SOLO分类理论指导下的高中化学教学设计*--以“氧化还原反应”为例

薛昱煜，漆欣悦，付峻锋，左国防

(天水师范学院 化学工程与技术学院，甘肃 天水 741000)

《普通高中化学课程标准》 (2017年版)[1]中提出了化学学科核心素养的概念，即学生通过化学学科学习而逐步形成正确的价值观念、必备品格和关键能力。化学核心素养包括“宏观辨识与微观探析” “变化观念与平衡思想” “证据推理与模型认知” “科学探究与创新意识” “科学精神与社会责任”5个维度[2]。这是学生在化学认知过程中发展起来并在处理各种化学有关问题时所体现的关键素养，表现为学生从化学角度理解客观事物的方法和结果的水平。每一个维度又划分四个水平，即化学学科核心素养结构为“五维度、四水平”。

在新课标中，学生的化学核心素养水平与学生的化学思维发展紧密联系。培养高中学生化学学科核心素养离不开学习过程的深度教学。学生通过深入思考、深入探究，可以获得全面、准确、清晰、连贯的知识体系，从而培养其核心素养，形成关键能力。因此，在中学化学教学中，应以化学学科核心素养的构成要素为目标，以知识教学为抓手，分析知识的深层内涵，触及知识本质，使学生能够深入学习，形成意义建构。在高中阶段，随着知识的深入学习，学生认知水平在不断提高，与之相伴随的化学核心素养水平也在提高。但由于个体差异，学生个体之间的化学核心素养发展存在很大差异，个体差异直接影响学生化学思维能力的发展，表现在学生思维能力的不同层次。如果在教学活动中能够及时关注、干预学生的个体差异，将对学生素质能力、思维水平发展产生正面效应。因此，中学化学教学应能根据学生素质、能力进行科学评价，提出学生能力与素养提升的科学方法，而SOLO分类理论可以满足这种要求。

SOLO分类理论是比格斯(J.B.Biggs)[3]首创的一种学生学业评价方法，是一种以等级描述为特征的质性评价方式。比格斯认为，任何学习结果的数量和质量都是由学习过程的教学程序和学生的特点决定的。因此，他根据学生已有的知识结构、学习投入及学习策略等多方面的特征，从具体到抽象，从单维到多维，从组织的无序到有序，把学生对某个问题的学习结果由低到高划分为五个层次，即：前结构、单点结构、多点结构、关联结构和抽象拓展结构[4]。

近年来，学者探索将SOLO分类理论用于化学学科的教学设计。比如，鲁静等[5]人基于SOLO分类理论分析论述了“金属及其化合物”的教、学、评设计；詹金全[6]应用SOLO分类理论对化学核心概念“化学教学”进行了核心概念探究。此外，学者也应用该理论对化学学科进行了对比教学研究。如周纯等[7]人研究对比了SOLO分类理论在初高中化学教学中的应用，总结了高中化学教学的成功经验，并对初中化学教学的相关研究提出了指导性意见。

检测机构的检测人员必须具有足够的专业知识才能胜任这份工作。检测机构要给予检测人员的成长环境，根据他们自己的专业技能特别的给予培训安排。检测机构要确保参与检测工作环节的检测人员专业技能过硬，检测人员的检测水平是检测质量的第一保证。检测机构要把检测人员的上岗门槛提高，其专业素养和自身技能必须达到一定水平，检测人员的受教育程度和专业水平及从业经验和实践能力都必须合格的情况下才能担任检测工作人员一职。

那天晚上，月光银亮，但照不进那间石屋。一杭被关在里面，而范坚强则在石屋外徘徊。他们之间唯一的通道是石壁上那个碗大的孔。食物也从这个孔送到一杭手上。开始时，一杭还拼命地撞门，但发现纹丝不动，便在那个小孔里乱抓，只抓到一线天光。

针对研究对象，取3种钢筋直径：14 mm、16 mm和22 mm，观察和研究钢筋直径对试件承载力的影响，结果如图11所示。

通过对典型化学反应的分析，明确氧化还原反应的概念，了解氧化还原反应的本质是电子转移。通过学习，能够说明氧化还原反应与四种基本反应类型的关系，辨识氧化还原反应，了解化学与生活之间的联系，理解氧化还原反应所蕴含的对立统一的哲学思想，发现其社会价值。

1 基于SOLO分类理论的“氧化还原反应”教学设计

1.1 基于课程标准的教学分析

2.2.3 教练员对运动员文化学习的监管情况 教练员与文化课老师就运动员的文化学习进行沟通、交流的情况，在一定程度上也会左右运动员的学习态度。调查发现，绝大多数教练员勤于与文化课老师进行沟通，这对于运动员的学习将会起到良好的监管和督促作用。只有个别教练员表示与文化课老师交流情况“一般”。显然，这不利于帮助运动员端正学习态度。这可能是由于教练员自身训练和比赛的压力较大，缺少时间，交通不便等，从而与文化课教师疏于沟通和配合。

从教学目的来看，掌握氧化还原反应的基本概念，真正理解化学反应的实质，解决有关氧化还原反应的实例问题，理解氧化还原反应中蕴含的对立统一的哲学思想，并发现其社会价值，最大程度培养学生学科核心素养。

从教材体系来看，氧化还原反应是化学学科的核心概念，是建构化学学科课程结构的基础。这部分内容安排在“物质的分类及转化” “离子反应”和“元素化合物”内容之间，能够加强学生对物质及反应微观认识的理解，从化合价变化和电子转移两个角度建构出新的化学学习思维，为后续元素化合物性质的学习建立理论基础。

1.2.1 教学目标

1.2 教学目标与评价目标分析

教育活动是以目标为导向，始终以实现学习目标为目的。新化学课程标准的教学目标包括三个方面：知识与技能目标，过程与方法目标，情感、态度与价值观目标。评价目标是以学习过程为依据，运用一切有效的技术手段，对学习过程和学习成果进行有效评价。教学目标是评价目标的标尺，评价目标为调整教学目标提供反馈。

从教学方法来看，以学生现有的认知出发，利用最近发展区引导学生思考问题，解决问题，从“价态变化”和“电子转移”两个方面对化学反应进行分类。通过实例教学，让学生加深对化学反应的认识，引导学生关注元素化合价和物质类别两个角度看待物质变化。物质认识方式的这种变化恰恰是学生对元素化合物学习的进阶式发展。

“氧化还原反应”是人教版(2019年)高中化学第一册第一章第三节的内容。学生通过初中化学的学习，可以通过有无氧气参与来判断简单的氧化还原反应[8]，但氧化还原反应作为高中化学课程中的核心概念[9]，贯穿整个高中化学，也为后续化学知识的学习打下了坚实基础。因此，高中化学教学要求学生能够通过化合价的变化来作为氧化还原反应的判断依据，了解氧化还原反应的本质，这一知识的学习直接影响其后续知识和思维的发展。因此，如何根据学生的思维发展，提升其化学学科核心素养是一个重要的研究课题[10]。

应用SOLO分类理论，教师可以根据学生学习的起点，推断学生的思维和能力水平，对学习目标进行分层，分析学生在学习过程中对新知识的吸收程度，找出教师在教学过程中的优势和劣势，进而在教学设计中创设符合学生特点的学习情景，激发其学习动力，深刻认识氧化还原反应，深入理解化学反应，形成清晰的思维逻辑，并指导教师通过制定更优的教学策略提高教学质量。

1.2.2 评价目标

《普通高中化学课程标准》 (2017年版)是化学课程标准的指导性文件，是教材编制的基本依据。新课标中对“氧化还原反应”的内容提出了明确要求，要求“根据实验事实了解氧化还原反应的本质是电子的转移[11]，举例说明生产、生活中常见的氧化还原反应”。

通过对氧化还原反应本质的认识，以及通过价态变化和电子转移来判断氧化还原反应的方法，可以诊断学生的思维水平是否达到了单点结构水平；通过学生是否掌握氧化还原反应的本质，能否通过双线桥法判断电子转移方向，可以诊断学生的思维层次是否达到了多点结构水平；通过学生是否独立分析氧化还原反应和四大反应类型的关系，可以诊断学生的学习能力是否处于相关结构层面；通过学生是否能够举例氧化还原反应并解决实际问题，可以诊断和培养学生的思维是否处于抽象外延结构层次。

1.3 基于SOLO分类理论的“氧化还原反应”知识层次水平划分

基于SOLO分类理论的五个思维水平，将单元知识划分为不同阶段和层次，帮助教师从总体上理解单元的重点和难点，评估学生思维水平，然后进行针对性的教学设计。“氧化还原反应”阶段的层次划分如表1所示。

表1 “氧化还原反应”阶段层次水平划分

1.4 “氧化还原反应”单元教学设计

化学核心素养视域下的SOLO分类理论指导的“氧化还原反应”教学设计如表2所示。

荷兰飞利浦公司Brilliance CT Big Bore CT模拟定位机，使用条件为120 kV、400 mAs，美国瓦里安公司EDGE直线加速器，治疗射束能量为6 Mev X射线，加速器机载CBCT，加速器机载体表光学监测系统(optical surface monitor system，OSMS)。

表2 化学核心素养视域下的SOLO分类理论指导的“氧化还原反应”教学设计

2 结语

本研究以人教版高中化学必修--“氧化还原反应”第一课时为例，结合新课程标准，根据SOLO分类理论将该单元内容划分认知层次，提出从SOLO进阶层次、进阶活动设计、设计意图、评价线和素养发展进行了核心素养视域下氧化还原反应的教学设计。教学设计从初中化学氧化反应、还原反应的定义出发，使学生思维达到关联结构水平；通过迁移的教学活动，从“化合价变化”和“电子转移”两个方面对化学反应分类，通过氧化还原反应加深对化学反应的认识与理解，总结氧化还原反应与四种基本反应类型之间的关系，引导学生完成汽车尾气排放问题解决来验证氧化还原反应的应用，以达到更高的抽象结构水平，从而发展提升了学生的化学学科核心素养。SOLO分类理论从根本上符合化学基础知识的发展，为中学化学教学提供了良好的指导。本研究丰富了SOLO分类理论在中学化学教学设计中应用，发展了学生的思维，完善了学生化学基础知识，提升了学生化学学科核心素养。