基于SOLO分類理論培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)高階思維的課堂實(shí)踐
——以“鹽類的水解”為例

文 /陳莉靖

引 言

美國化學(xué)家路易斯等學(xué)者認(rèn)為，高階思維包含思維的邏輯性和批判性，比起一般思維對先前取得經(jīng)驗(yàn)的機(jī)械化套用，高階思維更傾向于在幾種獨(dú)立經(jīng)驗(yàn)的聯(lián)系下探索新的解決方案[1]。高階思維的培養(yǎng)符合當(dāng)前高中化學(xué)教學(xué)對學(xué)生素養(yǎng)和能力的要求。由于高階思維必須在學(xué)生全身心投入探索的狀態(tài)下才能被激發(fā)出來，教師在課堂教學(xué)實(shí)踐中應(yīng)注意對學(xué)生思維過程的引導(dǎo)，以讓學(xué)生在發(fā)現(xiàn)、再發(fā)現(xiàn)的體驗(yàn)中逐漸獲得思維層次的提升。教師在教學(xué)過程中應(yīng)用SOLO分類理論評定學(xué)生的思維層次，對教學(xué)的開展具有較強(qiáng)的促進(jìn)作用。相關(guān)教師需要在深入理解SOLO分類理論的同時(shí)，結(jié)合多樣化的教學(xué)模式與手段開展教學(xué)，以充分發(fā)揮這一理論模式在實(shí)踐中的作用。

一、SOLO分類理論概述

“SOLO”是英文“Structure of the Observed Learning Outcome”的縮寫，譯為“可觀察的學(xué)習(xí)成果結(jié)構(gòu)”，是一種以等級描述為特征的質(zhì)性評價(jià)方法，旨在分析和評價(jià)學(xué)生解決問題時(shí)所達(dá)到的思維高度。SOLO分類理論產(chǎn)生于皮亞杰的“階段論”。SOLO分類理論不以“量”作為對學(xué)生的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，而是更偏重對“質(zhì)”的考查，并根據(jù)學(xué)生在知識掌握方面的水平將學(xué)生的思維分成5個(gè)層次，即前結(jié)構(gòu)層次、單點(diǎn)結(jié)構(gòu)層次、多點(diǎn)結(jié)構(gòu)層次、關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)層次和拓展抽象思維結(jié)構(gòu)層次。這5個(gè)層次不僅概括了人在認(rèn)知發(fā)展上的階段性，還闡明了人對某個(gè)具體事物在思維上所呈現(xiàn)出的階段性。從總體上說，SOLO分類理論反映了學(xué)生認(rèn)知層次從“前結(jié)構(gòu)層次”發(fā)展到“拓展抽象思維結(jié)構(gòu)層次”的過程，也呈現(xiàn)出了學(xué)生間認(rèn)知水平質(zhì)的差異和量的差異，對學(xué)生認(rèn)知水平向更高層次發(fā)展具有較強(qiáng)的引導(dǎo)作用。

二、SOLO分類理論下學(xué)生思維與教學(xué)目標(biāo)的分類

（一）SOLO分類理論中學(xué)生的思維層次

在SOLO分類理論中，學(xué)生的思維層次被劃分為5個(gè)階段：（1）前結(jié)構(gòu)層次階段中的學(xué)生思維水平相對較低，雖對問題產(chǎn)生了關(guān)注，但整體思維比較混亂，常無法正確地給出問題的答案，因此思維處于該階段的學(xué)生常被認(rèn)為不具備解決問題的能力；（2）單點(diǎn)結(jié)構(gòu)層次階段中的學(xué)生可以看到部分問題，并能根據(jù)單一線索獲得相應(yīng)的結(jié)論，但由于缺乏對問題的全面把握，其得出的答案也較為片面；（3）多點(diǎn)結(jié)構(gòu)層次階段中的學(xué)生可以看到問題的多個(gè)角度，也能憑借多個(gè)信息、知識點(diǎn)去解決問題，但由于缺乏整合能力，未能形成知識網(wǎng)絡(luò)，其得出的答案也不夠具體；（4）關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)層次階段中的學(xué)生能夠?qū)⑴c問題相關(guān)的信息連成網(wǎng)絡(luò)，并能看到問題更深層的意義，而教師可通過考查學(xué)生答案的完整性來判斷其是否達(dá)到此階段；（5）拓展抽象思維結(jié)構(gòu)層次階段中的學(xué)生不僅能將已有知識點(diǎn)連接成網(wǎng)絡(luò)，形成自己的知識系統(tǒng)，還能把得出的結(jié)論遷移到其他領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)思維的質(zhì)變，此階段需要學(xué)生具有較高的創(chuàng)新能力。

（二）SOLO分類理論下教學(xué)目標(biāo)的劃分

教學(xué)目標(biāo)是指教學(xué)活動的預(yù)期結(jié)果，其引領(lǐng)著整個(gè)教學(xué)實(shí)踐開展的方向，是所有教學(xué)活動的出發(fā)點(diǎn)亦是終點(diǎn)。教師要想根據(jù)SOLO分類理論促進(jìn)學(xué)生思維層次的提升，就必須借助SOLO分類理論對教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行分類：（1）單點(diǎn)結(jié)構(gòu)層次對應(yīng)知道、識別、描述、列舉的認(rèn)知水平，此階段的教學(xué)目標(biāo)為學(xué)生能夠識別問題中的事實(shí)和對應(yīng)的證據(jù)，可再認(rèn)識并列舉出被描述對象的特征；（2）多點(diǎn)結(jié)構(gòu)層次對應(yīng)辨認(rèn)、比較、區(qū)分的認(rèn)知水平，此階段的教學(xué)目標(biāo)為學(xué)生能夠識別并表示問題的特征，可根據(jù)問題的特征對其進(jìn)行比較和區(qū)別；（3）關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)層次對應(yīng)理解、判斷、說明、歸納的認(rèn)知水平，此階段的教學(xué)目標(biāo)為學(xué)生能夠把握問題的內(nèi)在邏輯關(guān)系，并能借此展開問題的推斷；（4）拓展抽象結(jié)構(gòu)層次對應(yīng)優(yōu)選、設(shè)計(jì)、猜想、創(chuàng)新的認(rèn)知水平，此階段的教學(xué)目標(biāo)為學(xué)生能夠?qū)⒊橄蟾拍睢⒃瓌t在不同情境下建立聯(lián)系并應(yīng)用于新的問題。

三、SOLO分類理論下培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)高階思維的實(shí)踐

（一）根據(jù)SOLO分類理論明確教學(xué)目標(biāo)

教學(xué)目標(biāo)能通過學(xué)生當(dāng)前水平與目標(biāo)水平間的差異對比形成學(xué)生學(xué)習(xí)的需求，且SOLO分類理論還能對學(xué)生現(xiàn)有水平和期望水平進(jìn)行評定，因而教師應(yīng)對SOLO分類理論下的教學(xué)目標(biāo)設(shè)立給予充分的重視。以高中選修4中“判斷鹽溶液的酸堿性及其酸堿性形成原因”的內(nèi)容為例，其教學(xué)目標(biāo)是讓學(xué)生了解鹽的水解，總結(jié)影響鹽的水解程度的相關(guān)因素，并能對鹽類水解原理在生活中的應(yīng)用進(jìn)行遷移。為實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)學(xué)生需要了解鹽的分類，主要是根據(jù)生成鹽的酸、堿電離程度的強(qiáng)弱對NaCl、Na2CO3、NH4Cl、(NH4)2CO3等鹽進(jìn)行分類，并對分類好的鹽溶液的酸堿性形成感性的認(rèn)知，在思維上先達(dá)到單點(diǎn)結(jié)構(gòu)層次。此后，學(xué)生可借助鹽類水解的相關(guān)知識進(jìn)一步總結(jié)水解規(guī)律，將自己的思維層次提高一個(gè)水平，再通過掌握鹽類水解的應(yīng)用等深度學(xué)習(xí)實(shí)現(xiàn)自身思維水平的提升。需要注意的是，教師在此過程中需要具備一定的高階思維意識，要充分發(fā)揮學(xué)生在課堂教學(xué)中的主體作用。基礎(chǔ)的概念知識比較抽象，盡管它們在教材中都有直接的介紹，但學(xué)生要想扎實(shí)理解并能靈活運(yùn)用這些知識，往往還是需要教師的引導(dǎo)。比如，對于鹽的分類，學(xué)生難以對其形成深刻理解，教師就可將它們與生活中的物品聯(lián)系到一起，讓學(xué)生直觀對比實(shí)際物品中各種鹽的成分，總結(jié)對比不同鹽類構(gòu)成物質(zhì)的性質(zhì)的不同，從而深化學(xué)生對鹽的分類的多面理解，如不同鹽類的電力強(qiáng)弱不同，進(jìn)而將其以更容易令學(xué)生接受與記憶的形式融入學(xué)生的知識體系。而學(xué)生也能因?yàn)槁?lián)系生活而增加對化學(xué)的感性認(rèn)知，拉進(jìn)與化學(xué)的距離，同時(shí)加強(qiáng)對化學(xué)知識的深層理解。學(xué)校可以就這方面開展對教師的培訓(xùn)，也可以為化學(xué)基礎(chǔ)知識的教學(xué)提供各種活動實(shí)踐的方案，讓學(xué)生的單點(diǎn)結(jié)構(gòu)知識在學(xué)校營造的科學(xué)人文氛圍中得到加強(qiáng)和鞏固。這樣，學(xué)生不僅對單點(diǎn)知識的理解不再陌生，也能側(cè)面激發(fā)對學(xué)科學(xué)習(xí)的興趣，從而強(qiáng)化學(xué)生的高階思維發(fā)展。

（二）根據(jù)SOLO分類理論確定教學(xué)方式

單點(diǎn)結(jié)構(gòu)層次要求學(xué)生能夠了解并識別知識點(diǎn)，所以在教學(xué)“鹽的分類”時(shí)，教師宜采取講授法、分析對比法、討論法和歸納法將NaCl歸類為強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽、Na2CO3為強(qiáng)堿弱酸鹽、NH4Cl為強(qiáng)酸弱堿鹽、(NH4)2CO3為弱酸弱堿鹽。多點(diǎn)結(jié)構(gòu)層次要求學(xué)生能夠辨認(rèn)、比較和區(qū)分知識點(diǎn)，所以在該層次的教學(xué)中，教師應(yīng)借助實(shí)驗(yàn)法使學(xué)生對鹽的酸堿性獲得更加感性的認(rèn)知，再利用討論、歸納的方式對鹽的酸堿性進(jìn)行總結(jié)與概括，讓學(xué)生總結(jié)出其中的規(guī)律，從而實(shí)現(xiàn)思維的進(jìn)階。

關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)層次與拓展抽象結(jié)構(gòu)層次都要求學(xué)生在理解知識的基礎(chǔ)上能夠識別并解釋其中的邏輯關(guān)系，從而在知識網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建下解決更多的實(shí)際問題。例如，鹽的酸堿性的本質(zhì)是弱電解離子水解，即NH4Cl因NH4+水解顯酸性，NH4+與H2O中的OH-生成NH3·H2O和H+是其水解呈酸性的原因。在這一層次的教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)法能讓學(xué)生對鹽類的水解有一個(gè)總體的認(rèn)知，加上分析法、討論法與歸納法可讓學(xué)生清晰了解鹽類酸堿性的呈現(xiàn)規(guī)律，使學(xué)生掌握處理問題的原理和方法。

在具體的實(shí)踐中，教師可以適當(dāng)采取小組合作學(xué)習(xí)的方式。比如講解“鋁”的相關(guān)知識時(shí)，教師可就鋁的兩性（金屬性與非金屬性）問題組織學(xué)生以小組合作的形式展開討論。學(xué)生充分結(jié)合實(shí)踐操作，得出了2Al＋6HCl＝2AlCl3＋3H2/2Al＋2NaOH＋2H2O＝2NaAlO2＋3H2↑的化學(xué)式，在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生紛紛結(jié)合化學(xué)式對鋁的兩性問題進(jìn)行分析并提出論點(diǎn)。有的學(xué)生認(rèn)為化學(xué)式中扮演氧化劑角色的是水，有的學(xué)生則認(rèn)為鋁本身也具備充當(dāng)氧化劑的功能。于是，學(xué)生又對誰的答案正確這一問題進(jìn)行了討論與驗(yàn)證。學(xué)生在小組討論的過程中不斷推翻此前的猜測，逐漸形成辯證的解題思路，且在小組合作中養(yǎng)成了團(tuán)隊(duì)協(xié)作的品德與習(xí)慣，在問題解決過程中學(xué)會多聽取建議再總結(jié)，促進(jìn)了學(xué)生知識結(jié)構(gòu)層次的完善。需要注意的是，教師要在課后結(jié)合學(xué)生的課堂表現(xiàn)進(jìn)行綜合評價(jià)，科學(xué)地對學(xué)生的課堂參與積極性、知識掌握情況進(jìn)行分析并提出改進(jìn)建議，或調(diào)整自身的教學(xué)模式，以讓這種自主探究、討論的學(xué)習(xí)模式形成良性閉環(huán)，更好地服務(wù)于學(xué)生高階思維的提升。

（三）根據(jù)SOLO分類理論設(shè)計(jì)教學(xué)實(shí)踐

圍繞鹽類的酸堿反應(yīng)教學(xué)，筆者提出了一系列的問題，試圖創(chuàng)設(shè)問題情境，如鹽類是酸堿反應(yīng)的產(chǎn)物，生成鹽的酸、堿強(qiáng)弱不同可產(chǎn)生溶液呈不同酸堿度的鹽，這些鹽如何分類？教學(xué)中，筆者采取舉例的方式列舉出強(qiáng)酸強(qiáng)堿反應(yīng)后產(chǎn)生的鹽的酸堿屬性，弱酸弱堿反應(yīng)后產(chǎn)生的鹽的酸堿屬性，并引發(fā)學(xué)生的討論，以使其化學(xué)思維達(dá)到單點(diǎn)結(jié)構(gòu)層次。然后，筆者通過進(jìn)階的問題讓學(xué)生的思維層次得到提升，如提出問題：“我們能運(yùn)用怎樣的方法測知溶液的酸堿性？”并采取實(shí)驗(yàn)的手段（PH試紙）引導(dǎo)學(xué)生搜集相關(guān)數(shù)據(jù)，最后得出NaCl的PH等于7，NH4Cl小于7，Na2CO3和(NH4)2CO3大于7的答案，引導(dǎo)學(xué)生摸索、歸納鹽類溶液的酸堿性規(guī)律，使其形成對知識點(diǎn)的基本判斷能力。而為了讓學(xué)生的思維層次上升到關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)層次，筆者提出“鹽類怎樣呈現(xiàn)酸堿性？”這樣的進(jìn)階問題，在教學(xué)中帶領(lǐng)學(xué)生開展探究NH4Cl溶液中微粒的實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生對溶液中可能存在的微粒進(jìn)行討論。在拓展抽象結(jié)構(gòu)層次教學(xué)中，筆者引入鹽類水解的應(yīng)用問題，如“分析Fe(OH)3膠體的制備原理”“工業(yè)廢水中金屬離子的除雜”等，讓學(xué)生能夠根據(jù)鹽類水解的一般規(guī)律來解決實(shí)際問題。如此一來，學(xué)生就能在遞進(jìn)的問題中進(jìn)一步提高自己的思維能力。

實(shí)際上，創(chuàng)設(shè)問題情境不僅能增加學(xué)生在課堂教學(xué)中的體驗(yàn)，使其更加積極地發(fā)揮主體作用，還對學(xué)生高階思維的養(yǎng)成有著一定的影響。SOLO分類理論奠定了高中化學(xué)高階思維培養(yǎng)的理論基礎(chǔ)，而問題情境的創(chuàng)設(shè)則能在一定的范圍內(nèi)推動思維培養(yǎng)理論的效果落實(shí)。相較于直接講解與記憶概念，問題情境更能激發(fā)學(xué)生舉一反三的能力，讓學(xué)生朝著高階思維方向行進(jìn)。比如，在講解“鈉”的相關(guān)知識時(shí)，筆者曾對Na2O、Na2O2進(jìn)行對比，讓學(xué)生結(jié)合實(shí)際生活展開對問題的探究，通過“吹氣生火”實(shí)驗(yàn)（將金屬鈉放在紙上吹，點(diǎn)燃紙）讓學(xué)生具體思考這一現(xiàn)象對應(yīng)的方程式，使其在推導(dǎo)相關(guān)方程式（2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2/2Na2O2+ 2H2O=4NaOH+O2）的過程中進(jìn)一步體會Na2O、Na2O2的不同，進(jìn)而完成問題的解答。問題情境的創(chuàng)設(shè)將單點(diǎn)結(jié)構(gòu)知識與多點(diǎn)結(jié)構(gòu)知識進(jìn)行系統(tǒng)串聯(lián)，讓學(xué)生完成了從基礎(chǔ)知識掌握到規(guī)律總結(jié)，再到探究升級的思考，在發(fā)展學(xué)生思維能力的同時(shí)，也有效地促成了化學(xué)高階思維的培養(yǎng)，提升了學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

SOLO分類理論實(shí)際上是根據(jù)學(xué)生學(xué)情開展的教學(xué)內(nèi)容、方法的分層。基于SOLO分類理論的教學(xué)分層符合學(xué)生的思維發(fā)展規(guī)律，契合“以人為本”的育人理念，以這一途徑開展對學(xué)生的高階思維培養(yǎng)更能凸顯培養(yǎng)方式的科學(xué)性，其綜合性、實(shí)踐性自然也較強(qiáng)。但是，SOLO分類理論只是一種理論觀念，要落實(shí)于實(shí)際還要搭配一系列的教學(xué)模式與手段，以讓高中生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)充分被兼顧，學(xué)生在學(xué)習(xí)中的主動性發(fā)揮得更加突出。比如，小組學(xué)習(xí)法、問題情境法的實(shí)施都能加強(qiáng)師生、生生間的互動。在互動中，學(xué)生的思維會進(jìn)入相對活躍的狀態(tài)，對不同層級的問題也會較快理解，這就能對SOLO分類理論的落實(shí)帶來實(shí)際推動效果。當(dāng)然，教師不能忽視最重要的一點(diǎn)，那就是提升自身對高階思維的理解，避免將高階思維與高難度的題型練習(xí)直接劃等號，從而保證學(xué)生在輕松的課堂學(xué)習(xí)氛圍中循序漸進(jìn)地提升思維能力，同時(shí)獲得其他方面的素養(yǎng)與能力發(fā)展。

結(jié) 語

在借助SOLO分類理論培養(yǎng)高中生化學(xué)高階思維的過程中，教師應(yīng)根據(jù)科學(xué)合理的教學(xué)目標(biāo)與SOLO分類理論中的層次對照，優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)，讓學(xué)生逐步提升化學(xué)思維層次，最終達(dá)到高階思維的水平。