指向思維進(jìn)階的初中物理情境復(fù)習(xí)教學(xué)
——基于SOLO分類理論的視角

濮婷婷

(西安交通大學(xué)蘇州附屬初級(jí)中學(xué),江蘇 蘇州 215000)

指向思維進(jìn)階的以“情境—問題”的方式架構(gòu)復(fù)習(xí)教學(xué),在多元化的情境下,創(chuàng)設(shè)富有層次的問題激發(fā)學(xué)生的興趣與思考,重構(gòu)物理知識(shí)體系,搭建學(xué)生思維進(jìn)階的平臺(tái),關(guān)注學(xué)生的信息提取的過程與語言表達(dá)的凝練,重視學(xué)生對(duì)技能的訓(xùn)練與方法的把握,既能達(dá)成中考物理考查目標(biāo),也能與高中物理課程相銜接,為高中物理學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ),促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展。本文從SOLO分類理論的視角,以“受力分析”復(fù)習(xí)為例,進(jìn)行教學(xué)情境設(shè)計(jì),探索指向思維進(jìn)階的中考物理復(fù)習(xí)途徑。

1 SOLO理論簡介

Structure of the Observed Learning Outcome(縮寫SOLO)意為:可觀察的學(xué)習(xí)結(jié)果的結(jié)構(gòu)。SOLO理論是由香港大學(xué)教育心理學(xué)教授比格斯在1982年首創(chuàng)的一種學(xué)生學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)理論,它基于學(xué)生對(duì)某一具體問題反應(yīng)的分析,對(duì)學(xué)生解決問題時(shí)所達(dá)到的思維水平進(jìn)行由低到高的五個(gè)基本結(jié)構(gòu)層次的等級(jí)劃分,分別是:前結(jié)構(gòu)水平(P)、單一結(jié)構(gòu)水平(U)、多元結(jié)構(gòu)水平(M)、關(guān)聯(lián)水平(R)和擴(kuò)展的抽象水平(E)。[1]同時(shí),學(xué)生在學(xué)習(xí)新知識(shí)過程中表現(xiàn)出來的思維階段是可以觀察到的。比格斯還劃分了認(rèn)知發(fā)展的5種功能方式、4種知識(shí)類型和表征方式、獲得每種方式的相應(yīng)年齡、每種方式下所獲得的知識(shí)類型,揭示了各種方式之間轉(zhuǎn)化的路徑(圖1)。

圖1

5種方式從低層向高層依次排列,低層次方式出現(xiàn)在更小年齡,每種方式內(nèi)U-M-R的循環(huán)表明了學(xué)習(xí)的大致發(fā)展途徑。A是理想的發(fā)展途徑,對(duì)于中學(xué)生來說主要發(fā)展具體符號(hào)方式下的關(guān)聯(lián)反應(yīng)和形式方式下的單一反應(yīng)?；谠撀窂降慕虒W(xué)設(shè)計(jì)能夠識(shí)別學(xué)生已有的反應(yīng)水平和教學(xué)的目標(biāo)反應(yīng)水平,診斷學(xué)生學(xué)習(xí)中存在的問題,提出教學(xué)改進(jìn)的建議?；赟OLO分類理論開展情境復(fù)習(xí)教學(xué),以螺旋上升式的思維能力要求架構(gòu)課堂教學(xué)設(shè)計(jì),既能確定學(xué)生不同的思維認(rèn)知水平,又能引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行高層次的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。

2 指向思維進(jìn)階的初中物理情境復(fù)習(xí)教學(xué)實(shí)踐

筆者以蘇科版物理八年級(jí)下冊“受力分析”為例,[2]展示指向思維進(jìn)階的初中物理情境復(fù)習(xí)教學(xué)實(shí)踐。

2.1 創(chuàng)設(shè)并列式情境,揭示物理概念的內(nèi)涵

2.1.1 情境創(chuàng)設(shè)

要求學(xué)生畫出圖2中物體受力的示意圖,圖2甲中的小球靜止,圖2乙中的物體靜止在斜面上,圖2丙中的木塊被拉著水平向右勻速運(yùn)動(dòng)。

圖2

2.1.2 問題設(shè)置

問題1：3個(gè)物體都受到重力作用嗎?所受重力是如何產(chǎn)生的?誰是施力物體?

問題2：3個(gè)物體都受到彈力作用嗎?所受彈力是如何產(chǎn)生的?誰是施力物體?

問題3：3個(gè)物體都受到摩擦力作用嗎?所受摩擦力是如何產(chǎn)生的?誰是施力物體?

問題4：3個(gè)物體的受力有什么共同的特征?

設(shè)計(jì)意圖：以靜止的小球、斜面上靜止的物體、沿水平方向勻速運(yùn)動(dòng)的木塊創(chuàng)設(shè)情境,創(chuàng)設(shè)的素材源于教材。3個(gè)物體均處于平衡狀態(tài),但其受力的復(fù)雜程度逐步增加,這些問題可以訓(xùn)練學(xué)生受力分析的基本技能與方法,也可以使學(xué)生回顧重力、彈力與摩擦力的概念。問題1、2、3的解決只需學(xué)生具備單一結(jié)構(gòu)的思維能力,引導(dǎo)學(xué)生重現(xiàn)重力、彈力和摩擦力的概念。問題4的解決要求學(xué)生具備多元結(jié)構(gòu)的思維能力,在對(duì)各個(gè)物體進(jìn)行受力分析后,先判斷物體處于平衡狀態(tài),再確定物體受到的是平衡力。該環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)體現(xiàn)了圖1中D的學(xué)習(xí)途徑,自下而上地促進(jìn)高級(jí)學(xué)習(xí),要求學(xué)生對(duì)情境中三個(gè)具體的物體進(jìn)行受力分析,并歸納出共同特征。

2.2 創(chuàng)設(shè)基礎(chǔ)性情境,突破思維難點(diǎn)

2.2.1 情境創(chuàng)設(shè)

如圖3所示,疊放在一起的物體A、B靜止在水平面上。

圖3

2.2.2 問題設(shè)置

問題1：分析A、B的受力情況,找出平衡力與相互作用力。

問題2：A所受重力的反作用力是哪一個(gè)力?

問題3：若將物體A、B放在電子秤上(圖4),電子秤的示數(shù)表示什么?

圖4

問題4：從力的角度分析,它反映的是哪個(gè)力的大小?

設(shè)計(jì)意圖：問題1是多元結(jié)構(gòu),要求學(xué)生區(qū)分平衡力和相互作用力。問題2考查學(xué)生對(duì)相互作用力的判斷,進(jìn)一步對(duì)其內(nèi)涵進(jìn)行解讀,思維能力要求為單一結(jié)構(gòu)水平。問題3要求學(xué)生基于生活經(jīng)驗(yàn)判斷電子秤的示數(shù),從力學(xué)角度分析電子秤的示數(shù)反映物體對(duì)其壓力的大小等于物體的重力大小,思維能力要求為多元結(jié)構(gòu)水平。

2.3 創(chuàng)設(shè)主題式情境,提升問題解決能力

2.3.1 情境創(chuàng)設(shè)

利用電子秤測量物體的密度(圖5)。

圖5

2.3.2 問題設(shè)置

問題1：圖5中電子秤的示數(shù)分別為m1、m2、m3,物體A的質(zhì)量和體積分別是多少?

問題2：從力的角度分析,三次電子秤的示數(shù)分別反映了什么力的大小?

問題3：按以上步驟操作,所測密度大小存在誤差嗎?為什么?

2.4 創(chuàng)設(shè)同質(zhì)性情境,聚焦高階思維能力的培養(yǎng)

2.4.1 情境創(chuàng)設(shè)

如圖6甲所示,一個(gè)容器中盛有密度為ρ的液體,容器底面積為S1。圖6乙所示為將底面積為S2的木塊A放入液體中,圖6丙所示為將物體B吊在A下方放入容器中處于靜止?fàn)顟B(tài),圖6丁所示為將剪斷繩后,A和B均處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)的位置。

圖6

2.4.2 問題設(shè)置

問題1：圖6乙中物體A靜止時(shí)液面上升的高度為h,則A的重力是多少?

問題2：若圖6丙中液面高度又上升了h,則B的重力為多少?

問題3：若B的密度為ρ的兩倍,將圖6丁和圖6丙中情形進(jìn)行對(duì)比,容器中液面會(huì)上升、下降或不變?若液面位置會(huì)改變,改變的高度是多少?

問題4：若液體的總重力為G,4種情況下液體對(duì)容器底的壓力分別為多少?

設(shè)計(jì)意圖：運(yùn)用4個(gè)具有層次性的問題,驅(qū)動(dòng)學(xué)生思考物體排開液體的體積大小、物體漂浮條件的應(yīng)用以及物體排開液體的變化情況等,對(duì)于問題1、問題2的解決,學(xué)生要運(yùn)用單一結(jié)構(gòu)、多元結(jié)構(gòu)思維,對(duì)于問題3,學(xué)生需要利用浮沉條件整體考慮物體A和B的浮力大小關(guān)系,圖6丙中物體A排開液體的體積比圖6丁中更大,進(jìn)而判斷液面變化問題,要求學(xué)生具備關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)的思維能力。教師可使用生活器材演示實(shí)驗(yàn),在理論分析的基礎(chǔ)上用實(shí)驗(yàn)加以驗(yàn)證,消除學(xué)生的主觀錯(cuò)誤印象對(duì)學(xué)習(xí)的干擾,培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。問題4要求學(xué)生具備擴(kuò)展抽象結(jié)構(gòu)的思維能力,對(duì)利用電子秤測量物體密度的活動(dòng)進(jìn)行拓展,計(jì)算液體對(duì)容器底的壓力,學(xué)生需要先分析再得出結(jié)論。圖6丁中物體B沉底,將圖6丁與圖6甲、圖6乙進(jìn)行對(duì)比分析,以液體為研究對(duì)象,為思維的發(fā)展搭建臺(tái)階,促進(jìn)學(xué)生的深度學(xué)習(xí)。

3 教學(xué)反思

3.1 注重螺旋式的思維進(jìn)階

將SOLO理論融入復(fù)習(xí)課,不僅能精準(zhǔn)定位學(xué)生的思維水平,還可以聚焦于提升他們的科學(xué)思維水平的教學(xué)設(shè)計(jì)。以典型情境揭示問題本質(zhì),以問題鏈驅(qū)動(dòng)學(xué)生思維,以交流表達(dá)的方式提煉問題解決的方法。學(xué)生的思維發(fā)展是一個(gè)具有可塑性、層次性、相對(duì)性的認(rèn)知轉(zhuǎn)變過程,復(fù)習(xí)教學(xué)要依據(jù)初中生的認(rèn)知特點(diǎn),注重課堂設(shè)計(jì)的整體架構(gòu),注重螺旋式的思維進(jìn)階過程,在動(dòng)態(tài)的、立體的多維循環(huán)過程中促進(jìn)學(xué)生思維能力的提升。

3.2 關(guān)注情境化的問題設(shè)計(jì)

學(xué)生在真實(shí)情境中分析問題、探索解決問題的方案,可培養(yǎng)他們的批判性思維能力。一是問題的來源體現(xiàn)了一體化特點(diǎn),將教材資源、學(xué)生錯(cuò)誤觀念與生活情境進(jìn)行有機(jī)整合,統(tǒng)籌設(shè)計(jì)問題解決過程,為學(xué)生的思維進(jìn)階搭建良好的平臺(tái);二是問題的結(jié)構(gòu)體現(xiàn)了系統(tǒng)性特點(diǎn),設(shè)計(jì)的問題多樣化、目標(biāo)化、臺(tái)階化,既有基礎(chǔ)性知識(shí)的鞏固,又有拓展性知識(shí)的延伸,形成內(nèi)部自洽、外部相融的問題鏈。

3.3 重視跨學(xué)科實(shí)踐的設(shè)計(jì)

跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)具有開放性、綜合性和實(shí)踐性等特點(diǎn),通過活動(dòng)探究、問題解決與作品制作等形式,既注重知識(shí)技能的培養(yǎng),又關(guān)注學(xué)生合作的團(tuán)隊(duì)建設(shè)。將物理學(xué)科與其他學(xué)科融會(huì)貫通,發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng),培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。