基于SOLO分类评价的主题式化学教学设计

胡珺晶

摘要：依据新课标重视开展“素养为本”的教学，倡导真实问题情境创设的要求，根据学生思维、认知水平的差异，基于SOLO分类评价理论与主题式教学设计化学教学。以苏教版（2020版））必修2“化学反应中的热”的教学为例，通过创设“可燃冰”的主题情境，分析学生掌握相关知识后可能提升的SOLO思维层次，设计三个教学环节，将情境线、知识线、活动线、素养线贯穿课堂始终。引导学生在情境中学习化学知识，分析解决问题，感知化学与社会、生活、生产之间的密切联系，达到进一步提升思维层次和学科素养的教学目的。

关键词：主题式；SOLO分类理论；反应热；教学设计

文章编号：1008-0546（2022）12-0041-05

中图分类号：G632.41

文献标识码：B

doi： 10.3969/j .issn.1008-0546.2022.12.011

学生通过必修1学习的经历，已经逐步适应了高中的化学学习，具备了一定的化学核心素养，并且，在此过程中，逐渐养成不同的思维习惯、方式和水平。根据学生已有的知识基础、思维水平以及化学素养因材施教，尝试进行高中化学主题式教学设计，是一项值得思考、实践及研究的课题。目前来说，以单一培养学生化学核心素养或提升思维层次为目标的教学设计屡见不鲜，但基于SOLO分类评价的主题式教学的相关教学设计还不多见。

高中化学课程标准（2017年版2020年修订）指出要重视开展“素养为本”的教学，倡导真实问题情境的创设，开展以化学实验为主的多种探究活动，重视教学内容的结构化设计，激发学生学习化学的兴趣，促进学生学习方式的转变，培养学生的创新精神和实践能力。[1]

主题式教学指课堂教学以项目探究或问题解决形式统整书本知识与日常生活、工业生产及社会中的学科问题，以教学主题为枢纽，在系统内各要素间彼此联系、相互作用、协调运行中，以达成学习主体心理结构的完善与自我实现的整体性教学。

英文“Structure of the Observed Learning Outcome”的意思是可以观察的学习结果的结构，其缩写为“SO-LO”。其特征是等级描述，即按照学生回答某问题时体现的思维水平分为五个层次[2]（见图1）。教师可预设学生思维层次进行教学设计，也能根据学生生成的思维层次，掌握教学情况，调控课堂节奏。

本文以苏教版必修2中“化学反应中的热量”的教学为例，确定“可燃冰”（主要成分是甲烷）为主题，以逐步剖析“可燃冰”的能源价值为明线，以“化学反应中的热量”为暗线，设置三个环节，即：感觉“热”的存在、感知“热”的表达、感受“热”的价值来展开课堂教学。本节课中，通过“连线教材”“资料卡”“任务卡”“实验探究”“‘旧闻链接”等多种学习活动的展开，引导学生主动思考，能透过社会新闻、实验现象、生活经验、已有知识，发现问题、分析问题、解决问题，实现宏、微结合，知道化学反应往往伴随热量变化的微观解释，能在证据推理的基础上建构对“反应热”的模型认知，最终将化学课程与日常生活、化工生产相结合，初步达成社会主義核心价值观下化学学科育人的基本要求。

一、学情与教学内容分析

教学设计是指为了实现一定的教学目的，设计“教什么”和“怎么教”。[3]建构主义学习理论以学生为中心，强调学生对知识的主动探索、主动发现和对所学知识内在逻辑的主动建构。[4]为此，教学设计必须基于学情，学生才能在焕发新生机的化学课堂上亲近、走进、感受化学学科的独特魅力。

本节课是在我校的1-4C班教授的，而本班的学生组成为2021年常州市中考成绩520-550分（即2018年省普高扩招前，这个分数段的大部分学生只能选择职高）。课前，我对该班学生进行学前测试情况分析（见表1）。通过分析发现：高一学生认识能量的角度几乎是与热量相关联，其认识大多是停留在初中化学所学的燃烧的基本条件（达到着火点）、燃烧是剧烈的发光发热的氧化反应、物理学科中的动能和势能。从表1可知，多数学生对于化学反应中的热量方面的知识基本处于前结构水平以及单点结构水平。

从教材编排来看，《化学反应中的热》是苏教版（2020版）必修2专题6的第二单元，是衔接微观结构与宏观能量的桥梁。对于学生来说，需要从单纯的物质转化角度认识化学反应，拓展到能量转化，形成多维度、多角度认识化学反应的观念和能力。纵观苏教版必修2教材，笔者发现本节教材内容涉及到天然气，苏教版（2015版）必修2专题3第一单元亦提及“西气东输”“可燃冰”，人教版新旧版本的必修2均提及人均能耗、能源时代，以及《化学与技术》教材中提及“天然气的利用”，故萌生创设以“可燃冰”展开主题式教学的创意。

如表2所示，在进行具体教学设计之前，针对教学内容进行思维层次划分，便于教师在课堂教学中判断学生的思维水平，针对此水平进行教学设计以期培养其认知能力、提升化学素养。与此同时，教师可在实施教学过程中，关注不同层次水平之间的桥梁搭建，让学生可稳步进阶发展。

二、教学目标分析

教学活动的中心是教学目标，课堂教学的实施与开展也应以教学目标的达成为依据。而评价目标则是以教学目标为基础，通过多元方式、多种方法，对教学过程和结果进行测量、评估，进而为调整后续教学目标提供反馈信息的过程。教学目标和评价目标理应相辅相成，形成合力，共同促进教学。[2]

1．教学目标

（1）使学生了解化学能与热能的相互转化；知道热化学方程式的含义，认识化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因；了解提高燃料的燃烧效率、合理利用化石燃料、开发高能清洁燃料的重要性。

（2）要让学生学会运用宏观与微观相结合、定性与定量相结合的学科思想和方法寻找证据、推出合理结论，从而，更好地感知“化学反应中的热”，并且感受其与化工生产、日常生活的关联、匹配。

（3）通过实验探究、交流讨论和观察思考等活动，让学生体验科学假设和实验探究的过程，体悟真实、有用的化学。

2．评价目标

（1）创设“可燃冰的能源价值”为主题情境，通过师生对化学反应中的热的分析，确定学生认知化学反应中的热的水平，辨析学生的思维层次是否处于多点结构水平。

（2）为确定五组化学反应的热效应，学生交流方案，分组实验、分析现象、得出结论。通过这个过程，分析学生的思维层次，提升学生的实验探究能力，培养学生的科学探究与创新意识。

（3）通过三个环节的实施，让学生经历从感觉“热”的存在到感知“热”的表达，继而感受“热”的价值的过程。使学生的思维层次由前结构逐步向单点结构、多点结构、关联结构、抽象拓展结构发展。

三、教学过程

1．环节一：感觉“热”的存在

【创设情境】展示人教版《必修2》新教材P34中的图6-4。介绍随着生产力发展和科技进步，人均耗能日益增长。这组数据告诉我们已经步人了“能源”时代。

【PPT】2019年江苏省普通高中学业水平测试（化学）的第一道试题：近日，我国渤海探明超千亿立方的天然气田。天然气的主要成分为？

【学生】甲烷。

【过渡】苏教版（2015版）《必修2》第58页“拓展视野”中向我们介绍了，为了解决“能源危机”，我国在2003年10月就完成了“西气东输”工程，同时，在我国的东海、南海海底已经发现天然气（甲烷等）的水合物，它易燃烧，外形似冰，被称为“可燃冰”。可燃冰的开采有助于解决人类面临的能源危机。接下来，让我们通过一段视频对此做进一步了解。

【播放视频】可燃冰的开采。

【提问】通过这段视频，你能获取的信息是什么？可燃冰的能源价值在于什么？

【学生】可做燃料。

【教师】在此过程中，化学能转化成了哪些形式的能量呢？

【學生】热能、光能。

【教师】根据你的已学知识和生活经验，你还能说出哪些反应中能量转化的方式或实例吗？

【学生讨论、回答】放电鱼、萤火虫、暖宝宝……

【过渡】经研究发现，化学反应伴随着能量的变化，但总能量守恒。许多化学反应的能量变化主要表现为热量的放出或吸收。

【任务卡】展示几组化学方程式。这些化学方程式，想必，大家一定不陌生，但是，问题来了，在这些反应过程中，到底是放出热量还是吸收热量呢？请同学们依据实验框里的试剂，自选实验完成，注意观察现象，并及时记录在学案上。

【学生活动】讨论方案、分组实验。

【学生】汇报实验内容以及实验现象。

【实物展示】课前实验——“天山雪莲”。

【教师】大家通过刚刚的实验，能否判断出氢氧化钠与盐酸的反应是放热还是吸热呀？

【学生1】放热。

【学生2】没感觉。

【教师】大家判断的结果不一致，这只能说明我们的手感温度并不是非常灵敏。课前，老师利用传感器测定了这个实验过程中温度的变化。

【PPT】利用传感器测量25 mL，0.25 mol．L-1的盐酸和25 mL，0.25 mol-L-1氢氧化钠溶液反应过程中温度的变化，见图2。

【教师】从图像上可以看出，这个反应是放出热量还是吸收热量？

【学生】放出热量。

【讲述】我们把有热量放出的化学反应称为放热反应，把吸收热量的化学反应称为吸热反应。

【任务卡】请大家交流讨论，完成表3。

【教师】在完成任务卡的过程中，你还有没有疑问？

【学生】如何判断哪些是放热反应哪些是吸热反应？

【教师】这个往往根据已有知识和生活经验。那么，有没有同学能利用已有的生活经验、所学知识结合刚刚完成的实验尝试归纳一下呢？

设计意图：结合两版教材、江苏省学业水平测试真题及视频资源创设主题情境，通过发放任务卡的形式，激发学生在分组实验过程中提出有探究价值的问题，继而引导学生能从问题及假设出发，依据探究目的，设计改进方案，运用DIS实验进行探究。整个环节让学生勤实践、善合作、敢质疑、勇创新，逐步提高学生的思维水平，从前结构向关联结构发展。

2．环节二：感知“热”的表达

【过渡】我们常常用热化学方程式来表示化学反应中吸收或放出的热量。以可燃冰中的主要成分甲烷为例，我们来看一下。

【教师】请同学们思考，热化学方程式与化学方程式的区别是什么？

【学生】交流讨论。

【教师】你能从中小结出哪些值得我们关注的点呢？

【学生1】△H的数值与系数成正比。

【学生2】AH的大小与状态有关。

【学生3】△H>0为吸热反应，△H<0为放热反应。

【学生4】热化学方程式的系数可以是分数。

【学生5】热化学方程式中必须标注物质的状态。

【学生6】△H的单位是kj-mol-1。

设计意图：学生的化学学科核心素养是在化学学习活动中形成和发展的，又是在化学学习活动中表现出来的。本环节围绕与甲烷燃烧相关的三个热化学方程式，教师引导学生开展小组交流讨论，运用分析、比较、评价等方法，感知“热”的表达，了解热化学方程式与化学方程式的区别。教学活动与科学思维活动协调融合，既引发学生的思维进阶，由单点结构向抽象拓展结构前进，又对发展学生宏观辨识、模型认知等素养具有重要价值。

3．环节三：感受“热”的价值

【旧闻链接】“旧”闻一：江苏全省统一民用天然气价（扬子晚报2004年6月10日）

截止到6月9日，南京已有近万户居民用户用上天然气，迟迟不肯露面的天然气价格也浮出水面，6月9日，南京市物价局公布了该市天然气销售价格，其中居民生活用气价格为2.20元/m3。而之前管道煤气价格为1.10元/m3。

“旧”闻二：明起南京民用天然气价涨至2.5元/m3【新华报业网（南京）2015年12月31日】

昨天，南京市物价局召开新闻发布会，备受关注的民用天然气价格改革方案最终出炉。根据新的方案，2016年1月1日起，民用天然气第一阶梯价格从2.2元/m3上涨至2.5元/m3，涨幅较大。

【教师】根据这两则“旧闻”，难道使用天然气后，燃气价格变贵了吗？

【资料卡】燃烧热：在101 kPa时，1 mol纯物质完全燃烧生成稳定产物时所放出的热量。见图3。

【学生】通过计算得出结论：天然气划算。

【过渡】教材第14页还提到了热值，根据表中数据，应该是氢气的热值最高，那为何我们现在还要开采可燃冰呢？

【教材连线】人教版《化学与技术》：天然气的综合利用。

【教师】当然，同学们可以带着这个问题课后继续查找文献，做进一步的思考和研究。为什么化学反应总伴随能量的變化呢？

【学生】自主学习苏教版必修2（2020版）教材12页。

【过渡】今天这节课我们学习了化学反应中的热，但是，在人类发展的历史长河里，与之相关的“热化学”却是耗费了很多人很多年的研究。

【教师】介绍相关化学史。古今中外的科学家也好，今天课堂里的我们也罢，研究化学反应中的热到底意义何在呢？

【PPT】化学反应中的热在实际生活、生产中的用途。

设计意图：依托“‘旧闻链接”提供朴实的情境素材，引发学生的高水平问题，驱动学生进行高水平思维，应用化学认识思路解决情境下的化学问题。本环节还结合相关化学史实介绍了化学反应中的热在实际生活、生产中的用途。这样的设计，使学生在情境中有任务、有持续性、有深度思考内容地学习，同时也能体现“宏观→微观→宏观”的学科思想和“生活→化学→社会”的学科价值。

四、教后反思

著名教育家吕叔湘先生说过，成功的教师之所以成功，是因为他把课教活。本节课施教班级的学生整体化学基础较为薄弱且思维层次参差不齐，因此，在“化学反应中的热”的教学中，基于学生共性和个性的特点，关注因材施教，探析学生的认知水平，了解学生的核心素养，具有非常重要的实践意义。本节课基于SOLO分类评价理论，创设主题情境、整合教材内容、优化教学环节，增强实验功能，让学生能辨识化学反应中的能量转化形式，可举例说明化学能与热能的相互转化，会解释化学变化中能量变化的本质，能用热化学方程式表达反应中的能量变化及运用反应焓变合理选择和利用化学反应。这样的教学设计相对于传统意义上的教学设计来说，逻辑性更强、针对性更强、思维性更强。不仅调动学生学习的积极性，达到师生共同参与完成教学任务的目的，还能培养学生应用化学认识视角和思路去思考、分析、解决问题的能力，提升其化学学科的核心素养。

参考文献

[1] 中华人民共和国教育部．普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）[s].北京：人民教育出版社，2020．

[2]尤林颖，谢永荣．基于SOLO分类评价与核心素养的化学教学设计——以人教版必修l“金属的化学性质”为例[J]．化学教学，2019（3）：50-55.

[3] 曾珊．优化教学设计，构建有效课堂[J]．教书育人，2013 （11）：64-65.

[4] 陈风江．基于素养立意下的硫酸的性质主题式教学设计与实施[J]．化学教与学，2019（1）：73-75.