SOLO分类理论在化学思维模型构建中的应用

李永途

【摘 要】学科思维模型的构建是需要学习者在对化学知识、学科特征以及化学学习过程中不断的反思提升基础上形成的，需要一个质变的过程。SOLO分类理论作为一个质性的评价方法，可以对教师在课堂教学过程中如何落实化学思维模型的构建起到很好的指导作用。本文尝试寻找SOLO分类理论与化学思维模型构建的契合点，以“硫的氧化物”为例，按照SOLO分类理论的五个结构水平进行教学设计，形成符合学生构建元素及其化合物学习的思维模型的教学模式。

【关键词】SOLO分类理论;思维模型构建;思维层次

纵观近几年的试题不难发现，对学生知识和技能的考察逐渐减弱，而更多的是体现学生超越具体知识本身去解决实际问题的能力，也就是用化学思维去解决问题。因此，如何在教学过程中让学生在学习实践中完成由具体学科知识到学科思维模型和素养的升华，是新课程改革中关注的问题。但是这种思维模型的建立，又难以用量化的标准来评价。而SOLO分类理论作为一种质性的评价，是目前可以比较客观、系统地用来衡量学生的思维结构水平，且为教师和学生所能理解接受的工具，可以对我们课堂教学落实思维阶段性的形成有很好的指导意义。

一、SOLO分类理论

SOLO分类理可译为“可观察到学习结果的结构”，是在融合了皮亚杰认知发展理论和布鲁纳结构主义理论的合理部分的基础上，提出的一种新的以等级描述为特征的“质性”评价理论。

SOLO分类理论基于学生对问题认识的思维水平由低到高划分为5个层次：1.前结构：学生被已有的知识误导，无法理解问题，不具备解决问题能力;2.单一结构，能联系与问题相关的单一线索，解决简单问题，但只是依靠记忆，没能真正理解;3.多元结构，能利用多个独立的线索和信息，找到关联解决问题，但没能形成知识网络;4.关联结构，能建立多个独立线索和信息之间本质联系，形成一个有机的整体，达到这结构层次的学生，说明已经真正理解问题本身，形成基本的学科思维模型，达到了质的变化;5.拓展抽象结构，能超越知识的本身，把具体概念抽象化，進入更高层次的推理和演绎，也就是新课标说的建立学科素养，而它往往是意料之外的提升。

图1所示的solo模型以简化和直观的方式体现了solo评价理论的核心内容。

二、SOLO分类理论指导下的教学策略

下面就人教版《化学1》“硫和氮的氧化物”中的“硫的氧化物”为例进行分层设计：

（一）教学目标的设定

明确的教学目标能指导教学的设计更有针对性，清晰的目标指引能确保课堂教学的顺利开展，因此首先对教学目标进行分层设计。

SOLO分类理论指导下教学目标的设定：

1.前结构

教学目标：能正确认识硫的氧化物的功与过，熟悉硫的氧化物，减低学习陌生度。

学习任务：通过阅读新闻材料，食品说明书等方法了解硫的氧化物的存在和用途。

2.单一结构

教学目标：掌握硫的氧化物——SO2的性质，并能熟练的用化学方程式表示出来。

学习任务：通过实验现象的描述和观察，能掌握硫的氧化物的性质，并建立现象与性质之间的关系。

3.多元结构

教学目标：能找出相似环境下的区别，真正理解硫的氧化物性质本质。

学习任务：通过实验和原理的分析，找出相似环境背后的区别如：SO2使酸性高锰酸钾褪色和使品红褪色原理的差异等。

4.关联结构

教学目标：能使用 “价-类”二维图的有序的思维方式来整理元素化合物知识，构建学习元素化合物的思维模型。

学习任务：通过实验的设计，性质的预测，能从类别、化合价和特性的角度全面认识SO2的性质。

5.拓展抽象结构

教学目标：能运用“价-类”二维图的思维模型来解决有关元素化合物的问题，预测新物质的性质并能加以验证。

学习任务：用元素化合物的思维模型来解决新的情景，新的问题。

（二）课堂教学的设计

在SOLO理论指导下教学过程的设计：

1.前结构：阅读材料，认识物质

教学设计：播放视频和阅读材料：展示酸雨对环境的影响;二氧化硫食品添加剂的功能;二氧化硫应用于硫酸生产等危害和应用。

设计意图：引导学生辩证的认识二氧化硫，它不仅是环境污染物，同时是为改善人类的生活条件做出了很大贡献。

2.单一结构：演示实验，了解性质

教学设计：演示实验

（1）SO2溶于水，且水溶液显酸性实验。并加入石蕊试液。

（2）SO2的还原性与氧化性实验：

思考：为什么最后用NaOH，作用是什么，体现SO2的什么性质？

（3）SO2的漂白性实验。

设计意图：通过对实验现象的观察和描述，掌握SO2的主要性质，并建立起现象和性质之间的单一关联，通过识记掌握。

3.多元结构：设计实验，验证性质

教学设计：（1）从物质类别角度预测SO2能与下列哪些物质发生反应，如何判断反应是否发生，并用实验加以验证，用化学方程式表述。

A、澄清石灰水    B、石蕊试液

C、硫酸       D、BaCl2

E、NaHCO3      F、H2O

G、CaO        H、NaOH

结论：SO2是酸性氧化物，能与水反应生成对应的酸，能与碱及碱性氧化物反应。

（2）从化合价角度认识SO2预测能与下列哪些物质发生反应，产物如何检验？并用实验验证，书写方程式。

A、氯水       B、高锰酸钾

C、Na2S        D、H2O2

总结：SO2中S的化合价，处于硫的中间价态，即可升高，又可以降低，既表现氧化性，又表现还原性。

设计意图：在上述演示实验1、2的启示下，建立起SO2与其他物质的关联。如碱性物质、氧化剂和还原剂。

4.关联结构：建立关联，形成模型

教学设计：归纳小结：

巩固提升：对学习物质性质的一般思路和方法进行归纳提升，养成用“价——类”二维角度去有序认识物质的思维习惯，完成对学习元素及其化合物的思维模型构建。利用學习元素化合物这种思维方式，预测其他含硫物质的性质，如SO3和H2SO4。

设计意图：

5.拓展抽象结构：应用模型解决问题

教学设计：

解决下列问题：

（1）SO2是形成酸雨的污染性气体之一，收集到的酸雨在开始的一段时间pH值慢慢下降到一定程度，请解释原因，并说说如何防治酸雨危害。

（2）工业制备硫酸的简易过程如图：

写出接触室和吸收塔方程式，表现SO2的什么性质？

用流程的形式表示以黄铁矿为原料，制备H2SO4过程的物质变化。

FeS2→……→H2SO4

（3）写出回顾你所学过的含氮化合物，写出氮的元素的“价-类”二维图，预测氮的氧化物性质。

设计意图：能运用“价-类”二维的思维模型来解决有关元素及其化合物的实际问题。

三、SOLO分类理论的应用思考

经过上述的实践可见，SOLO分类理论能指导教师根据学生现有的思维结构层次去有效拟定教学目标，有针对性的开展课堂教学和课后检测反馈。并根据对学生的评价结果作出必要的调整，使课堂教学更符合学生现有的思维结构水平。

【参考文献】

[1]陈徽，钱扬义，李孟彬等.SOLO分类理论在化学教学中的应用[J].化学教育，2008（10）：25-27

[2]张一览.基于SOLO分类理论的化学观念构建教学的实践研究[J].化学教与学，2015（1）：67-70

（广州市白云中学，广东 广州 510000）