SOLO分类理论在促进化学思维进阶的驱动性问题设计中的应用

文/陈志忠

引 言

核心素养背景下的教育目标不只是停留在读、写、算的层面，而是要指向更高层次的思维，发展学生解决复杂问题的能力。问题是思维的源泉和动力，而问题的设计更是关系整个教学成败的关键。因此，教师在课堂教学中应让学生置身于具有适当挑战性的问题情境中，以驱动性问题作为学生思维进阶的桥梁，促进学生思维进阶，提升学生解决复杂问题的能力。

一、基于SOLO 分类理论的驱动性问题设计的理论框架

（一）SOLO 分类理论

SOLO（Structure of Observed Learning Outcome）是指可观察到的学习结果的结构。图1是SOLO 分类理论图式表征[1]，前3 个水平属于低阶思维，后二者为高阶思维。

图1 SOLO分类理论图式表征

（二）驱动性问题

驱动性问题是指以问题为导向，激活学生的思维，驱动学生思维不断进阶的一种有效的问题设计。通过参与以问题为中心的学习活动，学生能从被动接受问题向发现和提出问题、解决问题过渡，发挥问题的教学功能，提升学生问题、解决问题的能力。

（三）SOLO 分类理论在驱动性问题设计中的应用

思维进阶是描述学生在探究学习某一主题时，对学科知识由现象到本质、由简单到复杂、由低阶到高阶逐级深化的思维发展过程。驱动性问题在这个转变过程中发挥着至关重要的作用。而SOLO 分类理论工具，既可以对学生认知发展水平进行科学测评，外显学生的思维层级差异，又可以指导问题驱动的有效设计，促进学生思维水平的提升[2]。基于SOLO 分类理论的驱动性问题的设计见表1。

表1 基于SOLO分类理论的驱动性问题的设计

续表

二、基于SOLO 分类理论的驱动性问题设计的 案例分析 安全事故典型案例分析生活中谈判案例分析管理沟通的案例分析股改案例分析刑法学案例分析

（一）基于前结构的问题设计，走出思维误区

学生在学习新知时，往往习惯调动已有知识或直觉经验进行判断，容易产生很多错误观念。例如，初学“物质的量”时，学生会认为用质量进行计算更为简便而排斥接受物质的量；学习“强弱电解质”时，学生会认为Zn 与同浓度的盐酸及醋酸反应时，与盐酸反应快，产生的气体也比较多等。学生的错误认知恰恰是一种不可或缺的宝贵教学资源，教师应基于学生的错误资源巧妙设计问题，制造新旧知识的认知冲突，揭露冲突根源，外显思维迷思，以此转变学生原有错误观念，使其形成科学、正确的认知。

又如，在教学“强弱电解质”时，教师可设计以下问题：盐酸是强酸，醋酸是弱酸，请你预测哪种酸的导电能力强？学生可能会出现以下错误：酸性强则导电能力强，盐酸导电能力强。这时，教师提供两份浓度未标明浓度的盐酸与醋酸，让学生通过测量电导率进行验证。通过实验，学生得出的结论是醋酸的导电能力强。接着，教师设计另一组问题：已知常温下醋酸的电离度为0.42%，1 mo/L 的盐酸与1 mo/L 醋酸，导电能力谁强？0.01 mo/L 的盐酸与1 mo/L 醋酸呢？通过一连串的驱动性问题，推动学生深入思考。学生在解决问题后顿悟：错误的结论是源自忽略的离子的浓度这个定量指标。

（二）基于单点结构问题设计，弥补思维偏颇

在分析问题时，学生总是只根据一个认知维度对问题进行分析。这说明学生在分析、解决问题时，只停留在单点结构认知水平上，没有对所学知识进行沟通，架构联系。教师设计问题时，应将重心落在单点与多点结构之间，使问题可视化，促使学生多角度理解知识的内涵，从而有效提升分析问题的能力。

以驱动型问题建构判断溶液酸碱性变化，除了看C（H+）变化还得关注C（OH-）的变化；判断平衡移动方向，除了看正速率的变化，还得关注逆速率的变化；判断转化率、电离度、浓度，除了看表达式中分子的变化，还要关注表达式中分母的变化。

在教学书写电极反应式时，教师引导学生除了关注化合价变化之外，还要关注产物的组成形式。在教学中，笔者设计一组由氧气参与的原电池，离子导体分别是中性、碱性、酸性、熔融盐、固体电解质，让学生完成氧气参与的电极反应式的书写。学生书写之后，深刻感受到因电解质不同而产生的变化，在深深震撼中掌握了正确的思维方法。

在有关溶液浓度问题的教学中，为了让学生学会关注体积这一物理量，教师设计了两个对照式的问题：（1）在100 ml 0.1 mol/L 硫酸与400 ml 0.1 mol/L 盐酸中，C（H+）较大的是？（2）pH=3 的盐酸与醋酸，消耗的氢氧化钠较多的是什么？学生在解答过程中发现，问题（1）多考虑了体积，而问题（2）中少考虑了体积，这种强烈的对比使学生很快认识到了问题的本质。

（三）基于关联结构问题设计，促进思维进阶

从低阶思维到高阶思维进阶的关键，是突破多点结构到关联结构的障碍，把驱动问题建立在引导观察知识之间的内在联系，从而形成学科认识视角，建构学科观念上。例如，在教学盐溶液显示酸碱性本质问题时，教师设计以下问题。

问题1：醋酸钠溶液中存在哪些微粒的电离，如何用化学符号表示？问题2：醋酸钠溶液中由水电离出的H+和OH-浓度是相等的，但为什么实验检测出溶液中的H+和OH-浓度是不相等的？问题3：盐电离出什么样的离子才能影响水的电离平衡？问题4：请用化学语言表示这种变化，思考它与酸碱中和有何关联？问题5：当加水稀释时，溶液中氢氧根浓度与醋酸根浓度比值如何变化？

教师将问题基于学生多点结构的认知水平上，层层深入，环环相扣，促使学生的认知水平从多点结构水平逐步发展到关联结构水平。

（四）基于拓展抽象结构问题设计，培养高阶思维

从关联结构进阶到拓展抽象结构的重点，是要把驱动问题建立在能力的迁移上，解决复杂情境下的问题。

（2020年全国Ⅰ卷13 题）以酚酞为指示剂，用0.1000 mol·L-1的NaOH 溶液滴定20.00 mL 未知浓度的二元酸H2A 溶液。溶液中，pH 值、分布系数δ 随滴加NaOH 溶液体积VNaOH的变化关系如图1所示。[比如A2-的分布系数：下列叙述正确的是（ ）。

图1

A.曲线①代表δ（H2A），曲线②代表δ（HA-）

B.H2A 溶液的浓度为0.2000 mol·L-1

C.HA-的电离常数Ka=1.0×10-2

D.滴定终点时，溶液中c（Na+）＜2c（A2-）+c（HA-）

此题将酸碱滴定过程中，微粒的分布变化曲线与pH 变化曲线结合在一起，考查学生分析不同曲线的能力，促进学生的思维层级进阶到拓展抽象水平。教师在讲解时，可以设计以下驱动问题促进学生思维水平进阶（见表2）。

表2

三、基于SOLO 分类理论的驱动性问题设计的应用特征

（一）基于认知学习理论，拓宽学生的思维广度

基于SOLO 分类理论的驱动性问题设计要依托教育心理学及认知学习理论，以学生已有认知水平作为问题的起点，将学科知识和能力要求转换为具有层次性和系统性、相互独立却又相互关联的问题，从而指向学生的学习发展区。教师在设计问题时，要注重对学生易混概念、学习困难、认知特征的分析，创设行之有效的驱动性问题对学生的思维进行解构、重构，以持续的问题分析和问题解决，促进化学知识、化学思维和化学观念的结构化，提高学生的自主学习能力。

（二）关注学科知识本质，挖掘学生的思维深度

教师可以设计指向核心本质精准化问题、引导知识建构的结构化问题、驱动课堂进行的层次化问题、推动思维发展的生成化问题和检验核心素养达成的评价性问题等多元化问题体系，挖掘学生的思维深度。

（三）搭建思维进阶路径，增加学生的思维厚度

在设计问题时，教师应以问题促进学生思维进阶，多设计发散性问题，以化学实验证实或证伪、体现化学学科特点的实证性问题。此外，教师还可以设计通过一定努力才能解决的与化学相关的新颖问题，或者设计避免简单再现化学中有关知识和事实类型的挑战性问题，从而增加学生的思维厚度。

结 语

总而言之，驱动性问题是促进学生思维进阶的重要途径。教师要努力为学生创设适合学生发现、生成新知识的问题情境，重视知识的分化点、生长点和交叉点，以驱动性问题撬动课堂教学，拓展学生思维的广度、深度和厚度，使学生形成学科视角，建构学科观念，由此及彼、由表及里地实现思维进阶。

-全文完-