SOLO在化学教学中的应用浅例分析
2022-06-08
随着现代教育教学的改革，贯穿于教学过程中的教学评价从关注学生的知识，发展到注重情感目标、思维能力和技能目标等多个方面.本篇文章重点介绍SOLO评价理论和该理论与化学教学如何结合，从学生的思维发展角度指导化学教学设计，是的化学教学设计更加符合学生的思维发展层次，目的是为化学老师在教学过程中提供建议.SOLO评价理论由澳大利亚心理学家约翰·比格斯（John Biggs）研究发现，其理论基础是皮亚杰的认知发展理论.SOLO可以根据学生回答问题时的思维结构复杂性判断学生认知发展水平，所以称为“可观查的学习结果结构”.
一、SOLO理论
SOLO评价方法根据学习者对问题的反应，把其思维水平从低到高分为五个等级，具体内容如下：
（1）前结构水平：处于本结构层次的学习者基本上没有理解透彻问题，或者与问题要求相比，学习者使用了太简单的方式解决问题.如此便可认为学生没有回答这个问题的能力，其等级最低.
（2）单点结构水平：学生只能关注所给问题涉及单一方面，找到了回答问题线索之一，就直接跳到结论上去.比如，学生计算气体体积，认为所有的气体体积都可以用V=n·Vm计算，只找到了与气体体积相关的公式这一单一信息进行利用和计算，而忽略了问题的注意条件必须是标准状况下气体的体积才能用此公式计算，其思维水平就是单点结构.
（3）多点结构水平：学生找到问题的多个方面及相关特征，但还没有能将它们进行有机整合的能力；但还没有能力把各个要点进行有机整合，仍然是孤立的看待各要素.
（4）关联结构水平：学习者解决问题时，可以想到该问题的多个方面，并将其整合起来，将其变为一个整体.该水平已经意味着学生已对该问题理解的比较充分.
（5）进一步抽象水平：学习者解决问题时，能从理论的层次分析问题、深化问题、概括问题、拓展问题，能够学习更多的抽象知识.本层次的学习者具有钻研和创造精神.
学生在具体事件上表现出的思维水平的复杂性，可以根据SOLO理论的基本设想，他们可能会出现以上五个不同的水平，其中每一个水平都表示出学习者在解决问题时的不同思维方式.
二、SOLO理论在学生探究过程里的体现
在高中化学教学中有大量的实验，老师们上课时基本遵循固定的步骤：提出问题、对问题进行猜想和假设、对猜想和假设进行实验验证、最后通过讨论研究的出结论.在这些步骤中也体现了SOLO的思想.我们以“Na、Mg、Al得失电子能力的比较”这个研究课题为例，研究一下SOLO如何与化学教学相结合的.在本研究课题中分三个实验：
实验1 钠、镁与水反应
（1）单一结构：可以观察到什么现象？
学生：镁与冷水不反应，必须在加热的条件下反应.
分析 解答这个问题时只用到一种方法—观察现象.在此水平内不需要太多的技巧就很容易的想到答案.
（2）多元结构：回忆钠与水反应的现象，并与镁和水反应的现象相比，陈述实验现象和结论.
学生：钠与水的反应同镁与水的反应都生成氢气，但是镁必须在加热的条件下反应.说明钠与水的反应比镁与水的反应程度更容易发生.
分析 在本问题中，学生需要回忆高一的知识，找到了有关此问题的知识，并能将所获得的知识进行比较，进而得出比较浅显的结论.但此时学生看问题还是相对孤立的，并没有在深层次上进行整合比较.相比较而言，比上一个层次高级，即多远结构水平.
（3）关联结构：钠元素原子失去电子能力强，还是镁元素原子失电子能力强？
学生：钠元素原子失去电子能力比镁强.
分析 回答该问题时，首先要知道元素失电子能力的强弱可以采用下列方法：比较元素的单质与水反应置换出氢的难易程度，置换反应越容易发生，元素原子的失电子能力越强.这是解答题目的关键点.学生解决此问题时，必须将实验现象的比较同理论知识相结合，将其变为一个整体，才能得出结论.该水平意味着学生已对问题理解的比较充分，即为关联结构.
实验2 镁、铝分别与相同浓度的盐酸反应.
（1）单一结构：学生观察到的现象：镁与盐酸剧烈反应，放出大量气泡.铝与盐酸反应较为缓慢，也产生大量气泡.回答出此问题的学生，体现学生的单一结构水平.
（2）多元结构：比较镁与盐酸、铝与盐酸反应的难易程度.学生：比较不如镁与盐酸反应剧烈.体现了学生的多元结构水平.
（3）关联结构：镁元素原子失去电子能力强，还是铝元素原子失电子能力强？学生：镁元素原子失去电子能力比铝强.体现了学生的关联结构水平.
实验3 向盛有AlCl3、MgCl2溶液的试管中加入NaOH溶液，直到产生大量白色沉淀为止.将所得沉淀分盛在两支试管中，再分别加入NaOH溶液，观察现象.
（1）单一结构：学生观察到的现象：原来盛有AlCl3的试管中，先产生沉淀，继续加NaOH溶液，沉淀溶解；盛有MgCl2的试管中，先产生沉淀，继续加NaOH溶液，沉淀不溶解.回答出此问题的学生，体现学生的单一结构水平.
（2）多元结构：实验过程中产生的白色沉淀是什么？加入过量NaOH溶液后，又发生了什么化学变化？从上述实验中能否比较NaOH、Mg（OH）2和Al（OH）3的碱性强弱？
学生：白色沉淀为Mg（OH）2和Al（OH）3，Al（OH）3能和NaOH发生反应.我们把Al（OH）3称为两性氢氧化物，NaOH、Mg（OH）2和Al（OH）3的碱性依次减弱.体现了学生的多元结构水平.
（3）关联结构：钠、镁、铝元素原子失去电子能力强弱比较.学生：钠、镁、铝元素原子失去电子能力依次减弱.体现了学生的关联结构水平.
将以上实验全部做完后，并对所进行的这3个实验进行有机整理总结，得出结论钠、镁、铝元素原子失去电子能力依次减弱.在此基础上，联系同周期元素性质的递变性，能从理论的层次分析问题、深化问题、概括问题、拓展问题，得出同周期元素原子的失电子能力从左到右依次减弱.这就要求学生能够把握全局，对所有的知识都进行整合，达到新的高度.这需要很高的概括能力及抽象能力，对学习者的要求很高，体现了学生的进一步抽象水平.
本文介绍了SOLO评价理论—对思维水平分等级评价的理论.以化学教学中同周期元素原子的失电子能力大小比较为例，介绍了如何在实际教学中应用该评价理论较快地判断学习者处于哪一个层次的思维水平.希望可以扩大SOLO在化学教学中的应用.SOLO作为一种比较新的评价理论，在化学中的应用可以贯穿全程，但如何应用，能不能让学生的思维水平提高，还需要大量的实验，而且要在整个过程里要不断的完善.
一、SOLO理论
SOLO评价方法根据学习者对问题的反应，把其思维水平从低到高分为五个等级，具体内容如下：
（1）前结构水平：处于本结构层次的学习者基本上没有理解透彻问题，或者与问题要求相比，学习者使用了太简单的方式解决问题.如此便可认为学生没有回答这个问题的能力，其等级最低.
（2）单点结构水平：学生只能关注所给问题涉及单一方面，找到了回答问题线索之一，就直接跳到结论上去.比如，学生计算气体体积，认为所有的气体体积都可以用V=n·Vm计算，只找到了与气体体积相关的公式这一单一信息进行利用和计算，而忽略了问题的注意条件必须是标准状况下气体的体积才能用此公式计算，其思维水平就是单点结构.
（3）多点结构水平：学生找到问题的多个方面及相关特征，但还没有能将它们进行有机整合的能力；但还没有能力把各个要点进行有机整合，仍然是孤立的看待各要素.
（4）关联结构水平：学习者解决问题时，可以想到该问题的多个方面，并将其整合起来，将其变为一个整体.该水平已经意味着学生已对该问题理解的比较充分.
（5）进一步抽象水平：学习者解决问题时，能从理论的层次分析问题、深化问题、概括问题、拓展问题，能够学习更多的抽象知识.本层次的学习者具有钻研和创造精神.
学生在具体事件上表现出的思维水平的复杂性，可以根据SOLO理论的基本设想，他们可能会出现以上五个不同的水平，其中每一个水平都表示出学习者在解决问题时的不同思维方式.
二、SOLO理论在学生探究过程里的体现
在高中化学教学中有大量的实验，老师们上课时基本遵循固定的步骤：提出问题、对问题进行猜想和假设、对猜想和假设进行实验验证、最后通过讨论研究的出结论.在这些步骤中也体现了SOLO的思想.我们以“Na、Mg、Al得失电子能力的比较”这个研究课题为例，研究一下SOLO如何与化学教学相结合的.在本研究课题中分三个实验：
实验1 钠、镁与水反应
（1）单一结构：可以观察到什么现象？
学生：镁与冷水不反应，必须在加热的条件下反应.
分析 解答这个问题时只用到一种方法—观察现象.在此水平内不需要太多的技巧就很容易的想到答案.
（2）多元结构：回忆钠与水反应的现象，并与镁和水反应的现象相比，陈述实验现象和结论.
学生：钠与水的反应同镁与水的反应都生成氢气，但是镁必须在加热的条件下反应.说明钠与水的反应比镁与水的反应程度更容易发生.
分析 在本问题中，学生需要回忆高一的知识，找到了有关此问题的知识，并能将所获得的知识进行比较，进而得出比较浅显的结论.但此时学生看问题还是相对孤立的，并没有在深层次上进行整合比较.相比较而言，比上一个层次高级，即多远结构水平.
（3）关联结构：钠元素原子失去电子能力强，还是镁元素原子失电子能力强？
学生：钠元素原子失去电子能力比镁强.
分析 回答该问题时，首先要知道元素失电子能力的强弱可以采用下列方法：比较元素的单质与水反应置换出氢的难易程度，置换反应越容易发生，元素原子的失电子能力越强.这是解答题目的关键点.学生解决此问题时，必须将实验现象的比较同理论知识相结合，将其变为一个整体，才能得出结论.该水平意味着学生已对问题理解的比较充分，即为关联结构.
实验2 镁、铝分别与相同浓度的盐酸反应.
（1）单一结构：学生观察到的现象：镁与盐酸剧烈反应，放出大量气泡.铝与盐酸反应较为缓慢，也产生大量气泡.回答出此问题的学生，体现学生的单一结构水平.
（2）多元结构：比较镁与盐酸、铝与盐酸反应的难易程度.学生：比较不如镁与盐酸反应剧烈.体现了学生的多元结构水平.
（3）关联结构：镁元素原子失去电子能力强，还是铝元素原子失电子能力强？学生：镁元素原子失去电子能力比铝强.体现了学生的关联结构水平.
实验3 向盛有AlCl3、MgCl2溶液的试管中加入NaOH溶液，直到产生大量白色沉淀为止.将所得沉淀分盛在两支试管中，再分别加入NaOH溶液，观察现象.
（1）单一结构：学生观察到的现象：原来盛有AlCl3的试管中，先产生沉淀，继续加NaOH溶液，沉淀溶解；盛有MgCl2的试管中，先产生沉淀，继续加NaOH溶液，沉淀不溶解.回答出此问题的学生，体现学生的单一结构水平.
（2）多元结构：实验过程中产生的白色沉淀是什么？加入过量NaOH溶液后，又发生了什么化学变化？从上述实验中能否比较NaOH、Mg（OH）2和Al（OH）3的碱性强弱？
学生：白色沉淀为Mg（OH）2和Al（OH）3，Al（OH）3能和NaOH发生反应.我们把Al（OH）3称为两性氢氧化物，NaOH、Mg（OH）2和Al（OH）3的碱性依次减弱.体现了学生的多元结构水平.
（3）关联结构：钠、镁、铝元素原子失去电子能力强弱比较.学生：钠、镁、铝元素原子失去电子能力依次减弱.体现了学生的关联结构水平.
将以上实验全部做完后，并对所进行的这3个实验进行有机整理总结，得出结论钠、镁、铝元素原子失去电子能力依次减弱.在此基础上，联系同周期元素性质的递变性，能从理论的层次分析问题、深化问题、概括问题、拓展问题，得出同周期元素原子的失电子能力从左到右依次减弱.这就要求学生能够把握全局，对所有的知识都进行整合，达到新的高度.这需要很高的概括能力及抽象能力，对学习者的要求很高，体现了学生的进一步抽象水平.
本文介绍了SOLO评价理论—对思维水平分等级评价的理论.以化学教学中同周期元素原子的失电子能力大小比较为例，介绍了如何在实际教学中应用该评价理论较快地判断学习者处于哪一个层次的思维水平.希望可以扩大SOLO在化学教学中的应用.SOLO作为一种比较新的评价理论，在化学中的应用可以贯穿全程，但如何应用，能不能让学生的思维水平提高，还需要大量的实验，而且要在整个过程里要不断的完善.