SOLO分类理论对思维可视化的应用评价启示

卢天宇

摘 要：SOLO分类等级的内隐范畴与学生的思维水平层次密切相关。以SOLO分类理论构建思维梯度，搭起观测桥梁，从定量与定性的角度分析学生接受思维可视化教学之后的思维水平发展状况，为思维可视化教学效果评价提供新思路。

关键词：SOLO分类理论；思维可视化；思维梯度；应用评价；初中化学

1983年，研究视觉媒体的霍尔蒂（J.A.Hortin）建议：“教学设计者应该将自己内部的表征外显化，并将学科专家和学习者的内外部表征容纳进教学设计[1] 。”学者赵慧臣基于中国知网2003年至2013年的论文，对国内关于思维可视化的研究进行了概述，认为国内思维可视化的研究存在很多发展空间：与设计研究和实验研究相比，思维可视化应用的评价研究较少，思维可视化的案例研究和实验研究的成果需经过应用评价研究，才能反复试验、不断修正，更好地为具体的学科教学实践提供理论依据[2] 。我们在运用SOLO分类理论研究适度教学这一问题过程中，发现SOLO分类等级的内隐范畴与学生的思维水平层次密切相关，尝试构建思维梯度，搭起观测桥梁，从定量与定性的角度分析学生接受思维可视化教学之后的思维水平发展状况。

一、SOLO分类理论对知识“二阶五等”的划分

SOLO分类理论是香港大学教育心理学教授比格斯首创的一种学生学业评价方法，以等级描述为特征的质性评价，基于学生对某一个具体问题反应的分析，对学生思维水平由低到高分为5个基本结构层次（见图1）[3-4]。

知识也是有层次结构的，学生对知识的具体应用能力折射出学生对不同结构层次知识的理解与掌握水平。以初中化学“物質及物质分类”相关知识为例子，结合学习进阶理论，根据SOLO分类理论进行“二阶五等”划分（见表1）。

二、SOLO分类理论启示下的思维梯度构建

研究教与学的知识可视化是具有很强操作性的，但思维可视化在学科教学的应用评价常常陷入困境。深入评价学生的思维构建过程与构建效果却困难重重，这主要受限于思维的抽象性与内隐深度。思维是人运用表象和概念进行分析、综合、判断和推理等认识活动的过程，学生对知识的具体应用能力内隐表现为思维水平。学者孙夕礼结合认知科学和化学教学的特点和规律，把化学学科中的思维能力即思维梯度划分为五个层次：第一个层次为知识的再现能力，第二个层次为知识的运用能力，第三个层次为知识的创造能力，第四个层次为方案的评价能力，第五个层次为数学的建模能力[5]。

结合SOLO分类理论，在每一SOLO水平分级之上，构建起一个对应等级的思维梯度，搭建起学生知识应用能力与思维水平之间的桥梁。例如，前结构水平P，是停留在错误前概念的旧认知上，并未真正学习新知识，思维水平即是梯度一“为无关概括，直接无序”。又比如，单点结构水平U→认识记忆层次的知识（知道常见的混合物、纯净物，能书写常见纯净物的化学式）→梯度二：单一概括，定向再现（见表2）。

三、思维可视化教学评价实施

（一）直接教学与思维可视化教学

在某校九年级2、5、7、8班进行比较研究，四个班级的化学成绩在一样的教学方式下多次测试总平均分差距在一分之内（百分制）。以“物质及物质分类”复习课为例，2、7班使用思维可视化教学法，5、8班使用直接教学法。以下为两种方式的教学设计片段。

在讲授物质的简单分类时，5、8班采用直接口头阐述，由学生或教师直接说出每一个分类。而2、7班运用思维导图（见图2）帮助学生构建框架，并在导图的结点之处设问，引导学生考虑清楚分类的依据是什么。例如，物质划分为混合物与纯净物的依据是什么？纯净物划分为单质与化合物的分类依据又是什么？

图2

在从元素视角辨识物质分类时，如何判别“某物质只含有一种元素，一定是单质”的正误？5、8班直接告诉学生反例，氧气和臭氧混在一起的混合物，或者多种碳单质（金刚石、石墨、C60）的混合物等，虽只含一种元素，但均是多种物质混合在一起，属于混合物。在2、7班则通过展示物质的示意图（见图3），启发学生比较思考。学生通过示意图直观形象地得出甲、乙、丙所代表的物质：甲代表O2，乙代表O3，丙代表O2和O3的混合物。概念的可视化设计，能使学生从元素的角度顿悟，某物质只含有一种元素，可能是单质，也可能是混合物。

图3

识记典型物质及其性质和用途。5、8班采用传统的列表比较的方法，将物质按照化学式、俗名、物理性质、化学性质、用途等逐一列出并举例。2、7班则从物质转化的角度引导学生归纳总结，建立起物质之间的联系，便于辨识和区别（见图4）。例如，在识记三种钙的化合物时，还设计了一个隐喻可视化。以当前热门的电视剧“三生三世”为情景，将钙的三种化合物嵌套进去，祖辈的石灰石、父辈的生石灰和孙辈的消石灰，都是“灰”头土脸的，却有很多实际用途。抓住都含有“灰”字，用“三生三世”串连起物质的转化及用途，巧妙地促成学生系统认知钙的化合物。进而展示钙的化合物及钠的化合物的图片，引导学生比较颜色，打趣钠的化合物是“白富美”，其俗名均是不带“灰”字的。学生在诙谐一笑间便掌握了从颜色角度区别两类物质的诀窍。

图4

（二）纸笔测试与访谈测试

纸笔测试的命题经过严谨的设计，在传统的双向细目表里，添加了“二阶五等”划分的知识层次和思维梯度（见表3）。一方面，便于教师命题时考虑周全，以知识的应用为核心考点，兼顾学生的低阶与高阶认知，难易程度适中，确保考查的知识更加全面，具有广度与一定的深度。另一方面，能够甄别学生的学科思维发展水平，检测出思维可视化教学之后学生思维水平发生的变化，为适度和适法教学提供参考依据。为验证纸笔测试的结果，我们分别对不同思维水平的学生进行抽样访谈测试，现场观看或者让他们说出自己的解题过程，利用命题测试的“三度表”考量他们的思维水平。