SOLO分類評價理論在高中化學探究性實驗教學中的應用

李健++陳麗萍

摘 要 高中化學課程標準強調培養學生的創新精神和實踐能力，因此，高中化學課程中安排了“科學探究”模塊。本文參考課程標準，以實驗“探究鹽溶液的酸堿性及其原因”為例，探討了SOLO分類評價理論在高中化學探究性實驗教學中的應用。

關鍵詞 課程標準 探究性實驗 SOLO分類評價理論

高中化學課程標準將科學探究作為化學學習的一種重要方式，通過科學探究培養學生主動獲取知識和解決實際問題的能力，并以此作為課程改革的基礎。在現行的人教版教科書中就安排了“科學探究”這一模塊，即通過以化學實驗為主的多種探究活動，讓學生獲得科學研究過程的主觀體驗，激發學生的學習興趣，強化學生科學探究的意識，轉變學生的學習方式，培養學生的創新精神和實踐能力[1]。

一、SOLO分類評價理論

1.SOLO分類評價理論的結構層次

“SOLO”是英文“Structure of the Observed Learning Outcome”的縮寫，意為：可觀察的學習結果的結構。SOLO分類評價理論基于皮亞杰的認知發展階段理論，不僅指出人的認知發展在總體上具有階段性，而且還指出在執行某個具體事件時人的思維也表現出階段性。該理論根據學習者對問題的反饋，把學生的思維水平分為前結構水平、單點結構水平、多點結構水平、關聯結構水平和拓展結構水平五個結構層次[2]。

（1）前結構水平：學習者對問題產生了關注，但是由于被以前的知識結構或認知水平以及不相關的知識干擾，不能回答問題或者給出錯誤或不相關的答案，致使問題得不到合理的處理。處于該水平的學習者不具備解決問題的能力。

（2）單點結構水平：學習者不能全面地看待問題，只能片面地看到問題的某一方面，并且根據單一線索獲取結論。處于該水平的學習者只能分析問題中的某個單一方面，只能得出有局限性的解決方法，或找不到正確的解決方法。

（3）多點結構水平：學習者能夠找到與問題相關的多個事件，或從多個方面看待問題，但在回答問題時，不能把問題相關的多個事件或問題的多個方面聯系在一起，未形成相關問題的知識網絡。處于該水平的學習者思維還處于知識量的積累層次。

（4）關聯結構水平：學習者能理解問題所涉及的深層意義，并將與問題相關的各部分內容聯系成知識網絡，形成知識結構。處于該水平的學習者對問題具有較深刻的認識，思維水平已經由量的積累達到了質的改變。

（5）拓展抽象結構水平：學習者把已經獲得的知識系統化，并把其中蘊含的原理抽象到較高水平，進而將所得的知識原理運用到另一個新的問題或領域。這個水平需要較高的創新能力。

SOLO分類評價理論的五個層級結構，是先發生量的積累，并逐漸由量變引起質變的過程。整個變化過程揭示了學習者的學習水平是由簡單到復雜、由低級到高級逐漸發展的，是在學習者對問題結構的整體把握由膚淺到深刻的逐漸轉變的過程中實現的。在整個轉變過程中，對問題結構的把握是最關鍵的。

2.教學目標的SOLO分類

教學目標是教學活動預期達到的結果，教學目標指導著教學活動實施的方向，是一切教學活動的出發點和最終歸宿。高中化學課程標準對目標所要求的不同的認知水平做了詳細的劃分，并對同一水平的學習要求采用了多種行為動詞進行了具體描述。SOLO分類評價理論的五個思維層次與課程標準中的各個認知水平在某些程度上存在著對應關系，以知識目標為例，對應關系如表1所示。

二、SOLO分類理論的應用

1.依據SOLO分類理論確定教學目標和學習任務

明確學習者的學習需要是教學實施的基礎。學習需要是指學習者目前達到的水平和教學目標期望學習者達到的水平之間的差距。學校教學中教學目標體現在課程標準中，所以知識的學習需要可以根據課程標準確定。思維發展的學習需要可以利用SOLO分類評價理論對學生現有學習水平和期望學習者達到的水平進行評定。以“探究鹽溶液的酸堿性及其原因”為例，高中化學課程標準指出教學目標為“認識鹽類水解的原理，歸納影響鹽類水解程度的主要因素，能舉例說明鹽類水解在生產生活中的應用[1]”。在知識學習方面，要達到課程標準提出的教學目標，首先需要讓學習者掌握鹽的分類，例如根據生成鹽的酸堿的強弱對NaCl、Na2CO3、NH4Cl、（NH4）2CO3進行分類，并對各類鹽的酸堿性產生感性的認識。在思維水平上使學生達到單點結構水平。其次，學習者在知識學習方面通過歸納總結掌握各類鹽溶液呈現酸堿性的規律并對其原因進行探究，得出鹽類出現酸堿性的實質是鹽類的水解，并得出水解規律，對應的要求學習者的思維水平上升到多點結構。再次，在理解鹽類水解的基礎上，使學習者掌握鹽類水解的規律以及水解化學反應方程式的書寫，對應學習者的思維水平要求是關聯結構水平。最后，掌握鹽類水解知識的目的是使學習者獲得利用知識解決問題的能力，例如通過實驗講解使學生理解Fe（OH）3膠體的制備原理，學習者的思維層次也對應到了最高層次的拓展抽象結構水平。綜上所述，在知識學習方面學習者存在著能夠利用鹽類水解的知識解決實際問題的學習需要，思維水平方面存在著以單點結構水平為基礎，通過知識量的積累達到思維層次的提高，逐漸發展到拓展抽象結構水平的學習需要（如表2）。

2.依據SOLO分類理論選擇合適的教學方法

SOLO各個結構水平層次的知識都需要教師在分析具體的教學內容以及了解學生的思維特點之后選擇科學有效的教學方法。單點結構水平層次的知識要求學生認識問題、了解知識，并能夠重認和識別，屬于較低思維層次的知識。在“探究鹽溶液的酸堿性及其原因”的教學中，該思維水平要求學生能夠通過分析形成鹽的酸和堿的類別對鹽進行分類，可把NaCl歸為強酸強堿鹽、Na2CO3歸為強堿弱酸鹽、NH4Cl歸為強酸弱堿鹽、（NH4）2CO3歸為弱酸弱堿鹽，宜采用分析法、講授法、討論法、和歸納法。多點結構水平的知識比單點結構水平的知識要復雜一些，要求認識的水平更高一些，要求做到能夠辨認、區分和比較。在該層次知識的教學中，通過實驗法讓學生對各類鹽的酸堿性有感性的認識，再通過討論法和歸納法對各類鹽的酸堿性進行總結概括，這樣可以鍛煉學生發現規律的能力。關聯結構水平和拓展抽象結構水平的知識要求學生理解知識，并能夠解釋知識間的邏輯關系，進而能夠運用所學知識解決實際問題。在該教學過程中要求學生理解鹽類呈現酸堿性的實質是弱電解質離子的水解，例如NH4Cl顯酸性的原因是NH+4的水解，水解過程中NH4+結合H2O分子電離出的OH-生成弱電解質NH3·H2O，并生成H+導致的，離子反應方程式為NH+4+H2O=NH3·H2O+H+?？梢酝ㄟ^實驗探究法使學生對鹽類的水解具有宏觀的認識，再通過講解法、分析法、討論法、歸納法從鹽類水解的角度分析鹽類呈現酸堿性的規律，利用演示法使學生掌握運用規律解決問題的方法，例如從鹽類水解的角度KAl（SO4）2的凈水原理，離子反應方程式為Al3++3H2O=Al（OH）3+3H+。

3.依據SOLO分類理論設計教學

按照SOLO分類評價理論，學生知識的學習順序是從簡單到復雜逐級深入的，對于相同的問題，處于單點結構層次的學生的思維水平總是低于處于多點結構層次、關聯拓展結構層次的學生的思維水平，較高結構層次的思維水平總是包含較低結構層次思維水平。所以，知識教學順序的安排也應該遵循這種由簡單到復雜，逐級深入的順序，以適應學生的思維水平。下面是以“探究鹽溶液的酸堿性及其原因”為例設計的教學順序。

（1）單點結構水平

[問題]鹽類可以看作是酸和堿反應的產物，那么根據生成鹽的酸和堿的強弱性不同可以把鹽分為哪幾類？嘗試舉出例子。按照此分類方法下列物質NaCl、Na2CO3、NH4Cl、（NH4）2CO3所屬類別是什么？

[講解]舉例子引出對鹽進行分類的方法。例如由強酸強堿反應生成的鹽為強酸強堿鹽，NaOH+HCl=NaCl+H2O，所以NaCl為強酸強堿鹽，以此方法，引導學生討論、歸納，得出鹽的分類方法，并辨別各物質的類別。

（2）多點結構水平

[問題]我們可以通過什么方法測試各物質溶液的酸堿性？

[互動]PH試紙、PH計

[實驗]利用PH計測試各類鹽溶液的酸堿性

[講解]引導學生通過實驗收集數據：

激發學生的興趣，引導學生討論、總結、歸納，得出各類鹽溶液呈現酸堿性的規律：強酸強堿鹽一般顯中性，強酸弱堿鹽一般顯酸性，強堿弱酸鹽一般顯堿性，弱酸弱堿鹽要根據各個離子水解程度的大小判斷。

（3）關聯結構水平

[問題]鹽類是如何呈現出酸堿性的？

[實驗]探究NH4Cl溶液中存在的微粒。

[討論]引導學生討論，溶液中可能含有的微粒有NH+4、NH3·H2O和Cl-。

[驗證]引導學生設計實驗驗證各個微粒的存在。

（1）加入堿液有能使紫色石蕊試紙變藍的氣體生成，證明溶液里有：NH+4：

NH+4+OH-=NH3↑+H2O

（2）加入HNO3酸化的AgNO3有白色沉淀生成，證明有Cl-：

Ag++Cl-=AgCl↓

（3）加熱有能使紫色石蕊試紙變藍的氣體生成，證明有NH3·H2O：

NH3·H2O=NH3↑+H2O

[講解]引導學生分析在NH4Cl溶液中發生了NH+4的水解反應，NH+4結合H2O分子電離出的OH-生成弱電解質NH3·H2O，并生成H+，所以溶液顯酸性。

[歸納]引導學生歸納得出如下結論：鹽類水解的實質是鹽所含的弱電解質離子和H2O電離出來的H+或OH-結合生成弱電解質，同時破壞水的電離平衡，導致溶液中H+和OH-的濃度不平衡，從而顯示出酸堿性。

（4）拓展抽象結構水平

[思考]通過實驗講解Fe（OH）3膠體的制備原理，讓學生初步掌握鹽類水解的應用

[討論]Fe（OH）3膠體的制備原理：

Fe3++3H2O=Fe（OH）3（膠體）+3H+

[歸納]引導學生討論歸納得出鹽類水解的一般規律，通過演示講解讓學生了解鹽類水解的初步應用。

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參考文獻

[1] 中華人民共和國教育部制訂.普通高中化學課程標準（實驗）[S].北京：人民教育出版社，2003.

[2] 陳文靜.SOLO分類理論在科學探究教學中的應用初探[J].化學教育，2013（10）.

[3] 黃愛民.SOLO分類評價理論在初高中化學銜接教學中的應用—以蘇教版《化學1》氧化還原反應為例[J].化學教學，2014（4）.

[4] 王敏.SOLO分類評價理論在化學試題設計中的應用[J].學科教學，2009（6）.

[作者：李?。?988-），男，安徽阜陽人，內蒙古師范大學化學與環境科學學院在讀碩士研究生；陳麗萍（1965-），女，內蒙古呼和浩特人，內蒙古師范大學化學與環境科學學院教授。]【責任編輯 郭振玲】