基于SOLO分類理論的初中物理“電生磁”教學(xué)設(shè)計(jì)

張新宇　張志紅

摘 要：SOLO分類理論根據(jù)青少年認(rèn)知發(fā)展具有階段性的特點(diǎn)，將思維發(fā)展劃分為五個(gè)層級(jí)，結(jié)合SOLO理論開展“電生磁”的教學(xué)設(shè)計(jì)，可以幫助學(xué)生提升思維水平.

關(guān)鍵詞：SOLO理論;思維層級(jí);電生磁；教學(xué)設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：G632 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1008-0333（2023）23-0115-03

收稿日期：2023-05-15

作者簡(jiǎn)介：張新宇（1999-），女，山東省泰安人，碩士在讀，從事中學(xué)物理教學(xué)研究；

張志紅（1964-），女，山東省蓬萊人，博士，教授，從事分子反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的理論研究.

SOLO分類理論通過劃分思維層級(jí)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的思維發(fā)展情況進(jìn)行評(píng)價(jià).此理論認(rèn)為，青少年的認(rèn)知水平在表現(xiàn)出個(gè)體差異的前提下，整個(gè)發(fā)展過程又可劃分為幾個(gè)階段.在SOLO分類理論中把學(xué)生經(jīng)過學(xué)習(xí)后的思維發(fā)展情況劃分為五個(gè)層級(jí)：前結(jié)構(gòu)、單點(diǎn)結(jié)構(gòu)、多點(diǎn)結(jié)構(gòu)、關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)、抽象拓展結(jié)構(gòu).各結(jié)構(gòu)的含義如表1所示.

以上分類可以幫助教師明確學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的思維發(fā)展情況，采取有針對(duì)性的措施提升學(xué)生思維水平.

1 基于SOLO理論開展教學(xué)設(shè)計(jì)

基于SOLO分類理論，在“電生磁”的教學(xué)設(shè)計(jì)中，以劃分思維層級(jí)的角度去剖析教學(xué)目標(biāo)，分析學(xué)情，解讀教學(xué)重難點(diǎn)，有效選擇教學(xué)方法，為培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力指明方向.

1.1 結(jié)合SOLO理論分析教學(xué)目標(biāo)

2022年4月21日，教育部頒發(fā)了《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)》，對(duì)初中物理“電生磁”的要求是：通過實(shí)驗(yàn)，了解電流周圍存在磁場(chǎng).探究并了解通電螺線管外部磁場(chǎng)的方向^［2］.經(jīng)分析，SOLO理論的五個(gè)思維層級(jí)與四維核心素養(yǎng)目標(biāo)本質(zhì)上是有共通之處的，有利于教師從學(xué)生思維水平逐步遞升的角度分析、達(dá)成教學(xué)目標(biāo)^［3］.具體對(duì)應(yīng)關(guān)系如表2所示.

1.2 結(jié)合SOLO理論分析學(xué)情

通過學(xué)習(xí)本章第一節(jié)，學(xué)生掌握了研究磁場(chǎng)的方法，知道條形磁體的磁場(chǎng)分布情況^［5］.大部分學(xué)生認(rèn)為電與磁間無直接聯(lián)系^［6］，學(xué)生的思維層級(jí)為單點(diǎn)結(jié)構(gòu)水平^［7］.基于維果茨基的最近發(fā)展區(qū)理論，將學(xué)生的思維層級(jí)培養(yǎng)、提升至多點(diǎn)結(jié)構(gòu)水平是重點(diǎn)任務(wù).

1.3 結(jié)合SOLO理論解讀教學(xué)重難點(diǎn)

教學(xué)重點(diǎn)是對(duì)學(xué)習(xí)者所要掌握的知識(shí)提出了一個(gè)最低要求.教學(xué)難點(diǎn)則是在教學(xué)重點(diǎn)這一最低知識(shí)水平的基礎(chǔ)上加大了難度，其與學(xué)生現(xiàn)階段的思維層級(jí)間有一定落差^［8］.本文嘗試將“電生磁”的教學(xué)重難點(diǎn)與SOLO理論的思維層級(jí)之間建立聯(lián)系：

教學(xué)重點(diǎn)：電流的磁效應(yīng)；通電螺線管的磁場(chǎng)；安培定則.

SOLO理論中的思維層級(jí)：?jiǎn)吸c(diǎn)結(jié)構(gòu)、多點(diǎn)結(jié)構(gòu)

教學(xué)難點(diǎn)：探究、總結(jié)通電螺線管兩端極性和電流方向之間的關(guān)聯(lián)；熟練應(yīng)用安培定則解決問題.

SOLO理論中的思維層級(jí)：關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)、抽象拓展結(jié)構(gòu)

1.4 結(jié)合SOLO理論選擇教學(xué)方法

SOLO分類理論幫助教師更清晰系統(tǒng)地制定“電生磁”的教學(xué)目標(biāo)，同時(shí)為實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)所采用的教學(xué)方法，可操作性更強(qiáng).

教學(xué)內(nèi)容1：電流的磁效應(yīng).通過觀察演示實(shí)驗(yàn)，學(xué)生經(jīng)深思、討論知道在通電導(dǎo)線周圍存在與電流方向相關(guān)的磁場(chǎng).

教法：演示法；學(xué)法：觀察法、討論法

對(duì)應(yīng)的SOLO思維層級(jí)：?jiǎn)吸c(diǎn)結(jié)構(gòu)

教學(xué)內(nèi)容2：通電螺線管的磁場(chǎng).教師引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用小磁針探究通電螺線管的外部磁場(chǎng)分布，并播放課前制作的鐵屑法操作視頻.學(xué)生觀察思考后，討論得出：通電螺線管與條形磁體磁場(chǎng)相似，兩端極性情況與電流方向有關(guān).

教法：演示法、探究法；學(xué)法：實(shí)驗(yàn)法、觀察法

對(duì)應(yīng)的SOLO思維層級(jí)：多點(diǎn)結(jié)構(gòu)、關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)

教學(xué)內(nèi)容3：安培定則.學(xué)生自主探究通電螺線管兩端極性和電流方向之間的關(guān)聯(lián)，教師引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)圖像進(jìn)行歸納總結(jié)，得出初步判斷方法，隨后給出安培定則，學(xué)生理解定則內(nèi)容并熟練應(yīng)用.

教法：探究法；學(xué)法：實(shí)驗(yàn)法、觀察法、合作學(xué)習(xí)法

對(duì)應(yīng)的SOLO思維層級(jí)：多點(diǎn)結(jié)構(gòu)、關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)、抽象拓展結(jié)構(gòu)

1.5 結(jié)合SOLO理論設(shè)計(jì)教學(xué)過程

1.5.1 實(shí)驗(yàn)探究

在探究通電螺線管外部磁場(chǎng)分布的過程中，學(xué)生發(fā)現(xiàn)：改變電流方向，通電螺線管的極性隨之改變.此時(shí)學(xué)生思維水平處于多點(diǎn)結(jié)構(gòu)，頭腦中各知識(shí)點(diǎn)儲(chǔ)備豐富，但知識(shí)結(jié)構(gòu)混亂，無法綜合分析、解答問題.

開展進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)探究前，教師提問：改變螺線管中的電流方向，通電螺線管的極性發(fā)生改變，那它的極性和其中的電流流向之間存在什么關(guān)聯(lián)呢？怎樣確定通電螺線管的兩端極性呢？引導(dǎo)學(xué)生伴隨思考開展探究，有利于思維提升.

實(shí)驗(yàn)器材：螺線管、開關(guān)、干電池

實(shí)驗(yàn)操作：將螺線管接入電路，在其周圍擺放若干小磁針判斷通電螺線管的兩端極性.

實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論：

面對(duì)各組繪制的實(shí)驗(yàn)圖像，學(xué)生毫無頭緒，不知如何對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行歸納總結(jié)，進(jìn)而得出一個(gè)較為簡(jiǎn)明的判斷方法.此時(shí)學(xué)生思維水平處于多點(diǎn)結(jié)構(gòu).

教師引導(dǎo)學(xué)生對(duì)圖1中甲與乙（丙與丁）兩兩進(jìn)行對(duì)照，觀察得出：螺線管導(dǎo)線繞制方式一致，電流流向不一致，螺線管兩端極性相反.接著對(duì)甲與丙（乙與丁）兩兩進(jìn)行對(duì)照，發(fā)現(xiàn)螺線管導(dǎo)線繞制方式不一致，電流流向一致，螺線管兩端極性相同.隨后教師適時(shí)引導(dǎo)，學(xué)生進(jìn)一步觀察思考，發(fā)現(xiàn)通電螺線管正面電流向上，左端為N極；通電螺線管正面電流向下，右端為N極.此時(shí)，學(xué)生實(shí)現(xiàn)了從多點(diǎn)結(jié)構(gòu)到關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)的思維提升.

1.5.2 課堂例題

根據(jù)課標(biāo)要求學(xué)生掌握的知識(shí)點(diǎn)，本文選取相關(guān)例題，結(jié)合SOLO理論對(duì)學(xué)生作答情況簡(jiǎn)要分析如下：

例題：如圖2，一條形磁體處于螺線管所在電路下方.先把開關(guān)S關(guān)閉，隨后把滑動(dòng)變阻器的滑片朝b端滑動(dòng)一段距離，對(duì)通電螺線管的磁性將產(chǎn)生何種影響？條形磁體對(duì)地的壓力增大還是減小？

通過學(xué)生解答，既有利于學(xué)生鞏固所學(xué)知識(shí)點(diǎn)，也有利于教師基于作答情況明確學(xué)生的知識(shí)薄弱地帶，判斷學(xué)生現(xiàn)階段認(rèn)知水平所對(duì)應(yīng)的SOLO思維層級(jí)，進(jìn)一步幫助教師緊抓教育時(shí)機(jī)，采取有效措施改進(jìn)教學(xué)過程，提升學(xué)生思維水平.

2 總結(jié)

通過將整個(gè)教學(xué)過程與SOLO理論各思維層級(jí)緊密結(jié)合，幫助教師在教學(xué)過程中實(shí)時(shí)分析學(xué)生思維處于何種水平.基于這種判斷，教師既可以及時(shí)改進(jìn)教學(xué)中的不足，也可以采取有針對(duì)性的舉措幫助學(xué)習(xí)困難的學(xué)生實(shí)現(xiàn)思維水平的提升.但SOLO理論對(duì)于思維層級(jí)的劃分只適合大多數(shù)人，無法兼顧每個(gè)學(xué)生，需要教師有選擇性地加以采用，其中存有的缺漏需要廣大教育工作者在實(shí)踐中進(jìn)一步豐富和完善.

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［責(zé)任編輯：李 璟］