化學開放題的ＳＯＬＯ分類評價法

摘要：通過對化學開放題應用SOLO分類評價法，闡述SOLO分類評價法對于幫助教師改進教學和激勵學生采用深層探究式學習策略方面的作用。

關鍵詞：SOLO；等級描述法；化學開放題

開放性試題是一種沒有固定答案或唯一結論的問題形式，相對于封閉性試題具有不確定性、發散性、探究性和創造性。它在很大程度上彌補了封閉性試題的種種不足，更符合新課程發展性評價理念，在模塊學業成績評價中應大力加以提倡。隨著課程改革的進一步深化，開放性試題在新課程學生評價研究與實踐中會受到越來越多的關注。但從以往的化學考試來看，雖然增設了一些開放性試題，但評價還是依據“采分點”來打分。這種方法有利于確立思維能力培養的目標，卻無法確立思維能力培養的層次。因此在評價上難以實現以評價促進學生發展的目的，失去了考查的初衷。這一問題不解決，開放性試題很難真正進入學業評價，特別是大規模的學業成績評價之中。

1SOLO分類評價法理論

SOLO分類評價法是由比格斯(J.B.Biggs)教授首倡，是一種以等級描述為基本特征的質性評價方法，在海外有廣泛的應用[1]。“SOLO”是英文“StructureoftheObservedLearningOutcome”的首字母縮寫，意即：可觀察的學習成果結構。也就是說，學生在具體知識的學習過程中，都要經歷一個從量變到質變的過程，每發生一次躍變，學生對于這一種知識的認知就進入更高一級的階段，可以根據學生回答問題時的表現來判斷他所處的思維發展階段，進而給予合理的評分。SOLO分類法的理論基礎是結構主義學說，它將學習成果劃分為五個層次或稱五種結構，五種結構及其含義如下[2]：

(1)前結構（prestuctural）：處于這一結構層次的學生基本上沒有所面對問題的簡單知識，或為以前所學的無關知識所困擾，找不出任何解決問題的辦法，回答問題邏輯混亂，或同義反復；

(2)單點結構（unistructural）：學生關注題干中的相關內容并找到了一個解決問題的辦法，但只能聯系單一事件，找到一個線索就立即跳到結論上去；

(3)多點結構（multistructural）：學生找到越來越多的正確的相關特征，能聯系多個孤立事件，但還沒有能將它們進行有機整合的能力；

(4)關聯結構(relational)：學生會整合各部分內容而使其成為一個有機整體，表現為能回答或解決較為復雜的具體問題；

(5)拓展抽象結構(extendedabstract)：學生會歸納問題以學習更多的抽象知識，結論具有開放性，使得問題本身的意義得到拓展，這代表一種更高層次的學習能力，這一層次的學生表現出更強的鉆研和創造意識。

SOLO的五種結構代表了學生對某項具體知識的掌握水平，從學生對某個問題的回答中，教師可以對照上述標準就學生對該項知識內容的掌握情況做出判斷。因此，這種評價方式可以幫助教師進行教學診斷，同時，也可以向學生提供有用的反饋，所以SOLO分類法可以用于形成性的學生學業評價；另一方面，如果將上述五個層次賦予不同的等級分數，那么學生對問題回答的質量就可以被量化，量化的分數可以作為終結性評價的依據[3]。

2運用SOLO分類法對化學開放題進行評分

化學學習過程遵循由感知到理解，由感性到理性，

由具體到抽象，由現象到本質的認識規律，注重學生科學思維和探究能力的培養。以下是將SOLO的基本思想運用于化學開放題進行等級評分的具體實例，從中我們可以了解SOLO分類法的應用方法。

例1.下表為幾種烷烴的結構簡式。SOLO理論認為各結構層次的學生能夠回答的問題如下：

(1)單一結構：丁烷中C、H原子個數？（學生只需找到這個單一線索，數數C、H的個數即可）

(2)多元結構：戊烷比丁烷多幾個C原子、幾個H原子？（學生首先需要分別數數戊烷和丁烷中的C、H原子個數，然后計算兩者的差。這些計算只需要找到兩個相關的特征，不必形成對問題的整體框架。)

(3)關聯結構：含有25個C原子的烷烴的結構簡式？（學生對問題的理解要上升到更高的水平，找出烷烴的C、H原子個數之間的聯系與規律。）

(4)擴展抽象結構：含有n個C原子的烷烴的結構簡式？（避開使用具體數字，結論具有開放性，學生只通過數數是無法解決的，必須形成邏輯歸納，形成烷烴的通式，對該問題的理解發展到質變的飛躍。)

教師在設計時要根據學生對于這一種知識的認知發展。一般來說，應用SOLO分類評價法主要有三個程序：

(1)確定某一知識點中對各個結構起作用的評價要素。(C、H原子數量)

(2)按照結構層次形成測試學生的評價標準。此步是關鍵，教師對學生認知發展必須有充分地認識，層層深入，從孤立到聯系直至歸納找出規律，逐步形成學生思維發展的躍變。設計的問題必須具有開放性。

(3)對評價標準進行測試與修改。如答對第一個層次的問題即達到單點結構的水平，可記為D；答對第二個問題，記為C；答對第三個問題，記為B；答對第四個問題，記為A。在終結性的考試與評價中，還可以給各個等級賦予一定的分值，形成學生成績的量化分數。此外，在需要一定區分度的考試中，上述四個等級之間還可以有過渡的等級，也就是說，SOLO的等級數不必限于5個，可以有多個等級，分別記為A+、A、A-、B+、B、B-、C+、C、C-……甚至可以使用百分數。

例2.氨的噴泉實驗，如圖。

(1)單一結構：將充滿NH3的噴泉裝置插入滴有酚酞的水中，當向燒瓶中擠入少量水后，出現什么現象？

單一結構的反應只需要運用一種策略，即看實驗現象即可。

(2)多元結構：為什么將充滿NH3

的噴泉裝置插入滴有酚酞的水中，不形成噴泉？而當向燒瓶中擠入少量水后，立即形成紅色的噴泉？

多元結構反應需要學生做兩件事：找出未擠入水前不形成噴泉的原因，再找出擠入水后形成噴泉的原因。噴泉裝置的導管雖插入水中，由于燒瓶與玻璃導管組成了一個連通器，瓶內瓶外氣壓相等，故不能形成噴泉。當向燒瓶內擠入少量水后，由于部分NH3溶解在這少量水中，燒瓶內氣壓急劇下降，低于大氣，因此立即形成美麗的噴泉。所有這些都需要有對問題的基本理解，但不必理解問題的整體結構。

(3)關聯結構：形成噴泉實驗的條件是什么?

關聯結構水平的學生必須找出影響噴泉形成的全面因素，需要有對問題系統的聯系。由于燒瓶內的氣體極易溶于水，導致瓶內壓強的驟減（化學原理），與外界大氣壓強產生很大的壓強差，該壓強差必須超過一個特定的值，即必須能克服玻璃導管水柱產生的壓強，才能使水順利壓入燒瓶（物理原理）。因此噴泉實驗的形成是其物理、化學原理綜合作用的結果。

(4)拓展抽象結構：氣體在水中溶解度多大，才能做噴泉實驗呢？

該題從個例上升到了普遍的通性，需要學生拓展知識面，形成邏輯歸納。假定燒杯內液面到尖嘴玻璃管頂端高度為30cm，燒瓶容積為250ml，從膠頭滴管中擠出的水為0.2ml，我們就以溶解在這0.2ml水中的氣體為研究對象，設被溶解的氣體的體積為Vml，對燒瓶產生的壓力即為此時的大氣壓Po。當它變為250ml（即充滿整個燒瓶）時，產生的壓力即為燒杯內液面到尖嘴玻璃管頂端（30cm）水柱的壓力，根據等溫條件下壓強與體積關系：

即0.2ml水中溶解7.4ml氣體，則1ml水中溶解37ml氣體。拓展抽象反應直接得出結論：常溫下，在1體積水中能溶解大于37體積的氣體，都可形成噴泉，如SO₂、HCl、HBr、HI、NH3等都可做噴泉實驗[4]。

基于以上分析，可以出這樣一道試題：對于氨的噴泉實驗，(1)將充滿NH₃的噴泉裝置插入滴有酚酞的水中，當向燒瓶中擠入少量水后，出現什么現象？(2)為什么將充滿NH₃的噴泉裝置插入滴有酚酞的水中，不形成噴泉？而當向燒瓶中擠入少量水后，立即形成噴泉？(3)形成噴泉實驗的條件是什么?(4)氣體在水中溶解度多大，才能做噴泉實驗？

例3.設計實驗方案證明新制氯水的成分。

(1)單一結構：氯水呈什么顏色？

觀察現象，淡黃綠色，說明有氯氣分子存在。

(2)多元結構：各取少量置于兩支試管中。一支加入AgNO₃溶液，再加入稀HNO₃；另一支加入Mg條，各有什么現象？

學生動手操作，第一支有白色沉淀生成，說明有Cl^-存在，Ag⁺+Cl^-=AgCl↓；另一支有氣泡產生，說明有H⁺存在，Mg+2H⁺=Mg²⁺+H₂↑。只需要找到這兩個相關特征即可。

(3)關聯結構：取少量置于試管中，加入石蕊試液，有什么現象？先變紅后褪色。已證實有H⁺存在，紫色石蕊遇H⁺先變紅，后因HClO有氧化性故又褪色。由于氯水中的H⁺擴散速率比HClO分子的擴散速率快，導致先變紅后褪色。學生要考慮各因素的相互影響，整體地考慮問題。

(4)拓展抽象結構：說明氯水中的所有成分？各成分的量是否一定？

氯水的主要成分是：Cl₂、Cl^-、H⁺、HClO。由于Cl₂＋H₂OHCl＋HClO可逆平衡的存在，各成分的量不是一定的，久置氯水因Cl₂具有揮發性，其含量較低。學生抽象歸納并運用更多的知識得出結論，使問題本身的意義得到拓展。

例4.室溫下的飽和食鹽水。

(1)單一結構：再加入食鹽晶體，充分攪拌和靜置后，有何現象？

單一結構的反應只需要運用一種策略，即看實驗現象即可。

(2)多元結構：為什么在飽和的食鹽水中再加入食鹽有此現象？而未飽和食鹽水之中加入食鹽，現象又不同呢？

多元結構反應需要學生做兩件事：找出未飽和食鹽水中仍能溶解食鹽的原因，及飽和食鹽水中不能再溶解食鹽的原因。所有這些都需要有對問題的基本理解，但不必理解問題的整體結構。

(3)關聯結構：在飽和食鹽水中放入一個塑料小球，再加入少量食鹽晶體，充分攪拌和靜置后，小球在液面沉浮情況有何變化？

關聯結構水平的學生必須找出影響小球沉浮的全面因素，需要有對問題系統的聯系。將氯化鈉晶體投入氯化鈉飽和溶液中，不會繼續溶解，溶液密度不變，mg=F浮＝ρ液ｇV排，因此小球排開液體的體積不變，沉浮情況不變。

(4)拓展抽象結構：在不用外力的情況下使小球略上浮，有什么方法？

方法具有開放性，需要學生拓展知識面，從個例上升到了普遍的通性，使問題本身的意義得到拓展。要是小球上浮，即V排減小，可通過使ρ液增大，可用的辦法有：加入硝酸鉀等(不反應的其他可溶性)晶體；加入硝酸銀等(反應但使溶液質量和密度上升)晶體；升高溫度后加入氯化鈉晶體等。

3運用SOLO的意義與注意點

由于評價方式影響決定著教學方式和學習方式，

所以SOLO分類評價法具有幫助教師診斷改進教學和激勵學生采用深層探究式學習策略的雙重功能，這一點已為比格斯先生及其同仁在香港學校所推行的大面積實驗所證實[5]。

SOLO分類法的應用對于化學開放題的質性評分，特別是有著較為明顯的步驟特征或等級層次分明的探究型開放題，其評價效果會比其它方法更好。SOLO分類法使教育評價的觸角深入到質的層面，這是該理論無可替代的優點，它可以幫助學生形成良好的思維習慣，可以為師生提供有關教學質量的有用信息，對指導教學尤其是評價學生的學習具有直接的指導作用，主要用于過程性評價。

然而應當指出，如同其它評價理論一樣，SOLO分類法也有其不足：區分度比百分制要低，因而不太適用選拔性考試；對一些分類或層次沒有明顯區別的試題就不能進行較好的測試；對非開放性的題型缺少評價價值。

參考文獻：

[1]Biggs，J.B.，Collis，K.F.EvaluatingtheQuality

ofLearning.TheSOLOTaxonomy(StructureoftheObservedLearningOutcome)[M].NewYork:AcademicPress，1982.

[2]Biggs，J.B.，Enhancingteachingthroughconstructive

alignment[M].HigherEducation，1996，32.

[3]Biggs，J.B.Testing－ToEducateorToSelect？[M].HongKongEducationPublishingCo，1996.

[4]邵學俊編著.無機化學[M].武漢：武漢大學出版社，2003.

[5]Biggs，J.B.，TeachingforQualityLearningatUniversity[M].Buckingham:SocietyforResearchinHigherEducation(SRHE)andOpenUniversityPress，1999.

注:本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內容請以PDF格式閱讀原文