基于SOLO分类理论培养学生化学高阶思维的课堂实践

摘 要：SOLO分类理论作为一种侧重等级描述的质性评价法，将人的思维发展水平以等级形式呈现出来，对当前重视培养学生核心素养的高中化学教学具有较好的适应性。因此，作者对SOLO分类理论下学生思维水平与教学目标的分类作了归纳，对该理论在高中生化学高阶思维培养中的应用进行了实践探究，并得出了相关结论。

关键词：高中化学;高阶思维;SOLO分类理论;思维层次

中图分类号：G427                                文献标识码：A                                       文章编号：2095-9192（2022）03-0007-03

引  言

美国化学家路易斯等学者认为，高阶思维包含思维的逻辑性和批判性，比起一般思维对先前取得经验的机械化套用，高阶思维更倾向于在几种独立经验的联系下探索新的解决方案[1]。高阶思维的培养符合当前高中化学教学对学生素养和能力的要求。由于高阶思维必须在学生全身心投入探索的状态下才能被激发出来，教师在课堂教学实践中应注意对学生思维过程的引导，以让学生在发现、再发现的体验中逐渐获得思维层次的提升。教师在教学过程中应用SOLO分类理论评定学生的思维层次，对教学的开展具有较强的促进作用。相关教师需要在深入理解SOLO分类理论的同时，结合多样化的教学模式与手段开展教学，以充分发挥这一理论模式在实践中的作用。

一、SOLO分类理论概述

“SOLO”是英文“Structure of the Observed Learning Outcome”的缩写，译为“可观察的学习成果结构”，是一种以等级描述为特征的质性评价方法，旨在分析和评价学生解决问题时所达到的思维高度。SOLO分类理论产生于皮亚杰的“阶段论”。SOLO分类理论不以“量”作为对学生的评价标准，而是更偏重对“质”的考查，并根据学生在知识掌握方面的水平将学生的思维分成5个层次，即前结构层次、单点结构层次、多点结构层次、关联结构层次和拓展抽象思维结构层次。这5个层次不仅概括了人在认知发展上的阶段性，还阐明了人对某个具体事物在思维上所呈现出的阶段性。从总体上说，SOLO分类理论反映了学生认知层次从“前结构层次”发展到“拓展抽象思维结构层次”的过程，也呈现出了学生间认知水平质的差异和量的差异，对学生认知水平向更高层次发展具有较强的引导作用。

二、SOLO分类理论下学生思维与教学目标的分类

（一）SOLO分类理论中学生的思维层次

在SOLO分类理论中，学生的思维层次被划分为5个阶段：（1）前结构层次阶段中的学生思维水平相对较低，虽对问题产生了关注，但整体思维比较混乱，常无法正确地给出问题的答案，因此思维处于该阶段的学生常被认为不具备解决问题的能力;（2）单点结构层次阶段中的学生可以看到部分问题，并能根据单一线索获得相应的结论，但由于缺乏对问题的全面把握，其得出的答案也较为片面;（3）多点结构层次阶段中的学生可以看到问题的多个角度，也能凭借多个信息、知识点去解决问题，但由于缺乏整合能力，未能形成知识网络，其得出的答案也不够具体;（4）关联结构层次阶段中的学生能够将与问题相关的信息连成网络，并能看到问题更深层的意义，而教师可通过考查学生答案的完整性来判断其是否达到此阶段;（5）拓展抽象思维结构层次阶段中的学生不仅能将已有知识点连接成网络，形成自己的知识系统，还能把得出的结论迁移到其他领域，实现思维的质变，此阶段需要学生具有较高的创新能力。

（二）SOLO分类理论下教学目标的划分

教学目标是指教学活动的预期结果，其引领着整个教学实践开展的方向，是所有教学活动的出发点亦是终点。教师要想根据SOLO分类理论促进学生思维层次的提升，就必须借助SOLO分类理论对教学目标进行分类：（1）单点结构层次对应知道、识别、描述、列举的认知水平，此阶段的教学目标为学生能够识别问题中的事实和对应的证据，可再认识并列举出被描述对象的特征;（2）多点结构层次对应辨认、比较、区分的认知水平，此阶段的教学目标为学生能够识别并表示问题的特征，可根据问题的特征对其进行比较和区别;（3）关联结构层次对应理解、判断、说明、归纳的认知水平，此阶段的教学目标为学生能够把握问题的内在逻辑关系，并能借此展开问题的推断;（4）拓展抽象结构层次对应优选、设计、猜想、创新的认知水平，此阶段的教学目标为学生能够将抽象概念、原则在不同情境下建立联系并应用于新的问题。

三、SOLO分类理论下培养学生化学高阶思维的实践

（一）根据SOLO分类理论明确教学目标

教学目标能通过学生当前水平与目标水平间的差异对比形成学生学习的需求，且SOLO分类理论还能对学生现有水平和期望水平进行评定，因而教师应对SOLO分类理论下的教学目标设立给予充分的重视。以高中选修4中“判断盐溶液的酸碱性及其酸碱性形成原因”的内容为例，其教学目标是让学生了解盐的水解，总结影响盐的水解程度的相关因素，并能对盐类水解原理在生活中的应用进行迁移。为实现教学目标学生需要了解盐的分类，主要是根据生成盐的酸、碱电离程度的强弱对NaCl、Na2CO3、NH4Cl、（NH4）2CO3等盐进行分类，并对分类好的盐溶液的酸碱性形成感性的认知，在思维上先达到单点结构层次。此后，学生可借助盐类水解的相关知识进一步总结水解规律，将自己的思维层次提高一个水平，再通过掌握盐类水解的应用等深度学习实现自身思维水平的提升。需要注意的是，教师在此过程中需要具备一定的高阶思维意识，要充分发挥学生在课堂教学中的主体作用。基础的概念知识比较抽象，尽管它们在教材中都有直接的介绍，但学生要想扎实理解并能灵活运用这些知识，往往还是需要教师的引导。比如，对于盐的分类，学生难以对其形成深刻理解，教师就可将它们与生活中的物品联系到一起，让学生直观对比实际物品中各种盐的成分，总结对比不同盐类构成物质的性质的不同，从而深化学生对盐的分类的多面理解，如不同盐类的电力强弱不同，进而将其以更容易令学生接受与记忆的形式融入學生的知识体系。而学生也能因为联系生活而增加对化学的感性认知，拉进与化学的距离，同时加强对化学知识的深层理解。学校可以就这方面开展对教师的培训，也可以为化学基础知识的教学提供各种活动实践的方案，让学生的单点结构知识在学校营造的科学人文氛围中得到加强和巩固。这样，学生不仅对单点知识的理解不再陌生，也能侧面激发对学科学习的兴趣，从而强化学生的高阶思维发展。

（二）根据SOLO分类理论确定教学方式

单点结构层次要求学生能够了解并识别知识点，所以在教学“盐的分类”时，教师宜采取讲授法、分析对比法、讨论法和归纳法将NaCl归类为强酸强碱盐、Na2CO3为强碱弱酸盐、NH4Cl为强酸弱碱盐、（NH4）2CO3为弱酸弱碱盐。多点结构层次要求学生能够辨认、比较和区分知识点，所以在该层次的教学中，教师应借助实验法使学生对盐的酸碱性获得更加感性的认知，再利用讨论、归纳的方式对盐的酸碱性进行总结与概括，让学生总结出其中的规律，从而实现思维的进阶。

关联结构层次与拓展抽象结构层次都要求学生在理解知识的基础上能够识别并解释其中的逻辑关系，从而在知识网络的构建下解决更多的实际问题。例如，盐的酸碱性的本质是弱电解离子水解，即NH4Cl因NH4+水解显酸性，NH4+与H2O中的OH-生成NH3·H2O和H+是其水解呈酸性的原因。在这一层次的教学中，实验法能让学生对盐类的水解有一个总体的认知，加上分析法、讨论法与归纳法可让学生清晰了解盐类酸碱性的呈现规律，使学生掌握处理问题的原理和方法。

在具体的实践中，教师可以适当采取小组合作学习的方式。比如讲解“铝”的相关知识时，教师可就铝的两性（金属性与非金属性）问题组织学生以小组合作的形式展开讨论。学生充分结合实践操作，得出了2Al+6HCl=2AlCl3+3H2/2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑的化学式，在教师的引导下，学生纷纷结合化学式对铝的两性问题进行分析并提出论点。有的学生认为化学式中扮演氧化剂角色的是水，有的学生则认为铝本身也具备充当氧化剂的功能。于是，学生又对谁的答案正确这一问题进行了讨论与验证。学生在小组讨论的过程中不断推翻此前的猜测，逐渐形成辩证的解题思路，且在小组合作中养成了团队协作的品德与习惯，在问题解决过程中学会多听取建议再总结，促进了学生知识结构层次的完善。需要注意的是，教师要在课后结合学生的课堂表现进行综合评价，科学地对学生的课堂参与积极性、知识掌握情况进行分析并提出改进建议，或调整自身的教学模式，以让这种自主探究、讨论的学习模式形成良性闭环，更好地服务于学生高阶思维的提升。

（三）根据SOLO分类理论设计教学实践

围绕盐类的酸碱反应教学，笔者提出了一系列的问题，试图创设问题情境，如盐类是酸碱反应的产物，生成盐的酸、碱强弱不同可产生溶液呈不同酸碱度的盐，这些盐如何分类？教学中，笔者采取举例的方式列举出强酸强碱反应后产生的盐的酸碱属性，弱酸弱碱反应后产生的盐的酸碱属性，并引发学生的讨论，以使其化学思维达到单点结构层次。然后，笔者通过进阶的问题让学生的思维层次得到提升，如提出问题：“我们能运用怎样的方法测知溶液的酸碱性？”并采取实验的手段（PH试纸）引导学生搜集相关数据，最后得出NaCl的PH等于7，NH4Cl小于7，Na2CO3和（NH4）2CO3大于7的答案，引导学生摸索、归纳盐类溶液的酸碱性规律，使其形成对知识点的基本判断能力。而为了让学生的思维层次上升到关联结构层次，笔者提出“盐类怎样呈现酸碱性？”这样的进阶问题，在教学中带领学生开展探究NH4Cl溶液中微粒的实验，引导学生对溶液中可能存在的微粒进行讨论。在拓展抽象结构层次教学中，笔者引入盐类水解的应用问题，如“分析Fe（OH）3胶体的制备原理”“工业废水中金属离子的除杂”等，让学生能够根据盐类水解的一般规律来解决实际问题。如此一来，学生就能在递进的问题中进一步提高自己的思维能力。

实际上，创设问题情境不仅能增加学生在课堂教学中的体验，使其更加积极地发挥主体作用，还对学生高阶思维的养成有着一定的影响。SOLO分类理论奠定了高中化学高阶思维培养的理论基础，而问题情境的创设则能在一定的范围内推动思维培养理论的效果落实。相较于直接讲解与记忆概念，问题情境更能激发学生举一反三的能力，让学生朝着高阶思维方向行进。比如，在讲解“钠”的相关知识时，笔者曾对Na2O、Na2O2进行对比，让学生结合实际生活展开对问题的探究，通过“吹气生火”实验（将金属钠放在纸上吹，点燃纸）让学生具体思考这一现象对应的方程式，使其在推导相关方程式（2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 /2Na2O2+ 2H2O=4NaOH+O2）的过程中进一步体会Na2O、Na2O2的不同，进而完成问题的解答。问题情境的创设将单点结构知识与多点结构知识进行系统串联，让学生完成了从基础知识掌握到规律总结，再到探究升级的思考，在发展学生思维能力的同时，也有效地促成了化学高阶思维的培养，提升了学生的化学学科核心素养。

SOLO分类理论实际上是根据学生学情开展的教学内容、方法的分层。基于SOLO分类理论的教学分层符合学生的思维发展规律，契合“以人为本”的育人理念，以这一途径开展对学生的高阶思维培养更能凸显培养方式的科学性，其综合性、实践性自然也较强。但是，SOLO分类理论只是一种理论观念，要落实于实际还要搭配一系列的教学模式与手段，以让高中生的学习特点充分被兼顾，学生在学习中的主动性发挥得更加突出。比如，小组学习法、问题情境法的实施都能加强师生、生生间的互动。在互动中，学生的思维会进入相对活跃的状态，对不同层级的问题也会较快理解，这就能对SOLO分类理论的落实带来实际推动效果。当然，教师不能忽视最重要的一点，那就是提升自身对高阶思维的理解，避免将高阶思维与高难度的题型练习直接划等号，从而保证学生在轻松的课堂学习氛围中循序渐进地提升思维能力，同时获得其他方面的素养与能力发展。

结  语

在借助SOLO分类理论培养高中生化学高阶思维的过程中，教师应根据科学合理的教学目标与SOLO分类理论中的层次对照，优化教学设计，让学生逐步提升化学思维层次，最终达到高阶思维的水平。

[参考文献]

林琳，沈书生，李艺.谈设计思维发展高阶思维何以可能：基于皮亚杰发生认识论的视角[J].电化教育研究，2019（08）：22-29.

基金項目：本文系莆田市教育科学“十三五”规划2020年度课题“基于SOLO理论促进学生高阶思维发展的化学课堂研究”（课题编号：PTGFKT20096）的研究成果。

作者简介：陈莉靖（1986.10-），女，福建莆田人，任教于福建省莆田市仙游县教师进修学校，化学教研员，一级教师。