SOLO分類理論指導(dǎo)下的高中化學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)*
--以“氧化還原反應(yīng)”為例

薛昱煜，漆欣悅，付峻鋒，左國防

(天水師范學(xué)院 化學(xué)工程與技術(shù)學(xué)院，甘肅 天水 741000)

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》 (2017年版)[1]中提出了化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的概念，即學(xué)生通過化學(xué)學(xué)科學(xué)習(xí)而逐步形成正確的價值觀念、必備品格和關(guān)鍵能力?；瘜W(xué)核心素養(yǎng)包括“宏觀辨識與微觀探析” “變化觀念與平衡思想” “證據(jù)推理與模型認(rèn)知” “科學(xué)探究與創(chuàng)新意識” “科學(xué)精神與社會責(zé)任”5個維度[2]。這是學(xué)生在化學(xué)認(rèn)知過程中發(fā)展起來并在處理各種化學(xué)有關(guān)問題時所體現(xiàn)的關(guān)鍵素養(yǎng)，表現(xiàn)為學(xué)生從化學(xué)角度理解客觀事物的方法和結(jié)果的水平。每一個維度又劃分四個水平，即化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)結(jié)構(gòu)為“五維度、四水平”。

在新課標(biāo)中，學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)水平與學(xué)生的化學(xué)思維發(fā)展緊密聯(lián)系。培養(yǎng)高中學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)離不開學(xué)習(xí)過程的深度教學(xué)。學(xué)生通過深入思考、深入探究，可以獲得全面、準(zhǔn)確、清晰、連貫的知識體系，從而培養(yǎng)其核心素養(yǎng)，形成關(guān)鍵能力。因此，在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中，應(yīng)以化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的構(gòu)成要素為目標(biāo)，以知識教學(xué)為抓手，分析知識的深層內(nèi)涵，觸及知識本質(zhì)，使學(xué)生能夠深入學(xué)習(xí)，形成意義建構(gòu)。在高中階段，隨著知識的深入學(xué)習(xí)，學(xué)生認(rèn)知水平在不斷提高，與之相伴隨的化學(xué)核心素養(yǎng)水平也在提高。但由于個體差異，學(xué)生個體之間的化學(xué)核心素養(yǎng)發(fā)展存在很大差異，個體差異直接影響學(xué)生化學(xué)思維能力的發(fā)展，表現(xiàn)在學(xué)生思維能力的不同層次。如果在教學(xué)活動中能夠及時關(guān)注、干預(yù)學(xué)生的個體差異，將對學(xué)生素質(zhì)能力、思維水平發(fā)展產(chǎn)生正面效應(yīng)。因此，中學(xué)化學(xué)教學(xué)應(yīng)能根據(jù)學(xué)生素質(zhì)、能力進(jìn)行科學(xué)評價，提出學(xué)生能力與素養(yǎng)提升的科學(xué)方法，而SOLO分類理論可以滿足這種要求。

SOLO分類理論是比格斯(J.B.Biggs)[3]首創(chuàng)的一種學(xué)生學(xué)業(yè)評價方法，是一種以等級描述為特征的質(zhì)性評價方式。比格斯認(rèn)為，任何學(xué)習(xí)結(jié)果的數(shù)量和質(zhì)量都是由學(xué)習(xí)過程的教學(xué)程序和學(xué)生的特點(diǎn)決定的。因此，他根據(jù)學(xué)生已有的知識結(jié)構(gòu)、學(xué)習(xí)投入及學(xué)習(xí)策略等多方面的特征，從具體到抽象，從單維到多維，從組織的無序到有序，把學(xué)生對某個問題的學(xué)習(xí)結(jié)果由低到高劃分為五個層次，即：前結(jié)構(gòu)、單點(diǎn)結(jié)構(gòu)、多點(diǎn)結(jié)構(gòu)、關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)和抽象拓展結(jié)構(gòu)[4]。

近年來，學(xué)者探索將SOLO分類理論用于化學(xué)學(xué)科的教學(xué)設(shè)計(jì)。比如，魯靜等[5]人基于SOLO分類理論分析論述了“金屬及其化合物”的教、學(xué)、評設(shè)計(jì)；詹金全[6]應(yīng)用SOLO分類理論對化學(xué)核心概念“化學(xué)教學(xué)”進(jìn)行了核心概念探究。此外，學(xué)者也應(yīng)用該理論對化學(xué)學(xué)科進(jìn)行了對比教學(xué)研究。如周純等[7]人研究對比了SOLO分類理論在初高中化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用，總結(jié)了高中化學(xué)教學(xué)的成功經(jīng)驗(yàn)，并對初中化學(xué)教學(xué)的相關(guān)研究提出了指導(dǎo)性意見。

檢測機(jī)構(gòu)的檢測人員必須具有足夠的專業(yè)知識才能勝任這份工作。檢測機(jī)構(gòu)要給予檢測人員的成長環(huán)境，根據(jù)他們自己的專業(yè)技能特別的給予培訓(xùn)安排。檢測機(jī)構(gòu)要確保參與檢測工作環(huán)節(jié)的檢測人員專業(yè)技能過硬，檢測人員的檢測水平是檢測質(zhì)量的第一保證。檢測機(jī)構(gòu)要把檢測人員的上崗門檻提高，其專業(yè)素養(yǎng)和自身技能必須達(dá)到一定水平，檢測人員的受教育程度和專業(yè)水平及從業(yè)經(jīng)驗(yàn)和實(shí)踐能力都必須合格的情況下才能擔(dān)任檢測工作人員一職。

那天晚上，月光銀亮，但照不進(jìn)那間石屋。一杭被關(guān)在里面，而范堅(jiān)強(qiáng)則在石屋外徘徊。他們之間唯一的通道是石壁上那個碗大的孔。食物也從這個孔送到一杭手上。開始時，一杭還拼命地撞門，但發(fā)現(xiàn)紋絲不動，便在那個小孔里亂抓，只抓到一線天光。

針對研究對象，取3種鋼筋直徑：14 mm、16 mm和22 mm，觀察和研究鋼筋直徑對試件承載力的影響，結(jié)果如圖11所示。

通過對典型化學(xué)反應(yīng)的分析，明確氧化還原反應(yīng)的概念，了解氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)是電子轉(zhuǎn)移。通過學(xué)習(xí)，能夠說明氧化還原反應(yīng)與四種基本反應(yīng)類型的關(guān)系，辨識氧化還原反應(yīng)，了解化學(xué)與生活之間的聯(lián)系，理解氧化還原反應(yīng)所蘊(yùn)含的對立統(tǒng)一的哲學(xué)思想，發(fā)現(xiàn)其社會價值。

1 基于SOLO分類理論的“氧化還原反應(yīng)”教學(xué)設(shè)計(jì)

1.1 基于課程標(biāo)準(zhǔn)的教學(xué)分析

2.2.3 教練員對運(yùn)動員文化學(xué)習(xí)的監(jiān)管情況 教練員與文化課老師就運(yùn)動員的文化學(xué)習(xí)進(jìn)行溝通、交流的情況，在一定程度上也會左右運(yùn)動員的學(xué)習(xí)態(tài)度。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，絕大多數(shù)教練員勤于與文化課老師進(jìn)行溝通，這對于運(yùn)動員的學(xué)習(xí)將會起到良好的監(jiān)管和督促作用。只有個別教練員表示與文化課老師交流情況“一般”。顯然，這不利于幫助運(yùn)動員端正學(xué)習(xí)態(tài)度。這可能是由于教練員自身訓(xùn)練和比賽的壓力較大，缺少時間，交通不便等，從而與文化課教師疏于溝通和配合。

從教學(xué)目的來看，掌握氧化還原反應(yīng)的基本概念，真正理解化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)，解決有關(guān)氧化還原反應(yīng)的實(shí)例問題，理解氧化還原反應(yīng)中蘊(yùn)含的對立統(tǒng)一的哲學(xué)思想，并發(fā)現(xiàn)其社會價值，最大程度培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)。

從教材體系來看，氧化還原反應(yīng)是化學(xué)學(xué)科的核心概念，是建構(gòu)化學(xué)學(xué)科課程結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。這部分內(nèi)容安排在“物質(zhì)的分類及轉(zhuǎn)化” “離子反應(yīng)”和“元素化合物”內(nèi)容之間，能夠加強(qiáng)學(xué)生對物質(zhì)及反應(yīng)微觀認(rèn)識的理解，從化合價變化和電子轉(zhuǎn)移兩個角度建構(gòu)出新的化學(xué)學(xué)習(xí)思維，為后續(xù)元素化合物性質(zhì)的學(xué)習(xí)建立理論基礎(chǔ)。

1.2.1 教學(xué)目標(biāo)

1.2 教學(xué)目標(biāo)與評價目標(biāo)分析

教育活動是以目標(biāo)為導(dǎo)向，始終以實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)目標(biāo)為目的。新化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)的教學(xué)目標(biāo)包括三個方面：知識與技能目標(biāo)，過程與方法目標(biāo)，情感、態(tài)度與價值觀目標(biāo)。評價目標(biāo)是以學(xué)習(xí)過程為依據(jù)，運(yùn)用一切有效的技術(shù)手段，對學(xué)習(xí)過程和學(xué)習(xí)成果進(jìn)行有效評價。教學(xué)目標(biāo)是評價目標(biāo)的標(biāo)尺，評價目標(biāo)為調(diào)整教學(xué)目標(biāo)提供反饋。

從教學(xué)方法來看，以學(xué)生現(xiàn)有的認(rèn)知出發(fā)，利用最近發(fā)展區(qū)引導(dǎo)學(xué)生思考問題，解決問題，從“價態(tài)變化”和“電子轉(zhuǎn)移”兩個方面對化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行分類。通過實(shí)例教學(xué)，讓學(xué)生加深對化學(xué)反應(yīng)的認(rèn)識，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注元素化合價和物質(zhì)類別兩個角度看待物質(zhì)變化。物質(zhì)認(rèn)識方式的這種變化恰恰是學(xué)生對元素化合物學(xué)習(xí)的進(jìn)階式發(fā)展。

“氧化還原反應(yīng)”是人教版(2019年)高中化學(xué)第一冊第一章第三節(jié)的內(nèi)容。學(xué)生通過初中化學(xué)的學(xué)習(xí)，可以通過有無氧氣參與來判斷簡單的氧化還原反應(yīng)[8]，但氧化還原反應(yīng)作為高中化學(xué)課程中的核心概念[9]，貫穿整個高中化學(xué)，也為后續(xù)化學(xué)知識的學(xué)習(xí)打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。因此，高中化學(xué)教學(xué)要求學(xué)生能夠通過化合價的變化來作為氧化還原反應(yīng)的判斷依據(jù)，了解氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)，這一知識的學(xué)習(xí)直接影響其后續(xù)知識和思維的發(fā)展。因此，如何根據(jù)學(xué)生的思維發(fā)展，提升其化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)是一個重要的研究課題[10]。

應(yīng)用SOLO分類理論，教師可以根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)的起點(diǎn)，推斷學(xué)生的思維和能力水平，對學(xué)習(xí)目標(biāo)進(jìn)行分層，分析學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中對新知識的吸收程度，找出教師在教學(xué)過程中的優(yōu)勢和劣勢，進(jìn)而在教學(xué)設(shè)計(jì)中創(chuàng)設(shè)符合學(xué)生特點(diǎn)的學(xué)習(xí)情景，激發(fā)其學(xué)習(xí)動力，深刻認(rèn)識氧化還原反應(yīng)，深入理解化學(xué)反應(yīng)，形成清晰的思維邏輯，并指導(dǎo)教師通過制定更優(yōu)的教學(xué)策略提高教學(xué)質(zhì)量。

1.2.2 評價目標(biāo)

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》 (2017年版)是化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)性文件，是教材編制的基本依據(jù)。新課標(biāo)中對“氧化還原反應(yīng)”的內(nèi)容提出了明確要求，要求“根據(jù)實(shí)驗(yàn)事實(shí)了解氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)是電子的轉(zhuǎn)移[11]，舉例說明生產(chǎn)、生活中常見的氧化還原反應(yīng)”。

通過對氧化還原反應(yīng)本質(zhì)的認(rèn)識，以及通過價態(tài)變化和電子轉(zhuǎn)移來判斷氧化還原反應(yīng)的方法，可以診斷學(xué)生的思維水平是否達(dá)到了單點(diǎn)結(jié)構(gòu)水平；通過學(xué)生是否掌握氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)，能否通過雙線橋法判斷電子轉(zhuǎn)移方向，可以診斷學(xué)生的思維層次是否達(dá)到了多點(diǎn)結(jié)構(gòu)水平；通過學(xué)生是否獨(dú)立分析氧化還原反應(yīng)和四大反應(yīng)類型的關(guān)系，可以診斷學(xué)生的學(xué)習(xí)能力是否處于相關(guān)結(jié)構(gòu)層面；通過學(xué)生是否能夠舉例氧化還原反應(yīng)并解決實(shí)際問題，可以診斷和培養(yǎng)學(xué)生的思維是否處于抽象外延結(jié)構(gòu)層次。

1.3 基于SOLO分類理論的“氧化還原反應(yīng)”知識層次水平劃分

基于SOLO分類理論的五個思維水平，將單元知識劃分為不同階段和層次，幫助教師從總體上理解單元的重點(diǎn)和難點(diǎn)，評估學(xué)生思維水平，然后進(jìn)行針對性的教學(xué)設(shè)計(jì)?！把趸€原反應(yīng)”階段的層次劃分如表1所示。

表1 “氧化還原反應(yīng)”階段層次水平劃分

1.4 “氧化還原反應(yīng)”單元教學(xué)設(shè)計(jì)

化學(xué)核心素養(yǎng)視域下的SOLO分類理論指導(dǎo)的“氧化還原反應(yīng)”教學(xué)設(shè)計(jì)如表2所示。

荷蘭飛利浦公司Brilliance CT Big Bore CT模擬定位機(jī)，使用條件為120 kV、400 mAs，美國瓦里安公司EDGE直線加速器，治療射束能量為6 Mev X射線，加速器機(jī)載CBCT，加速器機(jī)載體表光學(xué)監(jiān)測系統(tǒng)(optical surface monitor system，OSMS)。

表2 化學(xué)核心素養(yǎng)視域下的SOLO分類理論指導(dǎo)的“氧化還原反應(yīng)”教學(xué)設(shè)計(jì)

2 結(jié)語

本研究以人教版高中化學(xué)必修--“氧化還原反應(yīng)”第一課時為例，結(jié)合新課程標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)SOLO分類理論將該單元內(nèi)容劃分認(rèn)知層次，提出從SOLO進(jìn)階層次、進(jìn)階活動設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)意圖、評價線和素養(yǎng)發(fā)展進(jìn)行了核心素養(yǎng)視域下氧化還原反應(yīng)的教學(xué)設(shè)計(jì)。教學(xué)設(shè)計(jì)從初中化學(xué)氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)的定義出發(fā)，使學(xué)生思維達(dá)到關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)水平；通過遷移的教學(xué)活動，從“化合價變化”和“電子轉(zhuǎn)移”兩個方面對化學(xué)反應(yīng)分類，通過氧化還原反應(yīng)加深對化學(xué)反應(yīng)的認(rèn)識與理解，總結(jié)氧化還原反應(yīng)與四種基本反應(yīng)類型之間的關(guān)系，引導(dǎo)學(xué)生完成汽車尾氣排放問題解決來驗(yàn)證氧化還原反應(yīng)的應(yīng)用，以達(dá)到更高的抽象結(jié)構(gòu)水平，從而發(fā)展提升了學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。SOLO分類理論從根本上符合化學(xué)基礎(chǔ)知識的發(fā)展，為中學(xué)化學(xué)教學(xué)提供了良好的指導(dǎo)。本研究豐富了SOLO分類理論在中學(xué)化學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)中應(yīng)用，發(fā)展了學(xué)生的思維，完善了學(xué)生化學(xué)基礎(chǔ)知識，提升了學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。