基于SOLO分類理論的四重表征教學模式在高中化學教學中的應用

李海玲

摘? ?要：SOLO分類理論，意為可觀察的學習成果的結構，是一種以等級描述為特征的質性評價方法，將學生的認知發展水平劃分為5個水平。將SOLO分類理論結合“宏觀—微觀—符號—曲線”四重表征的教學模式進行了教學研究，探討了該理論在化學元素化合物知識教學中，解決學生對元素化合物知識理解困難，不能形成體系的困難，同時提高課堂教學的效率。

關鍵詞：SOLO分類理論;四重表征;化學教學

1? ? SOLO分類評價理論

“SOLO分類評價理論”可觀察的學習成果結構（Structure of the Observed Learning Outcome，SOLO），是由彼格斯教授提出的一種以等級描述為特征的質性評價方法。通過評價學生掌握知識的“質”而不是“量”來評價學生的學習成果。SOLO分類理論將學生思維層次分為5個層次：前結構水平、單點結構水平、多點結構水平、關聯水平、拓展抽象思維水平。SOLO分類理論既反映了學生認知水平需要從前種水平向后一種水平發展的過程，同時反應出學生認知水平中質的差異又反映了量的差異[1]，有助于引導學生的認知水平向更高的水平發展。

1.1? 前結構層次

學生的思維水平處于一種低認知水平，思維處于混亂狀態，不明白、不理解化學問題，無法提出自己的想法解決化學問題。

1.2? 單點結構層次

學生僅僅能夠運用一個知識點或者一個有用的信息去解決問題，只關注到問題的一個方面，缺乏對問題的整體性把握。

1.3? 多點層次結構

學生能夠根據多個與問題有關的知識點或者多個有用的信息去解決問題，但是卻沒有將有用的信息進行整合，或者只是將其中幾個知識點相聯系，未能形成知識網絡。

1.4? 關聯結構層次

學生能夠將與問題有關的所有知識點有效地聯系整合起來，并且形成一個知識網絡去解決問題，教師可以根據學生回答問題的完整性分析學生對知識的掌握程度及其思維水平。

1.5? 拓展抽象結構層次

學生能夠將整合起來的相關知識，遷移到其他新的領域中，此階段學生的思維發展為可以對知識進行遷移、應用。

2? ? 四重表征

四重表征教學是對物理或化學變化從“宏觀—微觀— 符號—曲線”四重角度進行表征與表征間相互轉換的教學模式。[2]宏觀表征是指顏色、狀態、氣味等方面可觀察的宏觀現象在學習者頭腦中的反映;微觀表征是指微粒組成結構、相互作用及變化等微觀屬性在學習者頭腦中的反映;符號表征是指化學式、化學方程式等符號形式在學習者頭腦中的反映;曲線表征是指將化學反應中的數據變化以定量的曲線形式在坐標軸中記錄下來，其中曲線的起點、拐點和終點反映了化學反應中的變化趨勢，是將宏觀表征和微觀表征聯系起來的橋梁[3]。四重表征教學方式，相互聯系，有效地將知識形成一個完整的體系，有助于學生全面、深刻地掌握化學知識，同時也培養了學生對圖像問題的解決能力。

下面將結合高一化學中的元素化合物知識鋁的化合物的教學運用基于SOLO分類理論的四重表征教學模式中。

3? ? 基于SOLO分類理論的四重表征的教學模式的教學過程

3.1? 單點結構—宏觀表征

教師：（實驗1）在一支盛有AlCl3的試管中不斷滴入NaOH溶液，讓學生觀察實驗現象。

學生：描述實驗現象：試管中先產生白色沉淀，隨著NaOH溶液的不斷加入，沉淀逐漸溶解。

教師：教師繼續向實驗1中所得溶液中不斷地滴入HCl溶液，讓學生觀察實驗現象。

學生：溶液又開始產生白色沉淀，但是隨著HCl溶液的加入，沉淀又逐漸溶解。

設計意圖：教師先通過明顯的實驗現象在學生的記憶中留下深刻的印象，同時為老師后續的教學做鋪墊，在做實驗的過程中通過引導學生觀察實驗現象，學生能準確描述實驗現象，使學生認知水平達到單一結構水平。

3.2? 多點結構—微觀解釋

教師：向AlCl3溶液中不斷滴入NaOH溶液，先生成Al（OH）3沉淀，Al（OH）3繼續跟NaOH反應生成NaAlO2，即生成了一種新離子AlO2-，再向溶液中不斷地滴入HCl溶液，AlO2-會與H+反應生成Al（OH）3，生成的Al（OH）3會隨著HCl溶液的增加而溶解。

設計意圖：教師通過結合前面的實驗現象，解釋溶液中涉及的微粒的種類和數量的變化，說明了實驗現象變化的原因從而使學生的認知水平達到多點結構水平。

3.3? 關聯結構水平—“宏觀—微觀—符號”三重表征

鋁三角三重表征如圖1所示。

教師：通過鋁三角結合具體的實驗現象寫出化學方程式。

教師：AlCl3的試管中不斷滴入NaOH溶液，實驗現象是什么？

學生：先生成Al（OH）3沉淀然后隨著NaOH的增加，沉淀溶解生成 NaAlO2。

教師：該實驗現象涉及的具體的化學方程式如下：

①AlCl3+3NaOH== Al（OH）3+3NaCl

② Al（OH）3+ NaOH== NaAlO2+2H2O

教師：由實驗現象和化學方程式可知，要想直接獲得1 mol的NaAlO2需要加入4 mol的NaOH（NaOH>4 mol即可），由此我們推出方程式：

③ AlCl3+4NaOH== NaAlO2+2H2O+3NaCl

教師：向NaAlO2溶液中不斷滴入HCl溶液，實驗現象是什么？

學生：先生成Al（OH）3沉淀，后沉淀溶解。

教師：該實驗現象涉及的具體的化學方程式如下：

④ NaAlO2+HCl+ H2O== Al（OH）3+ NaCl

⑤ Al（OH）3+3HCl== AlCl3+3H2O

教師：由前兩個化學方程式，我們可以推出在NaAlO2溶液中直接加入過量的鹽酸就會直接生成AlCl3溶液（NaAlO2/HCl≤1/4）即可推出下面的方程式：

⑤ NaAlO2+4HCl== AlCl3+2H2O+NaCl

設計意圖：在教師的引導下，結合具體的實驗現象，把前兩個教學環節中收集到的信息，整合起來，寫出化學方程式，便于學生真正理解實驗現象的本質，同時有利于整合有關鋁三角的知識點，使學生的認知水平達到關聯結構水平。

3.4? 抽象概括結構水平—“宏觀—微觀—符號—曲線”

（1）向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液至過量（見圖2）。

教師：由AlCl3+3NaOH==Al（OH）3+3NaCl方程式我們可以知道AlCl3與NaOH的物質的量之比為1∶3，所以在圖2中，當NaOH的物質的量為3 mol時，產生的Al（OH）3的物質的量最大，由方程式Al（OH）3+NaOH=NaAlO2+2H2O可知Al（OH）3和NaOH的物質的量之比為1∶1，綜上所述圖像中拐點處NaOH的物質的量前后之比為3∶1。

（2）向NaAlO2溶液中加入HCl至過量（見圖3）。

教師：由方程式NaAlO2+HCl+H2O==Al（OH）3+ NaCl可知AlO2-與H+物質的量之比為1∶1，由方程式Al（OH）3+3HCl== AlCl3+3H2O可知Al（OH）3與HCl的物質的量之比為1∶3，所以圖3中拐點處HCl的物質的量之比為1∶3。

設計意圖：教師借助圖像結合前兩個環節中學到的相關化學方程式和實驗現象結合起來，從宏觀現象、微觀變化、符合表示、再到圖像表征，讓學生能更好地將整個章節的知識點整合到一起，并且幫助學生更加深刻理解與鋁三角有關的知識點，提高課堂教學效果的同時使學生的認知水平發展到抽象概括水平。

將四重表征與教學相結合運用到元素化合物知識的教學中，有助于學生能深入了解化學知識的內涵，同時也讓學生能有效地將知識點整合起來，解決學生對元素化合物知識理解困難，不能形成體系的不足，同時提高課堂教學的效率。教師可以從整體出發，結合SOLO分類理論的幾個發展水平，從宏觀性質實驗，微粒相互作用、變化，化學方程式，曲線圖像四重角度進行教學設計使一個化學知識點在宏觀、微觀、符號和曲線4個不同層面具有不同的存在形式[4]。

4? ? 結語

目前，SOLO分類評價理論在教學中的應用非常廣泛，但還沒有得到足夠的重視，通過將SOLO分類理論與四重表征模式相結合運用在元素化合物知識的教學中，以期能夠引起一線老師對SOLO分類理論的關注。

[參考文獻]

[1]王兆怡.基于SOLO分類理論的初中化學教學目標設計探析[J].考試周刊，2017（18）：127-128.

[2]劉彩燕.高中化學概念的四重表征教學模式的設計與應用研究[D].廣州：華南師范大學，2009.

[3]劉? 婷，林鴻錦，錢揚義，等. 應用數字化手持技術實驗探究“濃度對化學反應速率影響”的教學實踐 [J].中學化學教學參考，2012（8）：10-13.

[4]韋新平.基于SOLO分類理論的化學“四重表征”教學研究—以“濃度對化學平衡的影響”[J].化學教學，2013（10）：31-49。