ＳＯＬＯ分類評價理論在化學開放性實驗試題中的應用

摘要：介紹以一種等級描述為基本特征的評價理論——SOLO分類評價理論，應用于化學開放性實驗試題的評價，以彌補傳統“采分點”評價方式的缺陷，達到測量學生化學學習的高級思維能力的目的，為化學開放性實驗題的評價提供一個新的思考角度。

關鍵詞：化學開放性實驗試題；SOLO分類評價；思維能力結構

文章編號：1005－6629(2007)07－0008－05 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：C

開放性試題以其條件的不完備性、結論的不確定性、過程的探究性、知識的綜合性和思維的不約束性等特點來考查考生從多角度多層次運用多種模式去解決問題，而在各種考試題型中獨樹一幟。隨著課程改革的進一步深化，開放性問題已成為化學教育改革的一個亮點和熱點。開放題的種類很多，但就試卷中出現的、與化學學科密切有關的，一般為化學實驗開放題，包括設計實驗方案、實驗操作細節以及處理實驗中的問題等。化學開放性實驗題不是依靠簡單的記憶和背誦書本上的實驗現象和結論就能完成的，學生們必須對實驗的原理、化學的基礎知識有著很好的理解，并且在實踐中要親身的實驗動手操作，回答問題才能游刃有余。

從某種意義上說，開放性實驗題為化學紙筆測試考察學生的實驗能力、探究能力及創新能力提供了契機，通過考試題型的改變，在考試的過程中考查學生的思維能力、語言表達能力、獲取和整合化學信息的能力、化學探究能力和創新能力等高級思維能力，突破了原有封閉試題的某些局限。故此，近些年的全國高考試卷中頻頻出現化學開放性實驗題。但是在評卷的過程中，由于評價的標準制定不完善，評價方法陳舊，只是采用傳統的“采分點”法來賦予學生試題的分值，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，在評價上難以拉開學生的差距，達不到考查的目的，失去了考查的初衷。這一問題不解決，開放性問題就難以進入學業成績評價，特別是大規模的學業成績評價之中。為了促進有關開放性問題的評分方法的研究，本文結合化學教學的實際，介紹一種以測量學生高級思維為目的、可運用于開放性問題的質性評價方法——SOLO分類評價法，希望能夠引起廣大師生的興趣，更希望能夠給課程改革背景下的學生學業評價提供新的視角和方法。

1SOLO分類（SOLO taxonomy）評價法的基本觀點

SOLO是英文“Structure of the Observed Learning Outcome”的首字母縮寫[1]，意為：“可觀察到的學習結果的結構”，是一種以等級描述為基本特征的質性評價方法，已在澳大利亞和香港等地區做過廣泛的試驗和應用。它是Biggs和Collis等人從研究皮亞杰(Piaget)的兒童智力發展階段入手，對學習者的知識結構進行分析，通過對學生的反應的討論，創立的“新皮亞杰學派模型”[2]，這個模型與皮亞杰理論最大的不同在于：它不是根據學生總體上的思維水平對學生進行分類，而是對學生的每個反應進行分類。Biggs教授認為，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，可以根據學生在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。據此，SOLO將學生學習的結果由低到高分為五個不同的層次[3]，各個層次及表現如下表：

從前結構反應到拓展抽象結構反應，SOLO分類法提供了一種有組織、有條理、有計劃、有規律的遞增結構來測量學習質量的系統分類方法，它不是用二元論的方式把學習結果劃分為對和錯兩類，而是把不同的學生指向不同的水平的再認知。若以它為分類依據，對學生的學習結果做出判斷，能夠避免教師定義等級的隨意性，增加評價的可操作性。故這種分類評價可以用來評價復雜知識的學習結果，并對其進行分等級評定，如上表第三欄所示。這種記分方法簡捷明了，能夠清楚地看到學生所達到的思維層次，非常有利于教學診斷，可以為教師和學生提供有益的反饋信息，對于過程性評價尤為適用。但如果在終結性的考試與評價中使用這種評分方法，也可以給各個等級賦予一定的分值，五個等級可按照0，1，2，3，4打分，教師依據學生達到的等級水平給出相應的分數。

2 如何運用SOLO分類評價法評價化學開放性實驗試題

開放性試題現已成為中學學業評價研究的難點，其難并不在于編制，而在于其評分標準的把握。教師們對開放性試題評分大多都依據“采分點”原則憑著經驗進行評分，隨意性較大，缺乏科學性，容易引起爭議，不能很好地達到開放性試題考查的目的。而SOLO分類評價法不僅能夠評價學生的思維能力，更重要的是能夠評價學生思維能力所處的層次和階段，依據它的標準來評價學生，相對來說要比按“采分點”評價學生更準確和可靠。

依據SOLO編制評分標準，就是按照學生在具體學習任務中的行為表現，進行諸如前結構、單一結構、多元結構、關聯結構和拓展抽象結構的水平劃分，并對各個等級作出文字描述。若試題用于大規模考試，則還可以考慮按照實際評分的要求，將五個等級適當細化。以下是依據SOLO的基本思想進行等級評分的兩個實例，從中我們可以了解基于SOLO的評分標準編制的一般方法。

例一：（2001年理科綜合第28題）用圖1的裝置制取氫氣，在塑料隔板上放粗鋅粒，漏斗和帶支管的試管中裝有稀硫酸，若打開彈簧夾，則酸液由漏斗流下，試管中液面上升與鋅粒接觸，發生反應。產生的氫氣由支管導出；若關閉彈簧夾，則試管中液面下降，漏斗中液面上升，酸液與鋅粒脫離接觸，反應自行停止，需要時再打開彈簧夾，又可以使氫氣發生，這是一種僅適用于室溫下隨制隨停的氣體發生裝置。

回答下面問題：

（1）為什么關閉彈簧夾時試管中液面會下降？

（2）這種制氣裝置在加入反應物前，怎樣檢查裝置的氣密性？

（3）和（4）略。

本題第2問是創新性開放問題，不是常見裝置的氣密性檢查，如果沒有對常見氣密性檢查原理深入思考研究，透徹理解，沒有對該裝置特點的細致分析，沒有創新精神和創新能力，只是簡單的遷移，很難解決問題。題目從檢查氣密性基本原理出發，又不拘泥于實驗內容，要通過類比和分析常見裝置和給定裝置的異同點，抓住檢查氣密性就是要形成密閉體系后從假設裝置漏氣或不漏氣兩個方面去推測產生的現象這個本質，就能突破束縛，解決問題。運用SOLO分類評價法可以評價學生各種能力的層次，根據學生回答問題的情況，可以劃分為如下五種情況：

（1）前結構層次：學生不具備與此化學實驗相關的知識，或者沒有真正理解問題，所以他的回答是完全錯誤的，或者與所問的問題完全不相關，離化學實驗的基本要求太遠。

回答：將長頸漏斗用塞子塞緊，關閉彈簧夾，然后把整套裝置浸沒在水中，觀察裝置的連接處是否有氣泡產生。

（2）單一結構層次：由于平時不注意實驗操作，學生只抓住或者使用了回答問題所需要的幾個方面的信息之一，然后就直接跳回了問題。或者僅僅只是一味的套用儀器氣密性檢查的原理進行回答，問題不理解，思路不清晰。

回答：先打開彈簧夾，往長頸漏斗內加水，然后關閉彈簧夾，若試管內液面下降，則說明氣密性良好。

（3）多點結構層次：學生在回答問題時，能聯系實驗原理進行解釋，卻不能聯系實際。原理和實際是相互孤立的，彼此之間并無關聯，未形成相關實驗的整體知識網絡。如下的方法從原理上講似乎都是正確的，但卻忽略了對于盛有一定量液體的大試管，這種方法恐怕不會達到預期的效果。

回答：基本上沿用了最基本的帶有單孔塞試管的氣密性的檢查方法，即漏斗下端用水液封后，或將支管處連接導管插入水中，然后手握試管，觀察導管口處有無氣泡冒出；或將彈簧夾夾緊，然后手握試管，觀察漏斗內液面是否上升。

（4）關聯結構層次：學生在回答問題時，能夠聯想問題的關鍵點，抓住了裝置的特點，進行類比分析，并能將這多個要點聯系起來，整合成一個連貫一致的整體，說明學生真正理解了這個問題。

答案類似于：這是一個啟普發生器的簡易裝置，所以檢驗的時候可以尋求啟普發生器氣密性的檢驗程序。塞緊橡皮塞，關緊彈簧夾后，從漏斗中注入一定量的水，使漏斗內的水面高于試管內水面，停止加水后，漏斗中與試管中的液面差保持不再變化，說明裝置不漏氣。

（5）拓展抽象結構：學生在回答問題時，能夠進行抽象概括，從理論的高度分析問題，認識到其原理應與物理學科壓強知識相結合——即只要是通過操作形成并保持一定的壓強差，包括內差和外差。而且能夠深化問題，使問題本身的意義得到拓展。

回答：這是一種簡易啟普發生器，正因為其簡易，檢查氣密性的方法與啟普發生器還可有不同之處，可以是加水后從外壓封閉液面形成液差如啟普發生器一樣：塞緊橡皮塞，關緊彈簧夾后，從漏斗中注入一定量的水，使漏斗內的水面高于試管內水面，停止加水后，漏斗中與試管中的液面差保持不再變化，說明裝置不漏氣；反過來也可從內壓封閉面形成液差，或從漏斗嘴處形成液封排出空氣而證明裝置的氣密性完好，可以（1）打開彈簧夾連接一玻璃管放入水面下，向漏斗中加水至下端形成液封，用酒精燈加熱至導管口有氣泡連續冒出，移去酒精燈后導管中水柱回升一段，證明氣密性完好；或者（2）向漏斗中加水至接近隔板處形成液封，打開彈簧夾，接上洗耳球，捏癟洗耳球不放，液面上升到一定高度不下降，說明裝置不漏氣。

本實驗題考查學生思維能力的種類比較多，如運用化學原理解決化學問題的能力、分析化學裝置的能力、并能從中找出問題解決的本質等等，但SOLO分類評價不必具體分析學生運用了什么思維方法，而只是分析學生所能達到的思維層次。能夠運用裝置氣密性檢驗的原理的學生，能力層次自然比死記硬背實驗結論的學生高；能夠把原理與實踐相結合，并能找出裝置的大概特征的學生，能力層次又比只是單純的運用原理的學生高；能夠從跨學科的角度進行裝置的原理把握，并且通過類比和分析給定裝置和常見裝置的異同，得出氣密性檢查的本質特征的學生，其能力層次亦更高一籌。

例二：實驗室預制取一定量的氫氧化鋁，原料為鋁、稀硫酸和氫氧化鈉溶液。請盡可能多地設計制取方案（用方程式表示）[4]。

運用SOLO分類評價法，學生回答此問題的思維層次為：

（1）單一結構：寫出一種制取方案的方程式

方程式：2Al+3H₂SO₄→Al₂(SO₄)₃+3H₂↑

Al₂(SO₄)₃+6NaOH→2Al(OH)₃+3Na₂SO₄

（2）多點結構：寫出了兩種制取方案的方程式，但并沒有清晰地分析過程

方程式(一)：

2Al+3H₂SO₄→Al₂(SO₄)₃+3H₂↑

Al₂(SO₄)₃+6NaOH→2Al(SO₄)₃+3Na₂SO₄

方程式（二）：

2Al+2NaOH+2H₂O→2NaAlO₂+3H₂↑

2NaAlO₂+H₂SO₄+2H₂O→2Al(OH)₃↓+Na₂SO₄

（3）關聯結構： 通過分析產物與原料之間的關系，找到制取氫氧化鋁有關的各種方案，對于此項問題的解決有很清楚的思維脈絡。

Al(OH)₃ 是一種兩性氫氧化物，所以在制取的時候我們可以從酸和鹽反應、堿和鹽反應兩個角度考慮；除此以外，還可以從水解的角度考慮這種物質的制取，得出以下三種方案：

（４）拓展抽象結構：不但能從反應原理的角度分析出制取產物的各種方案，而且還對這些方案進行分類歸納、分析對比，找出制取氫氧化鋁最節約原料、成本最低的最佳步驟，表現出極強的靈活運用知識解決實際問題的能力。其思維品質更高一籌。

回答：制取氫氧化鋁可供選擇的三種方案如（3）中（略）， 由這些方程式可以看出制備等量 Al(OH)₃

（假設為2mol）方案1、2、3所需的原料為n (Al): n (H₂SO₄): n (NaOH)如下表所示：

很明顯，方案三最節省原料，可以降低成本，減少副產物，所以在實驗室中用鋁、稀硫酸和氫氧化鈉溶液制取氫氧化鋁最好選用第三種方案，當然第三種方案的步驟稍復雜了一點。

基于不同結構水平，此題的評分標準可定為：答案符合單一結構的，記為D；答案符合多元結構的，記為C；答案符合關聯結構的，記為B；答案符合拓展抽象結構的，記為A，當然回答錯誤或者不答，記為E。這種記分方法簡捷明了，能夠清楚地看到學生所達到的思維層次，有利于教學診斷，可以為教師和學生提供有益的反饋信息，對于過程性評價尤為適用。但如果在終結性的考試與評價中使用這種評分方法，也可以給各個等級賦予一定的分值，教師可以依據學生的等級給以相應的分數。

通過以上實例的分析，我們可以看出，SOLO分類評價與傳統評價的根本差別在于答案的開放性。一道題目是否具有開放性，主要不是看題目怎樣提問，關鍵是看評價者如何評價。如果答案本身是封閉的，那么再開放的提問也是禁錮被評價者的思維的。因此，SOLO分類評價法所作的工作不是去改變題目的提問方法，而是改變答案的評分方法。

3運用SOLO分類評價法評價化學開放性實驗試題應注意的問題

實驗是化學學科最大的特征，實驗教學是培養學生的科學思維和探究能力的重要的途徑。化學實驗是知識的寶庫，化學實驗中的一個實驗多種現象、一個實驗現象多種原因、一種儀器多種用途、一種用途多種裝置、一種儀器多種用法、一種物質多種制法、一組物質多種鑒別方法等問題，都為培養學生的發散思維能力提供了極好的素材。所以新課程應該大力提倡化學開放性實驗試題運用。

用SOLO分類評價法對學生的化學實驗學習情況進行評價，使得對學生的評價深入到了質的層面，可以對學生的實驗學習水平和學習能力進行有效的推斷，可以準確地推斷學生對具體化學問題的理解或思維的層次，從而達到改進教學的目的。用SOLO分類評價法對學生進行評價，是符合新課程標準的評價理念的，也是值得廣大的中學化學教師理解和掌握的。但是，我們在化學課程中運用SOLO分類評價法，還應該注意如下的一些問題：

（1）作為一種評價工具，必須確定適用的范圍，用它來評定那些有著較為明顯的步驟或等級層次分明的開放性實驗題或開放性的計算題，會有比較好的效果。另外，SOLO分類評價法并不能評價學生學習的各個方面，如情感、態度和價值觀等，所以要全面地評價學生還得和其他的評價方式相結合。

（2）運用SOLO分類評價法進行答案評分時[5]，教師不應拘泥于標準答案的表達，而應該深入考察題目的思維層次，要根據題目的思維含量來劃分不同的思維層次來打分，一般應該有三個以上的層次。

（3）由于SOLO分類評價法是一種等級描述的質性評定方法[6]， 不可能不帶有主觀性，不同的教師對層次劃分的界限會有一定的差異，造成分歧。為了減小差異，可以由多個教師合作協商制定相應層次的答案，并在每個層次的后面附有盡可能豐富的具體的答案例子，以方便教師評分時更好地操作。

總之，作為一種新的思維能力評價的理論，SOLO分類評價法在化學開放性實驗題中的應用僅僅是一個開端，能否很好地促進學生的思維能力的提高，還需要在教學的實踐中不斷地被檢驗，并在這個過程中不斷地修正完善。

參考文獻：

[1]高凌飚. 吳維寧.開放性試題如何評分？——介紹兩種質性評分方法[J].學科教育， 2004，(8):1-6.

[2]蔡永紅.SOLO分類理論及其在教學中的應用[J].教師教育研究，2006，18(1):34-40.

[3]Biggs. Collis. Evaluating the Quality of Learning ——The SOLO Taxonomy [M]. Academic Press，1982:23-29.

[4]王志庚.化學開放題及其編制[J].化學教學，2000，(8):35-37.

[5][6]黃牧航.SOLO分類評價理論與高中歷史試題的命制[J].歷史教學，2004，(12):58-63.

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。