SOLO分類與核心素養(yǎng)相結(jié)合的復(fù)習(xí)課教學(xué)策略研究*

漆欣悅，楊玲娟，李永芳

(天水師范學(xué)院 化學(xué)工程與技術(shù)學(xué)院 甘肅 天水 741000)

新一輪教育、課程、教學(xué)結(jié)構(gòu)變革一直是強(qiáng)調(diào)學(xué)生在完整的教育教學(xué)活動體系中，同時也要重視提升學(xué)生在學(xué)科教育中所需要的關(guān)鍵能力、必備品格和價值觀念。不同學(xué)科領(lǐng)域的關(guān)鍵能力要求學(xué)生在學(xué)習(xí)理解的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提升應(yīng)用實(shí)踐、遷移創(chuàng)新能力。

SOLO分類學(xué)習(xí)理論(Structure of the Observed Learning Outcome)指可用于直接觀察學(xué)習(xí)結(jié)果的結(jié)構(gòu)[1-2]。具體內(nèi)容如下：第一個層次指的是前結(jié)構(gòu)水平，學(xué)生使用原先的知識經(jīng)驗(yàn)處理解決問題，作業(yè)任務(wù)未得到正確合理的解決，這是一種最低級層次的認(rèn)知水平，我們認(rèn)為處于此階段的學(xué)習(xí)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(xué)生[3]。第二個層次是指單點(diǎn)結(jié)構(gòu)，學(xué)生得到的學(xué)習(xí)線索往往只會涉及到構(gòu)成該問題線索眾多學(xué)習(xí)要點(diǎn)中簡單的某一個，說明學(xué)生能夠找到某一個知識線索之后就立即跳回到這個結(jié)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(diǎn)結(jié)構(gòu)，學(xué)生盡管能夠同時掌握多個學(xué)習(xí)線索知識，但是仍然無法有效地結(jié)合學(xué)習(xí)起來。第四個層次是關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)，學(xué)習(xí)者在面對陌生情景，能夠從多角度系統(tǒng)推理，分析解決綜合復(fù)雜問題，完成探究任務(wù)[4]。而第五個理論層次是一種抽象水平拓展的結(jié)構(gòu)，學(xué)習(xí)者將把其前面所學(xué)得到內(nèi)容的知識整體概念化發(fā)展到具有更高深度的理論抽象的水平拓展讓學(xué)習(xí)者能夠舉一反三、深化認(rèn)識了解問題[5-10]。SOLO分類模型還可進(jìn)一步有效定量評價學(xué)生所在的知識學(xué)區(qū)發(fā)展周期特點(diǎn)和學(xué)習(xí)階段，對所有學(xué)生各自的內(nèi)在學(xué)習(xí)質(zhì)量要求和學(xué)習(xí)思維結(jié)構(gòu)層次水平進(jìn)行全面分類量化評價，既可為學(xué)業(yè)素質(zhì)評價研究構(gòu)建出一個知識學(xué)習(xí)過程質(zhì)量評價的科學(xué)發(fā)展平臺，又同時為評價研制的核心素養(yǎng)、學(xué)生的學(xué)業(yè)階段要求能力和能力發(fā)展階段水平等提供了理論依據(jù)。

1 研究設(shè)計

1.1 研究內(nèi)容

“化學(xué)反應(yīng)原理”這部分主題知識內(nèi)容深奧抽象，對語言思維方法的科學(xué)邏輯要求也較高，學(xué)生不易深入理解、吸收和掌握。該主題一級認(rèn)識角度為化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化、能量變化，物質(zhì)變化所對應(yīng)的二級認(rèn)識角度為化學(xué)反應(yīng)的方向、限度、速率；能量變化所對應(yīng)的二級認(rèn)識角度為能量的來源、能量的變化、能量的轉(zhuǎn)移[4]?；瘜W(xué)核心素養(yǎng)的一部分發(fā)展其實(shí)就是學(xué)生核心素質(zhì)或綜合素質(zhì)的發(fā)展，也是國家踐行社會主義價值觀的重要途徑。經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)原理主題的學(xué)習(xí)，學(xué)生的“變化觀念與平衡思想”、“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)將會得到重點(diǎn)發(fā)展。其中“變化的思想和平衡的理念”可以從多個角度動態(tài)分析化學(xué)變化，利用化學(xué)反應(yīng)原理解決日常生活中的社會生產(chǎn)、社會熱點(diǎn)問題。并且能夠認(rèn)識到化學(xué)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(diào)控的?！白C據(jù)推理與模型認(rèn)知”素養(yǎng)則通過分析解釋、推論預(yù)測、簡單設(shè)計、綜合解釋解決復(fù)雜的化學(xué)問題。

1.2 研究方法

結(jié)合視角下SOLO分類理論與化學(xué)核心素養(yǎng)的教學(xué)研究流程如下：①分析課程標(biāo)準(zhǔn)、高考考試大綱、人教版高中化學(xué)教材，得出SOLO分類理論與化學(xué)核心素養(yǎng)都是有層次結(jié)構(gòu)的重要結(jié)論，在化學(xué)反應(yīng)原理主題復(fù)習(xí)課教學(xué)中構(gòu)建他們之間的聯(lián)系，通過表格形式呈現(xiàn)其一定的邏輯關(guān)系。②運(yùn)用紙筆測驗(yàn)、課堂觀察等形式，基于核心素養(yǎng)-SOLO分類理論相結(jié)合背景下對學(xué)生學(xué)習(xí)理解能力方面、應(yīng)用實(shí)踐能力方面、遷移創(chuàng)新方面提出化學(xué)復(fù)習(xí)課的教學(xué)策略。

2 結(jié)合視角下化學(xué)反應(yīng)原理主題復(fù)習(xí)課教學(xué)研究

在化學(xué)反應(yīng)原理主題復(fù)習(xí)課教學(xué)中，其主要教學(xué)內(nèi)容有化學(xué)反應(yīng)規(guī)律、電解質(zhì)溶液、化學(xué)能與熱能、電化學(xué)4個次主題。在這4個次主題學(xué)習(xí)中會有各自不同的認(rèn)識方式和認(rèn)識角度，也會有不同階段的指標(biāo)表述，譬如在化學(xué)反應(yīng)規(guī)律次主題教學(xué)中可以表現(xiàn)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(guān)系判斷平衡狀態(tài)；基于多變量關(guān)系認(rèn)識反應(yīng)方向。由此可見認(rèn)識方式與認(rèn)識角度都是有一定系統(tǒng)層級結(jié)構(gòu)，而SOLO分類理論也具備著由簡單轉(zhuǎn)為復(fù)雜的層級結(jié)構(gòu)，借助兩者之間層級結(jié)構(gòu)的聯(lián)系可完成核心素養(yǎng)與SOLO分類的結(jié)合。

2.1 SOLO分類與“變化觀念與平衡思想”核心素養(yǎng)相結(jié)合的教學(xué)具體表現(xiàn)

變化觀念與平衡思想素養(yǎng)的內(nèi)涵是遵循一定規(guī)律并且可以多角度、動態(tài)地分析化學(xué)反應(yīng)規(guī)律，運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理解決社會生產(chǎn)問題，該素養(yǎng)的發(fā)展水平是循序漸進(jìn)的，每一階段都對應(yīng)著不同的能力要求，而學(xué)生的思維結(jié)構(gòu)、認(rèn)知水平方式(SOLO層級認(rèn)知水平)和學(xué)科能力要素(學(xué)科核心素養(yǎng)的外在表現(xiàn))也是不斷變化，不斷進(jìn)階，可將該核心素養(yǎng)層級水平與SOLO層級認(rèn)知水平一一對應(yīng)，(見表1)并運(yùn)用到具體教學(xué)實(shí)踐中，實(shí)現(xiàn)結(jié)合視角下中學(xué)化學(xué)復(fù)習(xí)課堂教學(xué)策略的研究。

表1 SOLO分類—“變化觀念與平衡思想”核心素養(yǎng)結(jié)合教學(xué)內(nèi)容

2.2 SOLO分類與“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”核心素養(yǎng)相結(jié)合的教學(xué)具體表現(xiàn)

證據(jù)推理與模型認(rèn)知素養(yǎng)的內(nèi)涵是能基于證據(jù)對物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)及其變化提出可能的假設(shè)，通過分析推理加以證實(shí)或證偽，建立觀點(diǎn)、結(jié)論和證據(jù)之間的邏輯關(guān)系并基于此構(gòu)建認(rèn)知模型，解釋化學(xué)現(xiàn)象的本質(zhì)和規(guī)律。也可依據(jù)學(xué)生可觀察到的學(xué)習(xí)思維結(jié)構(gòu)、認(rèn)知水平方式(SOLO層級認(rèn)知水平)和學(xué)科能力要素(學(xué)科核心素養(yǎng)的外在表現(xiàn))作為學(xué)習(xí)進(jìn)階水平的劃分工具，(見表2)將“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”核心素養(yǎng)與SOLO層級認(rèn)知水平相關(guān)聯(lián)，基于此背景下開展教學(xué)策略的具體探究。

表2 SOLO分類—“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”核心素養(yǎng)融合結(jié)構(gòu)

3 基于SOLO分類與核心素養(yǎng)結(jié)合背景下的復(fù)習(xí)課教學(xué)策略研究

化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的能力表現(xiàn)評價往往采用數(shù)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(xué)生的解題思路進(jìn)行干預(yù)，這樣做的目的是探查學(xué)生的認(rèn)識思路和認(rèn)識水平，對學(xué)生能力表現(xiàn)進(jìn)行準(zhǔn)確判斷。在化學(xué)反應(yīng)原理復(fù)習(xí)課教學(xué)中可以從學(xué)習(xí)理解能力、應(yīng)用實(shí)踐能力、遷移創(chuàng)新能力三方面編制試題測試去檢驗(yàn)處于不同SOLO層級認(rèn)知水平的學(xué)生的“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”和“變化觀念與平衡思想”核心素養(yǎng)的外在表現(xiàn)(學(xué)科能力)，分析檢測結(jié)果并提出結(jié)合背景下化學(xué)復(fù)習(xí)課的教學(xué)策略。

3.1 有關(guān)學(xué)習(xí)理解能力方面教學(xué)策略：設(shè)計學(xué)習(xí)活動，讓學(xué)生概括、關(guān)聯(lián)、說明論證

學(xué)習(xí)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(guān)聯(lián)、整合資料；第三層級為說明、論證、推導(dǎo)、解題。在有關(guān)化學(xué)能與熱能的主題中，學(xué)生的學(xué)習(xí)理解能力具體表現(xiàn)為：知道不同物質(zhì)、不同狀態(tài)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(guān)聯(lián)研究對象，描述不同體系的能量轉(zhuǎn)移。在關(guān)于能量的認(rèn)識中，處于不同認(rèn)知水平的學(xué)生做同一道測試題“有兩杯相同質(zhì)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(xiàn)也千差萬別。主要是關(guān)于化學(xué)反應(yīng)能量轉(zhuǎn)化的認(rèn)識中，有些學(xué)生雖然從微觀分子的角度出發(fā)，但只是局限地將分子靜態(tài)化，對于其他因素如環(huán)境、溫度對分子能量的影響完全不考慮，有些學(xué)生雖然選擇了正確答案，但與前一類學(xué)生的思維結(jié)構(gòu)水平一致，處于單點(diǎn)結(jié)構(gòu)水平，只是認(rèn)為溫度與熱能有關(guān)聯(lián)，缺失對微觀分子的基本認(rèn)識；只有較少數(shù)的同學(xué)能夠建立能量、溫度、熱量之間的關(guān)系，將宏觀現(xiàn)象與微觀結(jié)構(gòu)相結(jié)合，正確解釋溫度對分子運(yùn)動的影響，從而多角度完整地解釋原因，這類學(xué)生往往處于多點(diǎn)結(jié)構(gòu)水平，能運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理分析影響化學(xué)變化的因素，認(rèn)識化學(xué)變化的多樣性和復(fù)雜性。

處于單點(diǎn)結(jié)構(gòu)水平、多點(diǎn)結(jié)構(gòu)水平的同學(xué)在學(xué)習(xí)理解能力的方面通常是辨識記憶能力最強(qiáng)，概括關(guān)聯(lián)能力緊隨其后，說明論證能力最弱。這說明學(xué)生的學(xué)習(xí)理解多停留于知識表面，缺少概括化、結(jié)構(gòu)化論證，一旦遇見陌生的學(xué)習(xí)情景，只保留經(jīng)驗(yàn)觀念，沒有挖掘系列知識的能力，這與教師為節(jié)約課堂時間代替學(xué)生進(jìn)行概括、關(guān)聯(lián)、說明、論證等相關(guān)思維活動有關(guān)。所以化學(xué)教師應(yīng)在化學(xué)課堂中設(shè)置思維結(jié)構(gòu)性問題，帶領(lǐng)學(xué)生形成相應(yīng)的二級認(rèn)識角度和認(rèn)識途徑，也可以設(shè)計學(xué)習(xí)活動，讓學(xué)生概括、關(guān)聯(lián)、說明論證。

3.2 有關(guān)應(yīng)用實(shí)踐能力方面教學(xué)策略：拆解成小問題，前后問題相互提示，為學(xué)生的思維“搭臺階”

應(yīng)用實(shí)踐活動主要會經(jīng)歷如下過程：第一層級為分析、解釋、推論、預(yù)測信息；第二層級為說明、論證、推導(dǎo)過程。在有關(guān)電化學(xué)的主題中，學(xué)生應(yīng)用實(shí)踐能力的具體表現(xiàn)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(yù)測電極反應(yīng)及現(xiàn)象，書寫陌生電極反應(yīng)式。在關(guān)于原電池的認(rèn)識中，處于不同認(rèn)知水平的學(xué)生做同一道測試題“分析銅鋅原電池產(chǎn)生電流的原因”解決問題的角度也是不同的，具體體現(xiàn)在處于單點(diǎn)結(jié)構(gòu)水平和多點(diǎn)結(jié)構(gòu)水平的學(xué)生往往僅關(guān)注原電池的原理維度，學(xué)生通常只會回答發(fā)生氧化還原反應(yīng)或者寫出反應(yīng)方程式，或者也有學(xué)生回答“自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)會有電子的轉(zhuǎn)移進(jìn)而形成電流”，但答題的角度仍然是靜態(tài)、片面、孤立的，沒有動態(tài)的分析過程。而處于關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)的學(xué)生會從兩方面展開分析問題，他們對問題的理解認(rèn)識已經(jīng)達(dá)到了“微觀-動態(tài)-練習(xí)”水平，具體體現(xiàn)在從電子來源、電子轉(zhuǎn)移、帶電微粒的定向運(yùn)動、溶液中離子運(yùn)動狀態(tài)等方面分析產(chǎn)生電流的原因。

處于關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)水平的學(xué)生應(yīng)用實(shí)踐能力體現(xiàn)在分析解釋能力相對較強(qiáng)、推測預(yù)測能力次之、簡單設(shè)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(xué)生自己尋找角度，對學(xué)生挑戰(zhàn)極大，耗時耗力耗信心，當(dāng)問題有角度提示時，他們就能表現(xiàn)得很好，將答案系統(tǒng)完整地表述出來。所以在學(xué)生起始時期“搭梯子”才是一種有效的教學(xué)策略，這也建議教師應(yīng)整體規(guī)劃不同課型的授課教學(xué)，讓學(xué)生去經(jīng)歷分析解釋、推論預(yù)測、綜合問題解決等問題解決活動。

3.3 有關(guān)遷移創(chuàng)新能力方面教學(xué)策略：反思具體問題中的思路，豐富學(xué)生的認(rèn)識角度、認(rèn)識方式、認(rèn)識路徑

化學(xué)學(xué)科的問題解決活動最后就是知識經(jīng)驗(yàn)的高級輸出遷移創(chuàng)新活動，主要經(jīng)歷如下學(xué)習(xí)過程：第一階段為復(fù)雜推理；第二階段為系統(tǒng)研究(具體流程為問題假設(shè)、系統(tǒng)設(shè)計實(shí)施、建立模型)；第三階段為創(chuàng)造性思維，從社會生產(chǎn)、社會熱點(diǎn)問題中引發(fā)批判性思考，從而開展評價、反思、想象、創(chuàng)意、發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)聯(lián)系相應(yīng)活動。在電解液主題學(xué)習(xí)中，學(xué)生遷移創(chuàng)新能力通常表現(xiàn)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(yīng)；能利用溶液中的離子反應(yīng)和平衡，創(chuàng)造性地解決實(shí)際問題。在探索化學(xué)反應(yīng)規(guī)律的過程中，處于不同認(rèn)知水平的學(xué)生做同一道測試題，測試題內(nèi)容為亞硫酸鹽(Na2SO3)是一種常見的食品添加劑，為檢驗(yàn)?zāi)钞a(chǎn)品中亞硫酸鹽含量，某研究小組同學(xué)設(shè)計了如下實(shí)驗(yàn)流程(圖1所示所加試劑均為足量)。通過該實(shí)驗(yàn)測得亞硫酸鈉含量偏低，你認(rèn)為步驟1是否會產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)誤差，說明理由(至少寫出兩條原因)。

圖1 研究小組實(shí)驗(yàn)流程圖

其推理過程的差異體現(xiàn)在分析電解質(zhì)溶液的過程中，處于單點(diǎn)結(jié)構(gòu)水平、多點(diǎn)結(jié)構(gòu)水平的學(xué)生往往僅關(guān)注SO2溶于水的性質(zhì)，學(xué)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(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)的學(xué)生還會從氧化還原角度展開分析問題，能夠從多角度系統(tǒng)推理，分析解決綜合復(fù)雜問題，完成探究任務(wù)，甚至發(fā)現(xiàn)新知識。而處于抽象拓展結(jié)構(gòu)的學(xué)生占比極少，會實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)遷移，習(xí)得新知識。

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