情境性问题的层级结构建构及在美、英、新高中化学教材中的应用

刘雅丽 周青

摘要：情境性问题是学生学习水平的评价载体，也是发展学生核心素养的现实要求。情境的构成和情境化的程度对问题的解决有着重要影响。文章基SOLO分类理论，按照情境构成和情境化程度对化学问题进行层级结构的划分和建构，分析美国、英国、新加坡普通高中化学教材电化学内容课后情境性问题的层级结构，探索问题情境对化学教材习题建设的价值，为深化情境性问题的理论和应用研究提供参考。

关键词：情境;问题;结构;教材习题

文章编号：1008-0546（2019）10-0002-05 中图分类号：G632.41 文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2019.10.001

《普通高中化学课程标准（2017年版）》在实施建议中明确提出“以真实情境为测试载体”的命题原则。情境的真实度越高越能反映学生的核心素养水平，情境设计应注重针对性、启发性、过程性和科学性，为学生解决真实情境下不同复杂程度化学问题提供素养表现的机会。国际大型测评项目（National Assess-ment of Educational Progress，NAEP）研究发现，学生回答具有特定情境的题目的不专注率和漏答率较回答不包含情境的题目时均明显降低。因此，题干中的真实情境能够提升学生的动机和参与作答水平。事实上，情境性试题增加了试题的信息量，使问题结构变得更加复杂，从而会影响学生对问题的解读过程，因此，问题腈境的结构对问题本身的影响是值得研究的。以往对情境性问题的研究均集中在情境性问题的分类、价值以及情境对问题难度的影响等宏观层面的叙述上，没有深入地探讨情境性问题的层级结构，情境的哪些维度对问题的难度和学生解决问题造成影响。因此，构建化学情境性问题的层级结构可以更加清晰地把握问题情境对问题本身的影响，研究问题情境的价值。

一、问题情境的结构组成及其关系

Gilbert依据建构主义理论、情境学习理论和活动理论分析研究化学教育中情境的本质，得出化学教育中构成情境的四项基本标准，体现了化学学习中情境的构成成分主要有实际背景和时间构架、行为环境、化学概念和背景知识。侯燕通过分析教学案例指出实际教学中的情境是一个由“需要一动机圈”“任务一案例圈”“条件—信息圈”和“认知一实践圈”有机结合而成的四重结构。张小菊、王祖浩研究化学优质教学情境时从情境的构成和功能两个维度建立评价标准。田润总结出的教科书中情境构成特征评价工具，分别以背景事件、主题知识、信息支持和活动过程组成四维度三水平的评价指标。PISA是由OECD（经济合作与发展组织）组织的“国际学生评估项目”。PISA认为在处理科学问题时，方法的选择以及表现通常与问题所置的情境相关，PISA2015中对基于真实情境展现的知识发展做出具体的解释。其中，知识包括内容性知识、程序性知识和认知性知识。依据以上对情境的本质、构成、特征、價值等因素的分析确定化学情境性问题的结构（如图1），分别为事件、知识、过程和价值。事件、知识、过程和价值之间的关系如图2所示，情境事件是问题的前提，将知识融入到解决问题的过程中，最终发挥问题情境的价值和作用，从而掌握所学知识。

二、情境性问题的层级结构构建

情境性问题是指以社会、生活、科学、技术、环境、最新科技成果等作为知识的载体，是化学知识和真实情境问题的结合，置知识的考查于实际的问题解决之中，有助于学生发展和创造性地解决问题，使学生的创新意识和实践能力得到应用，学生的兴趣、态度、情感等得到潜移默化的培养。上文分析得到化学情境性问题的结构组成分别是事件、知识、过程和价值，在此基础上依据sOL0分类理论划分层级。情境与问题相脱离时属于前结构，即情境与问题无联系，此类问题不属于情境性问题，其余情境结构可分为四种层级：（1）单点结构：根据问题线索对单个素材或知识进行运用，即“点对点”解决问题。（2）多点结构：需根据问题线索，对多个相互独立的相关信息和知识进行应用。（3）关联结构：需根据问题线索，在经验范围内利用不同素材或知识的逻辑关联进行推导及应用。（4）抽象扩展：需根据问题线索，对未经历过的情景进行信息挖掘和拓展，并应用联想、预测、假设等方式实现“超越经验”的迁移。

三、美、英、新三国教材电化学内容的情境性问题分析

本文选取美洲、欧洲、亚洲主流英文教材美国高中教材《化学概念与应用》（Chemistry：Conceptionsand Application）、英国高中教材《chemistry》（Pear-son education 2007年出版，2010年再版）、新加坡高中教材《cHEMISTRY INSIGHTS（O-Level）》中的电化学内容作为研究对象，研究者依据上述情境性问题的层级结构评价工具对三国教材习题中的情境性问题进行独立测评，对存在争议的问题讨论并统一意见，利用SPSS19.0软件分析评价标准各维度之间的相关性，进而探索情境构成对问题的影响。

1.美国高中教材电化学内容课后测试中情境性问题的情境结构水平分析

美国教材电化学内容课后测试题中的情境性问题共13题，占总数比为35.14%，情境结构水平分布如表2。情境全部选取学生日常生活中所熟知的事件，学生没有陌生感，其中61.54%的习题均只解决一个问题，突出问题解决的针对性;在知识维度考查较为全面，考查水平也集中在低水平阶段，考查学生需掌握的内容性知识，占整体的69.24%;在过程维度，习题的情境设置注重问题的理解、解决和探索，没有对记忆过程的考查，整体水平较高，充分体现了对真实问题的解决过程;价值维度水平二占比最高，达76.92%，原因主要在于事件维度主要集中在水平一，即只考查一个与学生日常生活有关或学生在学习过程中熟知的事件，考查较为简单，因此习题多数涉及单个化学知识，不存在多个要点，但值得一提的是，考查的化学知识均可迁移到情境上，学生能够有效地通过化学知识解决实际问题，实现化学知识和实际情境的结合，进而发展学生解决问题的能力。总体来看，美国教材中电化学部分课后情境性习题都是选自贴近生活的实际问题，知识考察全面，注重对问题的理解和解决，能将化学知识融入到情境之中，但是习题中一个情境对应一个问题，没有在情境中将化学知识连接起来，形成多个知识点的有机结合，从而更好地解决现实问题，习题难度较小。例如：以下用途选择电池考虑哪些因素：①手电筒;②起搏器;③助听器;④玩具汽车。题中情境事件选取4件日常生活熟知的事件，分别分析考查4个内容性知识，要求学生运用所学知识分析并应用到情境事件中，但是四个情境互相独立，没有形成一个整体。