基于SOLO理论的高一物理问题式教学研究

程雅琳 黄树清

摘   要：問题式教学法在现代高中物理课堂应用的非常广泛，其最大优势在于引导学生对知识的进一步认识和深化，从而提升学生的思维能力。问题式教学重在问题的提出，如何设计问题成了重中之重，所以研究主要依据SOLO分类理论对课堂问题的提出进行分层设计。

关键词：SOLO分类理论;问题式教学;问题设计

《普通高中物理课程标准》（2017版）中明确指出“通过问题解决促进物理学科核心素养的达成”[ 1 ]，说明问题在物理课堂教学中的重要性。教师主要通过设计不同认知层次的问题来提升学生的思维发展，但是当前教师设计的问题往往只针对知识能力层面，而对于发展学生的深层思维方面因缺少判断所设计问题思维层次的方法，以至于提出的问题只能到达浅显的知识表层，从而不利于促进学生深层思维的发展。而SOLO分类理论可以将学生的认知能力按照思维发展分为四个维度，为问题的层次设计提供了划分的标准。所以本文依据SOLO分类理论的特性对课堂问题的提出进行分层设计研究。

1  基于SOLO分类理论的物理课堂问题式教学设计思路

问题式教学是苏联教育心理学家马丘什金、马赫穆托夫等人提出的一种发展性教学理论和方法，其核心思想是以“问题”为中心，师生围绕问题开展一系列的教学活动。SOLO分类评价理论是香港大学教育心理学教授比格斯（J.B.Biggs）首创的一种学生学业评价方法，也是一种以等级描述为特征的质性评价方法[ 2 ]。SOLO分类法依照学生的认知水平高低，依次分为前结构水平、单点结构水平、多点结构水平、关联结构水平和抽象拓展水平。

问题是课堂教学的核心，有效的问题是通向高效课堂的钥匙[ 3 ]。根据教学内容的知识点设计相应的问题，不仅保证了知识点之间的连贯性，也利于教师对各个知识点的把握。基于SOLO理论对课堂问题进行分层设计，主要是根据知识类型划分层次，从而设计相应的问题。每个层次依次递进，有利于学生的认知从低阶向高阶发展。教师可以根据有思维空间的问题预设多层次答案，然后根据学生的回答判断其处于哪个层次，以便对学生能力的掌握更加清晰，也有利于整体提高课堂的教学效果。基于SOLO层次学生能力表现水平如表1所示。

表1  基于SOLO层次学生能力表现水平

2  SOLO理论在“自由落体运动”教学中的实施应用

“疑是思之始，学之端”，好的问题能激发学习兴趣，增强学习动机、启发创新思维，所以课堂中问题式教学的关键就在于问题的设计。问题设计的一般流程是教师根据教学目标和教学内容，先确定培养目标（新课程标准的教学目标是培养学生的核心素养，分别是物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任），然后按照学生原有知识、能力情况提出符合学生最近发展区的问题。

2.1  基于SOLO理论在“自由落体运动”教学中的问题设计

结合教学内容和培养目标进行问题设计要充分体现问题式教学的特点，把主要知识点通过情境导入、实验探究等方式转化成易于学生理解的物理问题或案例。以问题为线索贯穿整个课堂，学生在深入探究问题的过程中会产生思维碰撞，从而逐步实现知识的自主建构。这不仅有利于培养学生的核心素养，而且在一定程度上有助于提高课程的教学质量。

在“自由落体运动”的教学过程中，结合生活经验向学生演示“测反应时间尺”来探究自由落体的运动规律。教师先制作好“测反应时间尺”，作为课前小游戏让同学们实验测量自己的反应时间，有利于活跃课堂氛围。表2为“自由落体运动”教学中的问题分层设计及对应的思维结构水平。

表2  “自由落体运动”教学中的问题分层设计

及对应的思维结构水平

由表2可以看出各个问题之间的层次很明确，总体包括记忆性或描述性问题、理解性问题、分析性问题和综合性问题。每种问题考察学生能力不同，且层层深入，旨在促进学生深层思维的发展。单点和多点结构水平的问题主要在新课导入时提出，涉及到的内容是知识点的基本原理、概念和性质等描述性问题，旨在让学生认识理解基本的物理事实。关联结构与拓展抽象结构水平的问题对学生思维的挑战比较大，需要学生依据一定的原理全面思考并进行合理推断，从而对这些有条理的问题作出答复，有利于发展学生更高层次的思维结构。

2.2  基于SOLO理论的问题分析与解决

将问题建立在知识的增长点上，将知识建构在问题的解决过程中[ 4 ]。分析与解决问题的过程就是学生重新建构知识的过程，促使感性认识转化为理性认知，通过对物理现象的分析不仅有利于培养学生的物理核心素养，也有利于促进知识的内化、深化。

处在单点结构和多点结构水平间的问题，主要考察学生对基本知识点概念、原理的理解记忆，教学方式一般采用讲授法和演示法。本节在分析这类问题时，教师可以先通过生活情境导入的方式来探究影响物体下落的因素，易激发学生的探究欲望，培养发散思维;再根据学生的猜想进行实验验证，引发学生的认知冲突，从现象中揭示本质，从而引出自由落体运动的概念;最后以填空或问答的方式让学生回顾知识点内容来加深他们记忆和理解，也为发展学生的深层思维奠定基础。

处在关联结构和拓展抽象结构水平间的问题，主要考察学生对多个知识点进行综合、分析、归纳，从而建构物理模型，且能够将得到的物理模型迁移应用到其他全新情境中的能力。“自由落体运动”一课中的重点内容是探究自由落体运动的规律，需要逐步引导学生探究自由落体运动的原理、性质、规律及重力加速度。在分析教学重点问题的过程中，教师可以先通过提问学生“为什么在真空中不一样重的物体下落情况一样？”引导学生分析自由落体运动的特点有哪些？猜想可能是什么性质的运动？可以用什么物理量来表示？一步一步使其认识到自由落体运动指的是初速度为零的匀变速直线运动，可以用加速度来描述物体运动变化的快慢;然后猜想如何得出自由落体运动的加速度，进而使学生回忆起用打点计时器来测量自由落体运动的加速度;最后让学生交流讨论如何设计实验、完成实验、处理数据。

2.3  基于SOLO理论的教学反馈

良好的学习反馈既能使教师整体把握学生的学习情况，也能够保障教学目标的实现。为了全面评价学生的综合能力，在教学评价过程中应该采用过程性评价与终结性评价相结合的方式。教师根据学生回答问题的情况，了解其对课程教学内容和知识结构的掌握程度，以对学生的能力水平有所把握。教学反馈主要基于SOLO分类理论，通过对课堂中提出的问题制定多层次的答案标准，将学生的学习结果表现出的思维状况分为五种水平。

例如在“自由落体运动”教学中提问“想要知道一个洞的深度应该怎么办？”这一开放性问题主要考察的是学生能否从自由落体运动角度思考物体运动。根据呈现的真实场景下的物体运动情况，让学生在了解自由落体运动的本质的基础上，探究其运动规律，从而解决问题。基于SOLO水平学生能力反应情况如表3所示。

表3  基于SOLO水平学生能力反应情况

每一种SOLO层次水平都对应着学生所处的水平，根据学生整体的反应情况，可以了解到这节课堂的教学效果，为教师对这节课的反思总结提供了很好的依据。同时，也能让教师更加清楚的知道若是教学效果不好可能是哪个环节出了问题，从而进行有针对性的反思和改进，有利于提升教师的专业发展。

3  小结

提问对课堂的重要性不言而喻，通过问题探究能激发学生的学习兴趣而主动地思考问题，有利于逐步培养学生独立探究和自主创新的能力。SOLO分类理论与问题式教学模式的结合不仅为课堂问题的设计提供了更加科学的、精确的依据，对促进教师在教学观念和教学方法这些方面的专业发展也起到很大的作用。

参考文献：

[1] 中华人民共和国教育部. 普通高中物理课程标准（2017年版）[S]. 北京：人民教育出版社，2020.

[2] 李晶晶，潘苏东. 高二学生物理问题解决过程中的批判性思维水平分层研究———基于SOLO分類评价理论[J]. 物理教师，2018（3）：2-6.

[3]徐立海. 谈物理课堂教学中的问题设计[J]. 物理教师，2013（7）：37-40.

[4] 周祎，马如宝. 以问题为导向构建物理模型的过程—“自由落体运动”教学设计[J]. 物理教学，2018（7）：20-22.