基于SOLO分類理論培養學生化學高階思維的課堂實踐

摘 要：SOLO分類理論作為一種側重等級描述的質性評價法，將人的思維發展水平以等級形式呈現出來，對當前重視培養學生核心素養的高中化學教學具有較好的適應性。因此，作者對SOLO分類理論下學生思維水平與教學目標的分類作了歸納，對該理論在高中生化學高階思維培養中的應用進行了實踐探究，并得出了相關結論。

關鍵詞：高中化學;高階思維;SOLO分類理論;思維層次

中圖分類號：G427? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：2095-9192（2022）03-0007-03

引? 言

美國化學家路易斯等學者認為，高階思維包含思維的邏輯性和批判性，比起一般思維對先前取得經驗的機械化套用，高階思維更傾向于在幾種獨立經驗的聯系下探索新的解決方案[1]。高階思維的培養符合當前高中化學教學對學生素養和能力的要求。由于高階思維必須在學生全身心投入探索的狀態下才能被激發出來，教師在課堂教學實踐中應注意對學生思維過程的引導，以讓學生在發現、再發現的體驗中逐漸獲得思維層次的提升。教師在教學過程中應用SOLO分類理論評定學生的思維層次，對教學的開展具有較強的促進作用。相關教師需要在深入理解SOLO分類理論的同時，結合多樣化的教學模式與手段開展教學，以充分發揮這一理論模式在實踐中的作用。

一、SOLO分類理論概述

“SOLO”是英文“Structure of the Observed Learning Outcome”的縮寫，譯為“可觀察的學習成果結構”，是一種以等級描述為特征的質性評價方法，旨在分析和評價學生解決問題時所達到的思維高度。SOLO分類理論產生于皮亞杰的“階段論”。SOLO分類理論不以“量”作為對學生的評價標準，而是更偏重對“質”的考查，并根據學生在知識掌握方面的水平將學生的思維分成5個層次，即前結構層次、單點結構層次、多點結構層次、關聯結構層次和拓展抽象思維結構層次。這5個層次不僅概括了人在認知發展上的階段性，還闡明了人對某個具體事物在思維上所呈現出的階段性。從總體上說，SOLO分類理論反映了學生認知層次從“前結構層次”發展到“拓展抽象思維結構層次”的過程，也呈現出了學生間認知水平質的差異和量的差異，對學生認知水平向更高層次發展具有較強的引導作用。

二、SOLO分類理論下學生思維與教學目標的分類

（一）SOLO分類理論中學生的思維層次

在SOLO分類理論中，學生的思維層次被劃分為5個階段：（1）前結構層次階段中的學生思維水平相對較低，雖對問題產生了關注，但整體思維比較混亂，常無法正確地給出問題的答案，因此思維處于該階段的學生常被認為不具備解決問題的能力;（2）單點結構層次階段中的學生可以看到部分問題，并能根據單一線索獲得相應的結論，但由于缺乏對問題的全面把握，其得出的答案也較為片面;（3）多點結構層次階段中的學生可以看到問題的多個角度，也能憑借多個信息、知識點去解決問題，但由于缺乏整合能力，未能形成知識網絡，其得出的答案也不夠具體;（4）關聯結構層次階段中的學生能夠將與問題相關的信息連成網絡，并能看到問題更深層的意義，而教師可通過考查學生答案的完整性來判斷其是否達到此階段;（5）拓展抽象思維結構層次階段中的學生不僅能將已有知識點連接成網絡，形成自己的知識系統，還能把得出的結論遷移到其他領域，實現思維的質變，此階段需要學生具有較高的創新能力。

（二）SOLO分類理論下教學目標的劃分

教學目標是指教學活動的預期結果，其引領著整個教學實踐開展的方向，是所有教學活動的出發點亦是終點。教師要想根據SOLO分類理論促進學生思維層次的提升，就必須借助SOLO分類理論對教學目標進行分類：（1）單點結構層次對應知道、識別、描述、列舉的認知水平，此階段的教學目標為學生能夠識別問題中的事實和對應的證據，可再認識并列舉出被描述對象的特征;（2）多點結構層次對應辨認、比較、區分的認知水平，此階段的教學目標為學生能夠識別并表示問題的特征，可根據問題的特征對其進行比較和區別;（3）關聯結構層次對應理解、判斷、說明、歸納的認知水平，此階段的教學目標為學生能夠把握問題的內在邏輯關系，并能借此展開問題的推斷;（4）拓展抽象結構層次對應優選、設計、猜想、創新的認知水平，此階段的教學目標為學生能夠將抽象概念、原則在不同情境下建立聯系并應用于新的問題。

三、SOLO分類理論下培養學生化學高階思維的實踐

（一）根據SOLO分類理論明確教學目標

教學目標能通過學生當前水平與目標水平間的差異對比形成學生學習的需求，且SOLO分類理論還能對學生現有水平和期望水平進行評定，因而教師應對SOLO分類理論下的教學目標設立給予充分的重視。以高中選修4中“判斷鹽溶液的酸堿性及其酸堿性形成原因”的內容為例，其教學目標是讓學生了解鹽的水解，總結影響鹽的水解程度的相關因素，并能對鹽類水解原理在生活中的應用進行遷移。為實現教學目標學生需要了解鹽的分類，主要是根據生成鹽的酸、堿電離程度的強弱對NaCl、Na2CO3、NH4Cl、（NH4）2CO3等鹽進行分類，并對分類好的鹽溶液的酸堿性形成感性的認知，在思維上先達到單點結構層次。此后，學生可借助鹽類水解的相關知識進一步總結水解規律，將自己的思維層次提高一個水平，再通過掌握鹽類水解的應用等深度學習實現自身思維水平的提升。需要注意的是，教師在此過程中需要具備一定的高階思維意識，要充分發揮學生在課堂教學中的主體作用?；A的概念知識比較抽象，盡管它們在教材中都有直接的介紹，但學生要想扎實理解并能靈活運用這些知識，往往還是需要教師的引導。比如，對于鹽的分類，學生難以對其形成深刻理解，教師就可將它們與生活中的物品聯系到一起，讓學生直觀對比實際物品中各種鹽的成分，總結對比不同鹽類構成物質的性質的不同，從而深化學生對鹽的分類的多面理解，如不同鹽類的電力強弱不同，進而將其以更容易令學生接受與記憶的形式融入學生的知識體系。而學生也能因為聯系生活而增加對化學的感性認知，拉進與化學的距離，同時加強對化學知識的深層理解。學校可以就這方面開展對教師的培訓，也可以為化學基礎知識的教學提供各種活動實踐的方案，讓學生的單點結構知識在學校營造的科學人文氛圍中得到加強和鞏固。這樣，學生不僅對單點知識的理解不再陌生，也能側面激發對學科學習的興趣，從而強化學生的高階思維發展。

（二）根據SOLO分類理論確定教學方式

單點結構層次要求學生能夠了解并識別知識點，所以在教學“鹽的分類”時，教師宜采取講授法、分析對比法、討論法和歸納法將NaCl歸類為強酸強堿鹽、Na2CO3為強堿弱酸鹽、NH4Cl為強酸弱堿鹽、（NH4）2CO3為弱酸弱堿鹽。多點結構層次要求學生能夠辨認、比較和區分知識點，所以在該層次的教學中，教師應借助實驗法使學生對鹽的酸堿性獲得更加感性的認知，再利用討論、歸納的方式對鹽的酸堿性進行總結與概括，讓學生總結出其中的規律，從而實現思維的進階。

關聯結構層次與拓展抽象結構層次都要求學生在理解知識的基礎上能夠識別并解釋其中的邏輯關系，從而在知識網絡的構建下解決更多的實際問題。例如，鹽的酸堿性的本質是弱電解離子水解，即NH4Cl因NH4+水解顯酸性，NH4+與H2O中的OH-生成NH3·H2O和H+是其水解呈酸性的原因。在這一層次的教學中，實驗法能讓學生對鹽類的水解有一個總體的認知，加上分析法、討論法與歸納法可讓學生清晰了解鹽類酸堿性的呈現規律，使學生掌握處理問題的原理和方法。

在具體的實踐中，教師可以適當采取小組合作學習的方式。比如講解“鋁”的相關知識時，教師可就鋁的兩性（金屬性與非金屬性）問題組織學生以小組合作的形式展開討論。學生充分結合實踐操作，得出了2Al+6HCl=2AlCl3+3H2/2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑的化學式，在教師的引導下，學生紛紛結合化學式對鋁的兩性問題進行分析并提出論點。有的學生認為化學式中扮演氧化劑角色的是水，有的學生則認為鋁本身也具備充當氧化劑的功能。于是，學生又對誰的答案正確這一問題進行了討論與驗證。學生在小組討論的過程中不斷推翻此前的猜測，逐漸形成辯證的解題思路，且在小組合作中養成了團隊協作的品德與習慣，在問題解決過程中學會多聽取建議再總結，促進了學生知識結構層次的完善。需要注意的是，教師要在課后結合學生的課堂表現進行綜合評價，科學地對學生的課堂參與積極性、知識掌握情況進行分析并提出改進建議，或調整自身的教學模式，以讓這種自主探究、討論的學習模式形成良性閉環，更好地服務于學生高階思維的提升。

（三）根據SOLO分類理論設計教學實踐

圍繞鹽類的酸堿反應教學，筆者提出了一系列的問題，試圖創設問題情境，如鹽類是酸堿反應的產物，生成鹽的酸、堿強弱不同可產生溶液呈不同酸堿度的鹽，這些鹽如何分類？教學中，筆者采取舉例的方式列舉出強酸強堿反應后產生的鹽的酸堿屬性，弱酸弱堿反應后產生的鹽的酸堿屬性，并引發學生的討論，以使其化學思維達到單點結構層次。然后，筆者通過進階的問題讓學生的思維層次得到提升，如提出問題：“我們能運用怎樣的方法測知溶液的酸堿性？”并采取實驗的手段（PH試紙）引導學生搜集相關數據，最后得出NaCl的PH等于7，NH4Cl小于7，Na2CO3和（NH4）2CO3大于7的答案，引導學生摸索、歸納鹽類溶液的酸堿性規律，使其形成對知識點的基本判斷能力。而為了讓學生的思維層次上升到關聯結構層次，筆者提出“鹽類怎樣呈現酸堿性？”這樣的進階問題，在教學中帶領學生開展探究NH4Cl溶液中微粒的實驗，引導學生對溶液中可能存在的微粒進行討論。在拓展抽象結構層次教學中，筆者引入鹽類水解的應用問題，如“分析Fe（OH）3膠體的制備原理”“工業廢水中金屬離子的除雜”等，讓學生能夠根據鹽類水解的一般規律來解決實際問題。如此一來，學生就能在遞進的問題中進一步提高自己的思維能力。

實際上，創設問題情境不僅能增加學生在課堂教學中的體驗，使其更加積極地發揮主體作用，還對學生高階思維的養成有著一定的影響。SOLO分類理論奠定了高中化學高階思維培養的理論基礎，而問題情境的創設則能在一定的范圍內推動思維培養理論的效果落實。相較于直接講解與記憶概念，問題情境更能激發學生舉一反三的能力，讓學生朝著高階思維方向行進。比如，在講解“鈉”的相關知識時，筆者曾對Na2O、Na2O2進行對比，讓學生結合實際生活展開對問題的探究，通過“吹氣生火”實驗（將金屬鈉放在紙上吹，點燃紙）讓學生具體思考這一現象對應的方程式，使其在推導相關方程式（2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 /2Na2O2+ 2H2O=4NaOH+O2）的過程中進一步體會Na2O、Na2O2的不同，進而完成問題的解答。問題情境的創設將單點結構知識與多點結構知識進行系統串聯，讓學生完成了從基礎知識掌握到規律總結，再到探究升級的思考，在發展學生思維能力的同時，也有效地促成了化學高階思維的培養，提升了學生的化學學科核心素養。

SOLO分類理論實際上是根據學生學情開展的教學內容、方法的分層?；赟OLO分類理論的教學分層符合學生的思維發展規律，契合“以人為本”的育人理念，以這一途徑開展對學生的高階思維培養更能凸顯培養方式的科學性，其綜合性、實踐性自然也較強。但是，SOLO分類理論只是一種理論觀念，要落實于實際還要搭配一系列的教學模式與手段，以讓高中生的學習特點充分被兼顧，學生在學習中的主動性發揮得更加突出。比如，小組學習法、問題情境法的實施都能加強師生、生生間的互動。在互動中，學生的思維會進入相對活躍的狀態，對不同層級的問題也會較快理解，這就能對SOLO分類理論的落實帶來實際推動效果。當然，教師不能忽視最重要的一點，那就是提升自身對高階思維的理解，避免將高階思維與高難度的題型練習直接劃等號，從而保證學生在輕松的課堂學習氛圍中循序漸進地提升思維能力，同時獲得其他方面的素養與能力發展。

結? 語

在借助SOLO分類理論培養高中生化學高階思維的過程中，教師應根據科學合理的教學目標與SOLO分類理論中的層次對照，優化教學設計，讓學生逐步提升化學思維層次，最終達到高階思維的水平。

[參考文獻]

林琳，沈書生，李藝.談設計思維發展高階思維何以可能：基于皮亞杰發生認識論的視角[J].電化教育研究，2019（08）：22-29.

基金項目：本文系莆田市教育科學“十三五”規劃2020年度課題“基于SOLO理論促進學生高階思維發展的化學課堂研究”（課題編號：PTGFKT20096）的研究成果。

作者簡介：陳莉靖（1986.10-），女，福建莆田人，任教于福建省莆田市仙游縣教師進修學校，化學教研員，一級教師。