SOLO分類理論在化學思維模型構建中的應用

李永途

【摘 要】學科思維模型的構建是需要學習者在對化學知識、學科特征以及化學學習過程中不斷的反思提升基礎上形成的，需要一個質變的過程。SOLO分類理論作為一個質性的評價方法，可以對教師在課堂教學過程中如何落實化學思維模型的構建起到很好的指導作用。本文嘗試尋找SOLO分類理論與化學思維模型構建的契合點，以“硫的氧化物”為例，按照SOLO分類理論的五個結構水平進行教學設計，形成符合學生構建元素及其化合物學習的思維模型的教學模式。

【關鍵詞】SOLO分類理論;思維模型構建;思維層次

縱觀近幾年的試題不難發現，對學生知識和技能的考察逐漸減弱，而更多的是體現學生超越具體知識本身去解決實際問題的能力，也就是用化學思維去解決問題。因此，如何在教學過程中讓學生在學習實踐中完成由具體學科知識到學科思維模型和素養的升華，是新課程改革中關注的問題。但是這種思維模型的建立，又難以用量化的標準來評價。而SOLO分類理論作為一種質性的評價，是目前可以比較客觀、系統地用來衡量學生的思維結構水平，且為教師和學生所能理解接受的工具，可以對我們課堂教學落實思維階段性的形成有很好的指導意義。

一、SOLO分類理論

SOLO分類理可譯為“可觀察到學習結果的結構”，是在融合了皮亞杰認知發展理論和布魯納結構主義理論的合理部分的基礎上，提出的一種新的以等級描述為特征的“質性”評價理論。

SOLO分類理論基于學生對問題認識的思維水平由低到高劃分為5個層次：1.前結構：學生被已有的知識誤導，無法理解問題，不具備解決問題能力;2.單一結構，能聯系與問題相關的單一線索，解決簡單問題，但只是依靠記憶，沒能真正理解;3.多元結構，能利用多個獨立的線索和信息，找到關聯解決問題，但沒能形成知識網絡;4.關聯結構，能建立多個獨立線索和信息之間本質聯系，形成一個有機的整體，達到這結構層次的學生，說明已經真正理解問題本身，形成基本的學科思維模型，達到了質的變化;5.拓展抽象結構，能超越知識的本身，把具體概念抽象化，進入更高層次的推理和演繹，也就是新課標說的建立學科素養，而它往往是意料之外的提升。

圖1所示的solo模型以簡化和直觀的方式體現了solo評價理論的核心內容。

二、SOLO分類理論指導下的教學策略

下面就人教版《化學1》“硫和氮的氧化物”中的“硫的氧化物”為例進行分層設計：

（一）教學目標的設定

明確的教學目標能指導教學的設計更有針對性，清晰的目標指引能確保課堂教學的順利開展，因此首先對教學目標進行分層設計。

SOLO分類理論指導下教學目標的設定：

1.前結構

教學目標：能正確認識硫的氧化物的功與過，熟悉硫的氧化物，減低學習陌生度。

學習任務：通過閱讀新聞材料，食品說明書等方法了解硫的氧化物的存在和用途。

2.單一結構

教學目標：掌握硫的氧化物——SO2的性質，并能熟練的用化學方程式表示出來。

學習任務：通過實驗現象的描述和觀察，能掌握硫的氧化物的性質，并建立現象與性質之間的關系。

3.多元結構

教學目標：能找出相似環境下的區別，真正理解硫的氧化物性質本質。

學習任務：通過實驗和原理的分析，找出相似環境背后的區別如：SO2使酸性高錳酸鉀褪色和使品紅褪色原理的差異等。

4.關聯結構

教學目標：能使用 “價-類”二維圖的有序的思維方式來整理元素化合物知識，構建學習元素化合物的思維模型。

學習任務：通過實驗的設計，性質的預測，能從類別、化合價和特性的角度全面認識SO2的性質。

5.拓展抽象結構

教學目標：能運用“價-類”二維圖的思維模型來解決有關元素化合物的問題，預測新物質的性質并能加以驗證。

學習任務：用元素化合物的思維模型來解決新的情景，新的問題。

（二）課堂教學的設計

在SOLO理論指導下教學過程的設計：

1.前結構：閱讀材料，認識物質

教學設計：播放視頻和閱讀材料：展示酸雨對環境的影響;二氧化硫食品添加劑的功能;二氧化硫應用于硫酸生產等危害和應用。

設計意圖：引導學生辯證的認識二氧化硫，它不僅是環境污染物，同時是為改善人類的生活條件做出了很大貢獻。

2.單一結構：演示實驗，了解性質

教學設計：演示實驗

（1）SO2溶于水，且水溶液顯酸性實驗。并加入石蕊試液。

（2）SO2的還原性與氧化性實驗：

思考：為什么最后用NaOH，作用是什么，體現SO2的什么性質？

（3）SO2的漂白性實驗。

設計意圖：通過對實驗現象的觀察和描述，掌握SO2的主要性質，并建立起現象和性質之間的單一關聯，通過識記掌握。

3.多元結構：設計實驗，驗證性質

教學設計：（1）從物質類別角度預測SO2能與下列哪些物質發生反應，如何判斷反應是否發生，并用實驗加以驗證，用化學方程式表述。

A、澄清石灰水 ? ?B、石蕊試液

C、硫酸 ? ? ? D、BaCl2

E、NaHCO3 ? ? ?F、H2O

G、CaO ? ? ? ?H、NaOH

結論：SO2是酸性氧化物，能與水反應生成對應的酸，能與堿及堿性氧化物反應。

（2）從化合價角度認識SO2預測能與下列哪些物質發生反應，產物如何檢驗？并用實驗驗證，書寫方程式。

A、氯水 ? ? ? B、高錳酸鉀

C、Na2S ? ? ? ?D、H2O2

總結：SO2中S的化合價，處于硫的中間價態，即可升高，又可以降低，既表現氧化性，又表現還原性。

設計意圖：在上述演示實驗1、2的啟示下，建立起SO2與其他物質的關聯。如堿性物質、氧化劑和還原劑。

4.關聯結構：建立關聯，形成模型

教學設計：歸納小結：

鞏固提升：對學習物質性質的一般思路和方法進行歸納提升，養成用“價——類”二維角度去有序認識物質的思維習慣，完成對學習元素及其化合物的思維模型構建。利用學習元素化合物這種思維方式，預測其他含硫物質的性質，如SO3和H2SO4。

設計意圖：

5.拓展抽象結構：應用模型解決問題

教學設計：

解決下列問題：

（1）SO2是形成酸雨的污染性氣體之一，收集到的酸雨在開始的一段時間pH值慢慢下降到一定程度，請解釋原因，并說說如何防治酸雨危害。

（2）工業制備硫酸的簡易過程如圖：

寫出接觸室和吸收塔方程式，表現SO2的什么性質？

用流程的形式表示以黃鐵礦為原料，制備H2SO4過程的物質變化。

FeS2→……→H2SO4

（3）寫出回顧你所學過的含氮化合物，寫出氮的元素的“價-類”二維圖，預測氮的氧化物性質。

設計意圖：能運用“價-類”二維的思維模型來解決有關元素及其化合物的實際問題。

三、SOLO分類理論的應用思考

經過上述的實踐可見，SOLO分類理論能指導教師根據學生現有的思維結構層次去有效擬定教學目標，有針對性的開展課堂教學和課后檢測反饋。并根據對學生的評價結果作出必要的調整，使課堂教學更符合學生現有的思維結構水平。

【參考文獻】

[1]陳徽，錢揚義，李孟彬等.SOLO分類理論在化學教學中的應用[J].化學教育，2008（10）：25-27

[2]張一覽.基于SOLO分類理論的化學觀念構建教學的實踐研究[J].化學教與學，2015（1）：67-70

（廣州市白云中學，廣東 廣州 510000）