基于SOLO认知理论的物理教学设计研究

沈自强

[摘   要]文章阐述了SOLO认知理论，并以《曲线运动》为例，探讨高中物理教学设计的过程和方法。

[关键词]SOLO认知理论;高中物理;曲线运动;教学设计

[中图分类号]    G633.7        [文献标识码]    A        [文章编号]    1674-6058（2019）26-0039-03

一、SOLO认知理论的内涵

SOLO是英文“Structure of the Observed Learning Outcome”的简称，即可观察到的学习成果的结构。该理论是由澳大利亚著名学者比格斯（John B.Biggs）和科利斯（Kevin F.Collis）在研究皮亚杰的认知发展阶段学说的基础上提出的[1]。它提倡从具体知识结构的复杂性来对认知水平进行分层评价。

人在认知方面确实存在着整体的阶段性，但常常会在具体问题上表现出认知水平与整体阶段性不相符的情况[2]。因此仅仅从整体阶段性来分析学习者的认知水平的话，很容易使教学者在教学设计过程中出现问题。而SOLO认知理论是以学习者对具体问题的认知情况为分析对象的，是对某个具体问题的认知评价，对学习者的认知水平分析更加精确，能更好地帮助教育者及时掌握学习者的真实认知水平。因此SOLO认知理论被称之为“可观察的学习结果的结构”[3]。

SOLO认知理论认为对学习者的学习结果的分类可以分为以下五个层次[2]，其内涵及对应的思维能力分析如表1所示。

SOLO认知理论的五个思维层次可以形象地用图1来表示。

SOLO认知理论的五个思维层次是逐渐递增的，前三个思维水平属于量的积累;而后两个属于质的改变，知识点之间的联系较多，对学生思维能力和解决问题的能力提出了更高的要求。用SOLO认知理论来分析人的思维能力是一种合理的方式。

二、物理教学设计的内涵

物理教学设计作为课堂教学的重要环节，其主要任务包括教学目标、教学策略、方法设计、教学过程以及教学评价等活动，是系统解决教学问题的一种设计活动[4]。一个好的教学设计能够增加课堂教学活动的有效性和可控性，提高课堂教学效率，而SOLO认知理论的五个思维层次对物理教学设计都有独特的指导意义。基于SOLO认知理论的教学设计，以学生对具体知识点的认知水平为研究重点，注意学生问题理解的水平和解决问题时的表现，这样的教学设计有利于教师在教学过程中调整教学方法策略，提高课堂教学效率。

三、SOLO认知理论对物理教学设计的指导作用

SOLO认知理论在设计教学目标、选择教学方法、确定教学重点和难点、设计教学过程等方面都具有其他理论不具备的优势[5]。本文以必修2第五章第一节《曲线运动》的教学设计为例，分析SOLO认知理论对教学设计的指导意义。

1. SOLO认知理论下的教学目标

教学目标界定高中物理教学内容、教学深广度，是学生学业评价的重要依据[6]。为了能够使教学活动最终达成预定的教学目标，我们在进行教学设计时，必须将一切活动都以实现它为前提。对书本内容进行认知水平分析，能够高效达成既定目标。SOLO认知理论评价体系依据学习结果监控学生的思维过程，同样也为物理教学目标分类提供了依据。而高中物理新课程标准提出：“物理学科核心素养是学生在接受物理教育过程中，通过学习物理知识与技能、思想与方法，并逐步内化形成的适应个人终身发展和社会需要的，具有物理学科特征的必备品格和关键能力。”将高中物理学科核心素养分成四个维度：物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任。物理课程标准对目标划分了不同的水平，这些目标水平与SOLO认知理论中的五种学习成果有表2所示的对应关系。

案例：《曲线运动》中的教学目标对应的SOLO认知理论水平如表3所示。

2. SOLO认知理论下的教学方法

SOLO认知理论使我们明确了教学目标的思维层次，能对我们接下来设计教学有很好的指导作用。学生思维层次从单一到多元结构的变化，其实只是一个量的积累变化过程，教师只要适当引导及扩充，学生的思维水平就可以得到提升。而发展到关联结构水平时，学生的思维品质将发生质的变化，需要将知识点之间的内在联系进行思维整合，教师在教学上应想办法，帮助学生形成这些看似独立的知识点之间的联系，并且教给学生构建认识复杂问题的方法策略，加深学生的思维深度。对相应思维层次的教学环节和时间进行设置，从而高效教学。

案例分析：基于SOLO认知理论设计的《曲线运动》的教学方法分析。

从上面的案例我们可以看出，不同思维程度的认知水平要求教师使用不同的教学方法。思维程度较浅的，可以通过简单的视频、图片、生活实践总结得出结论;在实现较高思维层次的教学目标时，必须通过相对较多的教学引导，循序渐进地刺激学生的思维深度、广度，从而使学生的思维得到进步[7]。

3. SOLO认知理论指导下的教学顺序

教学顺序的安排往往是由知识点的难易程度和几个知识点的内在关联性决定的。SOLO认知理论在教学目标的分析上对本节内容的思维难度进行了划分，因此它对教学顺序的安排有很好的指导和参考作用。比如说：曲线运动的概念，作为一个单一结构水平（U水平）的知识点，再结合教材安排、认知规律等将其放在课堂的开始阶段，是比较正确的;“曲线的轨迹与合外力以及速度方向三者之间的关系”作为一个关联结构水平（R水平）和抽象拓展结构水平（E水平）的知识点，在确保学生已经掌握与此相关的单一知识点的基础之上，再通过教师设计的演示实验和问题，引导学生逐步加深自己的思维深度，将其放在本节课的最后阶段进行讨论分析。本节课的具体教学流程如图2所示。

基于SOLO认知理论的物理教学设计可以很好地提升学生的思维深度，触发学生思考问题的积极性和主动性。同时也能帮助教师在进行教学设计时更好地从学生的思维水平出发，设计出更加适合学生思维水平的教学过程。

[   参   考   文   献   ]

[1]  Teaching for Deep Learning[J]. TracyWilson Smith，Susan A.Colby. The Clearing House： A Journal of Educational Strategies， Issues and Ideas，2007（5）.

[2]  Deep learning and education for sustainability[J]. Kevin Warburton.  International Journal of Sustainability in Higher Education，2003（1）.

[3]  彼格斯，科利斯.學习质量评价：SOLO分类理论可观察的学习成果结构[M].北京：人民教育出版社，2010.

[4]  张娟娟，任新成.张娟娟+SOLO分类理论在高中物理课堂中的应用：以“摩擦力”的教学为例[J].才智，2018（31）：64+66.

[5]  干伟，袁令民，刘玲，等.量变到质变，基于SOLO分类评价导学案提高课堂效率的研究[J].物理教师，2018（7）：8-12.

[6]  郑洁梅. SOLO分类理论在高中物理教学目标设计中的应用研究[D].苏州：苏州大学，2013.

[7]  邹雪晴，汪弘，张杨，等.基于SOLO分类理论的深度学习评价：以高中“机械能”为例[J].物理教师，2018（6）：15-17.

（责任编辑 易志毅）