基于SOLO理論的物理教學(xué)設(shè)計(jì)研究

楊虹　蘇超

摘 要：本文闡述了如何應(yīng)用SOLO認(rèn)知分類理論指導(dǎo)高中物理教學(xué)設(shè)計(jì)的過程和方法.以“曲線運(yùn)動(dòng)”為例，依據(jù)SOLO認(rèn)知分類理論確定教學(xué)目標(biāo)，教學(xué)策略、方法以及教學(xué)順序.用實(shí)踐表明，使用SOLO認(rèn)知理論指導(dǎo)高中物理教學(xué)具有可行性且意義深遠(yuǎn).

關(guān)鍵詞：SOLO認(rèn)知理論;高中物理;曲線運(yùn)動(dòng);教學(xué)設(shè)計(jì)

文章編號(hào)：1008-4134（2019）13-0043 中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

作者簡(jiǎn)介：楊虹（1986-），女，浙江嘉興人，碩士，中學(xué)一級(jí)教師，研究方向：中學(xué)物理學(xué)科教學(xué);

蘇超（1986-），男，河北石家莊人，碩士，中學(xué)一級(jí)教師，研究方向：中學(xué)物理學(xué)科教學(xué).

1 SOLO認(rèn)知分類理論的內(nèi)涵

SOLO是英文“Structure of the Observed Learning Outcome”的簡(jiǎn)稱，即：可觀察到的學(xué)習(xí)成果的結(jié)構(gòu).該分類理論是由澳大利亞著名學(xué)者比格斯（John B-Biggs）和科利斯（Kevin F Collis）在研究皮亞杰的認(rèn)知發(fā)展階段學(xué)說的基礎(chǔ)上提出的[1].它提倡從具體知識(shí)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜性來對(duì)認(rèn)知水平進(jìn)行分層評(píng)價(jià).

皮亞杰提出的傳統(tǒng)認(rèn)知理論把“運(yùn)算能力”作為認(rèn)知水平劃分的標(biāo)志，將人從出生開始分成四個(gè)認(rèn)知發(fā)展階段：感知運(yùn)動(dòng)階段（0-2歲之間）;前運(yùn)算階段（2-7歲之間）;具體運(yùn)算階段（7-12歲之間）;形式運(yùn)算階段（12-17歲之間）.上世紀(jì)70年代，科利斯用一系列的“具體思運(yùn)”的理論覆蓋了皮亞杰的“運(yùn)算能力”，把認(rèn)知發(fā)展階段分類細(xì)化為五個(gè)階段：前運(yùn)演階段（4-6歲）;初級(jí)具體運(yùn)演階段（7-9歲）;中級(jí)具體運(yùn)演階段（10-12歲）;具體概括運(yùn)演階段（13-15歲）;形式運(yùn)演階段（16歲以后）.以學(xué)習(xí)者的年齡來進(jìn)行認(rèn)知發(fā)展階段的劃分是純假設(shè)的概念，對(duì)學(xué)習(xí)者個(gè)體沒有實(shí)際意義，對(duì)此比格斯等人將它稱為“假設(shè)的認(rèn)知結(jié)構(gòu)”（Hypothetical Cognitive Structure，簡(jiǎn)稱HCS）.若簡(jiǎn)單根據(jù)皮亞杰的認(rèn)知分類法給學(xué)生貼標(biāo)簽的話，就無法很好地分析出學(xué)生在某個(gè)問題上真正的認(rèn)知水平.

人在認(rèn)知方面確實(shí)存在著整體的階段性，但是常常會(huì)出現(xiàn)在具體問題上表現(xiàn)出來的認(rèn)知水平與整體階段性不相符的情況[2].因此，僅僅從整體階段性來分析學(xué)習(xí)者的認(rèn)知水平的話，很容易使教學(xué)者在教學(xué)設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)問題.而SOLO分類理論是以學(xué)習(xí)者對(duì)具體問題的認(rèn)知情況為分析對(duì)象，是對(duì)某個(gè)具體問題的認(rèn)知評(píng)價(jià)，對(duì)學(xué)習(xí)者的認(rèn)知水平分析更加精確，更好地幫助教育者及時(shí)掌握學(xué)習(xí)者的真實(shí)的認(rèn)知水平.因此SOLO分類理論被稱為“可觀察的學(xué)習(xí)結(jié)果的結(jié)構(gòu)”[3].

SOLO分類理論認(rèn)為對(duì)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)結(jié)果的分類可以分為以下五個(gè)層次[2]，其內(nèi)涵及對(duì)應(yīng)的思維能力分析見表1.

SOLO分類理論的五種思維層次可以形象地用圖1來表示.

SOLO分類理論的五種思維層次是逐漸遞增的，前三種思維水平屬于量的積累;而后兩種屬于質(zhì)的改變，知識(shí)點(diǎn)之間的聯(lián)系較多，對(duì)學(xué)生思維能力和解決問題的能力提出了更高的要求.用SOLO分類理論來分析人的思維能力是一種合理的方式.

2 物理教學(xué)設(shè)計(jì)的內(nèi)涵

物理教學(xué)設(shè)計(jì)作為課堂教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，其主要任務(wù)包括教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)、教學(xué)策略、方法設(shè)計(jì)、教學(xué)過程設(shè)計(jì)以及教學(xué)評(píng)價(jià)等活動(dòng);是針對(duì)教學(xué)系統(tǒng)、解決教學(xué)問題的一種設(shè)計(jì)活動(dòng)[4].一個(gè)好的教學(xué)設(shè)計(jì)能夠增加課堂教學(xué)活動(dòng)的有效性和可控性，提高課堂教學(xué)效率.SOLO分類理論的五個(gè)認(rèn)知層次對(duì)于物理教學(xué)設(shè)計(jì)有獨(dú)特的指導(dǎo)意義.基于SOLO理論的教學(xué)設(shè)計(jì)以學(xué)生對(duì)具體知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)知水平為研究重點(diǎn)，注意學(xué)生問題理解的水平和解決問題時(shí)表現(xiàn)出的思維深度，有利于教師在教學(xué)過程中調(diào)整教學(xué)方法策略，提高課堂效率.

3 SOLO認(rèn)知理論對(duì)物理教學(xué)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)作用分析

SOLO分類理論在設(shè)計(jì)教學(xué)目標(biāo)，選擇教學(xué)方法，確定教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)，設(shè)計(jì)教學(xué)過程等方面都具有其他理論不具備的優(yōu)勢(shì)[5].本文將通過必修2第五章第一節(jié)“曲線運(yùn)動(dòng)”的教學(xué)設(shè)計(jì)為例，分析SOLO認(rèn)知分類理論對(duì)教學(xué)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)意義.

3.1 SOLO認(rèn)知理論下的教學(xué)目標(biāo)

教學(xué)目標(biāo)是界定高中物理教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)深廣度的標(biāo)準(zhǔn)，是學(xué)生學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)的重要依據(jù)[6].每位教師應(yīng)認(rèn)真學(xué)習(xí)、準(zhǔn)確把握.為了能夠使教學(xué)活動(dòng)最終達(dá)成預(yù)定的教學(xué)目標(biāo)，我們?cè)谶M(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，必須將一切活動(dòng)都在以實(shí)現(xiàn)它的前提之下進(jìn)行.對(duì)書本內(nèi)容進(jìn)行認(rèn)知水平分析，能夠更加高效地完成既定目標(biāo).SOLO分類理論評(píng)價(jià)體系依據(jù)學(xué)習(xí)結(jié)果監(jiān)控學(xué)生的思維過程，同樣也為物理教學(xué)目標(biāo)分類提供了依據(jù).高中物理新課程標(biāo)準(zhǔn)提出：“物理學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)生在接受物理教育過程中，通過學(xué)習(xí)物理知識(shí)與技能、思想與方法逐步內(nèi)化形成的適應(yīng)個(gè)人終身發(fā)展和社會(huì)需要的，具有物理學(xué)科特征的必備品格和關(guān)鍵能力.”物理學(xué)科核心素養(yǎng)充分體現(xiàn)了物理教學(xué)育人價(jià)值，指向物理教學(xué)的根本目標(biāo)，指導(dǎo)物理教學(xué)過程的有效實(shí)施.要求高中物理將核心素養(yǎng)分四個(gè)維度：物理觀念、科學(xué)思維、實(shí)驗(yàn)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任來實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo).物理課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)目標(biāo)劃分了不同的水平，這些目標(biāo)水平與SOLO理論中的五種學(xué)習(xí)成果的對(duì)應(yīng)關(guān)系見表2.

3.2 基于SOLO認(rèn)知理論的教學(xué)策略、方法

SOLO分類理論明確了教學(xué)目標(biāo)的思維層次，能夠?qū)ξ覀兘酉氯ソ虒W(xué)設(shè)計(jì)中的教學(xué)策略和方法有很好的指導(dǎo)作用.學(xué)生思維層次從單點(diǎn)到多元結(jié)構(gòu)的變化，其實(shí)只是一個(gè)量的積累變化的過程，教師只要進(jìn)行適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)及擴(kuò)充，學(xué)生的思維水平就可以得到提升.而發(fā)展到關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)水平時(shí)，學(xué)生的思維品質(zhì)將發(fā)生質(zhì)的變化，需要有知識(shí)點(diǎn)之間的內(nèi)在聯(lián)系進(jìn)行思維整合的一個(gè)過程，教師在教學(xué)上應(yīng)想辦法，幫助學(xué)生形成這些看似獨(dú)立的知識(shí)點(diǎn)之間的聯(lián)系，并且提供方法，幫助學(xué)生構(gòu)建認(rèn)識(shí)復(fù)雜問題的方法策略，加深自身的思維深度.對(duì)相應(yīng)思維層次的教學(xué)環(huán)節(jié)和時(shí)間進(jìn)行設(shè)置，能夠更加高效地進(jìn)行教學(xué)和提升學(xué)生的思維品質(zhì).

案例分析：《曲線運(yùn)動(dòng)》基于SOLO認(rèn)知理論的教學(xué)策略、方法分析見表4.

從上面的案例我們可以看出，不同思維程度的認(rèn)知水平要求教學(xué)者使用不同的教學(xué)方法.思維程度較淺的，可以通過簡(jiǎn)單的視頻、圖片、生活實(shí)踐總結(jié)得出結(jié)論;在實(shí)現(xiàn)較高思維層次的教學(xué)目標(biāo)時(shí)，必須通過相對(duì)較多的教學(xué)引導(dǎo)，循序漸進(jìn)地刺激學(xué)生的思維深度、廣度，從而實(shí)現(xiàn)學(xué)生思維的進(jìn)步[7].

3.3 SOLO認(rèn)知理論指導(dǎo)下的教學(xué)順序安排

教學(xué)順序的安排往往是由知識(shí)點(diǎn)的難易程度和幾個(gè)知識(shí)點(diǎn)的內(nèi)在關(guān)聯(lián)性決定的.SOLO認(rèn)知分類理論在教學(xué)目標(biāo)的分析上對(duì)本節(jié)內(nèi)容的思維難度進(jìn)行了劃分，因此它對(duì)進(jìn)行教學(xué)順序的安排有很好的指導(dǎo)和參考作用.比如說：曲線運(yùn)動(dòng)的概念，作為一個(gè)單一結(jié)構(gòu)認(rèn)知水平（U水平）的知識(shí)點(diǎn)，再結(jié)合教材安排、認(rèn)知規(guī)律等將其放在課堂的開始階段，是比較正確處理順序;“曲線軌跡與合外力以及速度方向三者之間的關(guān)系”作為一個(gè)關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)水平（R水平）和抽象結(jié)構(gòu)水平（E水平）的知識(shí)點(diǎn)，在確保學(xué)生已經(jīng)掌握與此相關(guān)的單一知識(shí)點(diǎn)的基礎(chǔ)之上，再通過教師設(shè)計(jì)的演示

實(shí)驗(yàn)和問題引導(dǎo)下，引導(dǎo)學(xué)生逐步加深自己的思維深度，將其放在本節(jié)課的最后階段來進(jìn)行討論分析，處理得當(dāng).本節(jié)課具體的教學(xué)流程如圖2所示.

4 結(jié)束語

基于SOLO認(rèn)知分類理論的物理教學(xué)設(shè)計(jì)可以很好地提升學(xué)生的思維深度，觸發(fā)學(xué)生思考問題的積極性和主動(dòng)性.同時(shí)也幫助教學(xué)者在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)能夠更好地從學(xué)生思維的水平出發(fā)，設(shè)計(jì)出更適合學(xué)生思維水平的教學(xué)過程.本文嘗試用SOLO認(rèn)知分類理論來指導(dǎo)教學(xué)設(shè)計(jì)，是一種科學(xué)的嘗試，并且通過實(shí)踐證明也是一種可行的方案.

參考文獻(xiàn)：

[1]Tracy Wilson Smith & Susan A. Colby. Teaching for Deep Learning[J]. The Clearing House： A Journal of Educational Strategies， Issues and Ideas， Volume 80， 2007 - Issue 5， Pages 205-210.

[2] Kevin Warburton. Deep learning and education for sustainability[J]. International Journal of Sustainability in Higher Education. Volume 4，2003 - Issue 1， Pages 44-56.

[3]（澳）彼格斯，科利斯著.學(xué)習(xí)質(zhì)量評(píng)價(jià)：SOLO分類理論可觀察的學(xué)習(xí)成果結(jié)構(gòu)[M].北京：人民教育出版社，2010.

[4]張娟娟，任新成.SOLO分類理論在高中物理課堂中的應(yīng)用——以“摩擦力”的教學(xué)為例[J].才智，2018（31）：64+66.

[5]干偉，袁令民，劉玲等.量變到質(zhì)變，基于SOLO分類評(píng)價(jià)導(dǎo)學(xué)案提高課堂效率的研究[J].物理教師，2018，39（07）：8-12.

[6]鄭潔梅.SOLO分類理論在高中物理教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究[D].蘇州：蘇州大學(xué)，2013.

[7]鄒雪晴，汪弘，張楊等.基于SOLO分類理論的深度學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)——以高中“機(jī)械能”為例[J].物理教師，2018，39（06）：15-17.

（收稿日期：2019-03-15）