基于SOLO理論在探究智能穿戴技術(shù)中的實踐研究

張紅妹

一、研究背景

智能穿戴的思想和設(shè)備的雛形在20世紀(jì)60年代已出現(xiàn)，而具備智能可穿戴式的設(shè)備則于20世紀(jì)70～80年代開始出現(xiàn)，但其技術(shù)的研發(fā)維持在較小的規(guī)模，計算器腕表開始流行。在進(jìn)入21世紀(jì)之后，智能穿戴設(shè)備出現(xiàn)在科幻電影中，這項技術(shù)才真正開始有了新的發(fā)展。2012年6月的谷歌I/O大會上，謝蓋兒·布林為與會者帶來了谷歌眼鏡，向人們宣告了智能穿戴紀(jì)元的到來。

智能穿戴，顧名思義就是能夠穿戴到人身上的設(shè)備，如眼鏡、手套、手表、服飾及鞋等等，能實現(xiàn)人和這些設(shè)備的交流互動，建立關(guān)系，通過這些設(shè)備使人的生活更加信息化、智能化，實現(xiàn)技術(shù)與人們的互動。如果我們長時間盯著屏幕，它會提出建議：你可以站起來伸伸腰、抬抬腿了，可以出去散散步了。

高中通用技術(shù)必修1、必修2和選擇性必修模塊“現(xiàn)代家政技術(shù)”“電子技術(shù)”等課程都涉及智能穿戴技術(shù)，旨在幫助學(xué)生掌握常見的、與生活相關(guān)的技術(shù)知識與技能，初步形成科學(xué)地利用技術(shù)創(chuàng)造美好生活的意識與能力。通過智能穿戴技術(shù)的學(xué)習(xí)，了解技術(shù)的概念，初步形成科學(xué)而健康的技術(shù)觀，知道技術(shù)的最新進(jìn)展，能以健康理念和技術(shù)理性參與討論和評價，并利用必備的技術(shù)素養(yǎng)為自己及家人創(chuàng)造安全環(huán)境和健康便利的生活。探究智能穿戴技術(shù)旨在幫助學(xué)生掌握常見的、與家庭生活相關(guān)的技術(shù)知識與技能，初步形成科學(xué)地利用技術(shù)創(chuàng)造美好生活的意識與能力。

二、理論依據(jù)

高中學(xué)生的思維能力應(yīng)具備根據(jù)已知條件、利用經(jīng)驗和能力等進(jìn)行相應(yīng)的概括、解答問題，也能運(yùn)用知識對未曾經(jīng)歷的情景進(jìn)行概括。老師提出相同的問題，學(xué)生的答案不會完全相同，有的全面、周全、邏輯性強(qiáng)，有的不著邊際、離題，這也就是說明他們的概括、歸納能力存在差異。而這跟學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)有關(guān)，可我們又很難區(qū)分每個學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)水平。

但SOLO分類理論告知我們，測量一個人的認(rèn)知發(fā)展階段（水平）并不是教師一定要關(guān)注的問題。教師更應(yīng)關(guān)心的是教學(xué)之后發(fā)生的變化，而不是那些相對來說不受教學(xué)影響的東西，知道某個學(xué)生的IQ值為78，就據(jù)此對他將來的表現(xiàn)做出預(yù)測，這種做法可能恰當(dāng)，也有可能不恰當(dāng)。但如果對學(xué)生的回答進(jìn)行歸類，根據(jù)回答問題的情況來分析其思維能力，運(yùn)用SOLO分類理論就可以初步判斷學(xué)生的認(rèn)知水平有沒有達(dá)到這一年齡段的基本水平。

SOLO分類理論將不同年齡學(xué)生認(rèn)知發(fā)展基本階段和回答層次進(jìn)行了梳理：4—6歲是前結(jié)構(gòu)，問題線索和解答混淆；7—9歲是單點(diǎn)結(jié)構(gòu)，相關(guān)回答能區(qū)分線索和一個相關(guān)的方面；10—12歲是多點(diǎn)結(jié)構(gòu)，回答的問題中包含多個或?qū)δ硞€概念或素材；13—15歲是關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)，能將各個概念相互聯(lián)系起來；16歲以上，高中學(xué)生是抽象擴(kuò)展結(jié)構(gòu)，學(xué)生不僅需要對已知素材進(jìn)行編碼，而且還要理解已知信息與首要的抽象原理的關(guān)聯(lián)，導(dǎo)出假設(shè)并將其應(yīng)用到相應(yīng)的知識上。

三、實踐研究

穿戴式智能技術(shù)在工業(yè)、醫(yī)療、軍事、教育、娛樂等諸多領(lǐng)域都有重要的研究價值和應(yīng)用潛力，學(xué)生熟悉的智能手表、智能眼鏡等穿戴式智能設(shè)備為人們提供了專屬的、個性化的服務(wù)，是人和科技的一種交互方式。而設(shè)備的計算方式要以本地化計算為主，只有這樣才能準(zhǔn)確地定位和感知每個用戶的數(shù)據(jù)，形成個人隨身移動設(shè)備上獨(dú)一無二的數(shù)據(jù)。如今，智能穿戴已發(fā)展成為人體的一部分，就像皮膚、手臂一樣。在更遠(yuǎn)的未來，手機(jī)可能只需向人體植入一個芯片，跟人的親密程度可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過家人。

以《現(xiàn)代家政技術(shù)》課程為例。本課程介紹了智能穿戴技術(shù)，讓學(xué)生知道智能穿戴有哪些產(chǎn)品，怎樣深刻地影響了人類的生活，從而再去探究所涉及的智能技術(shù)。我根據(jù)SOLO分類理論厘清學(xué)生回答問題所處的能力水平和思維層次，將學(xué)生分成若干小組，以小組為單位進(jìn)行智能穿戴技術(shù)的學(xué)習(xí)，展開討論、交流和歸納。

（一）SOLO分層理論的能力與思維層次

（二）梳理問題與回答的結(jié)構(gòu)層次

學(xué)生通過閱讀教材、觀看視頻，交流見過、聽過、用過的智能設(shè)備，如智能手機(jī)、智能手環(huán)、智能手表、智能眼鏡，結(jié)合生活經(jīng)驗、已有知識回答下列問題，我根據(jù)其回答得到學(xué)生的思維層次。老師了解了學(xué)生的能力，再有針對性地輔導(dǎo)，學(xué)生的思維從前結(jié)構(gòu)慢慢提升到抽象擴(kuò)展結(jié)構(gòu)。

問題1：智能穿戴產(chǎn)品涉及哪些技術(shù)？

1.前結(jié)構(gòu)

學(xué)生：不清楚。

2.單點(diǎn)結(jié)構(gòu)

學(xué)生：智能穿戴設(shè)備如智能手表，它需要芯片。

3.多點(diǎn)結(jié)構(gòu)

學(xué)生：智能穿戴設(shè)備如智能手機(jī)，它需要芯片、屏幕、存儲器、攝像頭技術(shù)。

4.關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)

學(xué)生：智能穿戴設(shè)備中涉及的技術(shù)有芯片、存儲器、屏幕和攝像頭外，還需要一個處理器。

5.抽象擴(kuò)展結(jié)構(gòu)

學(xué)生：智能穿戴產(chǎn)品如手機(jī)，設(shè)計的技術(shù)有芯片、處理器、存儲器、屏幕、攝像頭，其中攝像頭是智能手機(jī)最核心的技術(shù)。

問題2：智能穿戴產(chǎn)品有哪些功能？請列舉其功能。

1.前結(jié)構(gòu)

學(xué)生：我的手機(jī)是智能的，但被父母沒收了。

2.單點(diǎn)結(jié)構(gòu)

學(xué)生：智能穿戴設(shè)備如智能手表，它的功能是可以打電話。

3.多點(diǎn)結(jié)構(gòu)

學(xué)生：智能穿戴設(shè)備如智能手機(jī)，除了基本的打電話功能外，還有拍照、上網(wǎng)瀏覽網(wǎng)頁、購物等功能。

4.關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)

學(xué)生：智能穿戴設(shè)備更像一臺移動電腦，具有獨(dú)立的操作系統(tǒng)。智能手機(jī)能上網(wǎng)，所以，我們可以打游戲、出門導(dǎo)航。

5.抽象擴(kuò)展結(jié)構(gòu)

學(xué)生：智能穿戴產(chǎn)品如手機(jī)，更像個人電腦，具有獨(dú)立的操作系統(tǒng)、運(yùn)行空間，可以自行安裝軟件、游戲、導(dǎo)航等第三方服務(wù)商提供的程序，還可以通過移動通訊網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)手機(jī)上網(wǎng)。智能手機(jī)可以下載軟件，如微信、騰訊QQ、美顏相機(jī)、百度地圖、高德地圖，如美顏相機(jī)能自動補(bǔ)光、美顏、存儲、上傳等。人們出行使用導(dǎo)航功能，只需輸入起點(diǎn)、終點(diǎn)后，手機(jī)導(dǎo)航還能提供多種模式的選擇，走高速還是路面、距離最短還是紅綠燈最少，一路有語音提示測速、違章拍照等等。

問題3：說說智能穿戴產(chǎn)品的利與弊。

1.前結(jié)構(gòu)

學(xué)生：我不是很清楚。

2.單點(diǎn)結(jié)構(gòu)

學(xué)生：智能穿戴設(shè)備如智能手表，優(yōu)點(diǎn)是方便了人與人之間的溝通，缺點(diǎn)就是電池使用時間太短。

3.多點(diǎn)結(jié)構(gòu)

學(xué)生：智能穿戴設(shè)備如智能手機(jī)，優(yōu)點(diǎn)大于缺點(diǎn)，大大縮短了人與人之間的交流成本，基本實現(xiàn)了電腦的功能，方便了辦公、處理信息等。缺點(diǎn)就是使用智能手機(jī)，人會有依賴性，對眼睛也不好。

4.關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)

學(xué)生：我認(rèn)為智能穿戴設(shè)備優(yōu)點(diǎn)就是大大提高了我們處理事情的效率，提高用戶的個性化服務(wù)，如拍照有美顏功能，出門有導(dǎo)航功能。缺點(diǎn)是所有的智能產(chǎn)品的生命力有限，淘汰的速度很快，導(dǎo)致電子垃圾快速增長。其次，人們對智能手機(jī)會產(chǎn)生依賴，玩游戲可以隨時隨地，使用久了還會傷害眼睛。

5.抽象擴(kuò)展結(jié)構(gòu)

學(xué)生：智能穿戴產(chǎn)品如手機(jī)，只要有網(wǎng)絡(luò)或流量，智能手機(jī)的QQ、微信，把溝通變得極其方便，傳輸文件變得快速便捷，使得手機(jī)的容量不斷增大，導(dǎo)致手機(jī)淘汰的速度也加快；智能手機(jī)出現(xiàn)后，人們買東西都使用了微信、支付寶支付，避免了現(xiàn)金的丟失、假鈔和攜帶不便等問題，但手機(jī)一旦遺失，會很麻煩；智能手機(jī)改變了支付方式、交流方式、購物方式，也方便了出行等等，從而推動對網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)速的要求，從2G、4G到如今的5G，智能手機(jī)讓我們能快速下載視頻、交流沒有延遲、隨時隨地可以學(xué)習(xí)。但智能手機(jī)的無所不能，也帶來了很多健康問題，如輻射、傷眼，人們過度依賴手機(jī)，也導(dǎo)致用戶信息的泄密；手機(jī)的淘汰率逐步上升，怎么處理電子垃圾更是人類面臨的一大問題。

（三）適時引導(dǎo)，提升認(rèn)知結(jié)構(gòu)水平

從以上三個問題的回答，我們可以判斷出學(xué)生當(dāng)前的認(rèn)知水平，教師應(yīng)根據(jù)學(xué)生的回答做出恰當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)，拓展他們的思路，將回答與問題、線索聯(lián)系起來，進(jìn)行分析、歸納，達(dá)到合乎邏輯的思維演繹，提升認(rèn)知結(jié)構(gòu)水平。

處于單點(diǎn)結(jié)構(gòu)的學(xué)生，他們沒有回答出智能穿戴設(shè)備所用到的技術(shù)，沒有列舉功能與智能空戴技術(shù)的利弊。線索與回答都不存在邏輯關(guān)系，回答與問題無關(guān)，沒有關(guān)聯(lián)。老師可通過視頻、實物展示引導(dǎo)學(xué)生探究智能穿戴產(chǎn)品所需技術(shù)、功能及利弊。

處于單點(diǎn)結(jié)構(gòu)的學(xué)生，他們只回答出智能穿戴設(shè)備的單個技術(shù)和功能，分析優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)也比較表面。老師可展示智能手表、提供學(xué)習(xí)資料，請使用過智能手表的同學(xué)做介紹，讓學(xué)生探究其功能、分析電池使用時間太短的原因。

處于多點(diǎn)結(jié)構(gòu)的學(xué)生，能說出智能穿戴設(shè)備的多種技術(shù)和功能，但各技術(shù)之間相互沒有聯(lián)系起來，功能與利弊同樣也是。老師可通過某一技術(shù)讓學(xué)生探討其功能，由功能引申到利弊，打通技術(shù)、功能與利弊之間的邏輯關(guān)系。

處于關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)的學(xué)生，能清楚地表述智能穿戴設(shè)備所需的技術(shù)，并形象地描述智能手機(jī)就似一臺移動電腦，功能與技術(shù)是有關(guān)聯(lián)的，技術(shù)決定智能手機(jī)的功能。闡述很完整、邏輯性強(qiáng)。老師引導(dǎo)學(xué)生探究智能手機(jī)的技術(shù)、功能上概括其相應(yīng)的優(yōu)缺點(diǎn)，探究智能手機(jī)功能還有哪些，探究對應(yīng)的、比較顯著的優(yōu)缺點(diǎn)。

抽象擴(kuò)展結(jié)構(gòu)的學(xué)生，能根據(jù)前面同學(xué)的回答，結(jié)合自己生活中的經(jīng)驗、學(xué)過的知識，經(jīng)過分析、概括、歸納，能多角度地考慮問題，詳細(xì)分析了智能手機(jī)的技術(shù)與功能，及這些功能帶來的利與弊。思維呈現(xiàn)放射狀，結(jié)論是開放的、不唯一的，使用智能手機(jī)想到網(wǎng)絡(luò)、電子垃圾等等，兼容了多個不同的答案。

四、SOLO結(jié)構(gòu)層次對問題設(shè)計的啟發(fā)

SOLO分類是評價學(xué)生能力和思維的工具，老師可以根據(jù)學(xué)生回答問題的情況，進(jìn)行循循善誘。不同學(xué)生，其思維結(jié)構(gòu)有很大不同，分析、概括、歸納能力都不同；老師設(shè)計的問題，學(xué)生回答之前，基本不知道他的思維處于什么層次。第一個學(xué)生的回答可能是前結(jié)構(gòu)，也有可能多點(diǎn)結(jié)構(gòu)，甚至有可能是抽象擴(kuò)展結(jié)構(gòu)。如果第一個學(xué)生的回答處于前結(jié)構(gòu)，那么處于單點(diǎn)結(jié)構(gòu)、多點(diǎn)結(jié)構(gòu)、關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)、抽象擴(kuò)展結(jié)構(gòu)的學(xué)生就會覺得太簡單，導(dǎo)致對問題失去興趣；如果第一個學(xué)生的思維處于抽象擴(kuò)展結(jié)構(gòu)，那處于前面思維結(jié)構(gòu)的學(xué)生就覺得問題太難，產(chǎn)生困擾心理。當(dāng)我們的問題無法確定學(xué)生所處的思維結(jié)構(gòu)時，老師應(yīng)設(shè)計多種方案，提供多種線索（視頻、圖片、資料），引導(dǎo)學(xué)生的思維由單點(diǎn)向多點(diǎn)、關(guān)聯(lián)、抽象擴(kuò)展發(fā)展，可通過合作學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)等方式，倡導(dǎo)邏輯思維能力強(qiáng)的學(xué)生幫助單點(diǎn)結(jié)構(gòu)思維的同學(xué)分享自己的思考、分析問題的過程，判斷、歸納的理由等。

值得強(qiáng)調(diào)的是，一個學(xué)生在某問題上的表現(xiàn)，不能簡單判定他的思維就是處于什么結(jié)構(gòu)，很多情況下因問題而異。一節(jié)課中，學(xué)生對這個問題，他的思維處于單點(diǎn)結(jié)構(gòu)，對另一個問題，他的思維可能處于多點(diǎn)結(jié)構(gòu)。其次，學(xué)生回答問題的抽象擴(kuò)展能力還與給予思考問題的時間有關(guān)，也與是思考還是用筆記錄有關(guān)。所以，我們老師應(yīng)以公正、發(fā)展的眼光看待學(xué)生的表現(xiàn)，不能以單個問題對學(xué)生做出片面的評價。

通用技術(shù)課程中對智能穿戴技術(shù)的介紹，重在培養(yǎng)學(xué)生的技術(shù)意識能力、對技術(shù)問題的感知與領(lǐng)悟，根據(jù)某一技術(shù)對人、社會、環(huán)境的影響，做出理性、客觀的分析，形成一定的安全意識、責(zé)任意識。所以，根據(jù)學(xué)情靈活設(shè)計多層次的問題，才能滿足學(xué)生不同層次的思維能力，從而提升學(xué)生的思維結(jié)構(gòu)。