SOLO分類理論指導下的高中生物學深度學習實踐

[中圖分類號] G633.91 [文獻標識碼]A [文章編號] 1674-6058（2025）20-0071-05

一、概念辨析

（一）SOLO分類理論

SOLO分類理論（StructureoftheObservedLearn-ingOutcome），也被稱為可觀察學習成果結構，由澳大利亞教育心理學家約翰·比格斯和凱文·科利斯于1982年提出。這一理論的核心思想源自瑞士心理學家讓·皮亞杰的認知發展階段論。讓·皮亞杰認為，兒童的認知發展具有階段性，從低到高依次為感知運動階段、前運算階段、具體運算階段和形式運算階段。皮亞杰認知發展階段理論為SOLO分類理論提供了堅實的心理學基礎。SOLO分類理論旨在通過等級描述的方式對學生的學習成果進行質性評價。SOLO分類理論將學生的思維層次劃分為5個水平：前結構水平、單一結構水平、多元結構水平、關聯結構水平、抽象拓展結構水平[1]。

（二）深度學習

深度學習是一種高階學習模式，它強調學習者在認知過程中主動加工學科知識，通過深度思考與探究，實現對知識的全面理解和內化。這種學習方式不僅要求學習者高度投人精力，更鼓勵他們積極提煉、遷移知識，并靈活應用于各類情境。深度學習旨在培養學習者的終身創造力、問題解決能力以及個人發展的主導力。它是一系列關鍵技能的集合，能夠使學習者深刻理解學科知識，并將這些知識有效運用到實際問題的解決中，進而展現出高度的學習素養和適應能力。對于高中生，按照反應水平可劃分為以下層次：無法對問題作出有效回應（對應前結構水平）；低層次的淺層學習（對應單一結構水平）；高層次的淺層學習（對應多元結構水平）；深度學習（對應關聯結構水平和抽象拓展結構水平）[2]。

（三）深度學習與SOLO分類理論的關系

深度學習作為一種追求知識深度理解與應用的高階學習方式，強調學習者在認知過程中的主動探索與創新。而SOLO分類理論則以層次性視角，揭示學習者解決問題時的思維結構變化特征。SOLO分類理論將學習者的思維層次劃分為五個逐步遞進的水平，從簡單的前結構水平到復雜的抽象拓展結構水平，體現了知識掌握程度與思維發展的深度與廣度。在深度學習的實踐過程中，SOLO分類理論為教學活動提供有力指導。教師可以根據學生的學習層次制訂個性化的教學策略，引導學生逐步深化對知識的理解，促進知識的整合與遷移。同時，SOLO分類理論也是評估深度學習效果的有效工具。通過對學生學習成果的質性分析，教師可以準確把握學生的學習進展，及時調整教學方案，以實現深度學習目標。

二、基于SOLO分類理論的教學設計

（一）教材分析

“生態系統的穩定性受到各種干擾的影響”一節聚焦的核心概念是依據《普通高中生物學課程標準（2017年版2020年修訂）》的內容要求2.3.2（舉例說明生態系統的穩定性會受到自然或人為因素的影響，如氣候變化、自然事件、人類活動或外來物種入侵等）和2.3.3（闡明生態系統在受到一定限度的外來干擾時，能夠通過自我調節維持穩定）而選取的。滬教版高中生物學教材通過一系列生物學事實（見表1）來說明生態系統的穩定性與外來干擾影響的關系。

表1本節核心概念和相關生物學事實

由表1可知，支撐第一個核心概念的生物學事實具體形象，學生在學習、生活中有所接觸，因此比較容易理解并形成第一個核心概念，為后續學習奠定基礎；而支撐第二個核心概念的生物學事實涉及生態系統的自我調節能力是有限的，分析這一事實需要運用演繹和推理的方法（水平3）。該內容相對抽象，且各事實之間存在緊密的邏輯聯系，是本節教學的重點。

（二）學情分析

高二學生思維活躍，具有一定的分析、歸納和表達能力。在第2章“生態系統的結構與功能”的學習中，學生接受了歸納概括、交流表達等方面的訓練，為科學思維能力的發展奠定了基礎。此外，學生在學習、生活中接觸過物理模型和數學模型，具備一定的模型建構能力，尤其是建構相對抽象的概念模型的能力，但在這一方面還缺乏足夠經驗?；诖?，本節內容中第二個核心概念（生態系統的自我調節能力是有限的）的建構將成為學生的學習難點。

（三）教學目標

基于SOLO分類理論和深度學習理念，可梳理和歸納本節的核心素養、教學內容、思維層次、學習層次和認知水平之間的聯系（如圖1）。通過本節課的學習，學生能夠比較分析生態系統在受到自然或人為干擾前后的狀態，運用反饋調節原理闡釋生態系統能維持動態平衡的原因，闡明生態系統的自我調節能力是有限的；還能夠針對生活中常見生態系統的穩定性的維持問題，提出有價值的建議和合理的措施。

（四）構建相關聯的知識體系

深度學習的實現，要求教師深人理解學科核心知識與思想方法，并精心設計教學內容。在生物學教學中，構建學科核心知識的關聯性框架尤為關鍵。教師需深入剖析課程標準及教材，全面挖掘教學要素，對大概念、重要概念及次要概念進行細化分層。生物學知識并非孤立存在，相互關聯的知識?？缭讲煌恼n時。因此，教師必須突破課時的限制，挖掘主題單元間的內在聯系。通過打破課時與單元的界限，重新調整與組合知識，構建多維度、高水平且具整合性的知識結構。不過，各知識點在難度、基礎知識要求和思維層次等方面存在差異。為確保全體學生都能獲得有效發展，教師需合理把控知識難度的梯度。SOLO分類理論可為此提供指導，幫助教師構建循序漸進的知識網絡。借助該網絡，生物學知識將更加條理清晰，學生也能夠逐步提升思維層次和學習能力。在教學過程中，教師不僅要傳授知識，更要引導學生構建知識體系，培養學生的生物學學科核心素養。這樣的教學既符合深度學習要求，也有利于促進學生的全面發展。

（五）教學準備

課前，教師將班級學生分成6個小組，每組7人，準備以小組合作的形式開展一系列微活動。教師將教學目標細化為層層遞進的學習任務（見表2），確保教學活動與學生學習過程緊密銜接。同時，教師要結合學生完成任務時的具體表現，評估其思維結構層次，因此評價活動應貫穿整個教學過程。在學生逐步完成學習任務的過程中，教師應及時對他們的表現進行評價（見表3），并對學生的回答給予即時反饋。如此一來，學生不僅能了解自身的表現情況，還能根據自身行為表現判斷當前的思維水平，從而明確下一步的學習目標和努力方向。

表2學習任務及評價表現

續表

（六）教學過程

1.引入生活情境，建構新知

教師以上海崇明東灘的形成作為教學情境的切入點。20世紀，為了填海造陸，人們在崇明東灘筑起大堤，使得堤內的海水逐漸蒸發，最終變成陸地。然而，海水的潮汐運動（即漲潮和落潮）對大堤造成了損害。于是，人們在大堤外種植了一種來自北美的植物一—互花米草，以減少海浪對大堤的侵蝕。

在微活動一環節，教師引導學生探究互花米草對崇明東灘生態系統的影響。首先，讓學生結合之前學過的知識，思考外來植物對當地生態系統的積極或消極影響。隨后，讓學生翻開教材第71頁，閱讀“互花米草對崇明東灘潮間帶植物群落的影響”的資料，并回答兩個相關問題。學生發現引入互花米草后，本土植物海三棱藨草和蘆葦的分布發生了變化，互花米草的數量逐漸增多，而蘆葦的數量則日益減少，最終可能被互花米草完全占據。在此過程中，學生僅從所給材料中獲取了單一維度的信息，并據此得出了相應的結論，其思維水平尚處于單點結構水平。

2.建構模型，層層深入

要真正多維度理解生態系統的穩定性，需從生態系統的結構與功能、物質與能量的角度進行綜合思考。在微活動二環節，教師展示建構的崇明東灘營養結構圖，以白頭鶴所在的食物網為例，引導學生根據黑板上的食物網和教材第72頁圖3-11來進行具體分析，進而建構引入互花米草對崇明東灘生態系統的影響模型。教師提問：“引入互花米草后，崇明東灘生態系統的抵抗力穩定性和恢復力穩定性發生了怎樣的變化？\"學生基于第2章所學的生態系統營養結構知識，分析了互花米草對崇明東灘生態系統的影響。經過小組討論后，學生從結構決定功能的角度建構了引入互花米草對崇明東灘生態系統的影響模型。教師總結指出，這是人為引種對崇明東灘生態系統穩定性造成不良影響的典型案例，此類人為因素不僅改變了生態系統的結構，引發了功能的改變，還影響了生態系統的能量流動、信息傳遞和物質循環。

隨后，教師引導學生回顧生態系統結構和功能相對穩定即動態平衡的狀態，指出人類活動對生態系統的影響可稱為“干擾”。接著提問：是否存在其他人為因素對崇明東灘生態系統平衡產生影響？是否有自然因素對崇明東灘生態系統產生影響？這種干擾對崇明東灘生態系統的影響程度如何？學生思考后，列舉了濕地破壞、環境污染、垃圾污染等人為因素，以及暴雨、臺風等自然因素，認為干擾對崇明東灘生態系統的影響相對較小。通過以上案例，學生發現了一個規律：人為或自然因素均會對生態系統的穩定性產生干擾?；诖?，教師繼續提問：當干擾超過生態系統的自我調節能力時，是否需要進行人為干預？如何進行干預？教師提示學生閱讀關于互花米草等植物特性的資料1-3，思考如何修復崇明東灘濕地生態系統。接著，教師展示“圍\"對崇明東灘海三棱藨草和白頭鶴種群數量及大型底棲動物物種豐富度的影響。學生基于資料和提示討論修正方案，最終形成“圍、割、淹、曬、種、調\"的治理方案。教師根據學生的回答內容，對其思維水平結構進行評價。

教師進一步提問：從互花米草入侵中，人類能學到什么、得到什么警示？鼓勵學生從生態系統穩定性的規律、人與自然的矛盾以及人類對生態系統的干擾等角度來回答。學生小組討論后提出：“人類應當順應生態系統穩定性的規律保護生態系統，自覺調和人與自然的矛盾，減少對生態系統的干擾。\"教師依據學生小組參與活動的態度、參與度以及建議進行評價。

最后是拓展微活動環節，教師提問：請閱讀資料4和資料5，提出一種可行的互花米草治理方案，并思考引種前后的注意事項。學生積極思考，并提出見解，教師聽取學生匯報后進行總結點評。

3.課后評價，及時反饋

本研究借鑒SOLO分類理論的思維水平劃分標準，設計評價量表（見表3），將SOLO分類理論應用于課后評價。課后布置作業，讓學生設計保持和提高某生態系統穩定性的方案。此作業不僅能讓教師通過可視化的評價方式及時了解學生思維層次是否提升，還能促使學生在設計方案的過程中不斷加深對知識的理解，開展思維訓練，并將所學知識拓展應用于新的問題情境。在具體評價時，注重評價主體的多元化，細化評價標準，以準確判斷學生是否掌握了相關知識以及是否達到教學自標要求的思維水平[3]

表3評價量表

續表

三、教學反思

（一）反思教學內容

本節內容選自滬科版生物學教材《生物與環境》模塊第3章“生態系統的相對穩定性”的第2節。在學習第2章后，學生已認識到生態系統是由生物群落與非生物環境因素相互作用形成的統一整體。第3章在此基礎上進一步探討生態系統的相對穩定性。第3章是第2章的延續，只有全面、正確認識生態系統的結構與功能，才能深入分析生態系統維持相對穩定性的內在機制。生態系統的結構、功能與穩定性相互聯系、彼此影響，共同構成生態系統這一復合體。

本節課運用SOLO分類理論，遵循學生的認知發展規律，精心設計問題鏈和自主學習資料，旨在加深學生對生物與環境知識的理解，引導其體驗生物學深度學習實踐。從教學內容看，本節課不僅幫助學生奠定了堅實的知識基礎，還發揮了知識遷移的橋梁作用，提升了學生將所學知識應用于新情境的能力。

（二）反思教學過程

指向深度學習的課堂，不僅要注重夯實學生的知識基礎，更要著力培養學生的創新意識。這要求教師深刻認識到傳統教學模式的不足，并依據SOLO分類理論構建創新性的教學策略。在本節教學中，教師結合學情和教學實際，以問題為引領，鼓勵學生自主閱讀相關資料。通過巧妙設問，激發學生的思維潛能，引導學生自主探索并領悟生態學的理論方法，逐步形成良好的學習能力，同時讓學生深刻感受到保護環境的重要性，增強他們參與環境保護的意識。

（三）反思思想方法

本節課貫穿結構與功能、物質與能量、模型與建模、歸納與概括、實踐與應用等思想方法。學生在思考和解決每一個問題的過程中，得益于這些思想方法的有力支撐，學習效率得到了顯著提升。從課堂教學的整體情況來看，各種思想方法的應用并非孤立存在，而是相互之間存在著緊密的內在聯系，充分表明SOLO分類理論能促進深度學習?？傊?，基于SOLO分類理論的深度學習值得深入探討，此教學方式操作簡單、層次清晰，對培養學生生物學學科核心素養具有重要的指導意義。

[參考文獻]

[1］吳恒梅，薛艷萍.基于SOLO分類理論的教學評一體化教學設計：以“減數分裂”為例［J].中學教學參考，2023（29）：81-84.

[2]劉月霞，郭華.深度學習：走向核心素養[M].北京：教育科學出版社，2018：18-19.

[3」凌宗偉.新課標背景下如何落實“教—學—評”一致性要求：基于“SOLO分類評價法”的思考［J].教師教育論壇，2022，35（6）：9-11.

（責任編輯 羅艷）