SOLO分類法在高中電學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的運(yùn)用研究

張淼

[摘要]電學(xué)實(shí)驗(yàn)是高中物理教學(xué)的重要內(nèi)容，文章將SOLO分類法用于指導(dǎo)物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，可有效把握學(xué)生已有知識(shí)水平，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究、合作學(xué)習(xí)。針對(duì)目前高中物理學(xué)科特點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)現(xiàn)狀，明確不同學(xué)習(xí)水平的SOLO等級(jí)，獲取直觀、準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)SOLO理論實(shí)施教學(xué)干預(yù)促進(jìn)學(xué)生掌握所學(xué)知識(shí)。

[關(guān)鍵詞]SOLO分類法；高中物理；電學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)；應(yīng)用實(shí)例

[中圖分類號(hào)]G633.7[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A[文章編號(hào)]16746058（2018）08004303

一、關(guān)于SOLO分類法

SOLO：Structure of the Observed Learning Outcome理論的縮寫，該理論最早由澳大利亞心理學(xué)家比格斯（John Biggs）及其同事研究提出，它是一種以等級(jí)描述為主要特征的質(zhì)性評(píng)價(jià)方法。于1988年傳入我國(guó)，如今在理論和應(yīng)用領(lǐng)域均獲得一定的研究成果。SOLO理論指出，所有問題均可從低至高劃分為前結(jié)構(gòu)水平、單一結(jié)構(gòu)水平、多元結(jié)構(gòu)水平、關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)水平及擴(kuò)展的抽象水平。其中前3個(gè)階段重視知識(shí)量的積累，后2個(gè)層次追求理論思維的飛躍。

SOLO分類法源自定義學(xué)習(xí)不同水平質(zhì)的差異需要，為綜合評(píng)價(jià)學(xué)生并發(fā)現(xiàn)學(xué)生在特定主題達(dá)到的水平，我們必須清晰描述學(xué)生在其質(zhì)性增長(zhǎng)階段是什么樣的。在研究不同學(xué)習(xí)領(lǐng)域?qū)W生對(duì)問題的反應(yīng)后，比格斯（Biggs）等學(xué)者發(fā)現(xiàn)，每種表征方式，個(gè)體的反應(yīng)均表現(xiàn)出循環(huán)發(fā)生的結(jié)構(gòu)復(fù)雜性。這些反應(yīng)表明某種表征方式下，由新手發(fā)展至專家的過(guò)程。由此可知，SOLO分類法可用于對(duì)表征方式之下的學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)實(shí)施分類，它能夠提供一個(gè)系統(tǒng)的途徑，細(xì)致觀察學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)，以此描述學(xué)習(xí)者日常表現(xiàn)及其如何在復(fù)雜性上增長(zhǎng)。

運(yùn)用SOLO理論評(píng)價(jià)學(xué)生在學(xué)習(xí)物理過(guò)程中的一些具體表現(xiàn)，依據(jù)學(xué)生課堂互動(dòng)、解答作業(yè)以及小組合作時(shí)，答案的層次性及思維的變化特征，判斷學(xué)生處于何種SOLO層次。根據(jù)SOLO分類層次示意圖可知，學(xué)習(xí)是一個(gè)由淺到深、從量變到質(zhì)變的過(guò)程中。上述5個(gè)層次中，前結(jié)構(gòu)水平作為新手準(zhǔn)備階段，單一、多元結(jié)構(gòu)旨在對(duì)學(xué)習(xí)量實(shí)施描述，重點(diǎn)是要考查學(xué)生所需的知識(shí)點(diǎn)及相對(duì)應(yīng)的知識(shí)遷移能力。關(guān)聯(lián)、擴(kuò)展的抽象水平則著眼于對(duì)學(xué)生質(zhì)的掌握程度的描述，重點(diǎn)考查學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的思維水平及分析、解決問題的能力，上述考察均在知識(shí)量的積累下展開。

二、SOLO分類理論的優(yōu)勢(shì)

SOLO分類理論提出后，引起了諸多教育者和學(xué)者的重視，可謂萬(wàn)眾矚目。就現(xiàn)狀來(lái)看，已經(jīng)有很多地區(qū)把SOLO分類理論運(yùn)用到日常教學(xué)中。一部分地區(qū)還根據(jù)SOLO分類理論編制了試題，這其中還包括中考和高考題目。

誠(chéng)然，在該理論的諸多優(yōu)勢(shì)中，筆者認(rèn)為最主要的還是“等級(jí)描述性劃分”。在關(guān)注學(xué)生掌握知識(shí)容量的情況下，兼顧對(duì)學(xué)生思維水平的劃分，從而更深層次地提升評(píng)價(jià)的有效性。教育者和研究者們可以借助SOLO分類理論把學(xué)生對(duì)某個(gè)特定知識(shí)點(diǎn)的掌握情況劃分為5個(gè)思維等級(jí)，而這些遞增式的等級(jí)直接反映學(xué)生從量到質(zhì)的學(xué)習(xí)變化過(guò)程，教育者和研究者們完全可以依據(jù)這些學(xué)生的不同思維等級(jí)判定學(xué)生學(xué)習(xí)某個(gè)特定知識(shí)點(diǎn)的質(zhì)量高低。

在具體評(píng)價(jià)中，教育者和研究者們也可根據(jù)所得答案來(lái)評(píng)估學(xué)生處于某個(gè)層次，以此判定學(xué)生對(duì)這個(gè)問題的認(rèn)識(shí)水平，進(jìn)一步了解學(xué)生的學(xué)習(xí)結(jié)果，從而反思并總結(jié)出一系列提升教學(xué)質(zhì)量的相關(guān)策略。優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)如下：（1）SOLO分類法用于電學(xué)教學(xué)評(píng)價(jià)，有利于教師準(zhǔn)確掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況；（2）在當(dāng)今的中考、高考題目中，SOLO分類理論為開放性題目評(píng)價(jià)提供了規(guī)范及嚴(yán)密的操作系統(tǒng)；（3）SOLO分類應(yīng)用于物理教學(xué)形成性評(píng)價(jià)，有助于教師準(zhǔn)確反思自己在教學(xué)過(guò)程中的問題，進(jìn)一步修正教學(xué)方案，改正傳統(tǒng)不適宜的教學(xué)方法；（4）運(yùn)用SOLO分類理論有利于學(xué)生更客觀、準(zhǔn)確地開展自我評(píng)價(jià)，通過(guò)讓學(xué)生練習(xí)SOLO試題，并展開自評(píng)，學(xué)生能夠清晰地認(rèn)識(shí)到自己在本環(huán)節(jié)學(xué)習(xí)中存在的問題，了解自己處在哪個(gè)水平，還有多少知識(shí)沒有掌握，以此確定下一步的學(xué)習(xí)方案及努力方向，探尋適合自己的學(xué)習(xí)方法。

三、將SOLO理論運(yùn)用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)

SOLO理論與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合，有利于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α３B(tài)下的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，一般有七個(gè)環(huán)節(jié)，即明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握?shí)驗(yàn)原理、選取實(shí)驗(yàn)器材、知道實(shí)驗(yàn)步驟、完成數(shù)據(jù)采集、處理數(shù)據(jù)、分析誤差。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)更注重實(shí)驗(yàn)程序，對(duì)學(xué)生能力的提升較慢，教學(xué)效果難以評(píng)測(cè)。為提升教學(xué)效果，幫助學(xué)生提高探究能力。將實(shí)驗(yàn)要求與SOLO五個(gè)能力結(jié)構(gòu)相結(jié)合，重新歸納如下：（1）單一結(jié)構(gòu)水平：選擇實(shí)驗(yàn)儀器，觀察簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，采集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，有效數(shù)字的表述；（2）多元結(jié)構(gòu)水平：掌握實(shí)驗(yàn)原理，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康模鶕?jù)實(shí)驗(yàn)需要改變條件，獨(dú)立操作并完成實(shí)驗(yàn)，觀察復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，利用數(shù)學(xué)知識(shí)處理數(shù)據(jù)；（3）關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)水平：得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，能從系統(tǒng)誤差與偶然誤差角度分析評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)成果；（4）拓展抽象結(jié)構(gòu)水平：理論指導(dǎo)操作，利用提供的實(shí)驗(yàn)器材設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，借助科學(xué)探究環(huán)節(jié)提出實(shí)驗(yàn)猜想與假設(shè)，制定合理實(shí)驗(yàn)操作方案，完成數(shù)據(jù)采集分析及交流評(píng)估。

幫助學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、解決問題，層層遞進(jìn)，螺旋上升。如，電學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)圍繞安全、精確、方便三大理念，做好器材選擇、電流表內(nèi)外接、滑動(dòng)變阻器的限流式與分壓式連接等三個(gè)具體操作。

下面是筆者提供的運(yùn)用SOLO題考查學(xué)生SOLO能力的教學(xué)課例，供參考。

【案例研究】高二年級(jí)物理實(shí)驗(yàn)操作技能考核中，有一項(xiàng)目是利用規(guī)定的電學(xué)元件設(shè)計(jì)電路圖，并較準(zhǔn)確地測(cè)量電池組的電動(dòng)勢(shì)E及其內(nèi)阻r。實(shí)驗(yàn)室提供的器材如下：

A.滿偏電流為10mA，內(nèi)阻為10Ω的靈敏電流表G；

B.內(nèi)阻未知的電流表A（0～0.6A～3A）；

C.滑動(dòng)變阻器R0（調(diào)節(jié)范圍0～100Ω，額定電流1A）；

D.多用電表；

E.開關(guān)與導(dǎo)線若干；

F.阻值為990Ω的定值電阻R。

（1）小明同學(xué)先利用多用電表的直流10V檔粗略地測(cè)了一下電池組的電動(dòng)勢(shì)，電表指針如圖1所示，則該電表讀數(shù)為V。

（2）小明借助提供的器材，設(shè)計(jì)圖2（甲）所示的電路，請(qǐng)你幫助他在圖2（乙）上完成實(shí)物圖連線.

（3）在數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié)，小明利用測(cè)得的數(shù)據(jù)繪制出的I1-I2圖線（其中I1為靈敏電流表G的示數(shù)，I2為電流表A的示數(shù)），則根據(jù)圖線的物理意義可知：電池組的電動(dòng)勢(shì)E=

V，內(nèi)阻r=Ω（保留3位有效數(shù)字）.

【教學(xué)過(guò)程】測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)是高考重點(diǎn)考查的實(shí)驗(yàn)，與閉合電路歐姆定律、電表的改裝、圖像的物理意義及實(shí)驗(yàn)改進(jìn)等難點(diǎn)相結(jié)合，此類題對(duì)學(xué)生的能力要求非常高，一般達(dá)到拓展抽象結(jié)構(gòu)。

（2）小題中已知阻值的靈敏電流表與阻值為990Ω電阻串聯(lián)，改裝成了一個(gè)量程為10V的“電壓表”，在教學(xué)中，可利用安全理念層層設(shè)置課堂問題開展教學(xué)。

圖3中左圖為電壓表的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖，其兩端的電壓由歐姆定律得U=Ig（Rg+R），得出R=UIg-Rg，由此可知R為大電阻，承擔(dān)分壓作用。圖3中右圖為電流表的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖，由并聯(lián)電路兩端電壓相等得IgRg=（I-Ig）R，得出R=IgRgI-Ig，由表達(dá)式可知R為小電阻，承擔(dān)分流作用。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師應(yīng)注意指導(dǎo)學(xué)生從原理理解出發(fā)，經(jīng)歷從單點(diǎn)結(jié)構(gòu)的部分電路歐姆定律，到運(yùn)用串并聯(lián)知識(shí)列式求解，再到運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)求出電阻阻值的過(guò)程，并對(duì)阻值進(jìn)行分析研究。在拓展實(shí)驗(yàn)中對(duì)電表改裝考查頻次相對(duì)較高。在具體教學(xué)中，教師還可以針對(duì)定值電阻進(jìn)行“拓展思維”教學(xué)，為學(xué)生搭建解答此類開放性實(shí)驗(yàn)題的橋梁。

“拓展思維”教學(xué)片段如下。

師：同學(xué)們思考一下定值電阻在實(shí)驗(yàn)中一般起什么作用？

生1：初中物理實(shí)驗(yàn)課上我曾經(jīng)將一個(gè)大電阻串聯(lián)在電路中，它起到了保護(hù)電阻的作用。（單點(diǎn)結(jié)構(gòu)）

師：還有其他作用嗎？

生：……（陷入沉思）

師：我們?cè)賮?lái)觀察以上兩種電路，思考在電路中定值電阻起什么作用？

生2：我覺得在圖3中起到了保護(hù)靈敏電流表的作用。（單點(diǎn)結(jié)構(gòu)）

師：說(shuō)說(shuō)理由呢？

生2：因?yàn)殪`敏電流表的滿偏電壓較小，串聯(lián)電阻后擴(kuò)大了它的量程，同時(shí)保護(hù)

靈敏電流表不被燒毀。（關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)）

師：很好，定值電阻在電壓表改裝中充當(dāng)與初中物理電路中一樣的作用——保護(hù)電阻。那么電流表改裝原理呢？

生：……（又陷入沉思）

師：靈敏電流表的滿偏電流如何？

生：比較?。R聲回答） （單點(diǎn)結(jié)構(gòu)）

生3：我認(rèn)為：電流表改裝的原理圖中的定值電阻同樣起到了“保護(hù)電阻”的作用，因?yàn)楫?dāng)小電阻與靈敏電流表并聯(lián)時(shí)，可以分流一部分電流，而且……當(dāng)電阻越小時(shí)它的分流作用越明顯。（關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)）

師：很好。那么我們以后該如何判斷是否需要改裝電表呢？是改裝成電流表，還是電壓表呢？

生4：缺少什么表就改裝成什么表啊。（微笑）（前結(jié)構(gòu)）

生5：當(dāng)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)題中提供大電阻時(shí)，我們可以從兩個(gè)方面考慮：保護(hù)電阻或電壓表改裝，當(dāng)然具體還要根據(jù)題中的要求來(lái)判斷……當(dāng)題中提供小電阻時(shí)，我們應(yīng)該優(yōu)先考慮電流表改裝。因?yàn)樾‰娮柙陔妷罕砀难b和保護(hù)電路中基本不起大的作用。我認(rèn)為，無(wú)論是大電阻起保護(hù)作用，還是將大電阻改裝成電壓表，亦或是利用小電阻與靈敏電流表并聯(lián)改裝成電流表，它們的本質(zhì)都是一樣的，都是保護(hù)電路不被燒壞。

（拓展抽象結(jié)構(gòu)）

參與互動(dòng)的5位同學(xué)中，第5位學(xué)生不但能夠清楚分析定值電阻在電學(xué)實(shí)驗(yàn)中所起的作用，還能對(duì)定值電阻的作用進(jìn)行清晰歸類，由此可知，課堂互動(dòng)可以激發(fā)學(xué)生思考。在教師環(huán)環(huán)相扣的設(shè)問中，學(xué)生不僅理解電表在何種情況下需要改裝，選擇何種定值電阻改裝相應(yīng)的電表，最后還能夠總結(jié)定值電阻在電學(xué)實(shí)驗(yàn)中的作用。此外設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生的要求相對(duì)高，可以引導(dǎo)學(xué)生依據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康募疤峁┑钠鞑?，借助所學(xué)知識(shí)創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。如，當(dāng)電流表內(nèi)阻已知時(shí)，可以充當(dāng)電壓表，同樣當(dāng)電壓表已知阻值時(shí)，又可以當(dāng)電流表。

源于皮亞杰認(rèn)知發(fā)展理論，由澳大利亞心理學(xué)家比格斯（John Biggs）研究提出的SOLO分類法是一種新興的質(zhì)性評(píng)價(jià)理論，它不僅注重評(píng)估學(xué)生知識(shí)掌握情況，也關(guān)注學(xué)生思維水平的劃分。教師可依據(jù)學(xué)生在某些問題上的表現(xiàn)展開分析與評(píng)價(jià)，以此掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，進(jìn)一步改進(jìn)教學(xué)策略。

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（責(zé)任編輯易志毅）