基于SOLO分類理論的層次化教學(xué)設(shè)計研究

【摘要】基于SOLO分類理論，提出在高中物理教學(xué)設(shè)計過程中采用層次化的設(shè)計，通過教學(xué)目標(biāo)的確定、教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計和教學(xué)效能的評估三個環(huán)節(jié)的研究，以期在新課標(biāo)實施背景下，優(yōu)化教學(xué)設(shè)計，變革課堂教學(xué)方法，有效提升課堂教學(xué)實踐的針對性和實效性。

【關(guān)鍵詞】SOLO分類理論；層次化；教學(xué)設(shè)計

作者簡介：張紅（1966— ），女，江蘇省南京市雨花臺區(qū)教師發(fā)展中心。

一、研究的理論基礎(chǔ)

（一）SOLO分類理論

SOLO（Structure of the Observed Learning Outcome）分類評價理論是比格斯（J.B.Biggs）提出的一種學(xué)生學(xué)業(yè)評價方法，該評價方法以等級描述為特征。SOLO分類理論不僅有完整的知識體系，而且有堅實的實踐基礎(chǔ)。該理論認(rèn)為，一個人的總體認(rèn)知結(jié)構(gòu)是一個純理論性的概念，是不可檢測的，比格斯稱之為“設(shè)定的認(rèn)知結(jié)構(gòu)”；而一個人回答某個問題時所表現(xiàn)出來的思維結(jié)構(gòu)卻是可以檢測到的，比格斯稱之為“可觀察的學(xué)習(xí)成果結(jié)構(gòu)”［1］。

（二）高中物理課堂教學(xué)的SOLO層次劃分標(biāo)準(zhǔn)

大量的研究表明，學(xué)生的認(rèn)知思維發(fā)展在總體上和在具體事件的執(zhí)行中都具有階段性，且具備在過程中升華進(jìn)階的特征，這種特征可以在具體事件的執(zhí)行中被檢測和觀察到［2］。SOLO分類理論則對這種特征的復(fù)雜性做了一種有效的描述，為判斷課堂教學(xué)效能提供了一種方法，并促使教師對學(xué)生相應(yīng)的反饋信息進(jìn)行收集和分析，之后再采取適切的策略和路徑，最終實現(xiàn)“展開學(xué)習(xí)，發(fā)生學(xué)習(xí)，深度學(xué)習(xí)”的目標(biāo)?；凇镀胀ǜ咧形锢碚n程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂） 》中提出的學(xué)科核心素養(yǎng)和課程實施建議，研究組認(rèn)為教學(xué)的設(shè)計與實施應(yīng)該是以核心素養(yǎng)為主線，逐步構(gòu)建物理學(xué)科體系，使學(xué)生對物理學(xué)科的認(rèn)知不斷得到提升的教學(xué)過程?；谝痪€的教學(xué)實踐，研究組針對高中物理課堂教學(xué)，設(shè)計了SOLO層次劃分表（如表1）。

（三）基于SOLO分類理論的高中物理層次化教學(xué)設(shè)計的“三步式”流程

基于SOLO分類理論進(jìn)行高中物理層次化教學(xué)設(shè)計時，研究組采取了“三步式”流程：教學(xué)目標(biāo)的確定、教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計和教學(xué)效能的評估（如圖1）。

1.在教學(xué)目標(biāo)的確定環(huán)節(jié)，研究組基于SOLO分類理論，基于新課標(biāo)的行為動詞分類標(biāo)準(zhǔn)以及教學(xué)具體內(nèi)容建議與要求，將教學(xué)目標(biāo)界定為兩類：體驗性目標(biāo)和結(jié)果性目標(biāo)。

2.在教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計環(huán)節(jié)，研究組基于SOLO分類理論的思維結(jié)構(gòu)特點，將新課標(biāo)教學(xué)建議和對核心素養(yǎng)的培養(yǎng)要求進(jìn)行融合與分類。

3.在教學(xué)效能的評估環(huán)節(jié)，研究組基于SOLO分類理論制訂標(biāo)準(zhǔn)，通過觀察的方式對學(xué)生的思維水平和學(xué)習(xí)成效兩個方面進(jìn)行評估。

二、教學(xué)目標(biāo)的確定

（一）教學(xué)目標(biāo)的分類

新課標(biāo)提到，教學(xué)目標(biāo)應(yīng)該要基于物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和科學(xué)態(tài)度與責(zé)任四個維度來確定；同時，研究組借鑒《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）》附錄中“行為動詞”的“了解、認(rèn)識和理解”，嘗試使用SOLO分類理論來劃分教學(xué)目標(biāo)的層次［3］（如表2）。

研究組根據(jù)SOL0分類理論的思維結(jié)構(gòu)特點和新課標(biāo)對核心素養(yǎng)的要求，認(rèn)為屬于體驗性目標(biāo)的有科學(xué)探究和科學(xué)態(tài)度與責(zé)任；屬于結(jié)果性目標(biāo)的有物理觀念和科學(xué)思維。

（二） 教材與學(xué)情分析

1.教學(xué)內(nèi)容分析：教材中“牛頓第一定律”處在“運動學(xué)”內(nèi)容之后，“動力學(xué)”內(nèi)容之前，是把“運動”知識和“力”知識關(guān)聯(lián)起來的關(guān)鍵紐帶，具有非常關(guān)鍵的承上啟下的意義，對學(xué)生建立起相互作用觀、運動觀以及透過現(xiàn)象看本質(zhì)的科學(xué)抽象思維有著積極的意義。

2.學(xué)生學(xué)情分析：在之前的“勻變速直線運動”的學(xué)習(xí)中，學(xué)生已經(jīng)知道物體運動狀態(tài)的變化以及如何對這種變化進(jìn)行定量分析；特別地，還知道了描述運動狀態(tài)變化需要使用加速度這個物理量，但是并不知道產(chǎn)生加速度的根源是什么。

（三）基于SOLO分類理論的教學(xué)目標(biāo)的確定

在“牛頓第一定律”的學(xué)習(xí)中， 教師應(yīng)該幫助學(xué)生辨析和打破原有的錯誤“潛概念”，并且建構(gòu)科學(xué)的、有邏輯性的認(rèn)知體系。讓學(xué)生通過物理概念“力”和“慣性”的建構(gòu)過程，體會和感悟物理概念的形成；通過科學(xué)探究的活動及數(shù)據(jù)的建模、處理、分析和規(guī)律發(fā)現(xiàn)的過程，著重體會兩種科學(xué)思維方法——“理想實驗”和“邏輯推理”。

據(jù)此，研究組對“牛頓第一定律”這一課的教學(xué)目標(biāo)的SOLO結(jié)構(gòu)層次進(jìn)行劃分（如表3所示）。

三、教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計

教材在這一課教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置上，從引導(dǎo)學(xué)生思考開始，基于有關(guān)牛頓第一定律的科學(xué)探索與發(fā)現(xiàn)過程，以及亞里士多德、伽利略在研究運動和力的關(guān)系中先后不同觀點提出和逐步修正的過程，既厘清了科學(xué)發(fā)現(xiàn)之旅，同時又彰顯了科學(xué)思維和研究方法在科學(xué)探究過程中的重要性。

教材在“理想實驗的魅力”板塊中，介紹了伽利略設(shè)計和進(jìn)行的斜坡理想實驗，強調(diào)了“邏輯推理”和“理想實驗”的重要性，進(jìn)而介紹了牛頓是如何“踩在巨人的肩膀上”提出牛頓第一定律的。

教材在“慣性與質(zhì)量”板塊中，分別通過“思考與討論”和“實例分析”進(jìn)一步幫助學(xué)生理解慣性，促使學(xué)生加深對質(zhì)量概念的理解和提高對此概念的應(yīng)用能力。

教材為了進(jìn)一步拓展學(xué)生的視野，設(shè)置了“拓展學(xué)習(xí)”板塊來介紹各種慣性參考系的選擇和設(shè)定。

據(jù)此，研究組基于SOLO分類理論的思維結(jié)構(gòu)特點，結(jié)合新課標(biāo)的教學(xué)建議和對核心素養(yǎng)的培養(yǎng)要求，梳理出了“牛頓第一定律”教學(xué)內(nèi)容的SOLO層次水平劃分表（如表4所示）。

“牛頓第一定律”教學(xué)內(nèi)容設(shè)計的12個環(huán)節(jié)的SOLO層次水平劃分情況統(tǒng)計如圖2所示，層次水平3占比41.7%，層次水平4占比33.3%，合計75.0%，符合新課標(biāo)的要求。

四、教學(xué)效能的評估

研究組基于S0LO試題的編制原則，精心選擇和設(shè)計一組學(xué)習(xí)效能測試題（數(shù)量視具體情況而定），對學(xué)生進(jìn)行課堂檢測，根據(jù)反饋結(jié)果，判斷學(xué)生的思維水平是否得到提高，診斷學(xué)生的SOLO層次［4］。

評估測試題：如圖3所示，這是某一儀器中設(shè)計的電路，M是一個較大質(zhì)量的金屬塊，兩端用安全彈簧連接，現(xiàn)將其整體固定在汽車上。請思考：（1）當(dāng)汽車啟動時，哪個燈亮？請說明判斷的理由；（2）當(dāng)汽車剎車時，哪個燈亮？請說明判斷的理由。

接著，根據(jù)學(xué)生對以上測試題的作答情況，利用教學(xué)效能評估的SOLO層次水平劃分表來進(jìn)行評估（如表5所示）。

在此基礎(chǔ)上，也可以對多種情況進(jìn)行賦值，制訂基于SOLO分類理論的評估量規(guī)，進(jìn)一步深入進(jìn)行量化研究，并據(jù)此反過來對教學(xué)設(shè)計和教學(xué)行為進(jìn)行干預(yù)和修正，促進(jìn)教學(xué)設(shè)計和教學(xué)實踐的優(yōu)化。

五、研究結(jié)論

基于SOLO分類理論的層次化教學(xué)設(shè)計，可以將以學(xué)生為中心的新課標(biāo)理念充分彰顯出來，充分正視和尊重學(xué)生的思維水平與個性特征。使用SOLO分類理論來對建構(gòu)思維水平診斷工具進(jìn)行指導(dǎo)，并將其用于教學(xué)設(shè)計研究的實踐，既是對學(xué)生個性特征的凸顯，又是對學(xué)生思維水平的尊重，更是對促進(jìn)學(xué)生高階思維及物理學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展這一本質(zhì)目標(biāo)的聚焦。

從實現(xiàn)學(xué)生遠(yuǎn)景規(guī)劃和達(dá)成學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)全面發(fā)展的角度來看，在新課標(biāo)學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)的要求下，利用SOLO層次分類理論和策略進(jìn)行教學(xué)實踐，既能診斷學(xué)生在學(xué)科思維能力和層次上所處的水平，又能探尋出可以培養(yǎng)和全面提升學(xué)生學(xué)科思維能力的策略和路徑，在教學(xué)實踐、判斷和干預(yù)下，幫助學(xué)生實現(xiàn)從低階思維過渡到高階思維。本研究發(fā)現(xiàn)，使用SOLO分類理論在高中物理中進(jìn)行層次化教學(xué)設(shè)計具有非常必要的實踐意義，而且對實際教學(xué)效能的評估與改進(jìn)也有積極的指導(dǎo)意義。

【參考文獻(xiàn)】

［1］唐成晨.基于SOLO分類理論的中學(xué)物理教學(xué)設(shè)計研究［D］.蘇州：蘇州大學(xué)，2020.

［2］徐將二.基于SOLO分類理論的模型建構(gòu)的認(rèn)知層次及案例［J］.物理教師，2021，42（07）：32-36.

［3］張靜，朱巧萍，葉巧婷.SOLO分類理論在教學(xué)設(shè)計中的應(yīng)用：以“摩擦力”教學(xué)為例［J］.物理通報，2022（01）：83-88.

［4］李晶晶，潘蘇東.高二學(xué)生物理問題解決過程中的批判性思維水平分層研究：基于SOLO分類評價理論［J］.物理教師，2018，39（03）：2-6.