化學(xué)開放性問題的難點分析
摘要：評價是化學(xué)開放性問題的難點，對化學(xué)開放性問題的主要四種形式（條件開放、情境開放、策略開放、結(jié)論開放）應(yīng)用SOLO質(zhì)性評價法，可以具有幫助教師改進教學(xué)和激勵學(xué)生采用深層探究式學(xué)習(xí)策略的雙重功能。
關(guān)鍵詞：SOLO；等級描述法；化學(xué)開放性問題
一、對化學(xué)開放性問題的再認識
化學(xué)是一門研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)以及變化規(guī)律的科學(xué)，注重學(xué)生科學(xué)思維和探究能力的培養(yǎng)�；瘜W(xué)學(xué)習(xí)過程遵循由感知到理解，由感性到理性，由具體到抽象，由現(xiàn)象到本質(zhì)的認識規(guī)律�；瘜W(xué)問題的設(shè)計更加需要貼近生活、注重實際、強調(diào)能力。其中開放性問題更加能夠考查學(xué)生靈活性和創(chuàng)造性。它是一種沒有固定答案或唯一結(jié)論的問題形式，相對于封閉性問題具有不確定性、發(fā)散性、探究性和創(chuàng)造性�；瘜W(xué)開放題重視問題的思考過程和思考方法，鼓勵學(xué)生結(jié)合自己已有的知識經(jīng)驗和思維能力積極主動地參與對問題本身的建構(gòu)。它在很大程度上彌補了化學(xué)封閉性問題的不足，更符合化學(xué)新課程發(fā)展性評價理念，在模塊學(xué)業(yè)成績評價中應(yīng)大力加以提倡。
但從以往的化學(xué)考試來看，雖然增設(shè)了一些開放性試題，但評價還是依據(jù)“采分點”來打分，雖然確立了思維能力培養(yǎng)的目標，卻無法確立思維能力培養(yǎng)的層次。因此在評價上難以實現(xiàn)以評價促進學(xué)生發(fā)展的目的，失去了考查的初衷。這一問題不解決，開放性試題很難真正進入學(xué)業(yè)評價，特別是大規(guī)模的學(xué)業(yè)成績評價之中。因此開放性問題的難點就在于其評價標準上。
二、SOLO分類評價法理論
SOLO分類評價法是由比格斯（Biggs J盉)教授首倡，是一種以等級描述為基本特征的質(zhì)性評價方法，在海外有廣泛的應(yīng)用。［1］“SOLO”是英文“Structure of the Observed Learning Outcome”的首字母縮寫，意即：可觀察的學(xué)習(xí)成果結(jié)構(gòu)。也就是說，學(xué)生在具體知識的學(xué)習(xí)過程中，都要經(jīng)歷一個從量變到質(zhì)變的過程，每發(fā)生一次躍變，學(xué)生對于這一種知識的認知就進入更高一級的階段，可以根據(jù)學(xué)生回答問題時的表現(xiàn)來判斷他所處的思維發(fā)展階段，進而給予合理的評分。SOLO分類法的理論基礎(chǔ)是結(jié)構(gòu)主義學(xué)說，它將學(xué)習(xí)成果劃分為五個層次或稱五種結(jié)構(gòu)，五種結(jié)構(gòu)及其含義如下：［2］
●前結(jié)構(gòu)（prestuctural):處于這一結(jié)構(gòu)層次的學(xué)生基本上沒有所面對問題的簡單知識，或為以前所學(xué)的無關(guān)知識所困擾，找不出任何解決問題的辦法，回答問題邏輯混亂，或同義反復(fù)；
●單點結(jié)構(gòu)（unistructural）：學(xué)生關(guān)注題干中的相關(guān)內(nèi)容并找到了一個解決問題的辦法，但只能聯(lián)系單一事件，找到一個線索就立即跳到結(jié)論上去；
●多點結(jié)構(gòu)（multistructural):學(xué)生找到越來越多的正確的相關(guān)特征，能聯(lián)系多個孤立事件，但還沒有能將它們進行有機整合的能力；
●關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)(relational):學(xué)生會整合各部分內(nèi)容而使其成為一個有機整體，表現(xiàn)為能回答或解決較為復(fù)雜的具體問題；
●拓展抽象結(jié)構(gòu)(extended abstract):學(xué)生會歸納問題以學(xué)習(xí)更多的抽象知識，結(jié)論具有開放性，使得問題本身的意義得到拓展，這代表一種更高層次的學(xué)習(xí)能力，這一層次的學(xué)生表現(xiàn)出更強的鉆研和創(chuàng)造意識。
SOLO的五種結(jié)構(gòu)代表了學(xué)生對某項具體知識的掌握水平，從學(xué)生對某個問題的回答中，教師可以對照上述標準就學(xué)生對該項知識內(nèi)容的掌握情況做出判斷。因此，這種評價方式可以幫助教師進行教學(xué)診斷，同時，也可以向?qū)W生提供有用的反饋，所以SOLO分類法可以用于形成性的學(xué)生學(xué)業(yè)評價。另一方面，如果將上述五個層次賦予不同的等級分數(shù)，那么學(xué)生對問題回答的質(zhì)量就可以被量化，量化的分數(shù)可以作為終結(jié)性評價的依據(jù)。［3］
三、化學(xué)開放性問題的SOLO分類評價
化學(xué)開放性問題在內(nèi)容上具備思維的開放性與前瞻性，主要以能力立意，要求學(xué)生關(guān)注解決問題的方法和過程。因此對它的評價既要注重對結(jié)果的評價，又要注重對學(xué)生思維過程的評價。
按照化學(xué)問題構(gòu)成要素（假設(shè)條件、提供情境、推理策略、判斷結(jié)論等）的發(fā)散傾向和結(jié)構(gòu)形式，把化學(xué)開放性問題分為五類。以下是將SOLO的基本思想運用于化學(xué)開放性試題進行等級評分的具體實例，從中我們可以了解SOLO評分標準的應(yīng)用。
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題中往往提供多種信息，需要學(xué)生抓住有用信息，排除干擾信息，通過觀察類比、分析聯(lián)想，抽象概括，尋找思路。
例1.下表為幾種烷烴的結(jié)構(gòu)簡式。
名稱
結(jié)構(gòu)簡式
甲烷
CH4
乙烷
CH3CH3
丙烷
CH3CH2CH3
丁烷
CH3（CH2）2CH3
戊烷
CH3（CH2）3CH3
辛烷
CH3（CH2）6CH3
十七烷
CH3（CH2）15CH3
SOLO理論認為各結(jié)構(gòu)層次的學(xué)生能夠回答的問題如下：
�。�1）單一結(jié)構(gòu)：丁烷中C、H原子個數(shù)？（學(xué)生只需找到這個單一線索，數(shù)數(shù)C、H的個數(shù)即可。）
�。�2）多元結(jié)構(gòu)：戊烷比丁烷多幾個C原子、幾個H原子？（學(xué)生首先需要分別數(shù)數(shù)戊烷和丁烷中的C、H原子個數(shù)，然后計算兩者的差。這些計算只需要找到兩個相關(guān)的特征，不必形成對問題的整體框架。）
�。�3）關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)：含有25個C原子的烷烴的結(jié)構(gòu)簡式？（學(xué)生對問題的理解要上升到更高的水平，找出烷烴的C、H原子個數(shù)之間的聯(lián)系與規(guī)律。）
�。�4）擴展抽象結(jié)構(gòu)：含有n個C原子的烷烴的結(jié)構(gòu)簡式？（避開使用具體數(shù)字，具有開放性，學(xué)生只通過數(shù)數(shù)是無法解決的，必須形成邏輯歸納，形成烷烴的通式，對該問題的理解發(fā)展到質(zhì)變的飛躍。）
教師在設(shè)計時要根據(jù)學(xué)生對于這一種知識的認知發(fā)展。一般來說，應(yīng)用SOLO分類評價法主要有三個程序：
（1）確定某一知識點中對各個結(jié)構(gòu)起作用的評價要素。（C、H原子數(shù)量）
�。�2）按照結(jié)構(gòu)層次形成測試學(xué)生的評價標準。此步是關(guān)鍵，教師對學(xué)生認知發(fā)展必須有充分地認識，層層深入，從孤立到聯(lián)系直至歸納找出規(guī)律，逐步形成學(xué)生思維發(fā)展的躍變。設(shè)計的問題必須具有開放性。
�。�3）對評價標準進行測試與修改。如答對第一個層次的問題即達到單點結(jié)構(gòu)的水平，可記為D；答對第二個問題，記為C；答對第三個問題，記為B；答對第四個問題，記為A。在終結(jié)性的考試與評價中，還可以給各個等級賦予一定的分值，形成學(xué)生成績的量化分數(shù)。此外，在需要一定區(qū)分度的考試中，上述四個等級之間還可以有過渡的等級，也就是說，SOLO的等級數(shù)不必限于5個，可以有多個等級，分別記為A+、A、A-、B+、B、B-、C+、C、C-……甚至可以使用百分數(shù)。
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情景問題是與生活、生產(chǎn)實際相聯(lián)系的問題，強調(diào)理論和實際相結(jié)合，強調(diào)人與自然、 社會協(xié)調(diào)發(fā)展，注重保持與社會生產(chǎn)、最新科技信息的密切聯(lián)系。題目給出一定的情景， 如模擬科學(xué)發(fā)現(xiàn)的`過程，或模擬解決實際問題的思路。對學(xué)生的能力要求高，但所用的知識卻是基礎(chǔ)的，題目“起點高、落點低”，能夠充分激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新熱情。
例2．汽車作為曾經(jīng)推動人類文明向前躍進的現(xiàn)代社會的產(chǎn)物，在給人類的生活帶來便捷舒適的同時，對自然生態(tài)環(huán)境的惡化也有難以推卸的責(zé)任。大氣污染主要來源于工業(yè)污染和汽車尾氣，99％的一氧化碳和一氧化氮的排放來源于汽車尾氣。將氫氣、酒精、液化氣等作為燃料的技術(shù)已在進一步的研制中。
�。�1）單一結(jié)構(gòu)：汽車尾氣中的大氣污染有什么，寫出化學(xué)式？（學(xué)生只需找到這個單一線索，即知道常見氣體的化學(xué)式。）
�。�2）多元結(jié)構(gòu)：將部分汽車排氣管加裝二效轉(zhuǎn)換器，促使尾氣在排氣管內(nèi)與空氣作用， 其反應(yīng)式是什么？（學(xué)生首先需要知道尾氣和轉(zhuǎn)換后的氣體分別是什么，然后寫出化學(xué)方程式。 只需要找到兩個相關(guān)的特征，不必形成對問題的整體框架。）
�。�3）關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)：提出治理汽車尾氣污染的一條合理化建議？（學(xué)生對問題的理解要上升到更高的水平，找出污染與治理之間的聯(lián)系與規(guī)律。）
（4）擴展抽象結(jié)構(gòu)：就目前的情況看，氫氣做燃料的汽車要投入使用前，還要研究解決的問題是什么？（避開題目的限制，更具有開放性，學(xué)生只通過該題的信息是無法解決的，必須聯(lián)系其他知識體系）
這類問題常以新科技、新成果為情境，以考查能力為立意，雖然答題時思維是發(fā)散的， 但也要嚴謹才能符合答題要求。用SOLO分類法就能清晰靈活地對這類題進行評價，清楚地分析學(xué)生所能達到的思維層次。
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條件和結(jié)論已知或部分已知，需學(xué)生利用所學(xué)知識建立合理的化學(xué)模型，運用模仿、 類比、試驗等方法，探尋解題方法或設(shè)計方案。這類試題重在尋求解答過程中，學(xué)生通過比較各種解答的途徑以實現(xiàn)認知結(jié)構(gòu)的重建。
例3．設(shè)計實驗方案證明新制氯水的成分。
�。�1）單一結(jié)構(gòu)：氯水呈什么顏色？
觀察現(xiàn)象，氯水呈淡黃綠色，說明有氯氣分子存在。
�。�2）多元結(jié)構(gòu)：各取少量置于兩支試管中。一支加入AgNO3溶液，再加入稀HNO3;另一支加入鎂條，各有什么現(xiàn)象？
學(xué)生動手操作，第一支有白色沉淀生成，說明有Cl-存在，Ag+＋Cl-AgCl↓；另一支有氣泡產(chǎn)生，說明有H+存在，Mg＋2H+Mg2++H2↑。只需要找到這兩個相關(guān)特征即可。
�。�3）關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)：取少量氯水置于試管中，加入石蕊試液，有什么現(xiàn)象？
先變紅后褪色。已證實有Ｈ+存在，紫色石蕊遇H+先變紅，后因HCLO有氧化性故又褪色。由于氯水中的H+擴散速率比HCLO分子的擴散速率快（指示劑顯色反應(yīng)的速率一般也較快），導(dǎo)致先變紅后褪色。學(xué)生要考慮各因素的相互影響，整體地思考問題。
(4)拓展抽象結(jié)構(gòu)：說明氯水中的所有成分?各成分的量是否一定？
氯水的主要成分是：Cl2、Cl-、H+、HClO。由于Cl2＋H2OHCL＋HCLO平衡的存在，各成分的量不是一定的，久置氯水因Cl2具有揮發(fā)性，其含量較低。學(xué)生抽象歸納并運用更多的知識得出結(jié)論，使問題本身的意義得到拓展。
學(xué)生可根據(jù)自己的實際能力從多個角度、多個層次來選擇恰當?shù)慕忸}方法，殊途同歸。利用SOLO分類法能充分發(fā)揮學(xué)生的發(fā)散思維和創(chuàng)新能力。
（四）結(jié)論開放
給定條件，而結(jié)論未給出或不全給出，需學(xué)生根據(jù)所給條件得出某些（或某個）結(jié)論，然后予以解釋。這類試題要求學(xué)生利用題設(shè)條件進行思考，充分根據(jù)實驗現(xiàn)象或特征，運用觀察、比較、分析、綜合、猜想、歸納、類比等方法得出在給定條件下可能存在的結(jié)論。
例4．氨的噴泉實驗，如下圖。
(1)單一結(jié)構(gòu)：將充滿NH3的噴泉裝置插入滴有酚酞的水中，當向燒瓶中擠入少量水后，出現(xiàn)什么現(xiàn)象？
單一結(jié)構(gòu)的反應(yīng)只需要運用一種策略，即看實驗現(xiàn)象即可。
�。�2）多元結(jié)構(gòu)：為什么將充滿NH3的噴泉裝置插入滴有酚酞的水中，不形成噴泉？而當向燒瓶中擠入少量水后，立即形成紅色的噴泉？
多元結(jié)構(gòu)反應(yīng)需要學(xué)生做兩件事：找出未擠入水前不形成噴泉的原因，再看下擠入水后形成噴泉的原因。噴泉裝置的導(dǎo)管雖插入水中，由于燒瓶與玻璃導(dǎo)管組成了一個連通器，瓶內(nèi)瓶外氣壓相等，故不能形成噴泉。當向燒瓶內(nèi)擠入少量水后，由于部分NH3溶解在這少量水中，燒瓶內(nèi)氣壓急劇下降，低于大氣，因此立即形成美麗的噴泉。所有這些都需要有對問題的基本理解，但不必理解問題的整體結(jié)構(gòu)。
�。�3）關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)：形成噴泉實驗的條件是什么？
關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)水平的學(xué)生必須找出影響噴泉形成的全面因素，需要有對問題系統(tǒng)的聯(lián)系。由于燒瓶內(nèi)的氣體極易溶于水，導(dǎo)致瓶內(nèi)壓強的驟減（化學(xué)原理），與外界大氣壓強產(chǎn)生很大的壓強差，該壓強差必須超過一個特定的值，即必須能克服玻璃導(dǎo)管水柱產(chǎn)生的壓強，才能使水順利壓入燒瓶（物理原理）。因此噴泉實驗的形成是其物理、化學(xué)原理綜合作用的結(jié)果。
�。�4）拓展抽象結(jié)構(gòu)：氣體在水中溶解度多大，才能做噴泉實驗?zāi)�？（如下圖所示，假定燒杯內(nèi)液面到尖嘴玻璃管頂端高度為30 cm。）
該題從個例上升到了普遍的通性，需要學(xué)生拓展知識面，形成邏輯歸納。（結(jié)論略）
基于以上分析，可以出這樣一道試題：對于氨的噴泉實驗，（1）將充滿NH3的噴泉裝置插入滴有酚酞的水中，當向燒瓶中擠入少量水后，出現(xiàn)什么現(xiàn)象？（2）為什么將充滿NH3的噴泉裝置插入滴有酚酞的水中，不形成噴泉？而當向燒瓶中擠入少量水后，立即形成噴泉？（3）形成噴泉實驗的條件是什么？（4）氣體在水中溶解度多大，才能做噴泉實驗？
通過SOLO分類法，這類問題可以充分發(fā)展學(xué)生的發(fā)散思維能力、創(chuàng)新能力、分析能力及綜合運用知識的能力。
四、SOLO分類評價的應(yīng)用意義與注意方面
由于評價方式影響并決定著教學(xué)方式和學(xué)習(xí)方式，所以SOLO分類評價法具有幫助教師診 斷改進教學(xué)和激勵學(xué)生采用深層探究式學(xué)習(xí)策略的雙重功能，這一點已為比格斯先生及其同仁在香港學(xué)校所推行的大面積實驗所證實。［4］
化學(xué)學(xué)科本身具有一定的開放性，學(xué)生的思維不應(yīng)該被束縛。如應(yīng)用SOLO設(shè)計讓學(xué)生想出區(qū)分濃硫酸與稀硫酸的十種方法，讓學(xué)生根據(jù)金屬活動性順序表設(shè)計十個問題并回答，讓學(xué)生利用肥皂水定性檢測硬水，等等。具有普適性、探究性、自主性的開放性問題更有利于促進化學(xué)新課程的改革。SOLO分類法的應(yīng)用對于開放性問題的質(zhì)性評分，對于幫助學(xué)生形成良好的思維習(xí)慣具有重要的作用，具有普遍的推廣價值。SOLO分類法使教育評價的觸角深入到質(zhì)的層面，這是該理論無可替代的優(yōu)點，它可以為師生提供有關(guān)教學(xué)質(zhì)量的有用信息，對指導(dǎo)教學(xué)尤其是評價學(xué)生的學(xué)習(xí)具有直接的指導(dǎo)作用，主要用于過程性評價。由于以SOLO為代表的等級描述型量表對于等級作了較為詳細的描述，所以用它來評定那些有著較為明顯的步驟特征或等級層次分明的化學(xué)探究型開放題，效果會比其他方法更好，教師可以通過學(xué)生達到的思維層次定級，而非根據(jù)采分點來打分。
然而應(yīng)當指出，如同其他評價理論一樣，SOLO分類法也有其不足：區(qū)分度比百分制要低，因而不太適用選拔性考試；對一些分類或?qū)哟螞]有明顯區(qū)別的試題就不能進行較好的測試；對非開放性的化學(xué)題型缺少評價價值。
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