SOLO分類理論在促進化學思維進階的驅動性問題設計中的應用

摘 要：核心素養背景下的教學任務是發展學生的高階思維，而驅動性問題是激活學生思維、促進學生思維進階的重要途徑。文章結合SOLO分類理論，通過具體教學案例，基于前結構的問題設計、單點結構問題設計、關聯結構問題設計和拓展抽象結構問題設計等，以問題驅動教學，真正培養和提升學生分析問題、解決問題的能力，落實對學生核心素養的培養目標。

關鍵詞：SOLO分類理論;思維進階;驅動性問題

中圖分類號：G427? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：2097-1737（2022）30-0007-03

引? 言

核心素養背景下的教育目標不只是停留在讀、寫、算的層面，而是要指向更高層次的思維，發展學生解決復雜問題的能力。問題是思維的源泉和動力，而問題的設計更是關系整個教學成敗的關鍵。因此，教師在課堂教學中應讓學生置身于具有適當挑戰性的問題情境中，以驅動性問題作為學生思維進階的橋梁，促進學生思維進階，提升學生解決復雜問題的能力。

一、基于SOLO分類理論的驅動性問題設計的理論框架

（一）SOLO分類理論

SOLO（Structure of Observed Learning Outcome）是指可觀察到的學習結果的結構。圖1是SOLO分類理論圖式表征[1]，前3個水平屬于低階思維，后二者為高階思維。

（二）驅動性問題

驅動性問題是指以問題為導向，激活學生的思維，驅動學生思維不斷進階的一種有效的問題設計。通過參與以問題為中心的學習活動，學生能從被動接受問題向發現和提出問題、解決問題過渡，發揮問題的教學功能，提升學生問題、解決問題的能力。

（三）SOLO分類理論在驅動性問題設計中的應用

思維進階是描述學生在探究學習某一主題時，對學科知識由現象到本質、由簡單到復雜、由低階到高階逐級深化的思維發展過程。驅動性問題在這個轉變過程中發揮著至關重要的作用。而SOLO分類理論工具，既可以對學生認知發展水平進行科學測評，外顯學生的思維層級差異，又可以指導問題驅動的有效設計，促進學生思維水平的提升[2]。基于SOLO分類理論的驅動性問題的設計見表1。

二、基于SOLO分類理論的驅動性問題設計的案例分析

（一）基于前結構的問題設計，走出思維誤區

學生在學習新知時，往往習慣調動已有知識或直覺經驗進行判斷，容易產生很多錯誤觀念。例如，初學“物質的量”時，學生會認為用質量進行計算更為簡便而排斥接受物質的量;學習“強弱電解質”時，學生會認為Zn與同濃度的鹽酸及醋酸反應時，與鹽酸反應快，產生的氣體也比較多等。學生的錯誤認知恰恰是一種不可或缺的寶貴教學資源，教師應基于學生的錯誤資源巧妙設計問題，制造新舊知識的認知沖突，揭露沖突根源，外顯思維迷思，以此轉變學生原有錯誤觀念，使其形成科學、正確的認知。

又如，在教學“強弱電解質”時，教師可設計以下問題：鹽酸是強酸，醋酸是弱酸，請你預測哪種酸的導電能力強？學生可能會出現以下錯誤：酸性強則導電能力強，鹽酸導電能力強。這時，教師提供兩份濃度未標明濃度的鹽酸與醋酸，讓學生通過測量電導率進行驗證。通過實驗，學生得出的結論是醋酸的導電能力強。接著，教師設計另一組問題：已知常溫下醋酸的電離度為0.42%，1 mo/L的鹽酸與1 mo/L醋酸，導電能力誰強？0.01 mo/L的鹽酸與1 mo/L醋酸呢？通過一連串的驅動性問題，推動學生深入思考。學生在解決問題后頓悟：錯誤的結論是源自忽略的離子的濃度這個定量指標。

（二）基于單點結構問題設計，彌補思維偏頗

在分析問題時，學生總是只根據一個認知維度對問題進行分析。這說明學生在分析、解決問題時，只停留在單點結構認知水平上，沒有對所學知識進行溝通，架構聯系。教師設計問題時，應將重心落在單點與多點結構之間，使問題可視化，促使學生多角度理解知識的內涵，從而有效提升分析問題的能力。

以驅動型問題建構判斷溶液酸堿性變化，除了看C（H+）變化還得關注C（OH-）的變化;判斷平衡移動方向，除了看正速率的變化，還得關注逆速率的變化;判斷轉化率、電離度、濃度，除了看表達式中分子的變化，還要關注表達式中分母的變化。

在教學書寫電極反應式時，教師引導學生除了關注化合價變化之外，還要關注產物的組成形式。在教學中，筆者設計一組由氧氣參與的原電池，離子導體分別是中性、堿性、酸性、熔融鹽、固體電解質，讓學生完成氧氣參與的電極反應式的書寫。學生書寫之后，深刻感受到因電解質不同而產生的變化，在深深震撼中掌握了正確的思維方法。

在有關溶液濃度問題的教學中，為了讓學生學會關注體積這一物理量，教師設計了兩個對照式的問題：

（1）在100 ml 0.1 mol/L硫酸與400 ml 0.1 mol/L鹽酸中，C（H+）較大的是？（2）pH=3的鹽酸與醋酸，消耗的氫氧化鈉較多的是什么？學生在解答過程中發現，問題（1）多考慮了體積，而問題（2）中少考慮了體積，這種強烈的對比使學生很快認識到了問題的本質。

（三）基于關聯結構問題設計，促進思維進階

從低階思維到高階思維進階的關鍵，是突破多點結構到關聯結構的障礙，把驅動問題建立在引導觀察知識之間的內在聯系，從而形成學科認識視角，建構學科觀念上。例如，在教學鹽溶液顯示酸堿性本質問題時，教師設計以下問題。

問題1：醋酸鈉溶液中存在哪些微粒的電離，如何用化學符號表示？問題2：醋酸鈉溶液中由水電離出的H+和OH-濃度是相等的，但為什么實驗檢測出溶液中的H+和OH-濃度是不相等的？問題3：鹽電離出什么樣的離子才能影響水的電離平衡？問題4：請用化學語言表示這種變化，思考它與酸堿中和有何關聯？問題5：當加水稀釋時，溶液中氫氧根濃度與醋酸根濃度比值如何變化？

教師將問題基于學生多點結構的認知水平上，層層深入，環環相扣，促使學生的認知水平從多點結構水平逐步發展到關聯結構水平。

（四）基于拓展抽象結構問題設計，培養高階思維

從關聯結構進階到拓展抽象結構的重點，是要把驅動問題建立在能力的遷移上，解決復雜情境下的問題。

（2020年全國Ⅰ卷13題）以酚酞為指示劑，用0.1000 mol·L-1的NaOH溶液滴定20.00 mL未知濃度的二元酸H2A溶液。溶液中，pH值、分布系數δ隨滴加NaOH溶液體積VNaOH的變化關系如圖1所示。[比如A2-的分布系數：δ（A2-）=]下列敘述正確的是（）。

A.曲線①代表δ（H2A），曲線②代表δ（HA-）

B. H2A溶液的濃度為0.2000 mol·L-1

C. HA-的電離常數Ka=1.0×10-2

D.滴定終點時，溶液中c（Na+）<2c（A2-）+c（HA-）

此題將酸堿滴定過程中，微粒的分布變化曲線與pH變化曲線結合在一起，考查學生分析不同曲線的能力，促進學生的思維層級進階到拓展抽象水平。教師在講解時，可以設計以下驅動問題促進學生思維水平進階（見表2）。

問題1：請分析一元弱酸、二元弱酸分別與NaOH反應的過程中，各微粒分布曲線的變化情況，恰好中和時溶液酸堿性如何？ 分析一元弱酸與二元弱酸分別與NaOH反應過程中各微粒的變化情況，以及判斷反應終點溶液的酸堿性。

問題2：二元酸H2A與NaOH反應過程中各微粒的分布曲線為什么不與二元弱酸相同，而是與一元弱酸的相同？ 用包含認知沖突的問題促使學生分析能力遷移到新情境中，得到此二元酸第一步為強酸電離，第二步為弱酸電離。

問題3：當兩條微粒分布曲線相交時，溶液的pH值是多少？ 培養學生在復雜的圖像情境下，提取信息、整合信息的能力，發展學生高階思維。

三、基于SOLO分類理論的驅動性問題設計的應用特征

（一）基于認知學習理論，拓寬學生的思維廣度

基于SOLO分類理論的驅動性問題設計要依托教育心理學及認知學習理論，以學生已有認知水平作為問題的起點，將學科知識和能力要求轉換為具有層次性和系統性、相互獨立卻又相互關聯的問題，從而指向學生的學習發展區。教師在設計問題時，要注重對學生易混概念、學習困難、認知特征的分析，創設行之有效的驅動性問題對學生的思維進行解構、重構，以持續的問題分析和問題解決，促進化學知識、化學思維和化學觀念的結構化，提高學生的自主學習能力。

（二）關注學科知識本質，挖掘學生的思維深度

教師可以設計指向核心本質精準化問題、引導知識建構的結構化問題、驅動課堂進行的層次化問題、推動思維發展的生成化問題和檢驗核心素養達成的評價性問題等多元化問題體系，挖掘學生的思維深度。

（三）搭建思維進階路徑，增加學生的思維厚度

在設計問題時，教師應以問題促進學生思維進階，多設計發散性問題，以化學實驗證實或證偽、體現化學學科特點的實證性問題。此外，教師還可以設計通過一定努力才能解決的與化學相關的新穎問題，或者設計避免簡單再現化學中有關知識和事實類型的挑戰性問題，從而增加學生的思維厚度。

結? 語

總而言之，驅動性問題是促進學生思維進階的重要途徑。教師要努力為學生創設適合學生發現、生成新知識的問題情境，重視知識的分化點、生長點和交叉點，以驅動性問題撬動課堂教學，拓展學生思維的廣度、深度和厚度，使學生形成學科視角，建構學科觀念，由此及彼、由表及里地實現思維進階。

[參考文獻]

【1】吳有昌，高凌飚.SOLO分類法在教學評價中的應用[J].華南師范大學學報（社會科學版），2008（03）：95-99.

【2】陶西平.思維進階課堂[J].中小學管理，2019（7）：59.

基金項目：本文系福建省泉州市教育科學“十四五”規劃（第一批）立項課題“以驅動性問題促進學生思維進階的高中化學課堂實踐研究”（編號：QG1451-124）的研究成果。

作者簡介：陳志忠（1981.8-），男，福建泉州人，任教于福建省泉州市泉港第五中學，中學一級教師，本科學歷。