基于SOLO分類理論提升學(xué)生科學(xué)思維

摘 要：SOLO分類理論著重于科學(xué)思維的逐層遞進(jìn)，體現(xiàn)在設(shè)置由簡單到復(fù)雜的教學(xué)活動(dòng)和問題，促進(jìn)學(xué)生生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展。本文以“人體的血液循環(huán)”一節(jié)為例，將SOLO分類理論通過制訂教學(xué)目標(biāo)、分析學(xué)習(xí)任務(wù)、設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)應(yīng)用于實(shí)際教學(xué)中。

關(guān)鍵詞：SOLO分類理論；科學(xué)思維；教學(xué)活動(dòng)

文章編號(hào)：1003-7586（2024）11-0039-04 中圖分類號(hào)：G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

《義務(wù)教育生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡稱《義教課標(biāo)》）中提出培養(yǎng)學(xué)生生命觀念、科學(xué)思維、探究實(shí)踐、態(tài)度責(zé)任4個(gè)生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的課程目標(biāo)。教師已經(jīng)認(rèn)識(shí)到培養(yǎng)學(xué)生生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的重要性，并致力于在教學(xué)過程中發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維等能力，但其所設(shè)計(jì)的教學(xué)活動(dòng)多處于單點(diǎn)結(jié)構(gòu)和多點(diǎn)結(jié)構(gòu)，層次較淺，僅側(cè)重對(duì)知識(shí)點(diǎn)的記憶，學(xué)生的科學(xué)思維能力得不到發(fā)展、生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)得不到提升。教師設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)時(shí)也未能關(guān)注到學(xué)生的科學(xué)思維水平，無法實(shí)現(xiàn)學(xué)生科學(xué)思維能力的逐級(jí)提升。同時(shí)，教師在授課過程中更多關(guān)注學(xué)生對(duì)單一知識(shí)點(diǎn)的記憶，而忽視了對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果的觀察，難以判斷教學(xué)目標(biāo)是否達(dá)成。

“人體的血液循環(huán)”是蘇教版義務(wù)教育教科書《生物學(xué)·七年級(jí)·下冊(cè)》（以下簡稱“教材”）第十章中的內(nèi)容，本章節(jié)具有較多概念，較難理解和記憶，如血管的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和功能、心臟的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、腔室與血管相連的情況等。本文以“人體的血液循環(huán)”一節(jié)內(nèi)容為例，通過制訂教學(xué)目標(biāo)、分析學(xué)習(xí)任務(wù)、設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)等對(duì)SOLO分類理論在實(shí)際教學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)行探討。

1 SOLO分類理論

SOLO（Structure of the Observed Learning Outcome）分類理論旨在形成“可觀察的學(xué)習(xí)結(jié)果結(jié)構(gòu)”，以等級(jí)描述評(píng)價(jià)學(xué)生思維水平。^［1］SOLO分類理論將學(xué)生思維水平分為5個(gè)層次：①前結(jié)構(gòu)層次（P）；②單點(diǎn)結(jié)構(gòu)層次（U）；③多點(diǎn)結(jié)構(gòu)層次（M）；④關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)層次（R）；⑤抽象拓展結(jié)構(gòu)層次（E）。^［2］

科學(xué)思維是生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的重要組成部分，該素養(yǎng)具有內(nèi)隱性，較難在考試分?jǐn)?shù)上體現(xiàn)。教師可以通過觀察學(xué)生回答問題、實(shí)驗(yàn)操作的表現(xiàn)，結(jié)合SOLO分類理論分析學(xué)生的思維水平層次。故筆者以SOLO分類理論為指導(dǎo)，以《義教課標(biāo)》和教材內(nèi)容為依據(jù)，通過制訂教學(xué)目標(biāo)、分析學(xué)習(xí)任務(wù)、設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)等步驟達(dá)成觀察學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果、關(guān)注學(xué)生科學(xué)思維水平進(jìn)階、判斷學(xué)生科學(xué)思維水平等級(jí)的目標(biāo)。

2 基于SOLO分類理論制訂教學(xué)目標(biāo)

教學(xué)目標(biāo)在發(fā)展學(xué)生生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的同時(shí)也為教師進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)、組織教學(xué)活動(dòng)、選擇教學(xué)方法指引方向。教師應(yīng)通過分析課程目標(biāo)、學(xué)業(yè)要求、教材內(nèi)容、學(xué)生學(xué)情等，結(jié)合SOLO分類理論科學(xué)思維水平與教學(xué)目標(biāo)及可觀察學(xué)習(xí)結(jié)果結(jié)構(gòu)表（見表1），制訂科學(xué)的教學(xué)目標(biāo)、劃分教學(xué)目標(biāo)的思維水平、觀察學(xué)生的狀況并判斷學(xué)生科學(xué)思維水平和教學(xué)目標(biāo)是否達(dá)成。

3 基于SOLO分類理論分析學(xué)習(xí)任務(wù)

學(xué)習(xí)的過程由多個(gè)關(guān)聯(lián)的學(xué)習(xí)任務(wù)組成，想要在完成學(xué)習(xí)任務(wù)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，教師設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)任務(wù)時(shí)，應(yīng)關(guān)注學(xué)生所處的思維層次，注重相關(guān)學(xué)習(xí)任務(wù)之間思維層次的連貫性，實(shí)現(xiàn)學(xué)生科學(xué)思維的逐步提升?；赟OLO分類理論劃分學(xué)習(xí)任務(wù)思維層次，有利于設(shè)計(jì)出能夠逐級(jí)提升學(xué)生科學(xué)思維水平的教學(xué)流程。

筆者以SOLO分類理論為指導(dǎo)的“人體的血液循環(huán)”一節(jié)學(xué)習(xí)任務(wù)思維層次的具體劃分如表2所示。

4 基于SOLO分類理論設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)

4.1 設(shè)反差，引思考

教師提供資料：心臟是人體非常重要的器官，每次流經(jīng)心臟的血量約60mL，24h流經(jīng)心臟的血液量約6×106mL，然而人體總血液約4000mL。學(xué)生思考：流經(jīng)心臟的血量和人體血量為何存在如此大的差異？血液在身體中如何流動(dòng)？學(xué)生在教師的分析中領(lǐng)悟前概念知識(shí)：血液在身體中循環(huán)流動(dòng)。教師請(qǐng)一位學(xué)生構(gòu)建如圖1所示的人體血液循環(huán)簡易模型，進(jìn)而引出本節(jié)課的主題：人體的血液循環(huán)。

設(shè)計(jì)意圖：教師通過比較流經(jīng)心臟的血量和人體血量的巨大差異，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建人體血液循環(huán)簡易模型，呈現(xiàn)前概念，同時(shí)引出課堂主題。學(xué)生知識(shí)生成的過程，思維水平屬于R層次。

4.2 創(chuàng)情境，深探究

教師通過問題引入血管的概念：

血液在身體中是沿著什么循環(huán)的？

教師創(chuàng)設(shè)情境：小明在騎電動(dòng)車時(shí)不小心被撞倒，導(dǎo)致身體多處受傷，左腿大量出血，左臂輕微擦傷，微量血液滲出。小明受傷后被路人及時(shí)送往醫(yī)院治療，醫(yī)生對(duì)小明傷口進(jìn)行處理后，采用輸液的方式將藥物注入小明體內(nèi)。

教師提出問題：①腿部出血可能是什么血管破裂造成的？判斷依據(jù)是什么？②輸液是通過靜脈輸液還是動(dòng)脈輸液？為什么？③左臂輕微擦傷，微量血液滲出可能是什么血管破裂造成的？該血管特點(diǎn)是什么？學(xué)生帶著問題自主學(xué)習(xí)教材中的血管相關(guān)內(nèi)容，并通過自主學(xué)習(xí)、與同學(xué)討論等方式回答教師提出的問題、完成血管結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和功能表格。教師提醒學(xué)生：未滿16歲不能騎電動(dòng)車，乘坐電動(dòng)車時(shí)應(yīng)佩戴頭盔，注意安全。

設(shè)計(jì)意圖：教師選取與生物學(xué)知識(shí)相關(guān)的生活案例，引導(dǎo)學(xué)生在問題

驅(qū)動(dòng)下自主學(xué)習(xí)血管的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和功能，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)、幫助學(xué)生深入理解生物學(xué)概念的同時(shí)對(duì)學(xué)生進(jìn)行安全教育，增強(qiáng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任意識(shí)。學(xué)生應(yīng)用多知識(shí)點(diǎn)分析情境中的問題，并整合知識(shí)解決問題，思維水平屬于E層次。

教師提出問題：如果動(dòng)脈管壁很薄、分布很淺會(huì)出現(xiàn)什么情況？學(xué)生根據(jù)動(dòng)脈和靜脈的功能，分析血液流動(dòng)的方向，得出動(dòng)脈由主干流向分支，靜脈由分支流向主干，同時(shí)完善人體血液循環(huán)簡易模型。學(xué)生通過設(shè)想，分析結(jié)構(gòu)發(fā)生變化后可能會(huì)出現(xiàn)的情況，由此理解結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的特點(diǎn)，而后運(yùn)用結(jié)構(gòu)與功能觀分析毛細(xì)血管的結(jié)構(gòu)與功能。

設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生理解血管的功能，推理出血液在不同血管中的流動(dòng)方向，思維水平屬于M層次。學(xué)生運(yùn)用結(jié)構(gòu)與功能觀分析毛細(xì)血管的結(jié)構(gòu)與功能，思維水平逐漸由M層次提升至R層次。

4.3 專實(shí)踐，認(rèn)結(jié)構(gòu)

教師提出問題：小明注射的藥物在經(jīng)過心臟時(shí)，會(huì)依次經(jīng)過哪些心臟結(jié)構(gòu)？學(xué)生要回答以上問題，首先需要了解心臟的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，教師通過該問題從血管引到本節(jié)教學(xué)的重難點(diǎn)“心臟的結(jié)構(gòu)”。

活動(dòng)一：心臟模型認(rèn)識(shí)活動(dòng)。

心臟的結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，教師引導(dǎo)學(xué)生觀察模型，觀察結(jié)束后小組合作將貼紙貼于心臟模型的正確位置，并派一個(gè)小組代表講解心臟結(jié)構(gòu)模型，其他小組同學(xué)對(duì)講解內(nèi)容進(jìn)行評(píng)價(jià)并根據(jù)講解進(jìn)行自評(píng)。教師接著提出3個(gè)問題：①心臟有哪幾個(gè)腔？結(jié)構(gòu)名稱分別是什么？②各個(gè)腔是否彼此相連？③各個(gè)腔分別與哪些血管連接？學(xué)生依此總結(jié)出規(guī)律：上房下室、左右相反、房連靜、室連動(dòng)、上下相通、左右不通。

設(shè)計(jì)意圖：情境貫穿，引出心臟的結(jié)構(gòu)。教師通過讓學(xué)生在心臟模型的正確位置貼上便簽，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；通過讓學(xué)生講解心臟內(nèi)部結(jié)構(gòu)，體現(xiàn)以學(xué)生為本的教育理念，提高學(xué)生綜合能力；通過3個(gè)問題幫助學(xué)生深入了解心臟內(nèi)部結(jié)構(gòu)，鍛煉學(xué)生分類、總結(jié)、歸納的能力。學(xué)生在張貼結(jié)構(gòu)名稱、觀察心臟內(nèi)部結(jié)構(gòu)、總結(jié)心臟內(nèi)部結(jié)構(gòu)規(guī)律的過程中思維水平由U層次逐漸向R層次轉(zhuǎn)變。

活動(dòng)二：心臟內(nèi)部結(jié)構(gòu)觀察實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)材料：豬心臟、解剖盤、一次性手套、玻璃棒。

實(shí)驗(yàn)操作：①找到心房和心室，張貼貼紙；②比較心房壁和心室壁厚度；③觀察心臟左側(cè)和右側(cè)是否相通；④將玻璃棒依次從左心房、右心房插入心臟，觀察心房和心室是否相通；⑤將玻璃棒依次從上腔靜脈、肺靜脈、主動(dòng)脈、肺動(dòng)脈插入心臟，完成血管與腔室的連線；⑥完成上述操作并根據(jù)觀察結(jié)果填寫心臟觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄表（見表3）。

小組代表分享觀察結(jié)果，并分析為什么心室壁比心房壁厚，深入理解結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)，逐步驗(yàn)證心臟結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和腔室血管連接規(guī)律。

設(shè)計(jì)意圖：真實(shí)心臟內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，學(xué)生通過對(duì)豬心臟內(nèi)部結(jié)構(gòu)的觀察及實(shí)驗(yàn)結(jié)果的交流，能夠更加深刻地理解、掌握心臟內(nèi)部結(jié)構(gòu)，驗(yàn)證心臟結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，總結(jié)腔室血管連接規(guī)律，增強(qiáng)自身綜合素養(yǎng)，思維水平屬于R層次。

4.4 新實(shí)驗(yàn)，提思維

活動(dòng)三：心臟灌流實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)材料：豬心臟、解剖盤、50mL注射器、一次性手套。

實(shí)驗(yàn)操作：①觀看操作視頻并以小組為單位完成實(shí)驗(yàn)；②拿注射器依次向上腔靜脈和肺靜脈注水，觀察并記錄出水位置，深入分析血液從靜脈流入心臟，從動(dòng)脈流出心臟的路徑并總結(jié)規(guī)律；③拿注射器依次向主動(dòng)脈和肺動(dòng)脈注水，觀察并記錄出水位置，分析藥物是否會(huì)從動(dòng)脈流入心臟。

教師根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，向?qū)W生引入瓣膜的功能，再現(xiàn)結(jié)構(gòu)與功能觀，引導(dǎo)其思考瓣膜的生理意義。

設(shè)計(jì)意圖：心臟灌流實(shí)驗(yàn)是在心臟內(nèi)部結(jié)構(gòu)觀察實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，實(shí)驗(yàn)涉及的知識(shí)技能銜接緊密，螺旋上升。學(xué)生能夠通過實(shí)驗(yàn)直觀地理解血液在心臟中的流動(dòng)路徑、分析血管與心臟四個(gè)腔室的連接情況、總結(jié)血液在心臟中流動(dòng)的規(guī)律。教師將問題與情境融合，引導(dǎo)學(xué)生解決新情境下的新問題，進(jìn)而引出瓣膜結(jié)構(gòu)與功能，培養(yǎng)學(xué)生解決真實(shí)問題的能力，提升學(xué)生的實(shí)踐探究能力，思維水平逐漸由M層次提升到E層次。

4.5 共總結(jié)，繪導(dǎo)圖

小組合作完成思維導(dǎo)圖并派代表進(jìn)行展示，其他小組同學(xué)對(duì)講解內(nèi)容進(jìn)行評(píng)價(jià)并根據(jù)講解進(jìn)行自評(píng)。

設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生以繪制思維導(dǎo)圖的形式完成本節(jié)的課堂總結(jié)，充分理解本節(jié)重難點(diǎn)——心臟的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及血液在心臟內(nèi)部的流動(dòng)。完成思維導(dǎo)圖，需要學(xué)生充分地理解、分析、應(yīng)用知識(shí)，思維水平屬于E層次，此過程運(yùn)用多種評(píng)價(jià)方法，體現(xiàn)了“教—學(xué)—評(píng)”一體化。

5 教學(xué)反思

《義教課標(biāo)》強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。科學(xué)思維是其他核心素養(yǎng)的基礎(chǔ)，也是學(xué)科核心素養(yǎng)的核心。SOLO分類理論因能清晰地反應(yīng)學(xué)生思維水平的變化情況、有效提升學(xué)生科學(xué)思維能力，在教學(xué)設(shè)計(jì)中被廣泛應(yīng)用。^［3］教學(xué)實(shí)踐的一般過程為：制訂教學(xué)目標(biāo)、分析學(xué)習(xí)任務(wù)、選擇教學(xué)方法、設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)、精編課堂習(xí)題、實(shí)施教學(xué)評(píng)價(jià)。本文利用SOLO分類理論指導(dǎo)教學(xué)實(shí)踐，通過制訂教學(xué)目標(biāo)、分析學(xué)習(xí)任務(wù)和設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)，使內(nèi)隱的科學(xué)思維在課堂中清晰可評(píng)，使培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力、提升學(xué)生的生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)不再是空談。同時(shí)，本文也為SOLO分類理論在教學(xué)實(shí)踐中的應(yīng)用提供了有力支持。

參考文獻(xiàn)

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［3］許萍.SOLO分類理論在高中生物學(xué)科學(xué)思維培養(yǎng)中的應(yīng)用研究［D］.福州：福建師范大學(xué)，2023.