)生獲得新的認(rèn)知方式時(shí)，新的認(rèn)知方式并不會取代舊的認(rèn)知方式，而是與舊的認(rèn)知方式同時(shí)發(fā)展。

基于SOLO分類理論設(shè)計(jì)高中化學(xué)問題式教學(xué)，與高中化學(xué)的知識體系和思維方式相適應(yīng)，不僅可以使問題式教學(xué)更具科學(xué)性、系統(tǒng)性，而且有利于學(xué)生思維的進(jìn)一步發(fā)展。因此，SOLO分類理論在高中化學(xué)問題式教學(xué)的應(yīng)用上具有重要的意義，值得深入研究。

然而，SOLO分類理論在實(shí)際應(yīng)用上也存在一些問題：例如，SOLO分類理論主要關(guān)注學(xué)生對某一內(nèi)容的掌握情況，很難做到整體評價(jià)學(xué)生的認(rèn)知水平。與此同時(shí)，由于SOLO分類理論在測量結(jié)果時(shí)具有一定的概念模糊性，因此有時(shí)難以準(zhǔn)確識別學(xué)生回答的SOLO 水平層次，影響了其內(nèi)容的效度和評價(jià)的信度[ 10 ]。盡管如此，作為一種與教學(xué)緊密結(jié)合的認(rèn)知理論，SOLO 分類理論在應(yīng)用上仍具有獨(dú)特的價(jià)值，在新課程改革日益激烈的今天，我們需要加強(qiáng)這方面理論和實(shí)踐研究，促進(jìn)教育教學(xué)的優(yōu)化發(fā)展。

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