王桂桃　嚴文法

摘要：文章選擇中學化學核心概念“化學平衡”，結(jié)合課程標準、高考考試大綱、人教版高中化學教材和已有相關(guān)研究，應用SOLO分類理論進行學習進階水平劃分，得出了核心概念“化學平衡”的學習進階。最后分別對“化學平衡”的教學實踐、學習進階研究提供建議。

關(guān)鍵詞：SOLO分類理論；核心概念；學習進階；化學平衡

文章編號：1008-0546（2017）05-0002-04 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2017.05.001

一、問題提出

聚焦核心概念進行學習進階研究已經(jīng)成為國內(nèi)外科學教育領域的研究熱點。2013年美國頒布的《下一代科學標準》（The Next Generation Science Standards）圍繞核心概念構(gòu)建了K-12十三年一貫的科學學習進階。[1]我國學者郭玉英[2]、謝紹平[3]、王磊[4]等均指出核心概念的學習進階研究對我國科學教育諸多方面有重要意義。王磊[5]、周玉芝[6]等學者從課程、教學等不同角度分析了核心概念的學習進階研究對我國化學教育發(fā)展的重要意義。目前，我國對化學核心概念的學習進階研究尚處于起步階段。

SOLO（Structure of the Observed Learning Outcome）分類理論從1982年提出至今已發(fā)展較為成熟，該理論對思維層次、認知水平劃分的科學性已得到廣泛肯定。我國化學教育領域?qū)OLO分類理論在化學試題編制、分析和教學設計、實施指導等方面進行了各具特色的研究，但基于SOLO分類理論的學生水平層次實際發(fā)展路徑、關(guān)鍵因素等的實證研究鮮有人關(guān)注。[7]因此，本研究基于SOLO分類理論進行化學核心概念的學習進階研究，期望對化學核心概念的教學實踐和化學核心概念學習進階研究有所啟示。

二、相關(guān)概念與研究方法

1. 相關(guān)概念

核心概念（Core Idea或Core Concept）是位于學科中心位置的科學概念，是本學科概念結(jié)構(gòu)中的上位概念，可整合若干概念、原理、理論，且核心概念學習是一個長時間不斷加深理解的過程。 [8]學習進階（Learning Progressions，簡稱LPs）是對學生較長時間段內(nèi)學習某一核心概念遵循的典型路徑的假設性描述，是學生在不同學習階段對核心概念掌握層次水平的總和。[9][10]

SOLO分類理論是由澳大利亞心理學家比格斯（J.B.Biggs）和科利斯（K.F.collis）基于皮亞杰的認知發(fā)展階段理論，并在批判性借鑒布魯姆目標分類理論、斯科諾德概念結(jié)構(gòu)水平 （Level of Conceptual Structure）理論和馬頓的學習水平分類研究成果的基礎上提出的一種質(zhì)性與定量相結(jié)合的評估理論。[11]該理論主要是通過分析被試對特定任務的表現(xiàn)來確定其思維結(jié)構(gòu)層次和認知水平層次。SOLO分類理論將認知水平分為前結(jié)構(gòu)、單點結(jié)構(gòu)、多點結(jié)構(gòu)、關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)、抽象拓展五個層次。前結(jié)構(gòu)水平即學習前的水平，表現(xiàn)為對學習任務一無所知；單點結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為只有一種任務解決思路；多點結(jié)構(gòu)則是具有多種問題解決思路，但相互之間不能進行整合；關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)水平表示能夠?qū)⒍喾N思路結(jié)合起來進行思考；抽象拓展水平則表示可站在理論高度進行問題分析、解決。[12]各層次螺旋上升，反應出個體對特定任務學習成果的由淺入深。[13]

2. 研究方法

目前還不存在標準的學習進階研究范式，不同學者依據(jù)自身理解采取不同研究方法。布魯納的螺旋式課程理論是學習進階思想的重要理論基礎，[14]課程標準制定與教材編制力求由低級向高級螺旋遞進。所以王世存、王后雄[15]、周玉芝[16]等學者通過分析相關(guān)核心概念在課程標準中的內(nèi)容要求以及教材內(nèi)容呈現(xiàn)對化學核心概念進行學習進階研究。波斯納提出的概念發(fā)展理論也是學習進階思想的重要理論基礎，概念發(fā)展理論關(guān)注并修正學生錯誤概念的思想與學習進階思想緊密相連。[17]錯誤概念、前科學概念也是一種學習進階水平，對錯誤概念、前概念的概念轉(zhuǎn)變過程也是學習路徑的一部分。所以莊曉文[18]把前概念和迷思概念研究作為分析“電解質(zhì)溶液”學習進階的一部分不無道理。

筆者在借鑒上述研究思路的基礎上，結(jié)合自身對學習進階研究的理解，將SOLO分類理論應用于學習進階水平劃分中，形成如下研究設計：①分析課程標準、高考考試大綱、人教版高中化學教材，得出“化學平衡”的重要概念，梳理課標、考綱要求和“化學平衡”前概念、錯誤概念的已有研究，得出“化學平衡”學習進階的結(jié)構(gòu)基礎。②梳理SOLO分類理論相關(guān)研究，得出各SOLO層級的認知水平特征，結(jié)合構(gòu)建的結(jié)構(gòu)基礎，分析各認知表現(xiàn)特征對應的“化學平衡”概念水平表現(xiàn)，形成“化學平衡”的學習進階。

三、“化學平衡”的學習進階研究

1.“化學平衡”學習進階的結(jié)構(gòu)基礎構(gòu)建

結(jié)構(gòu)基礎構(gòu)建是學習進階的重要基石，結(jié)構(gòu)基礎的科學性、客觀性直接影響著所構(gòu)建學習進階的合理性。本研究構(gòu)建的“化學平衡”學習進階結(jié)構(gòu)基礎如表1。[19-23]

2. SOLO層次對應的“化學平衡”學習進階水平

本研究在文獻研究的基礎上，得出各SOLO層級的認知表現(xiàn)特征。[24-26]考慮到SOLO的前結(jié)構(gòu)水平表現(xiàn)為對概念一無所知，因此在結(jié)合上述構(gòu)建的結(jié)構(gòu)基礎進行化學平衡各層級表現(xiàn)水平與SOLO層級相對應分析時，將單點結(jié)構(gòu)水平作為學習進階的起始水平，分析得出“化學平衡”的學習進階（見表2）。

對照表1、表2可看出，核心概念的學習進階是以多個重要概念為主線，逐漸深入學習相關(guān)概念的同時，不斷更正已有前概念、迷思概念，使認知結(jié)構(gòu)水平不斷提升的過程的描述。以“化學平衡常數(shù)”為主線加以闡述：進階水平1的學生只表現(xiàn)出能夠記憶化學平衡常數(shù)的概念、符號、表達式，能夠直接套用平衡常數(shù)的計算公式進行簡單計算，達到水平1的學生就不再存在“錯誤記憶化學平衡的概念、表達式”這一錯誤概念，當學生同時掌握平衡常數(shù)表達式、可逆反應限度、可逆反應是正逆反應雙向同時進行、任意反應時刻Qc表達式、平衡常數(shù)只受溫度影響等多個信息，并能夠利用多種信息解決問題時，學生就可以利用平衡常數(shù)進行化學反應方向判斷，也就達到了進階水平2，隨著對多個獨立概念掌握的不斷深入，學生可將不同概念之間的關(guān)系厘清，并將概念加以整合用于問題解決（如運用平衡常數(shù)分析轉(zhuǎn)化率），學生對概念的認知水平就達到進階水平3，當學習者對概念的認知水平達到進階水平4時，就表現(xiàn)出較高水平的抽象拓展、分析推理、知識遷移能力，比如利用平衡常數(shù)進行復雜問題的綜合分析。

四、對“化學平衡”教學實踐和學習進階研究的建議

1. 對“化學平衡”教學實踐的建議

充分發(fā)揮“化學平衡”學習進階的教學價值，在教學實踐中凸顯學生認知發(fā)展典型路徑，有利于課程的螺旋深入，有利于學生思維的縱向發(fā)展，有利于化學平衡觀的形成，有利于化學核心素養(yǎng)的提升。已有研究表明，我國教材關(guān)于“化學平衡”的內(nèi)容編排、呈現(xiàn)及整合方式不利于學生系統(tǒng)、深刻地認識、構(gòu)建“化學平衡”知識體系[27]。嚴格按照教材編排組織、安排教學，不利于學生將孤立、零散知識整合形成綜合分析問題的思路和問題解決方法。[28]如果教師在“化學平衡”教學過程中結(jié)合學習進階創(chuàng)造性使用教材，打破教材內(nèi)容組織模塊化的壁壘，圍繞某一主線（如上述“化學平衡常數(shù)”）構(gòu)建由淺入深的學習路徑，引導學生從單點結(jié)構(gòu)，多點結(jié)構(gòu)逐漸過渡到關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)，最終將知識整合、遷移，達到抽象拓展水平，將會減輕學生突然接受多個抽象概念的“不適”。

2. 對學習進階研究的建議

學習進階研究不僅僅是進階假設的構(gòu)建過程，還應在實踐檢驗的基礎上不斷對學習進階進行修正。在實踐研究的過程中，可將上述“化學平衡”學習進階作為理論框架進行試題編制，也可基于已有SOLO分類理論在化學試題編制、試卷分析等方面的研究成果進行測量工具開發(fā)，然后搜集測驗數(shù)據(jù)，利用統(tǒng)計軟件對學習進階進行定量分析。還可以基于上述學習進階進行課堂教學設計，在教學過程中觀察、分析學生存在的前概念、錯誤概念，對學生的學習表現(xiàn)進行定性分析，并不斷修正學習進階。

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