基于SOLO理論的物理教學設計研究

楊虹　蘇超

摘 要：本文闡述了如何應用SOLO認知分類理論指導高中物理教學設計的過程和方法.以“曲線運動”為例，依據(jù)SOLO認知分類理論確定教學目標，教學策略、方法以及教學順序.用實踐表明，使用SOLO認知理論指導高中物理教學具有可行性且意義深遠.

關鍵詞：SOLO認知理論;高中物理;曲線運動;教學設計

文章編號：1008-4134（2019）13-0043 中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：B

作者簡介：楊虹（1986-），女，浙江嘉興人，碩士，中學一級教師，研究方向：中學物理學科教學;

蘇超（1986-），男，河北石家莊人，碩士，中學一級教師，研究方向：中學物理學科教學.

1 SOLO認知分類理論的內(nèi)涵

SOLO是英文“Structure of the Observed Learning Outcome”的簡稱，即：可觀察到的學習成果的結構.該分類理論是由澳大利亞著名學者比格斯（John B-Biggs）和科利斯（Kevin F Collis）在研究皮亞杰的認知發(fā)展階段學說的基礎上提出的[1].它提倡從具體知識點的結構復雜性來對認知水平進行分層評價.

皮亞杰提出的傳統(tǒng)認知理論把“運算能力”作為認知水平劃分的標志，將人從出生開始分成四個認知發(fā)展階段：感知運動階段（0-2歲之間）;前運算階段（2-7歲之間）;具體運算階段（7-12歲之間）;形式運算階段（12-17歲之間）.上世紀70年代，科利斯用一系列的“具體思運”的理論覆蓋了皮亞杰的“運算能力”，把認知發(fā)展階段分類細化為五個階段：前運演階段（4-6歲）;初級具體運演階段（7-9歲）;中級具體運演階段（10-12歲）;具體概括運演階段（13-15歲）;形式運演階段（16歲以后）.以學習者的年齡來進行認知發(fā)展階段的劃分是純假設的概念，對學習者個體沒有實際意義，對此比格斯等人將它稱為“假設的認知結構”（Hypothetical Cognitive Structure，簡稱HCS）.若簡單根據(jù)皮亞杰的認知分類法給學生貼標簽的話，就無法很好地分析出學生在某個問題上真正的認知水平.

人在認知方面確實存在著整體的階段性，但是常常會出現(xiàn)在具體問題上表現(xiàn)出來的認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習者的認知水平的話，很容易使教學者在教學設計過程中出現(xiàn)問題.而SOLO分類理論是以學習者對具體問題的認知情況為分析對象，是對某個具體問題的認知評價，對學習者的認知水平分析更加精確，更好地幫助教育者及時掌握學習者的真實的認知水平.因此SOLO分類理論被稱為“可觀察的學習結果的結構”[3].

SOLO分類理論認為對學習者的學習結果的分類可以分為以下五個層次[2]，其內(nèi)涵及對應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，知識點之間的聯(lián)系較多，對學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 物理教學設計的內(nèi)涵

物理教學設計作為課堂教學的重要環(huán)節(jié)，其主要任務包括教學目標設計、教學策略、方法設計、教學過程設計以及教學評價等活動;是針對教學系統(tǒng)、解決教學問題的一種設計活動[4].一個好的教學設計能夠增加課堂教學活動的有效性和可控性，提高課堂教學效率.SOLO分類理論的五個認知層次對于物理教學設計有獨特的指導意義.基于SOLO理論的教學設計以學生對具體知識點的認知水平為研究重點，注意學生問題理解的水平和解決問題時表現(xiàn)出的思維深度，有利于教師在教學過程中調(diào)整教學方法策略，提高課堂效率.

3 SOLO認知理論對物理教學設計的指導作用分析

SOLO分類理論在設計教學目標，選擇教學方法，確定教學重點和難點，設計教學過程等方面都具有其他理論不具備的優(yōu)勢[5].本文將通過必修2第五章第一節(jié)“曲線運動”的教學設計為例，分析SOLO認知分類理論對教學設計的指導意義.

3.1 SOLO認知理論下的教學目標

教學目標是界定高中物理教學內(nèi)容、教學深廣度的標準，是學生學業(yè)評價的重要依據(jù)[6].每位教師應認真學習、準確把握.為了能夠使教學活動最終達成預定的教學目標，我們在進行教學設計時，必須將一切活動都在以實現(xiàn)它的前提之下進行.對書本內(nèi)容進行認知水平分析，能夠更加高效地完成既定目標.SOLO分類理論評價體系依據(jù)學習結果監(jiān)控學生的思維過程，同樣也為物理教學目標分類提供了依據(jù).高中物理新課程標準提出：“物理學科核心素養(yǎng)是學生在接受物理教育過程中，通過學習物理知識與技能、思想與方法逐步內(nèi)化形成的適應個人終身發(fā)展和社會需要的，具有物理學科特征的必備品格和關鍵能力.”物理學科核心素養(yǎng)充分體現(xiàn)了物理教學育人價值，指向物理教學的根本目標，指導物理教學過程的有效實施.要求高中物理將核心素養(yǎng)分四個維度：物理觀念、科學思維、實驗探究、科學態(tài)度與責任來實現(xiàn)教學目標.物理課程標準對目標劃分了不同的水平，這些目標水平與SOLO理論中的五種學習成果的對應關系見表2.

3.2 基于SOLO認知理論的教學策略、方法

SOLO分類理論明確了教學目標的思維層次，能夠對我們接下去教學設計中的教學策略和方法有很好的指導作用.學生思維層次從單點到多元結構的變化，其實只是一個量的積累變化的過程，教師只要進行適當?shù)囊龑Ъ皵U充，學生的思維水平就可以得到提升.而發(fā)展到關聯(lián)結構水平時，學生的思維品質(zhì)將發(fā)生質(zhì)的變化，需要有知識點之間的內(nèi)在聯(lián)系進行思維整合的一個過程，教師在教學上應想辦法，幫助學生形成這些看似獨立的知識點之間的聯(lián)系，并且提供方法，幫助學生構建認識復雜問題的方法策略，加深自身的思維深度.對相應思維層次的教學環(huán)節(jié)和時間進行設置，能夠更加高效地進行教學和提升學生的思維品質(zhì).

案例分析：《曲線運動》基于SOLO認知理論的教學策略、方法分析見表4.

從上面的案例我們可以看出，不同思維程度的認知水平要求教學者使用不同的教學方法.思維程度較淺的，可以通過簡單的視頻、圖片、生活實踐總結得出結論;在實現(xiàn)較高思維層次的教學目標時，必須通過相對較多的教學引導，循序漸進地刺激學生的思維深度、廣度，從而實現(xiàn)學生思維的進步[7].

3.3 SOLO認知理論指導下的教學順序安排

教學順序的安排往往是由知識點的難易程度和幾個知識點的內(nèi)在關聯(lián)性決定的.SOLO認知分類理論在教學目標的分析上對本節(jié)內(nèi)容的思維難度進行了劃分，因此它對進行教學順序的安排有很好的指導和參考作用.比如說：曲線運動的概念，作為一個單一結構認知水平（U水平）的知識點，再結合教材安排、認知規(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系”作為一個關聯(lián)結構水平（R水平）和抽象結構水平（E水平）的知識點，在確保學生已經(jīng)掌握與此相關的單一知識點的基礎之上，再通過教師設計的演示

實驗和問題引導下，引導學生逐步加深自己的思維深度，將其放在本節(jié)課的最后階段來進行討論分析，處理得當.本節(jié)課具體的教學流程如圖2所示.

4 結束語

基于SOLO認知分類理論的物理教學設計可以很好地提升學生的思維深度，觸發(fā)學生思考問題的積極性和主動性.同時也幫助教學者在進行教學設計時能夠更好地從學生思維的水平出發(fā)，設計出更適合學生思維水平的教學過程.本文嘗試用SOLO認知分類理論來指導教學設計，是一種科學的嘗試，并且通過實踐證明也是一種可行的方案.

參考文獻：

[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.學習質(zhì)量評價：SOLO分類理論可觀察的學習成果結構[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用——以“摩擦力”的教學為例[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分類評價導學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目標設計中的應用研究[D].蘇州：蘇州大學，2013.

[7]鄒雪晴，汪弘，張楊等.基于SOLO分類理論的深度學習評價——以高中“機械能”為例[J].物理教師，2018，39（06）：15-17.

（收稿日期：2019-03-15）