基于SOLO分类理论的高中生物教学设计分析

李灿

摘 要：SOLO理论将学习者的思维水平分为前结构、单点结构、多点结构、关联结构、扩展抽象等五个层次，高中生物教师可基于此进行教材、学情分析，并对教学目标进行层级分类，明确教学的重点和难点，对应安排具有层级特点的教学活动，使课堂教学变成一个学生螺旋上升式地学习生物学知识并最终实现应用的过程。文章以“主动运输与胞吞、胞吐”一课教学为例，基于SOLO分类理论进行了教学设计分析。

关键词：高中生物；SOLO分類理论；教学设计

从2004年开始，我国高中课程改革就开始强调学生的主体中心地位。高中生物作为高中阶段的重要课程之一，自然也被纳入课程改革的范畴。而课程的改革，不仅仅在于课堂，更在于课前的教学设计。基于SOLO分类理论开展高中生物教学设计，能较好地凸显学生主体中心地位，也能推动课堂教学改革在微观层面的深入。

一、关于SOLO分类理论

SOLO是英文词组Structure of the Observed Learning Outcome的首字母缩写，意思是“可观察的学习成果结构”，由教育心理学家比格斯（Biggs）与科利斯（K.F.Collis）联合提出，是用等级方式描述学习者的思维水平并进行质性评价的一种科学方法。SOLO理论的核心内容是将学生个体思维的水平状态分为五个水平层次，包括前结构水平、单点结构水平、多点结构水平、关联结构水平、扩展抽象水平等[1]。五个水平层次依据学生回答问题的表现，具体分为：

1.前结构（P）：没有理解题目要点，被题目中无关信息干扰，回答与问题无关或拒绝回答。

2.单点结构（U）：能理解题目，但只能找到单个线索解答问题。

3.多点结构（M）：能联系多个线索解答问题，但线索之间相互独立，不能建立相互关系。

4.关联结构（R）：能联系多个线索解答问题，但线索之间相互独立，不能建立相互关系。

5.抽象扩展结构（E）：回答的结论或观点高度概括、抽象，能应用到新的情境。

其中2和3对应特征为数量特征；4和5对应特征为质量特征。从回答特征的描述上不难看出，从前结构水平到抽象扩展结构水平，体现了回答问题时所能联系的线索是逐步增多的。基于这样一个思维层级水平表，在教学实践中可以对学生的思维水平进行测试，也可以基于此做好课堂教学设计。

二、SOLO分类理论应用于高中生物教学设计的实践意义

（一）对教师的教学具有积极的指导意义

根据SOLO理论，学生的反应水平遵循着由低到高的层级特点，在特定的功能模式下，在某项具体的学习任务实现过程中，学生的反应水平可能存在着循环特点。这种循环一旦出现，就表示学生的认知未实现质变，也就是未能从低层次功能模式向高层次功能模式升华。这给教育者的启示是：如果学生处于某个层次的水平不变，教师就不能进入上一层次水平的内容，要不然学生会跟不上教师的教学节奏。

（二）为教师科学分析课程目标和设计教学环节提供帮助

教师可以基于SOLO理论的五个分类水平层级，对所要执行的教学内容进行科学分类，设定层级的教学目标[2]。比如，新人教版高中生物教材必修一《分子与细胞》第二章第二节，可依据SOLO理论将教学目标分成四个等级层次：

第一层次，单点结构类，包括的目标为：1.得出氨基酸是蛋白质的基本单位；2.写出氨基酸的结构通式。

第二层次，多点结构类，包括的目标为：1.回忆蛋白质的验证方式；2.总结蛋白质的功能；3.总结氨基酸的结构特点；4.验证氨基酸的各结构；5.理解脱水缩合反应的概念；6.阐述蛋白质变性在生活中的应用；7.概述蛋白质水解过程，总结水解产物。

第三层次，关联结构类，包括的目标为：1.说出氨基酸形成肽链的过程；2.演示“三肽”的形成；3.概括蛋白质的形成过程；4.理解蛋白质空间结构改变的后果；5.列举蛋白质变性的原因和结果；6.思考蛋白质水解与氨基酸脱水缩合的关系；7.认同蛋白质在生命活动中的重要地位，形成“结构与功能相适应”的科学生命观。

第四层次，抽象概括水平，包括的目标为：得出关于氨基酸形成肽链时各部分数目变化的普遍规律。

在进行目标分类的同时，教师还要基于最近发展区理论，明确学生认知上的当前水平和要努力达成的目标水平，根据学生已有的知识和经验，确定教学的重点和难点，在课堂教学过程中根据情况适时适度地采用相应教学策略，合理调整教学进度，使学生最近发展区获得发展，同时创造产生新的最近发展区，良性地推动学生的认知发展。

（三）对教师的评价活动提供工具支持

根据新课程改革的要求，教师对学生的评价，应当关注学生思维发展状况。不仅要关注学生思维发展上的量变，也要关注学生思维发展上的质变。如何看到学生思维的量变和质变？传统的教学评价主要依靠直观观察来判断，而有了SOLO分类理论后，则可以通过相对科学的评测工具来实现。教师可以基于SOLO理论设计相应的测试题，对学生进行五个水平等级的测试，然后根据答案对其做出思维水平分析，判断其学习质量[3]。这样的操作，可以较好地落实新课标要求的多元化评价和过程性评价。

（四）对学生内在动机的激发提供支持

SOLO分类理论应用到教学实践，特别强调学习内容对学生注意力的吸引，主张引导学生对学习内容保持必要的兴趣，保持良好的内在学习动机，主张学生在内在兴趣和动机的驱动下主动寻找解决问题的办法，不断发展自身的思维水平。

综上可见，SOLO分类理论应用于高中生物教学，有着积极的实践意义。作为高中生物教师，应充分熟悉SOLO分类理论的内涵，积极尝试将理论应用到实践，推动教学效率的提升，让学生有真正的获得感。

（五）有助于教师向学生提供有效的学习方法指导

教学设计过程中，学习方法的设计也很重要。基于SOLO理论分析归类教学目标后，教师可以进一步为学生设计具有层级性和递进性特点的学习方法。比如，“分子与细胞”第二章第二节的教学设计，在目标层级归类完成后，可以为学生设计相对应的理解并识记、寻找关系、总结表达等三种学习方法，分别对应不同层次类别的目标，具体如下：

方法一：理解并识记。对应学习目标层次类型：单点结构类、多点结构类。

方法二：寻找关系。对应学习目标层次类型：关联结构类。

方法三：总结表达。对应学习目标层次类型：抽象概括类。

由以上可见，对于第一层次和第二层次的目标，主要采用理解并识记的学习方法。对于第三层次的学习目标，主要采用寻找概念关系的学习方法。对于第四层次的目标，主要采用从个别到一般的总结表达方法。三种方法，对应四个层次的目标，由易到难，学生可以在教师指导下渐进地实现。可见，基于SOLO分类理论，可以为学生提供科学的具有层次性的学习方法。

三、基于SOLO理论的高中生物教学设计实践

教学设计的内容包括教材分析、学情分析、教学目标制订、教学活动安排、课堂问题设置等，以下以人教版高中生物必修一第四章第二节的《主动运输与胞吞、胞吐》为例分别阐述。

（一）基于SOLO理论的教材分析

宏观地科学地把握教材，可以更好地做好每一课的教学设计。新人教版高中生物教材编写时本着“以生为本”的理念，致力于发展学生的生物学核心素养，对教学的内容有科学的布局考虑。基于SOLO分类理论，可以将教材的内容分为四大层次：

一是单点结构层次：主要包括生物学名称、概念、现象、个体功能、个体特征等需要识记的内容。

二是多点结构层次：主要包括生物結构、功能、特征及实验步骤等。

三是关联结构层次：主要包括影响因素、现象与本质、结构与功能关系等。

四是抽象扩展结构：主要包括应用知识解释或解决新情境中的问题等。

在开始一本教材的应用之前，将教材内容科学合理地分析归并为以上四个层级，可以为后续每一章节的设计打下宏观的理论基础。

当然，教材分析还包括具体拟执教的某一章节的内容分析，一般要结合课标来进行。对于《主动运输与胞吞、胞吐》一节，课标明确要求学生做到“举例说明有些物质逆浓度梯度进出细胞，需要能量和载体蛋白；举例说明大分子物质可以通过胞吞胞吐进出细胞”。“举例”强调列示相关事物作为依据；“说明”强调理解概念后用自己的话清楚地解释。这两个动词的应用，表明这一节内容主要是要求学生理解和运用。这一节之前的第三章已展示了生物膜的相关知识，对细胞膜的组成结构及功能等进行了介绍，是本节学习的知识基础。所以在本节内容开始教学前，应对第三章的知识进行必要的复习巩固。

（二）基于SOLO理论的学情分析

在第三章的学习中，学生已学习过细胞膜的组成、结构和功能等内容，对人体肌肉组织和神经组织等有过了解，掌握了相关的基础知识。此外，到本节内容时，差不多已是期中，学生已经历了半个学期的生物学习和实践，总体上已具备了分析材料和合作探究解决问题的能力。当然这只是比较笼统的学情分析。我们可以基于SOLO理论针对第三章的内容设计一些测试题，让学生完成测试，根据测试结果对学生进行SOLO归类，观察学生整体上的前期水平状态，为后续目标设定及教学活动的安排等提供更科学的依据。限于篇幅，本文不再展示具体的测试题目和学生SOLO分类结果。

（三）基于SOLO理论的教学目标制订

《主动运输与胞吞、胞吐》这一节的教学目标并不多，依据SOLO分类理论，可分为如下四个层级类别：

第一层级（单点结构类）：回忆被动运输的特点。

第二层级（多点结构类）：概括主动运输的特点和过程；回忆分泌蛋白的合成与分泌；总结胞吞胞吐的概念和特点。

第三层级（关联结构类）：得出主动运输以逆浓度梯度、耗能的方式进行；比较主动运输和被动运输的异同；分析主动运输和胞吞胞吐的意义。

第四层级（抽象概括水平）：总结本节知识，做思维导图。

以上四个层级的目标，第一层级主要目的是实现第三章知识的复习；第二层级主要目的是实现对相关概念的深入理解；第三层级主要目的是掌握主动运输和被动运输的异同及各自的意义；第四层级主要目的是促进学生深度理解并实现运用。

（四）基于SOLO理论的教学活动安排

基于上述目标归类，可以将教学活动的重点放在两个方面：一是“主动运输和胞吞胞吐的例子”，二是“主动运输和胞吞胞吐的意义”。教学的难点在于比较主动运输和被动运输的同和异，掌握主动运输、胞吞及胞吐的特点。重难点确定后，教学活动的重心安排就得到了明确。很显然，我们需要将更多的课堂时间用于解决前述重点和难点。在此基础上，可以设置教学活动环节为：演绎导入——判断运输方式，得出主动运输——探究主动运输的过程——比较被动、主动运输的异同——胞吞胞吐探究——胞吞胞吐运输方式探究——分析主动运输和胞吞胞吐的意义——课堂总结。导入之后总结之前的课堂主体教学活动一共六个环节，环环相接，螺旋上升，由低层目标到高层目标，层层推进，引领学生由浅入深地学习。

（五）基于SOLO理论的课堂问题设置

与目标归类和教学活动环节设计相匹配，每个环节课堂问题的设置也基于SOLO理论，具有明显层次性。在“判断运输方式，得出主动运输”环节，问题主要用于回忆初中生物中学习过的肌肉组织结构和作用的知识，引导学生回忆细胞膜的组成和功能。在“探究主动运输的过程”环节，在学习了解相关内容和观看相关视频后，可以要求学生复述主动运输的过程；在“比较被动、主动运输的异同”环节，主要引导学生思考被动和主动两种运输模式的相同点和差异点，并进一步从应用角度思考：根据重症肌无力的病理，可以有哪些治疗思路？在“胞吞胞吐探究”环节，可以让学生思考脂蛋白如何进入肝脏细胞，展开“胞吞胞吐”的学习。在“胞吞胞吐运输方式探究”环节，主要引导学生总结胞吞胞吐的运输方式。在“分析主动运输和胞吞胞吐的意义”环节，可以让学生依据指定的材料来分析，避免凭空识记。每个环节的问题设置都要紧扣环节任务，要有利于推动任务解决，推动教学进程，推动学生的认知螺旋式上升。

结束语

综上可见，SOLO分类理论将人的思维认知水平分为前结构、单点结构、多点结构、关联结构、扩展抽象等不同的层级，基于这样的分类开展高中生物教学，有利于教师更科学地分析教学目标，更好地分析学情，为学生设计有层次性的学习方法。基于SOLO分类理论，在教学设计过程中可以更科学精准地分析教材、学情，并分类设置目标，合理安排教学活动，设置各环节的课堂问题，使教学设计充分体现由易到难的螺旋递进性，为更有效的高中生物教学奠定基础。

参考文献

[1]吴敏，王彩连.基于SOLO分类理论的地理教学研究现状与反思[J].中学地理教学参考，2021（4）：15-18.

[2]凌云.高中生物教学中基于SOLO分类理论的四种观察模式浅析[J].教师，2021（31）：44-45.

[3]施敏娟.SOLO分类理论在高中生物教学中的运用途径[J].内蒙古教育，2019（35）：74-75.