SOLO分类理论在初中物理复习课的教学应用
2021-11-05李国榕江文钦林琪邓楚楚张念依林林叶晴莹
李国榕 江文钦 林琪 邓楚楚 张念依 林林 叶晴莹
摘 要：以“透镜成像规律”的复习课为例，运用SOLO分类理论将“凸透镜成像规律”一课的知识点进行划分以及对学生的思维水平进行了分析，预设教学目标，将SOLO分类理论运用于初中物理教学。
关键词：SOLO分类理论;复习课;透镜成像规律
复习课中，教师会对复习内容进行一定的归纳总结，将知识点、考点与易错点详细地罗列出来，从而实现知识的再现。这种方式能够快速地组织教学，容易把握复习课的教学进度。但在常规教学课堂的复习课中，教师讲的很多，对学生的关注度较少，导致教师不能清楚地了解学生的学习情况，学生是否能跟上教学进程。
比格斯认为，人的整体认知结构是不可以检测的，但是某个人在回答问题时所表现出来的思维结构却是可以检测的。由此提出SOLO分类理论，该理论将学生的学习结果由低到高分为五个层次水平[ 1 ]。
1 物理学习结果的SOLO分类
在物理学习结果的视角下，SOLO分类五水平可具体表现为如下 [ 2 ]。
1.1 前结构水平
学习者对展现在面前的问题情境无法理解，无法解释，或者答非所问。在物理学习上通常表现为学生在面对物理问题或者物理现象时，无法通过自己已有的知识结构去解释分析该物理问题或者物理现象，或者只能做出一些毫无根据的回答，思维混乱。教师便可根据学生的回答从而判断出学生在该部分内容的学习结果处于前结构水平。
1.2 单点结构水平
处于该水平的学习者能够发现问题，解释问题，但只能从一个角度去分析解决问题。也就是说学生在面对物理问题时，只从某一单一条件直接得出结论，而忽略了可能影响问题的其它因素，像这类学生就处于单点结构水平。
1.3 多点结构水平
解决问题的大多数条件学习者都能发现，但是却不能将这些条件有机整合起来去解决问题。学生在面对物理问题时，能从问题条件中分析出多种解题线索，但是却不能将这些线索结合起来一起解决问题。教师便可判断学生的思维处于多点结构水平。
1.4 关联结构水平
学习者能够发现解决问题的大部分条件，并且能够将这些条件有机整合，较为严密地得出相应的结论。在物理的学习上，若学生能够达到关联结构水平，即真正的了解所学内容。
1.5 拓展抽象水平
拓展抽象水平是学习者思维的最高水平，学习者不仅能够解决问题，更能在解决问题的基础上抽象概括出新的结论，将问题情境用于解决其他问题。物理学习中，学生不仅真正了解所学内容，将所学的内容整合起来建立物理模型，并且能够将复杂的实际问题置于物理模型中，从而解决较为复杂的实际问题。
五水平的划分也正体现了学生对物理知识理解的阶段：我不理解它——我知道它的其中一个方面——我知道了其中的大部分——我知道它们是怎么结合起来的——我知道它们可以在其它的情况下应用 [ 3 ]。
2 物理教学目标的SOLO分类
复习课的教学要注重学生的思维水平与学习能力的培养，帮助学生发现自己学习中的问题，快速找到学习的方法，进而培养学习的兴趣。要想达成教学目标就要清楚学生所处的思维水平，课程标准将知识认知性目标分為“了解、认识、理解”三个层次 [ 4 ]，文章在基于课程标准的基础上加上“无知”与“应用”两个层次，将学生现有的知识水平分为“无知、了解、认识、理解、应用”与SOLO分类五水平相对应，并预设教学目标（以透镜成像为例）建立如表1 [ 5 ]。
3 SOLO分类理论在物理复习课的教学应用
要想设计好复习课教学，就必须清楚的了解学生水平层次与复习的内容重难点，将知识内容由浅至深，由低到高逐步再现于学生面前，并让学生深刻地理解与掌握。SOLO分类理论将学习者的水平层次分为五个水平，这也就意味着学生的思维是由低级向高级转变的。下面以SOLO分类理论为指导，沪科版初中物理八年级内容“透镜成像规律”为例。
3.1 前结构水平
在复习课中学生对已经学过的知识却一无所知，教师此时不可急于对学生进行批评，而是应该去了解学生在学习上是否遇到了困难，或者生活上是不是出现了烦心事从而影响了学习。教师要深入去了解学生，对学生进行相应的心里疏导，帮学生解决内心不悦或者生活问题，继而对学生进行知识上的教育。
对于前结构水平的学生，复习课对他们来说就相当于新课，教师要从最基本的概念入手，帮助学生建立知识基础。先让学生认识凸透镜与凹透镜：中间厚，边缘薄的透镜为凸透镜;中间薄，边缘厚的透镜为凹透镜。进而介绍凸透镜与凹透镜对光线的作用。最后通过设计相应的课堂练习（如习题1，习题2）让学生学以致用，及时巩固，从而将学生推向下一水平。
习题1：如图1所示，以下的6个透镜中，其中为凸透镜的有（ ）;为凹透镜的有（ ）。
习题2：光线经过甲、乙两透镜后光路如图2所示，由此判断甲为（ ）;乙为（ ）。
3.2 单点结构水平
单点结构的学生对透镜成像规律的知识只处在了解阶段，也就是前结构水平学生教学目标阶段。对于这类型的学生，教师对学生知识掌握程度要在量上有所改变，即知识的“量变”。虽然知道透镜对光的作用，但是也得知道透镜对光的作用也与透镜的焦距有关，从而引导学生学会画三种特殊光线（如图3），总结出结论：平行过焦（凹透镜反向延长过焦点），过焦平行（凹透镜正向延长线过焦点），过心不变。
当学生已经掌握如何绘画光路图后，教师可让学生自行动手再次体验“凸透镜成像规律”的实验。再次实验时，鉴于学生有一定的知识基础，动手实验起来会更加的顺手，实验过程中教师引导学生仔细观察像的特征，让学生自行总结出以下规律（如表2）。
当学生总结出这些规律，教师可让学生根据这些规律举一些生活上的应用，学生逐渐会联想到放大镜，照相机，投影仪等生活中常用的设备。至此，处于单点结构的学生在知识量上得到了一定的积累，实现了“量变”的过程，顺利的将学生推向更高水平。
3.3 多点结构水平
处于多点结构的学生在知识的量上已经达到了要求，但是对知识之间的内在联系的理解还有所欠缺。教师此时可在上述凸透镜成像规律的实验基础上继续实验，让学生观察物距与像距之间的关系，并且随着物距的变化，像的的大小又是如何变化的。通过观察能继而得到新的规律，即：当u>2f时，f
3.4 关联结构水平
关联结构的学生已经真正的了解所学内容，在透镜成像规律的复习课上可让学生对凸透镜的成像规律实验进行探究，例如将凸透镜换成水透镜（如图5）。通过将蜡烛移动（靠近或远离）透镜，观察光屏成像是如何变化的。如何通过调节透镜（注水或者抽水）能够使光屏上能够再次呈现清晰的像，这个过程涉及哪些知识？先让学生大胆猜想，再进行实验操作验证 [ 6 ]。
探究实验的方式可以多种多樣，例如在透镜成像规律的实验中。当光屏上已经成清晰的像时，可以在凸透镜前方再放个凹透镜，又该如何操纵光屏才能使光屏重新呈现出清晰的像，这个过程又涉及哪些知识？也可让学生先猜想后通过实验验证。
通过这些探究实验，可以充分调动学生的学习动机，使学生将知识充分利用，从而达到思维的训练，朝着更高水平层次也就是拓展抽象水平发展。
3.5 拓展抽象水平
拓展抽象水平是学生思维水平的最高水平，学生在上复习课之前就能达到此水平，说明学生的学习能力超常。在学习上学生会遇到涉及一些较为深入的内容，例如：学生会发现相同形状的凸透镜，玻璃透镜比水透镜的焦距小等问题。这时教师也可简单向学生介绍薄透镜焦距的公式：f=（透镜两端均为空气，其中n为透镜的折射率，由材料决定;r1、r2为透镜双侧曲率半径，涉及具体计算时，需考虑凹凸透镜双侧的曲率半径取值的正负。） [ 7 ]。让学生大致了解透镜的焦距不仅与透镜形状（曲率半径）有关，还与透镜材料有关，解开学生内心疑惑。
处于拓展抽象水平的学生对深入了解物理现象、物理规律有较大的兴趣，教师可对这一类型的学生进行更高水平的题型训练，例如初中物理竞赛的培养。实践操作中，将处于该结构水平的学生集中起来，并由一些经验丰富，物理专业知识宽广，热情自信的教师进行授课， 传授一些更高水平的知识。
4 总结
高质量的复习课不是仅对知识进行重复，更要促进学生思维水平与学习能力的提升。教学中出现学生对知识掌握的不均衡是正常现象，论文以“透镜成像规律”复习课为例，应用SOLO分类理论对学生思维进行了水平分析，预设了教学目标，并将该理论应用于教学，为初中物理复习课提供了新的教学思路。
参考文献：
[1] 比格斯，科利斯.学习质量评价：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，2010：155-159。
[2] 王较过，赵欢苗.SOLO分类理论在物理教学设计中的应用[J].当代教师教育，2012，5（1）：57-62.
[3] 冯翠典，高凌飚.现状与反思：SOLO分类法国内应用研究十年[J].教育测量与评价（理论版），2009（11）：4-7.
[4] 中华人民共和国教育部.义务教育物理课程标准（2011版）[M].北京：北京师范大学出版社，2012：52-53.
[5] 熊华，林家妍.教师巡课促进初中物理适度教学初探[J].中学物理教学参考，2019，48（16）：22-24.
[6] 袁佩琳.运用学习科学设计初中物理复习课——以“透镜及其应用”单元复习为例[J].中学物理教学参考，2019，48（22）：22-23.
[7] 赵凯华.光学[M].北京：高等教育出版社，2004.
