摘要：情境性問題是學(xué)生學(xué)習(xí)水平的評(píng)價(jià)載體，也是發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)的現(xiàn)實(shí)要求。情境的構(gòu)成和情境化的程度對(duì)問題的解決有著重要影響。文章基SOLO分類理論，按照情境構(gòu)成和情境化程度對(duì)化學(xué)問題進(jìn)行層級(jí)結(jié)構(gòu)的劃分和建構(gòu)，分析美國、英國、新加坡普通高中化學(xué)教材電化學(xué)內(nèi)容課后情境性問題的層級(jí)結(jié)構(gòu)，探索問題情境對(duì)化學(xué)教材習(xí)題建設(shè)的價(jià)值，為深化情境性問題的理論和應(yīng)用研究提供參考。

　　關(guān)鍵詞：情境;問題;結(jié)構(gòu);教材習(xí)題

　　《化學(xué)教育》Journal of Chemical Education(半月刊)1980年創(chuàng)刊，是國家級(jí)化學(xué)教育類學(xué)術(shù)月刊。

　　《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》在實(shí)施建議中明確提出“以真實(shí)情境為測試載體”的命題原則。情境的真實(shí)度越高越能反映學(xué)生的核心素養(yǎng)水平，情境設(shè)計(jì)應(yīng)注重針對(duì)性、啟發(fā)性、過程性和科學(xué)性，為學(xué)生解決真實(shí)情境下不同復(fù)雜程度化學(xué)問題提供素養(yǎng)表現(xiàn)的機(jī)會(huì)。國際大型測評(píng)項(xiàng)目(National Assess-ment of Educational Progress，NAEP)研究發(fā)現(xiàn)，學(xué)生回答具有特定情境的題目的不專注率和漏答率較回答不包含情境的題目時(shí)均明顯降低。因此，題干中的真實(shí)情境能夠提升學(xué)生的動(dòng)機(jī)和參與作答水平。事實(shí)上，情境性試題增加了試題的信息量，使問題結(jié)構(gòu)變得更加復(fù)雜，從而會(huì)影響學(xué)生對(duì)問題的解讀過程，因此，問題腈境的結(jié)構(gòu)對(duì)問題本身的影響是值得研究的。以往對(duì)情境性問題的研究均集中在情境性問題的分類、價(jià)值以及情境對(duì)問題難度的影響等宏觀層面的敘述上，沒有深入地探討情境性問題的層級(jí)結(jié)構(gòu)，情境的哪些維度對(duì)問題的難度和學(xué)生解決問題造成影響。因此，構(gòu)建化學(xué)情境性問題的層級(jí)結(jié)構(gòu)可以更加清晰地把握問題情境對(duì)問題本身的影響，研究問題情境的價(jià)值。

　　一、問題情境的結(jié)構(gòu)組成及其關(guān)系

　　Gilbert依據(jù)建構(gòu)主義理論、情境學(xué)習(xí)理論和活動(dòng)理論分析研究化學(xué)教育中情境的本質(zhì)，得出化學(xué)教育中構(gòu)成情境的四項(xiàng)基本標(biāo)準(zhǔn)，體現(xiàn)了化學(xué)學(xué)習(xí)中情境的構(gòu)成成分主要有實(shí)際背景和時(shí)間構(gòu)架、行為環(huán)境、化學(xué)概念和背景知識(shí)。侯燕通過分析教學(xué)案例指出實(shí)際教學(xué)中的情境是一個(gè)由“需要一動(dòng)機(jī)圈”“任務(wù)一案例圈”“條件—信息圈”和“認(rèn)知一實(shí)踐圈”有機(jī)結(jié)合而成的四重結(jié)構(gòu)。張小菊、王祖浩研究化學(xué)優(yōu)質(zhì)教學(xué)情境時(shí)從情境的構(gòu)成和功能兩個(gè)維度建立評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。田潤總結(jié)出的教科書中情境構(gòu)成特征評(píng)價(jià)工具，分別以背景事件、主題知識(shí)、信息支持和活動(dòng)過程組成四維度三水平的評(píng)價(jià)指標(biāo)。PISA是由OECD(經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織)組織的“國際學(xué)生評(píng)估項(xiàng)目”。PISA認(rèn)為在處理科學(xué)問題時(shí)，方法的選擇以及表現(xiàn)通常與問題所置的情境相關(guān)，PISA2015中對(duì)基于真實(shí)情境展現(xiàn)的知識(shí)發(fā)展做出具體的解釋。其中，知識(shí)包括內(nèi)容性知識(shí)、程序性知識(shí)和認(rèn)知性知識(shí)。依據(jù)以上對(duì)情境的本質(zhì)、構(gòu)成、特征、價(jià)值等因素的分析確定化學(xué)情境性問題的結(jié)構(gòu)(如圖1)，分別為事件、知識(shí)、過程和價(jià)值。事件、知識(shí)、過程和價(jià)值之間的關(guān)系如圖2所示，情境事件是問題的前提，將知識(shí)融入到解決問題的過程中，最終發(fā)揮問題情境的價(jià)值和作用，從而掌握所學(xué)知識(shí)。

　　二、情境性問題的層級(jí)結(jié)構(gòu)構(gòu)建

　　情境性問題是指以社會(huì)、生活、科學(xué)、技術(shù)、環(huán)境、最新科技成果等作為知識(shí)的載體，是化學(xué)知識(shí)和真實(shí)情境問題的結(jié)合，置知識(shí)的考查于實(shí)際的問題解決之中，有助于學(xué)生發(fā)展和創(chuàng)造性地解決問題，使學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力得到應(yīng)用，學(xué)生的興趣、態(tài)度、情感等得到潛移默化的培養(yǎng)。上文分析得到化學(xué)情境性問題的結(jié)構(gòu)組成分別是事件、知識(shí)、過程和價(jià)值，在此基礎(chǔ)上依據(jù)sOL0分類理論劃分層級(jí)。情境與問題相脫離時(shí)屬于前結(jié)構(gòu)，即情境與問題無聯(lián)系，此類問題不屬于情境性問題，其余情境結(jié)構(gòu)可分為四種層級(jí)：(1)單點(diǎn)結(jié)構(gòu)：根據(jù)問題線索對(duì)單個(gè)素材或知識(shí)進(jìn)行運(yùn)用，即“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”解決問題。(2)多點(diǎn)結(jié)構(gòu)：需根據(jù)問題線索，對(duì)多個(gè)相互獨(dú)立的相關(guān)信息和知識(shí)進(jìn)行應(yīng)用。(3)關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)：需根據(jù)問題線索，在經(jīng)驗(yàn)范圍內(nèi)利用不同素材或知識(shí)的邏輯關(guān)聯(lián)進(jìn)行推導(dǎo)及應(yīng)用。(4)抽象擴(kuò)展：需根據(jù)問題線索，對(duì)未經(jīng)歷過的情景進(jìn)行信息挖掘和拓展，并應(yīng)用聯(lián)想、預(yù)測、假設(shè)等方式實(shí)現(xiàn)“超越經(jīng)驗(yàn)”的遷移。

　　三、美、英、新三國教材電化學(xué)內(nèi)容的情境性問題分析

　　本文選取美洲、歐洲、亞洲主流英文教材美國高中教材《化學(xué)概念與應(yīng)用》(Chemistry：Conceptionsand Application)、英國高中教材《chemistry》(Pear-son education 2007年出版，2010年再版)、新加坡高中教材《cHEMISTRY INSIGHTS(O-Level)》中的電化學(xué)內(nèi)容作為研究對(duì)象，研究者依據(jù)上述情境性問題的層級(jí)結(jié)構(gòu)評(píng)價(jià)工具對(duì)三國教材習(xí)題中的情境性問題進(jìn)行獨(dú)立測評(píng)，對(duì)存在爭議的問題討論并統(tǒng)一意見，利用SPSS19.0軟件分析評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)各維度之間的相關(guān)性，進(jìn)而探索情境構(gòu)成對(duì)問題的影響。

　　1.美國高中教材電化學(xué)內(nèi)容課后測試中情境性問題的情境結(jié)構(gòu)水平分析

　　美國教材電化學(xué)內(nèi)容課后測試題中的情境性問題共13題，占總數(shù)比為35.14%，情境結(jié)構(gòu)水平分布如表2。情境全部選取學(xué)生日常生活中所熟知的事件，學(xué)生沒有陌生感，其中61.54%的習(xí)題均只解決一個(gè)問題，突出問題解決的針對(duì)性;在知識(shí)維度考查較為全面，考查水平也集中在低水平階段，考查學(xué)生需掌握的內(nèi)容性知識(shí)，占整體的69.24%;在過程維度，習(xí)題的情境設(shè)置注重問題的理解、解決和探索，沒有對(duì)記憶過程的考查，整體水平較高，充分體現(xiàn)了對(duì)真實(shí)問題的解決過程;價(jià)值維度水平二占比最高，達(dá)76.92%，原因主要在于事件維度主要集中在水平一，即只考查一個(gè)與學(xué)生日常生活有關(guān)或?qū)W生在學(xué)習(xí)過程中熟知的事件，考查較為簡單，因此習(xí)題多數(shù)涉及單個(gè)化學(xué)知識(shí)，不存在多個(gè)要點(diǎn)，但值得一提的是，考查的化學(xué)知識(shí)均可遷移到情境上，學(xué)生能夠有效地通過化學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題，實(shí)現(xiàn)化學(xué)知識(shí)和實(shí)際情境的結(jié)合，進(jìn)而發(fā)展學(xué)生解決問題的能力。總體來看，美國教材中電化學(xué)部分課后情境性習(xí)題都是選自貼近生活的實(shí)際問題，知識(shí)考察全面，注重對(duì)問題的理解和解決，能將化學(xué)知識(shí)融入到情境之中，但是習(xí)題中一個(gè)情境對(duì)應(yīng)一個(gè)問題，沒有在情境中將化學(xué)知識(shí)連接起來，形成多個(gè)知識(shí)點(diǎn)的有機(jī)結(jié)合，從而更好地解決現(xiàn)實(shí)問題，習(xí)題難度較小。例如：以下用途選擇電池考慮哪些因素：①手電筒;②起搏器;③助聽器;④玩具汽車。題中情境事件選取4件日常生活熟知的事件，分別分析考查4個(gè)內(nèi)容性知識(shí)，要求學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析并應(yīng)用到情境事件中，但是四個(gè)情境互相獨(dú)立，沒有形成一個(gè)整體。

　　2.英國高中教材電化學(xué)內(nèi)容課后測試中情境性問題的情境結(jié)構(gòu)水平分析

　　英國教材電化學(xué)內(nèi)容課后測試題中的情境性問題共4題，占總數(shù)比為11.76%，情境結(jié)構(gòu)水平分布如表3。情境事件的選擇分為兩類，一類是接近學(xué)生日常生活的事件，另一類是時(shí)間跨度大的遠(yuǎn)離日常生活的事件，這一點(diǎn)，同樣也體現(xiàn)在知識(shí)維度和過程維度，統(tǒng)計(jì)過程也顯示說明在考查高水平的事件時(shí)對(duì)應(yīng)考查高水平的知識(shí)和認(rèn)知過程，都是一一對(duì)應(yīng)的。最后，在價(jià)值維度，英國教材中的情境性問題都達(dá)到了對(duì)考查的化學(xué)知識(shí)的聯(lián)結(jié)和整合，形成一個(gè)有機(jī)體，能夠?qū)W(xué)生所學(xué)化學(xué)知識(shí)與解決實(shí)際問題緊密地結(jié)合在一起，問題具有較高的價(jià)值。因此，英國高中教材電化學(xué)內(nèi)容的課后情境性習(xí)題的特點(diǎn)鮮明，主要分為兩類，一類是與學(xué)生日常生活貼近的事件，考查簡單的內(nèi)容性知識(shí)和對(duì)知識(shí)的理解過程。例如：說出與汽油或柴油等傳統(tǒng)燃料相比，使用氫氧燃料電池為汽車提供動(dòng)力的兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)。習(xí)題選用近期發(fā)生的貼近生活的情境事件，考查對(duì)內(nèi)容性知識(shí)的理解。另一類是遠(yuǎn)離學(xué)生日常生活，綜合性較高的事件背景下，考查認(rèn)知性知識(shí)和對(duì)知識(shí)的探索過程。例如：已知深藍(lán)色溶液中含有下列離子的組合之一，A.[cu(NH3)4(H2O)：]2+(aq)和sO42-(aq)，B.2H+(aq)和[COCl4]2-(aq)，描述如何使用電池、連接線和一張濾紙找出離子的組合。情境事件是學(xué)生相對(duì)較陌生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，且需要運(yùn)用到認(rèn)知性知識(shí)，即電解理論為依據(jù)，考查學(xué)生設(shè)計(jì)探究實(shí)驗(yàn)的能力。值得關(guān)注的是，包括上述兩題在內(nèi)的所有習(xí)題均有效地將知識(shí)與情境結(jié)合，解決綜合性問題，是三國教材中情境與知識(shí)融合度最高的，全部處于水平四，習(xí)題難度較大。

　　3.新加坡高中教材電化學(xué)內(nèi)容課后測試中情境性問題的情境結(jié)構(gòu)水平分析

　　新加坡教材電化學(xué)內(nèi)容課后測試題中的情境性問題共22題，占總數(shù)比為35.59%，情境結(jié)構(gòu)水平分布如表4。情境的內(nèi)容廣泛，從學(xué)生能夠接觸到的日常生活事件到時(shí)間跨度較大的化學(xué)史，從日常實(shí)驗(yàn)到工廠生產(chǎn)，均有涉獵，全方位展示化學(xué)對(duì)生產(chǎn)生活發(fā)展的作用和意義;知識(shí)維度考查較為基礎(chǔ)，集中在水平一和水平二，即內(nèi)容性知識(shí)，對(duì)理論和科學(xué)依據(jù)推論的認(rèn)知性知識(shí)的考查為0，說明教材中的情境性問題注重對(duì)學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)的考查;過程維度四個(gè)水平均有分布，說明新加坡教材中對(duì)問題情境的剖析較為全面，原因主要是情境的內(nèi)容廣泛，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)從基礎(chǔ)的識(shí)記練習(xí)到高水平的問題探索活動(dòng)的考查，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)的掌握和應(yīng)用，由于事件和過程維度的分布廣泛，因此，新加坡教材的情境性問題在價(jià)值維度呈現(xiàn)較高水平，雖然大部分習(xí)題考查單個(gè)知識(shí)點(diǎn)，但是仍然有部分實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)知識(shí)點(diǎn)的考查，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)化學(xué)知識(shí)的整體把握和遷移。綜上所述，新加坡高中教材電化學(xué)內(nèi)容的課后情境性習(xí)題的特點(diǎn)是情境廣度大，有部分對(duì)學(xué)生陌生的事件的習(xí)題，注重內(nèi)容型知識(shí)的考查，注重對(duì)問題的理解，化學(xué)知識(shí)均可以遷移到情境中，有部分習(xí)題實(shí)現(xiàn)了化學(xué)知識(shí)的有機(jī)結(jié)合并合理遷移到了情境當(dāng)中，習(xí)題難度適中。例如：電池發(fā)明于1800年，由多個(gè)金屬盤(鋅、銀或銅)組成，中間用浸泡在鹽溶液中的布，如圖3顯示的一個(gè)連接有燈泡的電池，要求在圖中標(biāo)記出正極、負(fù)極和電子流動(dòng)的方向。習(xí)題以化學(xué)史為情境事件，時(shí)間跨度較大，學(xué)生不熟知，但是考查的知識(shí)和解答過程都較簡單，是學(xué)生對(duì)內(nèi)容性知識(shí)的理解過程，重點(diǎn)是這道題同時(shí)考查正極、負(fù)極和電子流動(dòng)的方向，將考查的內(nèi)容聯(lián)結(jié)起來，互相影響，形成對(duì)電解池的整體概念。

　　四、情境性問題的結(jié)構(gòu)組成的相關(guān)性分析

　　對(duì)情境性問題的結(jié)構(gòu)組成事件、知識(shí)、過程和價(jià)值進(jìn)行相關(guān)性分析(如表5)，分析發(fā)現(xiàn)事件與價(jià)值、知識(shí)與過程、知識(shí)與價(jià)值、過程與價(jià)值之間存在不同程度的顯著相關(guān)。結(jié)合對(duì)美、英、新三國高中教材電化學(xué)內(nèi)容課后情境性習(xí)題的內(nèi)容分析，得到以下四點(diǎn)：(1)情境陌生程度對(duì)知識(shí)考查和問題解答過程的影響。在對(duì)美、英、新三國教材的研究中發(fā)現(xiàn)，情境的陌生程度與各知識(shí)水平的相關(guān)度很小，說明情境的陌生與否與所要考查的知識(shí)的水平無太大關(guān)系，任何情境均可對(duì)應(yīng)不同的知識(shí)水平，另一方面，情境陌生程度與習(xí)題解答過程呈負(fù)相關(guān)，說明三國教材對(duì)情境較陌生習(xí)題的解決過程都相對(duì)簡單。(2)情境陌生程度與情境價(jià)值顯著正相關(guān)。也就是說情境越陌生，情境與化學(xué)知識(shí)的融合度越高，陌生情境事件背景下的問題更能將化學(xué)知識(shí)體現(xiàn)到情境中，問題的綜合性越強(qiáng)。(3)知識(shí)水平對(duì)問題解決過程和情境價(jià)值體現(xiàn)的影響。知識(shí)水平對(duì)問題解決過程和情境價(jià)值均呈顯著正相關(guān)，考查的知識(shí)水平越高，就需要越復(fù)雜的解題過程，越容易將化學(xué)知識(shí)運(yùn)用到背景事件中，體現(xiàn)情境的價(jià)值。(4)情境價(jià)值對(duì)問題解決過程有顯著影響。習(xí)題解答過程的復(fù)雜程度受情境與知識(shí)的融合度的影響，情境價(jià)值越高則越需要高水平的認(rèn)知過程。

　　五、結(jié)論和啟發(fā)

　　研究美、英、新三國高中化學(xué)教材電化學(xué)內(nèi)容的課后情境性習(xí)題發(fā)現(xiàn)：所有情境性問題中的情境均與知識(shí)緊密結(jié)合，不存在情境與知識(shí)相脫離的情況。美國習(xí)題貼近生活、針對(duì)性強(qiáng)，新加坡習(xí)題內(nèi)容廣泛、考查全面，英國習(xí)題層級(jí)分明、綜合性強(qiáng)。問題情境的結(jié)構(gòu)維度對(duì)問題的解決具有不同程度影響，知識(shí)、過程和價(jià)值三者聯(lián)系緊密，不同知識(shí)水平對(duì)應(yīng)不同的問題解決過程，同時(shí)體現(xiàn)相應(yīng)的問題價(jià)值和功能。陌生的情境事件背景下對(duì)于知識(shí)的運(yùn)用更加綜合，知識(shí)和情境的關(guān)聯(lián)更加緊密，突出情境的價(jià)值和功能。對(duì)問題情境進(jìn)行結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)層級(jí)的劃分可以進(jìn)一步從細(xì)節(jié)上了解情境對(duì)問題解決過程的影響，發(fā)掘情境在問題中的價(jià)值，通過解答情境性問題培養(yǎng)學(xué)生問題解決能力。