量变到质变,基于SOLO分类评价导学案提高课堂效率的研究

干 伟 袁令民 刘 玲 张荩杰

(四川师范大学物理与电子工程学院，四川 成都 610101)

1 引言

长期以来,我国学生一直存在创新能力差,自主学习能力相对较弱以及在不同生活情景下灵活运用知识的能力较弱等问题.2014年3月30日,教育部发布的《关于全面深化课程改革,落实立德树人根本任务的意见》中提出:“将组织研究提出各学段学生发展核心素养体系,明确学生应具备适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力,突出强调个人修养、社会关爱、家国情怀,更加注重自主发展、合作参及创新实践”.标志着我国新一轮的教育改革正式开始.本次课程改革顺应了时代的要求,针对性地对我国学生的创新能力和自主学习能力提出了要求.

2 核心素养教育观下,着重发展学生的创新能力及自学能力

2018年1月16日,教育部召开新闻发布会,介绍《普通高中课程方案和语文等学科课程标准(2017年版)》的有关情况.通过对于新旧课程标准的基本理念的对比(表1)笔者发现如下特点.

表1 新旧课程标准对于学生的发展要求对比

核心素养教育观下,课程标准对于学生综合技能要求更高,创新能力、自主学习能力被要求到了更高的水平.新课程标准特别指出教育要满足学生终身发展的需要,这源于在核心素养中要求形成适应个人终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力.如何提高学生的自主学习能力,创新能力以及在不同生活情境中解决问题的能力成为眼下亟需解决的问题.

在传统的教育评价体系下,教育者更多地关注学生学习知识的数量,而不是学生学习知识的质量,对于学生是否掌握知识实质,知识点之间的联结架构情况以及是否各个知识点组织联结成为一个新的知识体系的情况并不清楚.因此,如果在现有评价体系上进行补充,在传统的教育评价体系上注重对于学生掌握知识的质量,知识系统结构的评价,将有效地改善学生运用知识能力差的现象.同时学生也能针对性地对自己的能力弱项进行训练提高.这样为学生提供了一种自我增强的范式,提高了学生的自主学习能力,同时也提高了课堂效率.

3 基于SOLO分类评价体系检验学生最近发展区的研究

最近发展区理论是由前苏联教育家维果茨基提出的儿童教育发展观.他认为学生的发展有两种水平:一种是学生的现有水平,指独立活动时所能达到的解决问题的水平;另一种是儿童可能达到的发展水平,表现为儿童还不能独立地完成任务,但在成人或同伴的协助下,在集体活动中,通过模仿学习,却能够完成这些任务.这两种水平之间的距离,就是“最近发展区”，其示意图如图1所示.也就是说,最近发展区是儿童在有指导的情况下,借助成人帮助所能达到的解决问题的水平与独自解决问题所达到的水平之间的差异.

图1 最近发展区作用原理示意图

耗散结构理论研究表明只有当外界信息使学生的认知思维水平适当远离其平衡态时学生对于眼前的知识才会产生兴趣.因此教学过程只有建立在那些尚未成熟的心理机能上,才能产生潜在水平和现有水平之间的矛盾,而这种矛盾又可引起儿童心理机能间的矛盾,从而推动了儿童的发展.依据最近发展区的思想,最近发展区是教学发展的最佳期限,即发展教学最佳期限,在最佳期限内进行的教学是促进儿童发展最佳的教学.教学应根据最近发展区设定.但最近发展区概念相对抽象且难以界定,缺少诊断学生思维水平的工具,对于学生的思维结构难以判断,在实际操作中缺少可操作性.因此本文尝试利用SOLO分类评价确定学生思维水平,判断学生最近发展区.

“SOLO”是英文“Structure of the Observed Learning Outcome”的首字母缩写,意为:观察到的学习成果的结构.SOLO分类理论是由澳大利亚著名学者比格斯(J.B.Biggs)和科利斯(K.F.Collis)为了研究学生掌握知识的质性程度上提出的.SOLO分类评价起源于皮亚杰的认知发展理论,同时在自身发展过程中对认知发展理论提出了一定的修正.解决了皮亚杰理论上的两个明显不足.一是继承承认儿童在思维层面及认知规律上与成人有着本质的不同,SOLO理论认为,处于各个阶段的儿童其认知发展水平会随着外界因素的影响而出现变化,比如:问题的提出方式,被提问人的思维惯性等等都会影响检验结果.虽然在认知水平上会出现偶然的波动,但整体上仍然显示着该认知水平阶段的特点.解决了认知发展理论中的“变异”问题.二是关注学习过程而不是学习结果.SOLO分类评价理论认为个体的认知发展水平是一个纯理论的概念,是无法直接准确的测量的,称之为设定的认知结构(Hypothetical Cognitive Structure).因此,提出以研究学生的学习质量为研究的出发点,重视学习过程而非结果,关注个人在回答某个问题时表现出来的思维结构,认为描述学习发展和认知结构的最佳方法是分析学生对问题的反应.这使皮亚杰理论能够应用到学科教学中.

SOLO理论通过对于皮亚杰认知发展理论的修改完善了自我体系.更重要的是,它提供了一种可测量的观察学生思维结构,掌握知识质性程度的方法.这为我们确定学生的最近发展区提供了理论可能.SOLO分类评价体系在继承皮亚杰的功能性思维方式上认为每种思维方式下通过对于学生对问题的反映程度的不同可以分为5种复杂性水平: (1) 前结构(pre-structural简称P水平):处于这一结构层次的学生基本上没有所面对问题的简单知识,或为以前所学的无关知识所困扰,找不出任何解决问题的办法; (2) 单一结构(Uni-structural简称U水平):学生关注题干中的相关内容并找到了一个解决问题的办法; (3) 多元结构(Multi-structural简称M水平):学生找到越来越多的正确的相关特征,但还没有能将它们有机整合的能力; (4) 关联结构(Relational简称R水平):学生会整合各部分内容而使其成为一个有机整体,表现为能回答或解决较为复杂的具体问题; (5) 扩展抽象结构(Extended abstract简称E水平):学生会归纳问题以学习更多的抽象知识,这代表一种更高层次的学习能力,这一层次的学生表现出更强的钻研和创造意识，其示意图如图2.SOLO理论认为学习过程是一个由思维低水平像思维高水平迁移的过程,同时认为同一思维方式下可以共存多个由低级到高级的循环过程.

图2 SOLO反应水平示意图

对于学校教育的同一年级的学生年龄基本相同,其思维方式基本相同,但其反应水平却有很大的差异,这是学生成绩存在差异的原因之一.通过SOLO分类评价理论对处于同一思维方式下的学生进行复杂性反映水平检验,可以得到学生的反映水平的大致情况,即学生的思维结构情况掌握知识的质量情况(已有水平).在确定学生反应水平后,将下一个反应水平作为学生的最近发展区,将教学重点确立在下一个反应水平.例如在电学学习中,处于形式运算方式的初三学生如果其反应水平为多点结构,即已经掌握了电学各个物理量的基本定义,物理意义等知识.那么可以将最近发展区确定为:使学生的反应水平达到并联结构,也即是加强各个知识点之间的联系,强调电学量之间的联系,使学生的电学知识成为一个有机的整体.当学生达到并联结构以后,那么其最近发展区可以确定为扩展抽象结构,以此类推.最终使学生知识掌握的质性层面上能够具有较高的水平.同时,这种教学方式充分考虑了学生的已有知识水平,其学习内容符合学生需要,能够有效地提高课堂效率.

4 基于SOLO理论研制导学案提高学生反应水平

基于以上的理论分析,在实际操作过程中,本文尝试以SOLO理论作为导学案编写的指导原则.利用SOLO理论制作的导学案检验学生在某一知识领域的反应水平,确定其学习最近发展区,确定教学重点,改进教学方式,提高课堂效率.

SOLO理论指导下的导学案在编写原则、编制过程以及实施过程都有不同.首先在编写原则上,SOLO旨在测定学生的反应水平,经过一系列学习后反应水平能够有一个明显变化.这就使得教学重心除了要求学生掌握核心概念以外,更要在思维反应水平上有变化.其次,在编制过程中传统的导学案由教师根据教学经验,教学目的以及课程标准等编写,重点是突破教学难点,突出教学重点,掌握核心知识,但很少考虑学生个体思维水平,导致课堂效率不高,SOLO理论下编制的导学案通过课前预习监测,判断出学生整体的思维水平,在课堂探究环节,将学生的下一个反应水平作为最近发展区,针对学生的下一反应水平进行重点学习,提高了课堂效率.最后在课后反馈中,针对下一反应水平进行监测,如果学生已经进入下一个思维水平,最近发展区可设置为下一个反应水平,直至学生达到既定的反应水平其示意图如图3所示.

图3 SOLO理论编制导学案示意图

以高中物理中恒定电流中的电路部分知识为例,首先参照课标和教材内容确定学习结果,《普通高中物理课程标准》指出,电路部分要求如下: (1) 观察并能识别常见的电路元器件,了解它们在电路中的作用.会使用多用电表. (2) 通过实验,探究并了解金属导体的电阻与材料、长度和横截面积的定量关系.会测量金属丝的电阻率.(3) 了解串、并联电路电阻的特点.理解闭合电路欧姆定律.接着结合教材内容可明确学生的学习需求,除了知识水平要求,在思维水平方面,需要学生能准确判断电路的结构,掌握电阻、电压、电流之间的内在关系,即从单点结构发展为关联结构,再到拓展抽象结构的学习需要.由此,依据SOLO思维层次,在确定教学目标的基础上,电路部分的主要学习任务分析如表2所示.

表2 电路部分知识任务对照表

续表

通过学生完成课前测验(测验手段除了设置开放性问题外,还可以设置SOLO理论下编制的试题),教师基本掌握了学生在电路这部分的知识的反应水平,将下一反应水平设为最近发展区,例如对于处于单点结构的学生,教学重心便是使其反应水平达到多点结构,在示例使其对于欧姆定律以及电表的使用等有进一步的认识,加强这样指向明确,可以使课堂效率有一个明显提升.

信息论研究表明:没有反馈就没有改进.因此在完成课堂学习后,还要针对学生的掌握情况进行反馈,课后习题应使用相对应的SOLO编制的课后习题,检查学生思维水平是否改变.例如在经过上述电学的学习过程后,可以设置类似如下试题进行检验.

题1.某同学用量程为1mA,内阻为120Ω的表头按图4(a)所示电路改装成量程分别为1V和1A的多用电表.图中R1和R2为定值电阻,S为开关.回答下列问题:

(1) 根据图4(a)所示的电路,在图4(b)所示的实物图上连线.

(2) 开关S闭合时,多用电表用于测量________(填“电流”、“电压”或“电阻”);开关S断开时,多用电表用于测量________(填“电流”、“电压”或“电阻”.表笔A应为________色(填“红”或“黑”).

(3) 定值电阻的阻值R1=________Ω,R2=________Ω.(结果取3位有效数字)

图4 反馈习题1示意图

题2.如图5(甲)所示的电路中R1=R2=100 Ω,是阻值不随温度变化而变化的定值电阻.白炽灯泡L的伏安特性曲线如图5(乙)所示.电源电动势E=100 V,内阻不计.求:

(1) 当开关S断开时,灯泡两端的电压和通过灯泡的电流以及灯泡的实际电功率;

(2) 当开关S闭合时,灯泡两端的电压和通过灯泡的电流以及灯泡的实际电功率.

图5 反馈习题2示意图

对于以上两个题组成的课后反馈练习,其中第一题如果学生掌握了电路的基本定义达到了单点结构就能很轻易的完成,考察了学生多用电表的结构,多用电表的用法,电压、电流的意义及测量.多个知识点间无任何联系如果学生能够完成该题便达到了多点结构.考察了欧姆定律的运用,需要理解找准对应的电压、电流.这要求学生对于欧姆定律有一个准确的认识找准各个物理量之间的联系.因此完成该测试的反应水平属于并联结构.第二题需要学生对于伏安特性曲线有一个比较深刻的认识,包括其物理意义,I-U直线与伏安特性曲线交点的含义等等.因此完成该试题属于扩展抽象结构.

在课后反馈习题中,每个水平设置两至三个习题进行测试,学生的负担不会太大,也能一定程度上提升准确性.

5 总结与反思

SOLO分类评价理论也有自身的缺点.首先,由于其区分度低,因此往往不能运用于大规模的选拔性考试,只能作为现有评价理论的一种补充.其次,由于SOLO理论体系庞杂,对于教师有着比较高的要求,因此大规模广泛地推广具有一定的难度.但是SOLO分类评价作为一种新型的评价手段,以其能够准确判断学生知识质性掌握程度而被人们所接受.在我们提出提高学生的科学素养的大背景下,其优势显著,对于我国的教育评价体系是一个很好地完善.