試題調(diào)研：無(wú)機(jī)化工流程問(wèn)題的質(zhì)性評(píng)價(jià)——SOLO分類(lèi)理論的應(yīng)用

劉革平

（江蘇省梁豐高級(jí)中學(xué) 江蘇 張家港 215600）

一、對(duì)無(wú)機(jī)化工流程問(wèn)題的認(rèn)識(shí)

高中化學(xué)課程改革的一個(gè)顯著特點(diǎn)是非常重視教材內(nèi)容與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活的緊密聯(lián)系。因此，反映化工生產(chǎn)技術(shù)的工業(yè)流程題，便成為新課改后高考試題的新增點(diǎn)和主流題型之一，所占的分?jǐn)?shù)值大，且難度為中度偏上。與傳統(tǒng)單一、封閉性試題相比，它具有情境創(chuàng)設(shè)真實(shí)、框圖信息新穎、問(wèn)題設(shè)計(jì)廣泛等明顯特點(diǎn)。

試題的功能是對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力進(jìn)行評(píng)價(jià)，傳統(tǒng)試題對(duì)學(xué)生側(cè)重學(xué)習(xí)量的考慮多于對(duì)學(xué)習(xí)質(zhì)的評(píng)價(jià)，重學(xué)習(xí)結(jié)果，輕學(xué)習(xí)過(guò)程，教師難于通過(guò)此種評(píng)價(jià)掌握學(xué)生的思維能力發(fā)展水平。而在教學(xué)過(guò)程中有效利用工業(yè)流程類(lèi)試題，或者將此類(lèi)問(wèn)題應(yīng)用于學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)，可以彌補(bǔ)一味采用傳統(tǒng)問(wèn)題訓(xùn)練和考核所導(dǎo)致的各種不足，但由于這類(lèi)試題的特點(diǎn)，用傳統(tǒng)評(píng)價(jià)理論和方法很難對(duì)這類(lèi)問(wèn)題做出合理的評(píng)價(jià)，這也是導(dǎo)致這類(lèi)試題沒(méi)有得到足夠重視的重要原因。近年來(lái)逐漸成熟的SOLO分類(lèi)理論為這類(lèi)試題的質(zhì)性評(píng)價(jià)提供了層次性的結(jié)構(gòu)模型，利用SOLO分類(lèi)理論可以對(duì)學(xué)生的化學(xué)思維水平和思維能力進(jìn)行學(xué)科合理的評(píng)價(jià)。

二、SOLO分類(lèi)理論的主要觀點(diǎn)

澳大利亞教育心理學(xué)家約翰·比格斯（John Biggs）與他的團(tuán)隊(duì)通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，人的認(rèn)知不僅在總體上具有階段性的特點(diǎn)，在對(duì)具體知識(shí)的認(rèn)知過(guò)程中，也具有階段性的特征。他認(rèn)為一個(gè)人在其總體認(rèn)知結(jié)構(gòu)發(fā)展的每個(gè)階段，還有幾個(gè)不同的水平，在回答某個(gè)具體問(wèn)題時(shí)，這些水平可以通過(guò)其思維結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性得以表現(xiàn)，它是可以直接檢測(cè)的，能夠判斷一個(gè)人在回答某一具體問(wèn)題時(shí)的思維結(jié)構(gòu)處于哪一層次。為評(píng)價(jià)學(xué)生理論分析、發(fā)散思維和創(chuàng)造性思維等能力提供了可能，我們則利用該順序用于指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)目標(biāo)的達(dá)成或?qū)W(xué)習(xí)成果的評(píng)價(jià)?？珊?jiǎn)單地分為五個(gè)層次：

層 次 名 稱(chēng)描 述第一層次 前結(jié)構(gòu)層次 未能形成問(wèn)題的理解，回答時(shí)邏輯混亂或同義反復(fù)，沒(méi)有論據(jù)支撐第二層次 單點(diǎn)結(jié)構(gòu)層次 僅找到一個(gè)解決問(wèn)題的思路，但卻就此收斂，僅憑一個(gè)論據(jù)就得出結(jié)論第三層次 多點(diǎn)結(jié)構(gòu)層次 能提供多個(gè)解決問(wèn)題的思路，但各思路之間被此孤立，未能把這些思路有機(jī)地整合起來(lái)第四層次 關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)層次 能將多個(gè)解題思路聯(lián)系起來(lái)，形成多點(diǎn)論據(jù)支撐下的結(jié)論第五層次 拓展抽象結(jié)構(gòu)層次 能夠?qū)?wèn)題進(jìn)行抽象的概括，從理論的高度來(lái)分析問(wèn)題，而且能夠深化問(wèn)題，使問(wèn)題本身的意義得到拓展

SOLO分類(lèi)法的結(jié)構(gòu)模型可以用圖1表示。

從圖1可以看出，前結(jié)構(gòu)水平上為空白即還沒(méi)有掌握該知識(shí)；單點(diǎn)結(jié)構(gòu)和多點(diǎn)結(jié)構(gòu)水平上為數(shù)目不等的豎條，每個(gè)豎條代表一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，兩個(gè)結(jié)構(gòu)水平之間的差別是知識(shí)點(diǎn)的量的多少；關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)水平是各知識(shí)點(diǎn)之間聯(lián)結(jié)成一個(gè)整體，代表知識(shí)點(diǎn)之間的整合；拓展抽象結(jié)構(gòu)水平是在關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)水平的基礎(chǔ)上將知識(shí)整體進(jìn)行遷移和拓展。所以，我們可以得出，前結(jié)構(gòu)、單點(diǎn)結(jié)構(gòu)和多點(diǎn)結(jié)構(gòu)還處在定量階段，學(xué)生的學(xué)習(xí)還處于知識(shí)的積累層面；而關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)和拓展抽象結(jié)構(gòu)已達(dá)到定性評(píng)價(jià)的層次，學(xué)生已能將知識(shí)進(jìn)行整合、應(yīng)用和有效的拓展。這5種層次代表了學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度，根據(jù)學(xué)生在解決問(wèn)題時(shí)的回答，可以判斷出學(xué)生的認(rèn)知屬于哪一個(gè)層次，從而掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)結(jié)果和進(jìn)程。

上表中關(guān)鍵有兩點(diǎn)：一是“質(zhì)”——思維能力所能達(dá)到的深度和廣度；二是“聯(lián)”——即五個(gè)層次從點(diǎn)、線、面、立體、系統(tǒng)的發(fā)展過(guò)程，思維結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，思維能力的層次越高。

三、應(yīng)用SOLO分類(lèi)理論評(píng)介工業(yè)流程問(wèn)題

依據(jù)SOLO分類(lèi)理論可以對(duì)工業(yè)流程問(wèn)題進(jìn)行有效評(píng)價(jià)。教師可以按照學(xué)生在具體學(xué)習(xí)活動(dòng)中的行為表現(xiàn)，進(jìn)行五類(lèi)結(jié)構(gòu)水平的劃分，并對(duì)各個(gè)水平進(jìn)行文字描述，從而判斷學(xué)生對(duì)某項(xiàng)知識(shí)的掌握情況和思維能力發(fā)展水平。下面依據(jù)SOLO分類(lèi)理論對(duì)工業(yè)流程問(wèn)題進(jìn)行評(píng)價(jià)，從中可以了解其評(píng)價(jià)的一般方法與解決問(wèn)題的策略。

例：四氯化鈦（TiCl4）是制取航天航空工業(yè)材料——鈦合金的重要原料。由鈦鐵礦（主要成分是FeTiO3）制備TiCl4等產(chǎn)品的一種工藝流程示意如下：

加入鐵屑的作用是____________。

依據(jù)下表信息，要精制含少量SiCl4雜質(zhì)的TiCl4，可采用_____________方法。

回答下列問(wèn)題：

（1）在②→③工藝中需要控制條件以形成TiO2·n H2O溶膠，該分散質(zhì)顆粒直徑大小在_____________范圍。

學(xué)生：10-9m～10-7m（或其他合理答案）

分析：回答該問(wèn)題只需要一種策略———記住膠粒直徑，并不需要很多技巧很容易就能得到答案，所以能答對(duì)這個(gè)問(wèn)題表明學(xué)生達(dá)到單一結(jié)構(gòu)水平。

（2）往①中加入鐵屑至浸出液顯紫色，此時(shí)溶液仍呈強(qiáng)酸性。該過(guò)程中有如下反應(yīng)發(fā)生：

TiCl4 SiCl4熔點(diǎn) ／℃ -25．0 -68．8沸點(diǎn) ／℃ 136．4 57．6

學(xué)生：使Fe3+還原為Fe2+；生成Ti3+保護(hù)Fe2+不被氧化；蒸餾（或分餾，或精餾）。

分析：在這個(gè)題目中，學(xué)生只需從題目中盡可能多地找到有用信息然后歸納成前后成因關(guān)系。就達(dá)到多點(diǎn)結(jié)構(gòu)水平

寫(xiě)出④中TiO2和焦炭、氯氣反應(yīng)生成液態(tài)TiCl4和CO氣體的熱化學(xué)方程式：________。

學(xué)生 ：TiO2（s）+2C（s）+2Cl2（g）=TiCl4（l）+2CO（g）ΔH=-81KJ·mol-1

分析：通過(guò)流程圖及熱反應(yīng)信息中產(chǎn)物特點(diǎn)，猜測(cè)反應(yīng)物和生成物，再結(jié)合蓋斯定律按要求寫(xiě)出方程式。學(xué)生需要將收集到的知識(shí)串起來(lái)思考才能解決問(wèn)題，能夠正確完整回答該問(wèn)的學(xué)生思維水平較高，處于關(guān)聯(lián)水平。

分析：學(xué)生需要將收集到的知識(shí)串起來(lái)思考才能解決問(wèn)題，能夠正確完整回答該問(wèn)的學(xué)生思維水平較高，處于關(guān)聯(lián)水平。

從上述回答可以看出：處于不同結(jié)構(gòu)水平的學(xué)生回答問(wèn)題的具體答案比較清楚地顯示其對(duì)相關(guān)知識(shí)的掌握情況（認(rèn)知水平），能夠從所給化學(xué)問(wèn)題中找出越多線索或信息的學(xué)生其結(jié)構(gòu)水平的層次就越高，即其化學(xué)思維能力的水平就越高。所以，運(yùn)用SOLO分類(lèi)理論，教師可能根據(jù)學(xué)生回答問(wèn)題的實(shí)際反應(yīng)，劃分和確定學(xué)生化學(xué)認(rèn)知的實(shí)際結(jié)構(gòu)水平，判斷學(xué)生化學(xué)知識(shí)的掌握情況和化學(xué)思維能力所處的層次，診斷學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)困難，有針對(duì)性地實(shí)施教學(xué)。

四、量化與開(kāi)發(fā)

首先，SOLO分類(lèi)理論具有很強(qiáng)的操作性。依據(jù)SOLO分類(lèi)理論不僅可以對(duì)學(xué)生的學(xué)業(yè)成就進(jìn)行質(zhì)性評(píng)價(jià)，還可以進(jìn)行量化評(píng)價(jià)。根據(jù)諸多學(xué)者的研究，可以利用表1進(jìn)行SOLO分類(lèi)評(píng)價(jià)的量化處理，將SOLO分類(lèi)理論的五種結(jié)構(gòu)水平賦予不同的等級(jí)分?jǐn)?shù)，那么學(xué)生對(duì)問(wèn)題回答的質(zhì)量就可以被量化，量化的分?jǐn)?shù)可以作為終結(jié)評(píng)價(jià)的依據(jù)。教師也可以依據(jù)工業(yè)流程問(wèn)題的具體內(nèi)容作適當(dāng)調(diào)整。

表1 SOLO分類(lèi)評(píng)價(jià)的量化值

其次，SOLO分類(lèi)方法和其他各種評(píng)價(jià)方法綜合運(yùn)用，可以實(shí)現(xiàn)化學(xué)課程改革的評(píng)價(jià)目標(biāo)多元化和評(píng)價(jià)手段多樣化，從而對(duì)學(xué)生進(jìn)行全面合理的評(píng)價(jià)，所以，在編制工業(yè)流程試題過(guò)程中，要注意五個(gè)層次的合理設(shè)計(jì)與安排?，F(xiàn)舉一個(gè)原創(chuàng)例子。

例：隨著材料科學(xué)的發(fā)展，金屬釩及其化合物得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，并被譽(yù)為“合金的維生素”。為回收利用含釩催化劑（含有V2O5、VOSO4及不溶性殘?jiān)蒲腥藛T最新研制了一種離子交換法回收釩的新工藝，回收率達(dá)91．7%以上。

部分含釩物質(zhì)在水中的溶解性如下表所示：

該工藝的主要流程如下。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）請(qǐng)寫(xiě)出加入Na2SO3溶液發(fā)生反應(yīng)的離子方程式______

（2）催化氧化所使用的催化劑釩觸媒（V2O5）能加快二氧化硫氧化速率，此過(guò)程中產(chǎn)生了一連串的中間體（如圖）。其中a、c二步的化學(xué)方程式可表示為_(kāi)_____，______。

（3）該工藝中反應(yīng)③的沉淀率（又稱(chēng)沉礬率）是回收釩的關(guān)鍵之一，沉釩率的高低除受溶液pH影響外，還需要控制氯化銨系數(shù)（NH4Cl加入質(zhì)量與料液中V2O5的質(zhì)量比）和溫度。根據(jù)右圖試建議控制氯化銨系數(shù)和溫度： 、 。

（4）經(jīng)過(guò)熱重分析測(cè)得：NH4VO3在焙燒過(guò)程中，固體質(zhì)量的減少值（縱坐標(biāo)）隨溫度變化的曲線如右圖所示。則NH4VO3在分解過(guò)程中______。A．先分解失去 H2O，再分解失去NH3

B．先分解失去NH3，再分解失去H2O

C．同時(shí)分解失去H2O和NH3

D．同時(shí)分解失去 H2、N2和 H2O

利用SOLO分類(lèi)評(píng)價(jià)方法對(duì)工業(yè)流程問(wèn)題進(jìn)行解剖與再認(rèn)識(shí)，只是想對(duì)試題研究起到一個(gè)拋磚引玉的作用，以此來(lái)推進(jìn)試題有效開(kāi)發(fā)、課堂教學(xué)質(zhì)性變化，切實(shí)提高教學(xué)的有效性與過(guò)程調(diào)控。

［1］ 蔡永紅．SOLO分類(lèi)理論及其在教學(xué)中的應(yīng)用［J］．教師教育研究，2006，（1）

［2］ 陳微等．SOLO分類(lèi)評(píng)價(jià)理論在化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用 ［J］．化學(xué)教育，2008，（10）