基于SOLO分類理論的高中物理習(xí)題課設(shè)計

楊嘉鑫 郝睿

摘 ?要 習(xí)題課是高中物理教學(xué)中的重要環(huán)節(jié)，學(xué)生可以通過習(xí)題加深對概念和規(guī)律的理解并培養(yǎng)思維品質(zhì)與遷移能力，但許多教師對于學(xué)生作答習(xí)題的評價僅停留在對對錯的評判，并不能根據(jù)學(xué)生作答挖掘出他們的思維障礙。教師可以基于SOLO分類理論對學(xué)生答題的思維水平進(jìn)行分析并有針對性地進(jìn)行習(xí)題的講解，以此提高習(xí)題課的效率。

關(guān)鍵詞 SOLO分類理論;高中物理;機(jī)械能守恒定律;習(xí)題課設(shè)計

中圖分類號：G633.7 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2021）05-0072-03

1 SOLO分類理論

SOLO（Structure of the Observed Learning Outcome，可觀察的學(xué)習(xí)成果結(jié)構(gòu)）[1]分類評價理論是Biggs和Collis在1982年提出的一種以等級描述為基本特征的質(zhì)性評價方法[2]。SOLO分類評價理論將學(xué)生的學(xué)習(xí)結(jié)果按照思維從低到高分為五個不同層次：前結(jié)構(gòu)、單點結(jié)構(gòu)、多點結(jié)構(gòu)、關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)和抽象結(jié)構(gòu)[3]。彼格斯和他的團(tuán)隊分析近兩千名學(xué)生對開放式試題的答題反應(yīng)，并依據(jù)個體反應(yīng)的復(fù)雜性和層次變化的特點，確認(rèn)了SOLO分類評價理論的五個層次，各水平對應(yīng)的思維層次如表1所示。

2 SOLO理論應(yīng)用于復(fù)習(xí)課設(shè)計

基于SOLO理論制定復(fù)習(xí)課的教學(xué)目標(biāo) ?教學(xué)目標(biāo)是復(fù)習(xí)課教學(xué)的出發(fā)點和歸宿，是教師進(jìn)行課堂教學(xué)設(shè)計的起點和基本依據(jù)。根據(jù)SOLO分類理論的思維水平和課程標(biāo)準(zhǔn)[4]

中對學(xué)生學(xué)業(yè)質(zhì)量水平的要求制定本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)（因為課程標(biāo)準(zhǔn)的要求是單點結(jié)構(gòu)以上，所以本節(jié)課教學(xué)目標(biāo)不包括前結(jié)構(gòu)水平），如表2所示。

SOLO理論指導(dǎo)下確定教學(xué)重難點 ?教學(xué)重難點要結(jié)合學(xué)生已有知識現(xiàn)狀以及教學(xué)目標(biāo)的要求，重點是通過本堂課的學(xué)習(xí)應(yīng)該掌握的基礎(chǔ)知識，對應(yīng)SOLO水平的多點和關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu);而教學(xué)難點一般是科學(xué)思維和能力層次[5]，對應(yīng)SOLO水平的抽象拓展結(jié)構(gòu)。教學(xué)重難點：從能量轉(zhuǎn)化和功能關(guān)系理解機(jī)械能守恒的條件（多點結(jié)構(gòu)），在具體問題中判斷何時機(jī)械能守恒并能列出表達(dá)式（關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)），能夠熟練推導(dǎo)機(jī)械能守恒定律并分析處理多過程復(fù)雜問題（抽象拓展結(jié)構(gòu)）。

SOLO理論指導(dǎo)下選擇合適的教學(xué)方法 ?復(fù)習(xí)課更加強(qiáng)調(diào)對知識的應(yīng)用以及能力的培養(yǎng)（即要把控教學(xué)重難點），因此，教師需要選取合適的教學(xué)方法，根據(jù)學(xué)生已有知識現(xiàn)狀和教學(xué)目標(biāo)選擇教學(xué)方法：多點結(jié)構(gòu)和關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)的題目一般選擇討論法和講授法;由關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)到抽象拓展結(jié)構(gòu)需要量變到質(zhì)變[6]，對大部分學(xué)生而言存在難度，這部分習(xí)題應(yīng)采用引導(dǎo)提問法、探究法、歸納總結(jié)法。

SOLO理論指導(dǎo)下復(fù)習(xí)題的設(shè)計

【例題1】（選自2016課標(biāo)II第25題，分值為20分）輕質(zhì)彈簧原長為2l，將彈簧豎直放置在地面上，在其頂端將一質(zhì)量為5m的物體由靜止釋放，當(dāng)彈簧被壓縮到最短時，彈簧長度為l?，F(xiàn)將該彈簧水平放置，一端固定在A點，另一端與物塊P接觸但不連接。AB是長度為5l的水平軌道，B端與半徑為l的光滑半圓軌道BCD相切，半圓的直徑BD豎直于AB，如圖1所示。物塊P與AB間的動摩擦因數(shù)μ=0.5。用外力推動物塊P，將彈簧壓縮至長度l，然后放開，P開始沿軌道運(yùn)動。重力加速度大小為g。

1）若P的質(zhì)量為m，求P到達(dá)B點時速度的大小，以及它離開圓軌道后落回到AB上的位置與B點之間的距離;

2）若P能滑上圓軌道，且仍能沿圓軌道滑下，求P的質(zhì)量的取值范圍。

選題依據(jù)：這類題目屬于比較復(fù)雜的多過程分析和推理的題型，符合學(xué)生抽象拓展結(jié)構(gòu)層次的特點，更能夠反映學(xué)生的思維水平差異，所以筆者以該題為例，說明如何根據(jù)SOLO水平制定相應(yīng)的評分表，以便更細(xì)致地診斷學(xué)生所處的思維層次。

【解析】

1）將彈簧豎直放置在地面上，長度被壓縮至l時，質(zhì)量為5m的物體的動能為零，彈性勢能最大，由系統(tǒng)的機(jī)械能守恒得EP=5mgl。設(shè)P的質(zhì)量為M，到達(dá)B點時的速度大小為vB，由能量守恒定律得EP=1/2·MvB2+μMg·4l。將M=m代入聯(lián)立可以解得。

若P能沿圓軌道運(yùn)動到D點，其到達(dá)D點時的向心力不能小于重力，即P此時的速度大小v應(yīng)該滿足mv2/l-mg≥0。設(shè)P滑到D點時的速度為vD，由機(jī)械能守恒定律得1/2·

mvB2=1/2·mvD2+mg·2l。代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得，符合能過D點的速度條件，故P能運(yùn)動到D點，并從D點以速度vD水平射出。

設(shè)P落回到軌道AB所需的時間為t，由運(yùn)動學(xué)公式得2l=1/2·gt2。P落回AB上的位置與B點之間的距離為s=vDt，解得。

2）為使P能滑上圓軌道，它到達(dá)B點時的速度應(yīng)大于0。由上一問可知5mgl-μmg·4l>0。要使P仍能沿圓軌道滑回，P在圓軌道的上升高度不能超過半圓軌道的中點C，由機(jī)械能守恒定律有1/2·MvB2≤Mgl，聯(lián)立解得5/3·m≤M≤5/2·m。

本題要求學(xué)生熟練使用機(jī)械能守恒定律，并能區(qū)分機(jī)械能守恒定律和能量守恒的使用界限，不僅需要掌握基本概念和規(guī)律，還需要挖掘知識內(nèi)部的聯(lián)系，比如要恰當(dāng)選取機(jī)械能守恒定律與能量守恒定律。求解本題還需要有圓周運(yùn)動繩模型的知識基礎(chǔ)和分析臨界條件的科學(xué)思維。因為此題的難度較大，學(xué)生對題目的解答所處的SOLO水平差異也較大，所以根據(jù)SOLO水平制定表3所示評分標(biāo)準(zhǔn)，以此為參考來判斷學(xué)生所處思維結(jié)構(gòu)水平，進(jìn)而提高習(xí)題課的效率。

表3所示題目評分標(biāo)準(zhǔn)是以“機(jī)械能守恒定律”這節(jié)復(fù)習(xí)課的一道例題為例，可以將學(xué)生的作答與上述表格對比，從而找出學(xué)生在作答此題時所處的思維水平，找到學(xué)生存在的困惑之處或者思維障礙，以此來改進(jìn)教學(xué)策略，提高習(xí)題課課堂效率。

3 結(jié)論

本文以SOLO理論為指導(dǎo)，以“機(jī)械能守恒定律”為例，進(jìn)行習(xí)題課的初步設(shè)計，確定習(xí)題課的教學(xué)目標(biāo)、重難點、教學(xué)方法、練習(xí)題，既可以提高習(xí)題課的質(zhì)量，又可以幫助一線教師提高評析作業(yè)的效率，相比每一節(jié)課進(jìn)行課后評價而言，大大縮減了教師的工作量，更具有可操性，使教師可以更加方便地觀察學(xué)生每一階段的思維水平，做到有的放矢。

參考文獻(xiàn)

[1]Biggs J. Individual Differences in Study Processesand the Quality of Learning Outcomes[J].Higher Edu-cation，1979（4）：381-394.

[2]Biggs J， Collis K. Towards a Model of School-BasedCurriculum Development and Assessment Using the SOLO?Taxonomy[J].Australian Journal of Education，1989（2）：151-163.

[3]彼格斯，科利斯.學(xué)習(xí)質(zhì)量評價：SOLO分類理論可觀察的學(xué)習(xí)成果結(jié)構(gòu)[M].高凌飚，張洪巖，譯.北京：人民教育出版社，2010.

[4]中華人民教育部.普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）[S].北京：人民教育出版社，2017.

[5]趙星宇.將SOLO理論應(yīng)用于核心素養(yǎng)下的物理教學(xué)設(shè)計探討：以“動能定理”為例[J].物理通報，2020（S1）：38-43.

[6]林妮.基于SOLO分類理論的中學(xué)物理教學(xué)設(shè)計研究[D].長沙：湖南師范大學(xué)，2018.