SOLO分類理論在化學(xué)思維模型構(gòu)建中的應(yīng)用

李永途

【摘 要】學(xué)科思維模型的構(gòu)建是需要學(xué)習(xí)者在對化學(xué)知識、學(xué)科特征以及化學(xué)學(xué)習(xí)過程中不斷的反思提升基礎(chǔ)上形成的，需要一個質(zhì)變的過程。SOLO分類理論作為一個質(zhì)性的評價方法，可以對教師在課堂教學(xué)過程中如何落實(shí)化學(xué)思維模型的構(gòu)建起到很好的指導(dǎo)作用。本文嘗試尋找SOLO分類理論與化學(xué)思維模型構(gòu)建的契合點(diǎn)，以“硫的氧化物”為例，按照SOLO分類理論的五個結(jié)構(gòu)水平進(jìn)行教學(xué)設(shè)計，形成符合學(xué)生構(gòu)建元素及其化合物學(xué)習(xí)的思維模型的教學(xué)模式。

【關(guān)鍵詞】SOLO分類理論;思維模型構(gòu)建;思維層次

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

一、SOLO分類理論

SOLO分類理可譯為“可觀察到學(xué)習(xí)結(jié)果的結(jié)構(gòu)”，是在融合了皮亞杰認(rèn)知發(fā)展理論和布魯納結(jié)構(gòu)主義理論的合理部分的基礎(chǔ)上，提出的一種新的以等級描述為特征的“質(zhì)性”評價理論。

SOLO分類理論基于學(xué)生對問題認(rèn)識的思維水平由低到高劃分為5個層次：1.前結(jié)構(gòu)：學(xué)生被已有的知識誤導(dǎo)，無法理解問題，不具備解決問題能力;2.單一結(jié)構(gòu)，能聯(lián)系與問題相關(guān)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(jié)構(gòu)，能利用多個獨(dú)立的線索和信息，找到關(guān)聯(lián)解決問題，但沒能形成知識網(wǎng)絡(luò);4.關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)，能建立多個獨(dú)立線索和信息之間本質(zhì)聯(lián)系，形成一個有機(jī)的整體，達(dá)到這結(jié)構(gòu)層次的學(xué)生，說明已經(jīng)真正理解問題本身，形成基本的學(xué)科思維模型，達(dá)到了質(zhì)的變化;5.拓展抽象結(jié)構(gòu)，能超越知識的本身，把具體概念抽象化，進(jìn)入更高層次的推理和演繹，也就是新課標(biāo)說的建立學(xué)科素養(yǎng)，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(xiàn)了solo評價理論的核心內(nèi)容。

二、SOLO分類理論指導(dǎo)下的教學(xué)策略

下面就人教版《化學(xué)1》“硫和氮的氧化物”中的“硫的氧化物”為例進(jìn)行分層設(shè)計：

（一）教學(xué)目標(biāo)的設(shè)定

明確的教學(xué)目標(biāo)能指導(dǎo)教學(xué)的設(shè)計更有針對性，清晰的目標(biāo)指引能確保課堂教學(xué)的順利開展，因此首先對教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行分層設(shè)計。

SOLO分類理論指導(dǎo)下教學(xué)目標(biāo)的設(shè)定：

1.前結(jié)構(gòu)

教學(xué)目標(biāo)：能正確認(rèn)識硫的氧化物的功與過，熟悉硫的氧化物，減低學(xué)習(xí)陌生度。

學(xué)習(xí)任務(wù)：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(jié)構(gòu)

教學(xué)目標(biāo)：掌握硫的氧化物——SO2的性質(zhì)，并能熟練的用化學(xué)方程式表示出來。

學(xué)習(xí)任務(wù)：通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的描述和觀察，能掌握硫的氧化物的性質(zhì)，并建立現(xiàn)象與性質(zhì)之間的關(guān)系。

3.多元結(jié)構(gòu)

教學(xué)目標(biāo)：能找出相似環(huán)境下的區(qū)別，真正理解硫的氧化物性質(zhì)本質(zhì)。

學(xué)習(xí)任務(wù)：通過實(shí)驗(yàn)和原理的分析，找出相似環(huán)境背后的區(qū)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(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)

教學(xué)目標(biāo)：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(gòu)建學(xué)習(xí)元素化合物的思維模型。

學(xué)習(xí)任務(wù)：通過實(shí)驗(yàn)的設(shè)計，性質(zhì)的預(yù)測，能從類別、化合價和特性的角度全面認(rèn)識SO2的性質(zhì)。

5.拓展抽象結(jié)構(gòu)

教學(xué)目標(biāo)：能運(yùn)用“價-類”二維圖的思維模型來解決有關(guān)元素化合物的問題，預(yù)測新物質(zhì)的性質(zhì)并能加以驗(yàn)證。

學(xué)習(xí)任務(wù)：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(xué)的設(shè)計

在SOLO理論指導(dǎo)下教學(xué)過程的設(shè)計：

1.前結(jié)構(gòu)：閱讀材料，認(rèn)識物質(zhì)

教學(xué)設(shè)計：播放視頻和閱讀材料：展示酸雨對環(huán)境的影響;二氧化硫食品添加劑的功能;二氧化硫應(yīng)用于硫酸生產(chǎn)等危害和應(yīng)用。

設(shè)計意圖：引導(dǎo)學(xué)生辯證的認(rèn)識二氧化硫，它不僅是環(huán)境污染物，同時是為改善人類的生活條件做出了很大貢獻(xiàn)。

2.單一結(jié)構(gòu)：演示實(shí)驗(yàn)，了解性質(zhì)

教學(xué)設(shè)計：演示實(shí)驗(yàn)

（1）SO2溶于水，且水溶液顯酸性實(shí)驗(yàn)。并加入石蕊試液。

（2）SO2的還原性與氧化性實(shí)驗(yàn)：

思考：為什么最后用NaOH，作用是什么，體現(xiàn)SO2的什么性質(zhì)？

（3）SO2的漂白性實(shí)驗(yàn)。

設(shè)計意圖：通過對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察和描述，掌握SO2的主要性質(zhì)，并建立起現(xiàn)象和性質(zhì)之間的單一關(guān)聯(lián)，通過識記掌握。

3.多元結(jié)構(gòu)：設(shè)計實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證性質(zhì)

教學(xué)設(shè)計：（1）從物質(zhì)類別角度預(yù)測SO2能與下列哪些物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，如何判斷反應(yīng)是否發(fā)生，并用實(shí)驗(yàn)加以驗(yàn)證，用化學(xué)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(jié)論：SO2是酸性氧化物，能與水反應(yīng)生成對應(yīng)的酸，能與堿及堿性氧化物反應(yīng)。

（2）從化合價角度認(rèn)識SO2預(yù)測能與下列哪些物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)物如何檢驗(yàn)？并用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，書寫方程式。

A、氯水 ? ? ? B、高錳酸鉀

C、Na2S ? ? ? ?D、H2O2

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

設(shè)計意圖：在上述演示實(shí)驗(yàn)1、2的啟示下，建立起SO2與其他物質(zhì)的關(guān)聯(lián)。如堿性物質(zhì)、氧化劑和還原劑。

4.關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)：建立關(guān)聯(lián)，形成模型

教學(xué)設(shè)計：歸納小結(jié)：

鞏固提升：對學(xué)習(xí)物質(zhì)性質(zhì)的一般思路和方法進(jìn)行歸納提升，養(yǎng)成用“價——類”二維角度去有序認(rèn)識物質(zhì)的思維習(xí)慣，完成對學(xué)習(xí)元素及其化合物的思維模型構(gòu)建。利用學(xué)習(xí)元素化合物這種思維方式，預(yù)測其他含硫物質(zhì)的性質(zhì)，如SO3和H2SO4。

設(shè)計意圖：

5.拓展抽象結(jié)構(gòu)：應(yīng)用模型解決問題

教學(xué)設(shè)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(yè)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(xiàn)SO2的什么性質(zhì)？

用流程的形式表示以黃鐵礦為原料，制備H2SO4過程的物質(zhì)變化。

FeS2→……→H2SO4

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

設(shè)計意圖：能運(yùn)用“價-類”二維的思維模型來解決有關(guān)元素及其化合物的實(shí)際問題。

三、SOLO分類理論的應(yīng)用思考

經(jīng)過上述的實(shí)踐可見，SOLO分類理論能指導(dǎo)教師根據(jù)學(xué)生現(xiàn)有的思維結(jié)構(gòu)層次去有效擬定教學(xué)目標(biāo)，有針對性的開展課堂教學(xué)和課后檢測反饋。并根據(jù)對學(xué)生的評價結(jié)果作出必要的調(diào)整，使課堂教學(xué)更符合學(xué)生現(xiàn)有的思維結(jié)構(gòu)水平。

【參考文獻(xiàn)】

[1]陳徽，錢揚(yáng)義，李孟彬等.SOLO分類理論在化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用[J].化學(xué)教育，2008（10）：25-27

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

（廣州市白云中學(xué)，廣東 廣州 510000）