SOLO分類理論在中學化學中的應用研究

朱蒙蒙，關 明

(新疆師范大學化學化工學院，新疆烏魯木齊，830054)

《普通高中化學課程標準(2017年版)》指出，希望通過學生的學習形成正確的價值觀、必備品格和關鍵能力，培養探究性、創造性、創新性人才。針對傳統的評價方式，新課標更加倡導基于化學學科核心素養的評價。[1]傳統評價方式多為終結性評價，主要以學生的成績、掌握知識點的多少作為最終結果評判教育質量的優劣，不注重學生的階段性及整體發展。基于此，彼格斯等人對教育評價進行了長期的探索與研究，并最終提出SOLO分類理論。[2]作為一種新的評價理論，SOLO分類理論在國際社會廣受關注。1998年，SOLO分類理論被引入我國，便廣泛應用于各個學科的考評，作為一種質性的研究工具，將學生的思維劃分為不同的等級進行量化分析。本研究通過梳理前人的研究結果，總結SOLO分類理論在中學化學教育領域的具體研究內容，對現階段SOLO分類理論與化學相結合的研究進行思考，進一步為未來發展提出合理建議。

一、SOLO分類理論

(一)SOLO分類理論概述

SOLO分類理論是一種有效評判學生學習質量的工具。1982年，香港大學教育心理學教授彼格斯首次提出SOLO分類理論，并出版專著進行系統的分析和闡述。SOLO是“Structure of the Observed Learning Outcome ”的簡稱，意為“可觀察的學習成果結構”[3]。其主要特點就是以等級描述作為基礎的質性評價方法，將皮亞杰的認知發展理論作為研究基礎，并結合現代心理學的研究成果，為復雜的學習過程提供一個可以通用的框架。起初，在國際上該理論多應用于考查學生的學習成果，近年來逐漸拓展到課程設計、教學等領域。[4]

(二)SOLO分類評價理論的具體表現及內涵

通過學生回答問題時的表現判斷他們的思維水平，并針對學生思維的差異性，適當采用分層教學或因材施教等方法。在學習過程中，通過SOLO分類理論監測學生的思維發展過程，達到提高學生思維層次的目的。因此，彼格斯對學生的學習成果進行五大層次的分類，且各層次之間層層遞進，最終達到高階思維水平。[4]各層次及具體表現如表1所示。

表1 SOLO分類理論評價層次、具體表現及內涵

二、國內外研究現狀

(一)國外研究

《學習質量評價：SOLO分類法》這本書是由彼格斯和其同事合著，并在此詳細描述了SOLO分類理論。[2]該理論內容也包括整理的英語、數學、歷史、地理等學科的學業資料。1986年，柯特妮以地理學科為例，將SOLO分類理論首次應用于實際教學中。[5]1989年，彼格斯和柯利斯建立了基于SOLO分類法的校本課程開發和評估模型，并且提出了描述學習語言的復雜性框架。[5]1995年，博爾頓·劉易斯論證了SOLO分類法是塑造和評估高階思維的一種手段，提出了評估學習成果的模型。[5]在2018年，卡尼利亞和米歇爾將SOLO分類法應用于職前教師解決問題的策略分類中。[5]

(二)國內研究

通過閱讀文獻，得出當前我國對SOLO分類理論的研究主要集中于理論和學科兩方面。吳偉寧于1998年首次將SOLO分類法引入中國，對其由來、基本含義以及成績評定進行詳細介紹，并從學生的回答中判斷出其思維所處的SOLO結構層次。[5]最早發表在中國知網上的期刊文獻為2005年宋潔等人的《SOLO分類評價法及其應用》，該文在對SOLO分類法進行詳細闡述的基礎上，將其運用在化學教學中，并基于氨的噴泉實驗設計問題判斷學生的思維水平，提出其對課程教學具有直接指導的作用。[6]此后，越來越多的教育工作者把SOLO分類理論與化學相結合，文獻數量也逐年遞增。

三、SOLO分類理論在中學化學中的應用

對SOLO分類法的理論和學科研究，國外已趨于成熟，國內雖起步較晚，但也有顯著成果。近些年，國內研究更加重視SOLO分類理論和各學科之間的融合發展，在中學化學教學中應用SOLO分類理論，不僅可以有效判斷學生的思維層次，調整課程安排，還可以改變終結性的評價方式。SOLO分類法在我國中學化學教育領域的研究有五大方面。[7]

(一)指導試題編制

化學試卷中試題的呈現方式主要為客觀題和開放型試題，其中客觀題目包括選擇題、計算題、基礎填空題。開放型試題主要包含工藝流程、實驗探究類。將SOLO分類理論應用于選擇題編制中，可以通過編制選項的思維層次，觀察學生對知識的理解層次，更好地區分學生的思維水平。在編制實驗類和開放型試題時，更應當從學生了解的情境素材入手，例如，陸庭鑾以實驗“蔗糖物質燃燒的現象分析”編制原創試題[8]，以課堂問題的思考為素材來源。為了使學生能夠理解有機物的概念，試題分別探究實驗的蔗糖的燃燒現象、蔗糖催化劑性質以及蔗糖實驗組分。在編制試題的過程中，從生活生產實踐出發，多個知識點相互聯系，設置的問題層層關聯且相互遞進，培養學生更高層次的思維水平。原創試題的編制更加考驗出題人的整體知識把握水平，以及對學生學習情況的了解程度。利用SOLO分類理論編制原創試題，不僅可以通過學生的答案判斷其所在的思維層次，還可以提升教師自身的PCK(學科教學知識)水平。因此，在實際教學過程中，教師需不斷思考問題，并挖掘問題背后的知識，成為具有問題性思維的新型教師。再如，劉凱釗等人將教材內容作為情境素材編制有機合成題[9]，對學生而言，有機合成路線圖題是較難的，因此，教師如何讓學生理解概念并建構起框架至關重要。他從教材出發，整合書中的素材，不僅讓學生熟悉教材，也能將以前未聯系起來的知識點相互串聯。最終通過SOLO分類理論設置難度、區分度合適的試題。這也是新課程改革以來高考命題的趨勢，降低學生對課外資料的依賴程度，真正達到“減負”目的。綜上所述，將SOLO理論運用于試題編制，對教師的整體知識能力要求較高，但是能夠區分學生的思維水平。因此，在試題編制過程中，需要教師之間交流溝通，組成試題研發小組。在教學中，教師可以采用小組合作學習或者分層教學方式進行授課，對學生的思維水平進行動態評價，因材施教，從而與學生共同進步。

(二)分析中高考試題的SOLO層次

中高考不只是人才的甄選，也希望通過考試激發學生學習的主觀能動性。因此，分析歷年中高考試題至關重要，通過判斷中高考試題中知識點考查的思維層次，可有效指導教師教學。將SOLO分類理論應用于分析中高考試題層次主要包含兩大方面。①選擇題：對選擇題、計算題客觀題型，可以通過判斷試題選項的思維水平來確定SOLO層次，若選項中既存在單點結構，也存在其他SOLO層次時，以正確選項考查的思維水平得出該知識點考查的SOLO層次。②主觀題：主觀題對學生的思維要求較高，要求學生知識點整合能力要強。可具體分析每道試題中考查的思維層次，構建強大的知識模塊。例如，趙雪、畢華林以2013—2015年山東卷為例對高考化學主觀題進行結構分析，通過試題劃分，得出每道試題的SOLO層次。判斷不同結構在試卷中所占分值及分值比例，并對比研究近三年試題難度及區分度是否平穩。[10]總體而言，高考試題考查的核心知識體系比較平穩，這也表明高考重點考查化學基礎知識。同樣，還可以用來評價中澳化學試題之間的差異性，分析各自優勢和特點，便于教師能將這種優勢運用于教學中。[11]通過研究每年的中高考真題，可以為教師的有效教學和學生的科學備課提供參考。但是對試題結構進行分析時也有一定的局限性，每位教師對知識點思維層次的把握程度存在不一致的情況。

(三)指導教學設計和實踐

一堂好課不僅可以使學生對化學產生濃厚的興趣，也考驗教師教學能力、教學水平以及教學知識的深度。基于這些要求，如何設計一堂優質課顯得尤為重要。通過梳理文獻，發現將SOLO分類理論應用于化學教學設計中的文獻數量較多，無論是新課、復習課，還是實驗探究課，都可以利用SOLO分類理論進行設計。從最初單一使用SOLO分類理論，到現在與其他理論如化學核心素養、思維導圖、概念圖等相結合的方式進行教學設計，凸顯出更高的實踐價值。例如，尤林穎、謝永榮將其與化學核心素養相聯系，設計了關于金屬化學性質這堂課。首先進行學情分析，發現學生的思維水平基本處在單點結構和多點結構，但是本章內容在初中階段已有所涉及，這也說明學生初中時對該知識點的學習不牢固。因此，在實際教學過程中，可以生活實際為出發點創設情境，并回憶初中所學習過的知識點，將前后知識聯系起來，讓學生不斷思考，依據學生整體的差異性，進行分層或針對性教學。[12]劉志華、謝潔純基于SOLO分類理論指導思維導圖設計，以電解池原理為例，設計一系列電解池思維導圖框架。從建立概念到總結電解池原理，引出電解池中陽離子的放電順序，最終完成電極方程式的書寫，將電解池概念運用至實際中。在思維導圖框架下知識點更加清晰、邏輯性更強。[13]基于SOLO分類理論，對問題進行嚴密的設計形成問題鏈，這能有效增強教師和學生在探究問題上的靈活性。將二者相結合使用，對學生學習有促進作用。綜上所述，在設計教學的過程時，可以采用SOLO分類理論首先確定學生的最近發展區，從而制訂有效的教學策略。

(四)指導學習心理實證研究

周純認為，學生的學習心理包括學生的學習過程、思維方式、行為方式、學習類型等。[7]而SOLO分類理論可以得出學生在某個知識模塊的思維水平，從而對SOLO層次升級進行策略研究。例如，姜艷秋等人運用概念圖的方式提升學生的思維層次，以離子化合物和共價化合物為例，繪制概念圖充分利用學生原有知識結構，將前后知識點緊密聯系，從而達到順應或者同化的目的，提高學生的思維水平，由低階思維向高階思維發展。[14]化學知識的兩大類為概念原理類和實驗探究類。概念原理類的知識相對抽象，學生不易理解，需要從宏觀、微觀、符號三方面進行表征。在這方面，學生理解水平相對較低。如何讓學生建構化學概念圖，準確理解化學概念，并將其運用于實際中，需要教育專家繼續深入研究。因此，在教學中，不能只采用教師全程教授的方式，教師只是指引者，提出問題，學生通過利用原有知識體系進行回答。課堂中應設置探究問題環節，采用小組合作交流等方式進行頭腦風暴，共同學習研究。學生本身對化學實驗比較感興趣，可以自主動手做實驗。但如今出于各種原因，大部分實驗都是采取多媒體演示等。有些實驗即使學生能夠操作完成，但基于客觀因素，學生無法進行實操。對實驗現象，學生也是一背再背，無法理解。基于SOLO分類理論對學生實驗理解水平進行調查，發現學生對化學實驗理解總體不高。對實驗室無法完成的實驗，應當與其學過的知識進行串聯，合理利用遷移，比如硅酸的制取就可以通過二氧化碳的實驗室制取得出思路，由于兩個實驗關聯性非常緊密，因此學生相對更好理解。申燕等人基于SOLO分類理論探究思維水平與學生成績之間的相關性，將學生分為三個層次，并對不同層次的學生提出相應的學習方法、備考建議。[15]其總體目標是基于SOLO分類理論有效提高學生的思維水平。

(五)指導教學評價

當前，我國教學評價改革仍在進行，希望擺脫傳統的“唯分數論”評價方式。重點關注學生的整體、全面發展，關注學生發展的階段性、動態性，強調形成性評價。基于SOLO分類理論的評價方式可從課前小測評估學生的思維水平，課中通過課堂回應及反饋等方式了解學生的思維狀態，課后通過完成針對性作業判斷學生對知識點的總體理解情況，將三者結合起來多角度、多方位地對學生的思維進行觀測。在評價學生思維水平的過程中，教師也在自我反思，自我進步，達到“以評促教、以評促學、以評育人”的目的。因此，通過SOLO分類理論開發評價工具和評價量表，具有較大的理論和實踐意義。例如，SOLO分類理論與FLOWMAP流程圖相結合進行評價，準確性大大提高，具有較高的靈活性。[16]但是基于SOLO分類理論研發評價量表及工具，對一線教師而言，具有較高難度和時間要求，由專家學者代為開發又存在脫離一線教學實際的情況。因此，大家應當寄希望于二者相結合，使量表工具根植于理論基礎，也具有較高的實踐價值。最近幾年興起了有關SOLO分類理論開發評價模型的研究，但是對此方面的研究文獻數量較少，研究途徑尚不清晰，但也是未來繼續深入探究的主要方面。

四、結論

SOLO分類理論在我國發展已有20年，從最開始的研究內容單一，到后期研究多元化，不僅在各個學科都有所涉及，而且在多個領域都有所發展。在中學化學教育領域，SOLO分類評價理論還需深入發展，針對傳統化學評價方式，從評價內容、評價主體、評價方式等方面進行改進。在未來與化學學科相結合方面，SOLO分類理論還需進一步發展和深化。

(一)SOLO分類理論與其他理論相結合研究

近年來，隨著新課程的改革，SOLO分類理論在我國的發展也在不斷加快，越來越多的學者關注并運用此理論。但是，單一的SOLO分類理論指導教學實踐，通常是通過判斷學生思維層次的方式，但是如何提升學生的思維水平，需要與其他理論結合使用，例如，與思維導圖理論相結合，使知識點簡單、清晰，學生更容易理解。與PISA相結合評價學生的思維層次，準確性、針對性更強。與化學核心素養、理論模型等相結合，調整教學計劃、優化教學策略。

(二)深入研究基于SOLO分類理論的教學評價

如何對學生的學習結果進行評價，一直都是研究的熱點主題。希望擺脫傳統的評價方式，基于SOLO分類理論可對學生進行系統、量化的評價。但基于SOLO分類理論并未有具體的量表和模型可供借鑒。未來，大家應該更加深入地研究基于SOLO分類理論的教學評價方式。

SOLO分類理論在中學化學中的研究主要凸顯于上述方面，其與學科相融合的實用性較強。結合我國教學現狀，一線教師仍以經驗主義為授課依據，缺乏理論層面的指導，一線教師是教學實踐最關鍵的組成部分，對學生的學習情況了解透徹，如果一線教師能夠立足于教學實際，深入了解SOLO分類理論及其他理論的內涵，并將其運用到具體教學中，對教師自身而言能不斷成長進步，對學生而言，更具有教學針對性。未來，還需一線教師和教育學者一起深入研究，將SOLO分類理論應用于中學化學教學中。