SOLO分類評價理論為確定復(fù)雜的學(xué)習(xí)過程和層次提供了通用框架。它可以指導(dǎo)教師準(zhǔn)確把握學(xué)生的學(xué)前思維層次，完善教學(xué)目標(biāo)設(shè)計，優(yōu)化課堂教學(xué)和作業(yè)設(shè)計，從而提升學(xué)生的思維層次。湖北省鄂南高級中學(xué)沈文炳老師所在的課題組依托“基于SOLO理論的高中物理教材習(xí)題的實(shí)踐研究”課題，對在物理課堂教學(xué)及評價中應(yīng)用SOLO分類評價理論的策略進(jìn)行了探究。

《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》提出物理學(xué)科核心素養(yǎng)主要包括“物理觀念”“科學(xué)思維”“科學(xué)探究”和“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”。實(shí)際教學(xué)中，如何根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)制定教學(xué)目標(biāo)、設(shè)計教學(xué)過程及教學(xué)評價，提高學(xué)生的物理核心素養(yǎng)水平層級呢？本研究嘗試把SOLO分類評價理論應(yīng)用到物理教學(xué)的各個環(huán)節(jié)，以促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)，有效提高課堂教學(xué)效率。

一、明晰基于SOLO分類層級的核心素養(yǎng)表現(xiàn)

SOLO分類評價理論把思維分為五個層次：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)和拓展抽象結(jié)構(gòu)。高中物理學(xué)科核心素養(yǎng)水平分為五個等級。其中，一級、二級為合格考試所要求的等級，分別處于單點(diǎn)結(jié)構(gòu)和多點(diǎn)結(jié)構(gòu)思維能力層次；三級、四級主要為學(xué)業(yè)水平能力測試所要求的層次，處于弱關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)和強(qiáng)關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)思維能力層次；第五級水平主要為高校自主招生命題所要求的水平，主要對應(yīng)拓展抽象結(jié)構(gòu)思維能力層次。

基于SOLO分類評價理論的物理學(xué)科核心素養(yǎng)水平劃分，為教師進(jìn)行有梯度的教學(xué)設(shè)計提供了有力的支持。以基于SOLO分類層級的科學(xué)探究素養(yǎng)表現(xiàn)為例，思維能力處于前結(jié)構(gòu)水平的學(xué)生幾乎不能理解現(xiàn)象中的物理模型，不能做出有意義的解釋；處于單點(diǎn)結(jié)構(gòu)（水平1）的學(xué)生有問題意識，能使用簡單器材收集數(shù)據(jù)，能初步整理數(shù)據(jù)，有交流意識；處于多點(diǎn)結(jié)構(gòu)（水平2）的學(xué)生能提出問題，能根據(jù)方案用基本器材獲得數(shù)據(jù)，能整理數(shù)據(jù)，得到初步結(jié)論，能寫簡單的報告；處于弱關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)（水平3）的學(xué)生能提出可探究的問題，能在教師的幫助下制訂方案，用基本器材獲得數(shù)據(jù)，能分析數(shù)據(jù)、發(fā)現(xiàn)特點(diǎn)、形成結(jié)論并做出解釋，能寫實(shí)驗(yàn)報告，能用學(xué)科術(shù)語和圖表展開交流；處于強(qiáng)關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)（水平4）的學(xué)生能提出準(zhǔn)確的問題，能自主制訂方案、選用器材并獲得數(shù)據(jù)，能分析數(shù)據(jù)、發(fā)現(xiàn)規(guī)律、形成結(jié)論并做出合理解釋，能寫完整的實(shí)驗(yàn)報告；處于拓展抽象結(jié)構(gòu)（水平5）的學(xué)生能多角度提問，創(chuàng)新設(shè)計方案，靈活選用器材獲得數(shù)據(jù)，運(yùn)用多種方法分析數(shù)據(jù)、發(fā)現(xiàn)規(guī)律，形成合理結(jié)論并做出科學(xué)解釋，能寫出完整的實(shí)驗(yàn)報告，并交流反思。

二、優(yōu)化課堂教學(xué)設(shè)計過程

基于SOLO分類評價理論的物理課堂教學(xué)設(shè)計應(yīng)基于教學(xué)內(nèi)容和學(xué)情分析，統(tǒng)籌考慮學(xué)習(xí)情境創(chuàng)設(shè)、信息資源嵌入、學(xué)習(xí)支架設(shè)計等。下面以《力的合成》教學(xué)設(shè)計為例做具體說明。

1.教學(xué)內(nèi)容和學(xué)情分析

SOLO分類評價理論可用于分析掌握教學(xué)內(nèi)容所需的思維能力層次，以及教學(xué)內(nèi)容對學(xué)生的認(rèn)知負(fù)荷。通過分析，教師能確定具有思維能力層次結(jié)構(gòu)的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)重難點(diǎn)以及學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)，使學(xué)習(xí)過程由直觀逐漸過渡到抽象，體現(xiàn)螺旋式上升的特點(diǎn)。

《力的合成》的教學(xué)涉及等效思想、彈簧讀數(shù)、實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)處理等核心知識。其中的等效思想要從單點(diǎn)結(jié)構(gòu)向多點(diǎn)結(jié)構(gòu)發(fā)展。學(xué)生已經(jīng)知道多個電阻串（并）聯(lián)的總電阻、平均速度等標(biāo)量等效情境，而分力與合力的等效屬于矢量等效，涉及方向這個要素，思維能力屬于多點(diǎn)結(jié)構(gòu)。彈簧讀數(shù)要從前結(jié)構(gòu)向多點(diǎn)結(jié)構(gòu)發(fā)展。初中階段對學(xué)生讀取彈簧秤數(shù)據(jù)的要求不高，學(xué)生的彈簧秤讀數(shù)能力處于前結(jié)構(gòu)；高中階段對學(xué)生讀取儀器數(shù)據(jù)的能力要求屬于多點(diǎn)結(jié)構(gòu)，學(xué)生在使用彈簧秤前要校對零刻度，讀數(shù)時眼睛要正視，也可適當(dāng)估讀。實(shí)驗(yàn)操作要從單點(diǎn)結(jié)構(gòu)向關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)發(fā)展。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)時需要在木板上固定白紙和橡皮條，在橡皮條的另一端固定小圓環(huán)，在圓環(huán)上固定兩根細(xì)繩套。這些操作看似簡單，實(shí)際需要學(xué)生具有較強(qiáng)的動手能力和協(xié)調(diào)能力。數(shù)據(jù)處理要從前結(jié)構(gòu)向關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)發(fā)展。由于學(xué)生初次接觸矢量的運(yùn)算，加上實(shí)驗(yàn)操作的誤差，學(xué)生很難想到分力和合力之間構(gòu)成一個平行四邊形。

2.學(xué)習(xí)情境創(chuàng)設(shè)

情境的實(shí)際化和情境的變易是引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識問題本質(zhì)、提升思維層次、發(fā)展創(chuàng)造性思維的有效方法。教學(xué)時，教師可以通過創(chuàng)設(shè)懸疑情境激發(fā)學(xué)生探究的興趣，通過解釋懸疑情境驗(yàn)證平行四邊形定則。

如圖1所示，在黑板右上角懸掛被遮擋的鉤碼組甲和乙，甲用定滑輪C懸掛，乙用定滑輪A、B懸掛。

教師請學(xué)生猜一猜圖1（1）中被遮擋的鉤碼組甲中有多少個鉤碼、圖1（2）中被遮擋的鉤碼組乙中有多少個鉤碼，并討論確定乙的鉤碼個數(shù)的具體辦法。學(xué)生探究后，教師為學(xué)生示范，進(jìn)一步驗(yàn)證平行四邊形定則。

3.信息資源嵌入

在解決問題的過程中，教師應(yīng)該及時嵌入結(jié)構(gòu)化的信息資源，為學(xué)生搭建“腳手架”，幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)思維能力層次的逐級上升。

教學(xué)中，教師可以通過提供力的平行四邊形定則的發(fā)展過程的相關(guān)史料，如從亞里士多德的三個力構(gòu)成矩形的平行四邊形定則、斯蒂文（荷蘭）的成直角的兩個力的三角形定則（單點(diǎn)結(jié)構(gòu)）到牛頓的物體同時受兩個力作用時將沿平行四邊形的對角線運(yùn)動的推斷（多點(diǎn)結(jié)構(gòu)），再到瓦里翁（法國）的力、速度的合成的平行四邊形定則（關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)），直至潘索（法國）的平行四邊形定則的數(shù)學(xué)證明（拓展抽象結(jié)構(gòu)），讓學(xué)生由淺入深地認(rèn)識力的平行四邊形定則。

4.學(xué)習(xí)支架設(shè)計

教學(xué)中，教師可以通過問題串為學(xué)生提供合作學(xué)習(xí)的支架，促使學(xué)生在協(xié)作中展開科學(xué)探究，實(shí)現(xiàn)思維能力層次從前結(jié)構(gòu)、單點(diǎn)結(jié)構(gòu)向多點(diǎn)結(jié)構(gòu)、關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)發(fā)展。在學(xué)生經(jīng)歷使用彈簧秤、讀取彈簧秤讀數(shù)、記錄力的方向及作用等實(shí)驗(yàn)探究過程中，教師提供了5個問題支架。問題1（單點(diǎn)結(jié)構(gòu)），請大家觀察彈簧秤的指針是否指在零刻度？如果不是，該怎樣調(diào)整？問題2（多點(diǎn)結(jié)構(gòu)），請大家觀察彈簧秤的最小刻度是多少？思考讀數(shù)的時候該怎樣估讀？問題3（弱關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)），怎樣理解用兩個彈簧秤和一個彈簧秤拉橡皮條的效果相同？問題4（弱關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)），三名學(xué)生一組，如何分工？問題5（強(qiáng)關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)），如何記錄力的大小和方向？教師有效的問題引導(dǎo)，讓學(xué)生有序推進(jìn)實(shí)驗(yàn)，得出準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)結(jié)論，并學(xué)會有意識地分工與合作。

三、監(jiān)控和評價教學(xué)效果

知識的建構(gòu)過程包含知識探究、學(xué)習(xí)調(diào)控及知識應(yīng)用等高層次智力活動。為有效監(jiān)控和評價教學(xué)效果，教師可以將SOLO分類評價理論與過程性評價相結(jié)合。具體的操作要點(diǎn)如下。

一是實(shí)時調(diào)控學(xué)生的學(xué)習(xí)過程。教師對學(xué)生的學(xué)習(xí)過程進(jìn)行觀察，可以了解學(xué)生的學(xué)習(xí)水平，及時改進(jìn)教學(xué)。學(xué)生也可以根據(jù)教師對其學(xué)習(xí)水平的評價，發(fā)現(xiàn)自己在學(xué)習(xí)中的不足，并在之后的學(xué)習(xí)中明確方向和目標(biāo)。

尋找三個力的幾何關(guān)系是本課的教學(xué)難點(diǎn)。教師引導(dǎo)學(xué)生回顧教材問題情境“一位學(xué)生從操場中心A點(diǎn)出發(fā)，向北走了40m，到達(dá)C點(diǎn)，然后又向東走了30m，到達(dá)B點(diǎn)”，并依據(jù)思維能力層次進(jìn)行如圖2所示的分析合力和分力關(guān)系的思維過程：第一步為多點(diǎn)結(jié)構(gòu)，用有向線段x1、x2和x表明他第一次、第二次的位移和兩次行走的合位移；第二步為弱關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)，明確三個位移的大小分別為40m、30m和50m；第三步為強(qiáng)關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)，通過實(shí)例總結(jié)出矢量相加的方法，即兩個分力F1和F2與合力F構(gòu)成一個三角形；最后一步為拓展抽象，觀察三個力的幾何關(guān)系，發(fā)現(xiàn)力的合成規(guī)律，即平行四邊形定則。

二是評價學(xué)生提出問題的能力。利用SOLO分類評價理論，根據(jù)學(xué)生提出的問題判斷他所處的思維水平、思維的復(fù)雜程度和發(fā)展階段并給予合理的評價，不僅可以考查學(xué)生對概念等知識的掌握程度，還可以外顯學(xué)生的思維過程。這樣的評價可以有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)評價中根據(jù)問題的答案評價的片面性和不足，使教師更好地了解學(xué)生，及時給予學(xué)生教學(xué)干預(yù)。

例如，學(xué)生對“分析物體受力個數(shù)時，是否需要同時計算分力和合力的個數(shù)”有疑問，教師可以判斷學(xué)生對分力和合力關(guān)系的理解處于多點(diǎn)結(jié)構(gòu)，需要通過實(shí)例分析把學(xué)生的思維提升到關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)。于是，教師設(shè)計了“兩名學(xué)生提一桶水”的學(xué)習(xí)情境，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行如下分析：首先從施力物體角度分析，水桶只有兩名學(xué)生和地球三個施力物體，水桶只受三個力，沒有所謂的合力的施力物體存在；其次從力的平衡角度分析，水桶受到的三個力的合力為零，如果還有第四個力，水桶就無法平衡，與問題矛盾；最后從等效角度分析，兩名學(xué)生提水的兩個分力和它們的合力之間是等效替代關(guān)系，不能重復(fù)計算。

三是通過SOLO試題檢測教學(xué)效果。SOLO試題就是運(yùn)用SOLO分類法的基本思想對學(xué)生的開放式反應(yīng)做出相應(yīng)成績評定的測量工具。教學(xué)中，教師可以將原始的開放性問題改編成符合SOLO分類評價的4個層次（單點(diǎn)結(jié)構(gòu)、多點(diǎn)結(jié)構(gòu)、關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)和拓展抽象結(jié)構(gòu)）的4個小問題，以檢測課堂教學(xué)效果和學(xué)生的思維能力層次，進(jìn)一步反思和改進(jìn)課堂教學(xué)。

如在復(fù)習(xí)過程中，教師通過編制SOLO試題了解學(xué)生掌握“探究光的反射規(guī)律”實(shí)驗(yàn)操作的情況。試題如下：

“探究光的反射規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖3（1）所示。平面鏡放在水平桌面上，標(biāo)有刻度（圖中未畫出）的白色紙板ABCD能繞垂直于CD的ON軸翻轉(zhuǎn)，在紙板上安裝一支可在紙板平面內(nèi)自由移動的激光筆。

（1）實(shí)驗(yàn)前，應(yīng)將紙板_________________放置在平面鏡上；

（2）實(shí)驗(yàn)中，為了使光線能在紙板上顯示出來，他們應(yīng)該______________ ；

A.讓光束垂直紙板射到O點(diǎn)

B.讓光束貼著紙板射到O點(diǎn)

（3）紙板ENF是用兩塊紙板連接起來的。如圖3（2）所示，把紙板NOF向后折，光沿EO入射在紙板NOF上，不能看到反射光線。這說明在光的反射現(xiàn)象中，______________ ；

（4）若將紙板傾斜（即紙板與平面鏡不垂直），如圖3（3）所示，使反射光線從鏡面O點(diǎn)反射后仍貼著紙板沿OA方向射出，則入射光線在 ______________。

試題主要考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力。第（1）題為單點(diǎn)結(jié)構(gòu)，考查學(xué)生的儀器組裝能力；第（2）題為多點(diǎn)結(jié)構(gòu)，考查本實(shí)驗(yàn)的基本操作步驟；第（3）題為關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)，考查學(xué)生是否了解相應(yīng)實(shí)驗(yàn)操作步驟對應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論；第（4）題為拓展抽象結(jié)構(gòu)，考查學(xué)生對反射規(guī)律的靈活應(yīng)用能力。

（作者單位：湖北省鄂南高級中學(xué)）