基于SOLO分類構建指向深度學習的高中物理教學評價策略

摘 要：深度學習及其教學與評價是當下教育界研究的熱點問題.SOLO分類評價是指向深度學習的高中物理教學評價的有效工具.通過師生間多維對話、開放性問題解決和批判性自我監控來判斷學生的思維發展層次，適時地改進課堂教學路徑，促進學生深度學習，培養深度學習能力，落實物理學科核心素養，以評促學、以評促發展.

關鍵詞：SOLO分類；深度學習；高中物理；教學評價；核心素養

一、SOLO分類：指向深度學習的高中物理教學評價的有效工具

SOLO分類稱為“可觀察的學習成果結構”，是比格斯教授提出的一種對思維結構進行等級描述的質性評價方法.SOLO 學習結果分類評價包括“前結構”“單點結構”“多點結構”“關聯結構”和“抽象擴展結構”五個層次，這五個層次是遞進上升的.深度學習是以高階思維、問題解決、自主學習和實踐創造等關鍵能力發展為目標，學習者在理解的基礎上積極主動地、批判性地學習新的知識和思想，圍繞具有挑戰性的學習主題，全身心積極參與、體驗成功、獲得發展的過程.

比格斯教授既是SOLO分類評價的創立者，又是深度學習研究的奠基人之一，可以說兩者是“同門”.張浩[1]等學者認為SOLO分類思維結構與學習層次的關系如表1所示.

指向深度學習的高中物理教學評價涉及高階思維、問題解決等思維結構問題，必然要借助SOLO分類評價這一有效工具.

二、SOLO分類在新課標 “學業質量”評價中的應用

最近教育部頒發了《普通高中物理課程標準（2017年版）》（以下簡稱“新課標”），確立了物理學科核心素養的核心目標地位.新課標中的“學業質量”評價標準把物理學科核心素養分為“物理概念”“科學思維”“科學探究”和“科學態度與責任”四個維度，每個都劃分為5個層次進行“質性”描述，這正好與SOLO分類五個結構一一對應.例如“物理觀念”的學業質量描述如表2所示.

可見，基于SOLO分類將是新一輪課程改革課堂教學、學業質量評價的重要依據.

三、指向深度學習的高中物理教學評價策略

基于SOLO分類指向深度學習的高中物理教學評價是注重反饋和促進發展的形成性評價.通過師生間多維對話、開放性問題解決和批判性自我監控三個策略及時判斷學生的思維發展層次，適時改進課堂教學路徑，引導學生從“淺層學習”走向“深度”學習，以評價促進深度學習真實發生.[2]

（一）師生間多維對話：深度學習評價的外部機制

高中物理課堂教學中通過師生、生生間的深度對話，促進思維碰撞來診斷學生的思維發展層次，適時改變教學策略，借助多維深度對話、問題驅動促進學生思維進階發展，達到深度學習層次.[3-5]

【案例1】在“牛頓第三定律”教學中，筆者設置了一個探究實驗：借助DIS實驗平臺探究兩質量和磁性都不同的磁鐵間相互作用力（非接觸力）的關系，引導學生小組設計實驗方案.為促進多維對話和思維碰撞，采用小組間PK的方式，小組間相互找問題，最后評出大家認可的最優小組.

方案1：一組同學設置的實驗方案如圖1所示：將兩質量和磁性都不同的磁鐵直接放在水平地面上，通過細線與力傳感器連接，兩傳感器用手拉住.

對于這一實驗方案，其他小組馬上提出：（1）力傳感器顯示的讀數不只是磁鐵間的相互作用力，還有磁鐵與地面的摩擦力；（2）兩磁鐵的中心線不在同一條水平線上.可見，方案1提供了一種可行的思路，但沒有綜合考慮摩擦力等因素影響，屬于 SOLO分類的“單點結構”層次.

方案2：其他小組在自主思考和借鑒的基礎上，提出另一個實驗方案，如圖2所示：將兩質量和磁性都不同的磁鐵放在兩個高矮不同的小車上，兩力傳感器固定在兩個（固定在地面）細桿上.

方案2能測出相互作用力間的大小關系，并且綜合考慮了摩擦力和保證力在水平方向上等問題，達到SOLO分類的“多點結構”層次.但其他小組仍提出問題：（1）力傳感器精確度很高，小車與地面間的摩擦力不能忽略；（2）由于細桿固定，本方案只能測量一組數據，不能得出結論.

方案3：在綜合前面方案的基礎上，提出可忽略摩擦力、可多次測量的實驗方案，如圖3所示：將一根長鐵棒通過鉸鏈連接在兩個鐵架臺的正上端，將兩磁鐵通過細線懸掛起來，細線呈豎直狀態，目的是讓磁鐵的重力與細線對磁鐵的拉力二力平衡.兩個條形磁鐵各自的一端N、S極正對，另一端通過細線與固定在鐵架臺上的力傳感器相連.細線、鐵架臺與水平桿連接處可水平自由移動，調節兩磁鐵間的距離測量多組實驗數據.

方案3是多角度綜合分析問題得出的能解決問題的創新實驗方案[6]，達到“關聯結構”和“抽象擴展結構”層次，是全班同學和老師多維深度對話的結晶.

（二）開放性問題解決：深度學習評價的核心機制

將所學物理知識和思想方法靈活遷移到新問題、新情境的能力是判斷學習的適應性與靈活性的重要內容，也是評價深度學習的核心指標，開放性問題解決是促進靈活遷移的良好載體.開放性問題是沒有明確指向性的問題，是具有思維空間和挑戰性的問題情境.從解決的結果判斷學生的思維發展層次，適時引導，促進深度學習.

【案例2】在學習了“力的分解”后，設置如下待解決開放性問題：

假設你和同伴開車出行，車子不慎陷入泥濘中不能開出.車上有兩條足夠長的牽引繩，車的前方附近正好有一顆大樹.請你利用力的合成和分解的知識，開動腦筋想出容易將車拉出的好方法，并作出相應的圖示和分析.

解答1：將兩條繩子拴在車的前端，使繩子成一定角度兩人用力向前拉.

評價1：原理錯誤，屬于前結構，鼓勵學生再想一想.

解答2：兩人沿同一方向用力向前拉，因為兩個力方向相同時合力最大.

評價2：能正確理解合力與分力的關系，但迅速收斂，屬于單一結構.此時引導學生間相互評價，這種方法可行嗎？

解答3：將繩子的一端固定在樹上，讓繩子繞過車的前端掛鉤，兩人同時拉繩子的另一端.

評價3：用了動滑輪省力的原理，能對信息綜合分析得出結論，屬于多點結構，給予鼓勵和肯定.

解答4：將繩子的一端固定在樹上，另一端固定在車的前端，并讓繩子盡可能繃直，沿垂直繩子的方向用力拉，拉力沿繩子的分力遠大于拉力大小，容易將車拉出.

評價4：利用力的分解知識，能對信息綜合分析得出結論并解釋，屬于關聯結構，給予鼓勵和表揚.

解答5：包含解答4的內容，并能討論拉力在繩子上作用點的位置可能對問題的影響；涉及兩個人的合作；提出不止一種可行方法.

評價5：能多角度分析和解決實際問題，屬于抽象拓展結構.

開放性問題解決中對于處于“淺層學習”的學生，老師要及時地給予知識和方法上的幫助和指導，促進深度思考問題.

（三）批判性自我監控：深度學習評價的內部機制

深度學習是深入學科本質的批判性學習，所以在高中物理教學中實施反思性教學，引導學生對問題探究或解決的過程、結果以及思維方法進行批判性的自我思維監控，自我評價，促進自我調整和改進學習方式，達到自我教育.

【案例3】教學中有如下典型例題：

如圖4所示，木板與水平地面間的夾角θ可以隨意改變，當θ=30°時，可視為質點的一小木塊恰好能沿著木板勻速下滑.若讓該小木塊從木板的底端以大小恒定的初速率v0=10m/s的速度沿木板向上運動，隨著θ的改變，小物塊沿木板滑行的距離x將發生變化，重力加速度g=10m/s2.（結果可用根號表示）

（1）求小物塊與木板間的動摩擦因數；

（2）當θ角滿足什么條件時，小物塊沿木板滑行的距離最小，并求出此最小值.

這道習題對于高一學生來說難度較大，涉及跨學科（數學）知識的整合應用.在講評過程中充分利用思維監控促進推理能力、分析能力和批判性思維能力的提升.

首先，老師根據對這個習題解決的層次，對應SOLO分類評價，把學生的作業分為五個層次.

其次，讓一位處于“多點結構”和一位 “抽象拓展結構”的兩位同學先后講解他們的方法和解決過程，讓學生進行比較學習.

再次，依據“最近發展區”理論，讓處于“單點結構”和“關聯結構”的同學先后回答相同問題：“這兩位同學哪一位對你的幫助更大？這位同學講的哪一句話或哪一個觀點對你的影響或幫助最大？”然后老師進行點評總結，引導學生從“淺層學習”走向“深度學習”，提升高階思維和思維品質.

最后，引導同學反思：解決這個問題的關鍵性步驟有哪些？它們間的邏輯關系是什么？你是怎么想到的（深度學習的學生）或如何才能想到這些步驟（淺層學習的學生）？通過這樣的反思學習幫助學生理解事實性知識、概念性知識，獲得程序性知識、元認知知識.

本文是基于SOLO分類理論對指向深度學習的高中物理教學評價的一點嘗試，三個實踐策略是遞進關系，是從外向內、由表及里的的過程，是公共知識的個人意義化、價值化過程.對于深度學習及其教學與評價，這點探索還遠遠不夠，筆者將進一步持續關注和研究，以期取得更大突破.

參考文獻：

[1] 張浩，吳秀娟，王靜.深度學習的目標與評價體系構建[J].中國電化教育，2014（7）：51-55.

[2] 溫雪.深度學習研究述評：內涵、教學與評價[J].全球教育展望，2017（11）：39-52.

[3] 戴歆紫，王祖浩.國外深度學習的分析視角及評價方法[J].外國教育研究，2017（10）：45-46.

[4] 付奕寧.深度學習的教學范式[J].全球教育展望，2017（7）：47-55.

[5] 康淑敏.基于學科素養培育的深度學習研究[J].教育研究，2016（7）：111-117.

[6] 任虎虎.演示非接觸力相互作用定量關系的創新實驗[J].物理教學，2015（4）：29-30.