SOLO分類與核心素養相結合的復習課教學策略研究*

漆欣悅，楊玲娟，李永芳

(天水師范學院 化學工程與技術學院 甘肅 天水 741000)

新一輪教育、課程、教學結構變革一直是強調學生在完整的教育教學活動體系中，同時也要重視提升學生在學科教育中所需要的關鍵能力、必備品格和價值觀念。不同學科領域的關鍵能力要求學生在學習理解的基礎上，進一步提升應用實踐、遷移創新能力。

SOLO分類學習理論(Structure of the Observed Learning Outcome)指可用于直接觀察學習結果的結構[1-2]。具體內容如下：第一個層次指的是前結構水平，學生使用原先的知識經驗處理解決問題，作業任務未得到正確合理的解決，這是一種最低級層次的認知水平，我們認為處于此階段的學習者不具有解題思維與能力，研究者也很少研究這一階段的學生[3]。第二個層次是指單點結構，學生得到的學習線索往往只會涉及到構成該問題線索眾多學習要點中簡單的某一個，說明學生能夠找到某一個知識線索之后就立即跳回到這個結論線上去，無法再考慮其它問題線索。而第三個層次指的是多點結構，學生盡管能夠同時掌握多個學習線索知識，但是仍然無法有效地結合學習起來。第四個層次是關聯結構，學習者在面對陌生情景，能夠從多角度系統推理，分析解決綜合復雜問題，完成探究任務[4]。而第五個理論層次是一種抽象水平拓展的結構，學習者將把其前面所學得到內容的知識整體概念化發展到具有更高深度的理論抽象的水平拓展讓學習者能夠舉一反三、深化認識了解問題[5-10]。SOLO分類模型還可進一步有效定量評價學生所在的知識學區發展周期特點和學習階段，對所有學生各自的內在學習質量要求和學習思維結構層次水平進行全面分類量化評價，既可為學業素質評價研究構建出一個知識學習過程質量評價的科學發展平臺，又同時為評價研制的核心素養、學生的學業階段要求能力和能力發展階段水平等提供了理論依據。

1 研究設計

1.1 研究內容

“化學反應原理”這部分主題知識內容深奧抽象，對語言思維方法的科學邏輯要求也較高，學生不易深入理解、吸收和掌握。該主題一級認識角度為化學反應中的物質變化、能量變化，物質變化所對應的二級認識角度為化學反應的方向、限度、速率；能量變化所對應的二級認識角度為能量的來源、能量的變化、能量的轉移[4]。化學核心素養的一部分發展其實就是學生核心素質或綜合素質的發展，也是國家踐行社會主義價值觀的重要途徑。經過化學反應原理主題的學習，學生的“變化觀念與平衡思想”、“證據推理與模型認知”化學學科核心素養將會得到重點發展。其中“變化的思想和平衡的理念”可以從多個角度動態分析化學變化，利用化學反應原理解決日常生活中的社會生產、社會熱點問題。并且能夠認識到化學變化是受多種因素影響的、具有一定的限度，速率也是受各個因素影響，是可以調控的。“證據推理與模型認知”素養則通過分析解釋、推論預測、簡單設計、綜合解釋解決復雜的化學問題。

1.2 研究方法

結合視角下SOLO分類理論與化學核心素養的教學研究流程如下：①分析課程標準、高考考試大綱、人教版高中化學教材，得出SOLO分類理論與化學核心素養都是有層次結構的重要結論，在化學反應原理主題復習課教學中構建他們之間的聯系，通過表格形式呈現其一定的邏輯關系。②運用紙筆測驗、課堂觀察等形式，基于核心素養-SOLO分類理論相結合背景下對學生學習理解能力方面、應用實踐能力方面、遷移創新方面提出化學復習課的教學策略。

2 結合視角下化學反應原理主題復習課教學研究

在化學反應原理主題復習課教學中，其主要教學內容有化學反應規律、電解質溶液、化學能與熱能、電化學4個次主題。在這4個次主題學習中會有各自不同的認識方式和認識角度，也會有不同階段的指標表述，譬如在化學反應規律次主題教學中可以表現為：能基于單一影響因素解釋平衡移動方向；基于多組分濃度關系判斷平衡狀態；基于多變量關系認識反應方向。由此可見認識方式與認識角度都是有一定系統層級結構，而SOLO分類理論也具備著由簡單轉為復雜的層級結構，借助兩者之間層級結構的聯系可完成核心素養與SOLO分類的結合。

2.1 SOLO分類與“變化觀念與平衡思想”核心素養相結合的教學具體表現

變化觀念與平衡思想素養的內涵是遵循一定規律并且可以多角度、動態地分析化學反應規律，運用化學反應原理解決社會生產問題，該素養的發展水平是循序漸進的，每一階段都對應著不同的能力要求，而學生的思維結構、認知水平方式(SOLO層級認知水平)和學科能力要素(學科核心素養的外在表現)也是不斷變化，不斷進階，可將該核心素養層級水平與SOLO層級認知水平一一對應，(見表1)并運用到具體教學實踐中，實現結合視角下中學化學復習課堂教學策略的研究。

表1 SOLO分類—“變化觀念與平衡思想”核心素養結合教學內容

2.2 SOLO分類與“證據推理與模型認知”核心素養相結合的教學具體表現

證據推理與模型認知素養的內涵是能基于證據對物質組成、結構及其變化提出可能的假設，通過分析推理加以證實或證偽，建立觀點、結論和證據之間的邏輯關系并基于此構建認知模型，解釋化學現象的本質和規律。也可依據學生可觀察到的學習思維結構、認知水平方式(SOLO層級認知水平)和學科能力要素(學科核心素養的外在表現)作為學習進階水平的劃分工具，(見表2)將“證據推理與模型認知”核心素養與SOLO層級認知水平相關聯，基于此背景下開展教學策略的具體探究。

表2 SOLO分類—“證據推理與模型認知”核心素養融合結構

3 基于SOLO分類與核心素養結合背景下的復習課教學策略研究

化學學科核心素養的能力表現評價往往采用數量龐大的樣本開展紙筆測試，測試題通常多使用開放性試題，不建議提供繁雜的題面信息對學生的解題思路進行干預，這樣做的目的是探查學生的認識思路和認識水平，對學生能力表現進行準確判斷。在化學反應原理復習課教學中可以從學習理解能力、應用實踐能力、遷移創新能力三方面編制試題測試去檢驗處于不同SOLO層級認知水平的學生的“證據推理與模型認知”和“變化觀念與平衡思想”核心素養的外在表現(學科能力)，分析檢測結果并提出結合背景下化學復習課的教學策略。

3.1 有關學習理解能力方面教學策略：設計學習活動，讓學生概括、關聯、說明論證

學習理解過程的第一層級為觀察、記憶、提取信息；第二層級為概括、關聯、整合資料；第三層級為說明、論證、推導、解題。在有關化學能與熱能的主題中，學生的學習理解能力具體表現為：知道不同物質、不同狀態都具有能量，能從微觀角度(分子層面)說明體系能量變化的原因，能關聯研究對象，描述不同體系的能量轉移。在關于能量的認識中，處于不同認知水平的學生做同一道測試題“有兩杯相同質量的牛奶，其中一杯的溫度為 15 ℃，另一杯溫度為 30 ℃，其他條件完全相同。哪杯牛奶有更高的熱量？”其具體表現也千差萬別。主要是關于化學反應能量轉化的認識中，有些學生雖然從微觀分子的角度出發，但只是局限地將分子靜態化，對于其他因素如環境、溫度對分子能量的影響完全不考慮，有些學生雖然選擇了正確答案，但與前一類學生的思維結構水平一致，處于單點結構水平，只是認為溫度與熱能有關聯，缺失對微觀分子的基本認識；只有較少數的同學能夠建立能量、溫度、熱量之間的關系，將宏觀現象與微觀結構相結合，正確解釋溫度對分子運動的影響，從而多角度完整地解釋原因，這類學生往往處于多點結構水平，能運用化學反應原理分析影響化學變化的因素，認識化學變化的多樣性和復雜性。

處于單點結構水平、多點結構水平的同學在學習理解能力的方面通常是辨識記憶能力最強，概括關聯能力緊隨其后，說明論證能力最弱。這說明學生的學習理解多停留于知識表面，缺少概括化、結構化論證，一旦遇見陌生的學習情景，只保留經驗觀念，沒有挖掘系列知識的能力，這與教師為節約課堂時間代替學生進行概括、關聯、說明、論證等相關思維活動有關。所以化學教師應在化學課堂中設置思維結構性問題，帶領學生形成相應的二級認識角度和認識途徑，也可以設計學習活動，讓學生概括、關聯、說明論證。

3.2 有關應用實踐能力方面教學策略：拆解成小問題，前后問題相互提示，為學生的思維“搭臺階”

應用實踐活動主要會經歷如下過程：第一層級為分析、解釋、推論、預測信息；第二層級為說明、論證、推導過程。在有關電化學的主題中，學生應用實踐能力的具體表現為：能解釋電解池的工作原理；能判斷電流方向、離子移動方向，預測電極反應及現象，書寫陌生電極反應式。在關于原電池的認識中，處于不同認知水平的學生做同一道測試題“分析銅鋅原電池產生電流的原因”解決問題的角度也是不同的，具體體現在處于單點結構水平和多點結構水平的學生往往僅關注原電池的原理維度，學生通常只會回答發生氧化還原反應或者寫出反應方程式，或者也有學生回答“自發進行的氧化還原反應會有電子的轉移進而形成電流”，但答題的角度仍然是靜態、片面、孤立的，沒有動態的分析過程。而處于關聯結構的學生會從兩方面展開分析問題，他們對問題的理解認識已經達到了“微觀-動態-練習”水平，具體體現在從電子來源、電子轉移、帶電微粒的定向運動、溶液中離子運動狀態等方面分析產生電流的原因。

處于關聯結構水平的學生應用實踐能力體現在分析解釋能力相對較強、推測預測能力次之、簡單設計能力較弱，但差距不是很明顯，他們在遇到主要困難時主要缺乏合適的思考角度，如果需要學生自己尋找角度，對學生挑戰極大，耗時耗力耗信心，當問題有角度提示時，他們就能表現得很好，將答案系統完整地表述出來。所以在學生起始時期“搭梯子”才是一種有效的教學策略，這也建議教師應整體規劃不同課型的授課教學，讓學生去經歷分析解釋、推論預測、綜合問題解決等問題解決活動。

3.3 有關遷移創新能力方面教學策略：反思具體問題中的思路，豐富學生的認識角度、認識方式、認識路徑

化學學科的問題解決活動最后就是知識經驗的高級輸出遷移創新活動，主要經歷如下學習過程：第一階段為復雜推理；第二階段為系統研究(具體流程為問題假設、系統設計實施、建立模型)；第三階段為創造性思維，從社會生產、社會熱點問題中引發批判性思考，從而開展評價、反思、想象、創意、發現遠聯系相應活動。在電解液主題學習中，學生遷移創新能力通常表現為能從類別、氧化還原、水解、沉淀等多角度推測溶液中可能的反應；能利用溶液中的離子反應和平衡，創造性地解決實際問題。在探索化學反應規律的過程中，處于不同認知水平的學生做同一道測試題，測試題內容為亞硫酸鹽(Na2SO3)是一種常見的食品添加劑，為檢驗某產品中亞硫酸鹽含量，某研究小組同學設計了如下實驗流程(圖1所示所加試劑均為足量)。通過該實驗測得亞硫酸鈉含量偏低，你認為步驟1是否會產生實驗誤差，說明理由(至少寫出兩條原因)。

圖1 研究小組實驗流程圖

其推理過程的差異體現在分析電解質溶液的過程中，處于單點結構水平、多點結構水平的學生往往僅關注SO2溶于水的性質，學生通常只會回答存在溶解平衡，部分硫元素留在溶液里，但答題的角度仍然是缺失的。而處于關聯結構的學生還會從氧化還原角度展開分析問題，能夠從多角度系統推理，分析解決綜合復雜問題，完成探究任務，甚至發現新知識。而處于抽象拓展結構的學生占比極少，會實現遠遷移，習得新知識。

在遷移創新方面，建議學生須從宏觀、微觀和符號等不同方面對物質及其變化進行多重感知，并從這三種表征方式上認識和理解化學知識。教師也應該多組織相應的科學推理過程，它們常常伴隨著探究、實驗、證據評估、推論及討論的思考技能，利用這些技能來協助概念的轉變與科學的理解。具體活動表現包括給學生布置利用化學概念原理等進行推理的人物，讓學生嘗試進行科學推理并匯報推理的結果，要求學生匯報推理的依據。反思具體問題中的思路，豐富學生的認識角度、認識方式、認識路徑。