情境性問題的層級結構建構及在美、英、新高中化學教材中的應用

劉雅麗 周青

摘要：情境性問題是學生學習水平的評價載體，也是發展學生核心素養的現實要求。情境的構成和情境化的程度對問題的解決有著重要影響。文章基SOLO分類理論，按照情境構成和情境化程度對化學問題進行層級結構的劃分和建構，分析美國、英國、新加坡普通高中化學教材電化學內容課后情境性問題的層級結構，探索問題情境對化學教材習題建設的價值，為深化情境性問題的理論和應用研究提供參考。

關鍵詞：情境;問題;結構;教材習題

文章編號：1008-0546（2019）10-0002-05 中圖分類號：G632.41 文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2019.10.001

《普通高中化學課程標準（2017年版）》在實施建議中明確提出“以真實情境為測試載體”的命題原則。情境的真實度越高越能反映學生的核心素養水平，情境設計應注重針對性、啟發性、過程性和科學性，為學生解決真實情境下不同復雜程度化學問題提供素養表現的機會。國際大型測評項目（National Assess-ment of Educational Progress，NAEP）研究發現，學生回答具有特定情境的題目的不專注率和漏答率較回答不包含情境的題目時均明顯降低。因此，題干中的真實情境能夠提升學生的動機和參與作答水平。事實上，情境性試題增加了試題的信息量，使問題結構變得更加復雜，從而會影響學生對問題的解讀過程，因此，問題腈境的結構對問題本身的影響是值得研究的。以往對情境性問題的研究均集中在情境性問題的分類、價值以及情境對問題難度的影響等宏觀層面的敘述上，沒有深入地探討情境性問題的層級結構，情境的哪些維度對問題的難度和學生解決問題造成影響。因此，構建化學情境性問題的層級結構可以更加清晰地把握問題情境對問題本身的影響，研究問題情境的價值。

一、問題情境的結構組成及其關系

Gilbert依據建構主義理論、情境學習理論和活動理論分析研究化學教育中情境的本質，得出化學教育中構成情境的四項基本標準，體現了化學學習中情境的構成成分主要有實際背景和時間構架、行為環境、化學概念和背景知識。侯燕通過分析教學案例指出實際教學中的情境是一個由“需要一動機圈”“任務一案例圈”“條件—信息圈”和“認知一實踐圈”有機結合而成的四重結構。張小菊、王祖浩研究化學優質教學情境時從情境的構成和功能兩個維度建立評價標準。田潤總結出的教科書中情境構成特征評價工具，分別以背景事件、主題知識、信息支持和活動過程組成四維度三水平的評價指標。PISA是由OECD（經濟合作與發展組織）組織的“國際學生評估項目”。PISA認為在處理科學問題時，方法的選擇以及表現通常與問題所置的情境相關，PISA2015中對基于真實情境展現的知識發展做出具體的解釋。其中，知識包括內容性知識、程序性知識和認知性知識。依據以上對情境的本質、構成、特征、價值等因素的分析確定化學情境性問題的結構（如圖1），分別為事件、知識、過程和價值。事件、知識、過程和價值之間的關系如圖2所示，情境事件是問題的前提，將知識融入到解決問題的過程中，最終發揮問題情境的價值和作用，從而掌握所學知識。

二、情境性問題的層級結構構建

情境性問題是指以社會、生活、科學、技術、環境、最新科技成果等作為知識的載體，是化學知識和真實情境問題的結合，置知識的考查于實際的問題解決之中，有助于學生發展和創造性地解決問題，使學生的創新意識和實踐能力得到應用，學生的興趣、態度、情感等得到潛移默化的培養。上文分析得到化學情境性問題的結構組成分別是事件、知識、過程和價值，在此基礎上依據sOL0分類理論劃分層級。情境與問題相脫離時屬于前結構，即情境與問題無聯系，此類問題不屬于情境性問題，其余情境結構可分為四種層級：（1）單點結構：根據問題線索對單個素材或知識進行運用，即“點對點”解決問題。（2）多點結構：需根據問題線索，對多個相互獨立的相關信息和知識進行應用。（3）關聯結構：需根據問題線索，在經驗范圍內利用不同素材或知識的邏輯關聯進行推導及應用。（4）抽象擴展：需根據問題線索，對未經歷過的情景進行信息挖掘和拓展，并應用聯想、預測、假設等方式實現“超越經驗”的遷移。

三、美、英、新三國教材電化學內容的情境性問題分析

本文選取美洲、歐洲、亞洲主流英文教材美國高中教材《化學概念與應用》（Chemistry：Conceptionsand Application）、英國高中教材《chemistry》（Pear-son education 2007年出版，2010年再版）、新加坡高中教材《cHEMISTRY INSIGHTS（O-Level）》中的電化學內容作為研究對象，研究者依據上述情境性問題的層級結構評價工具對三國教材習題中的情境性問題進行獨立測評，對存在爭議的問題討論并統一意見，利用SPSS19.0軟件分析評價標準各維度之間的相關性，進而探索情境構成對問題的影響。

1.美國高中教材電化學內容課后測試中情境性問題的情境結構水平分析

美國教材電化學內容課后測試題中的情境性問題共13題，占總數比為35.14%，情境結構水平分布如表2。情境全部選取學生日常生活中所熟知的事件，學生沒有陌生感，其中61.54%的習題均只解決一個問題，突出問題解決的針對性;在知識維度考查較為全面，考查水平也集中在低水平階段，考查學生需掌握的內容性知識，占整體的69.24%;在過程維度，習題的情境設置注重問題的理解、解決和探索，沒有對記憶過程的考查，整體水平較高，充分體現了對真實問題的解決過程;價值維度水平二占比最高，達76.92%，原因主要在于事件維度主要集中在水平一，即只考查一個與學生日常生活有關或學生在學習過程中熟知的事件，考查較為簡單，因此習題多數涉及單個化學知識，不存在多個要點，但值得一提的是，考查的化學知識均可遷移到情境上，學生能夠有效地通過化學知識解決實際問題，實現化學知識和實際情境的結合，進而發展學生解決問題的能力。總體來看，美國教材中電化學部分課后情境性習題都是選自貼近生活的實際問題，知識考察全面，注重對問題的理解和解決，能將化學知識融入到情境之中，但是習題中一個情境對應一個問題，沒有在情境中將化學知識連接起來，形成多個知識點的有機結合，從而更好地解決現實問題，習題難度較小。例如：以下用途選擇電池考慮哪些因素：①手電筒;②起搏器;③助聽器;④玩具汽車。題中情境事件選取4件日常生活熟知的事件，分別分析考查4個內容性知識，要求學生運用所學知識分析并應用到情境事件中，但是四個情境互相獨立，沒有形成一個整體。