基于SOLO 分类理论的物理教学设计研究——以“圆周运动”为例

王爽

（吉林师范大学，吉林 四平 136000）

开展高效的物理教学课堂，不断地提升高中物理课堂教学质量，都离不开一套科学的物理教学设计。在高中物理的学习中，由于高中物理知识的难度，导致高中生接受知识的过程中略显困难，而一个好的教学设计能让教师的教学思路明确，让高中生的学习过程也更加的明朗，容易学习。本文以SOLO 分类理论作为基础和指导，讨论了SOLO分类理论在我国高中物理课堂教学中是如何有效地运用，如何让教学设计更符合高中生的思维发展情况，更容易使高中生接受。

一、SOLO 分类理论

“Structure of the Observed Learning Outcome”的缩写简称也就是本文中所提到的SOLO,即可以直接观察得到的学习成果的总体结构。该理论起源于皮亚杰的认知发展理论，皮亚杰创作了认识论，作为构建主义中的重要代表人物，皮亚杰仔细地研究了人类的认知的产生和发展，而SOLO 理论就是在皮亚杰的认知发展阶段理论学说的支持下由澳大利亚的两位知识领域的著名学者比格斯(JohnB.Biggs)和科利斯(KevinF.Collis)共同首次提出。但此理论远远地超越了皮亚杰的认知发展理论，解决了皮亚杰的认知发展理论在发展中存在的各种问题。

在人类的成长发展过程中，人的认知发展一直都存在着一定的阶段性，但是在日常的具体事物上经常会出现认知水平与整体阶段性不吻合的情况。不同的阶段就会有不同的认知水平，而SOLO 认知理论就是将学习者不同阶段的具体认知情况作为研究对象，对其认知情况进行具体的分析，这样才能帮助教育者了解学习者的具体认知情况，从而提高教学质量。所以SOLO 分类理论被称为是“可观察到的学习成果的结构”。该理论可以分为以下五个层次,对其的理解具体如下：

（一）前结构水平

处于前结构水平阶段的学习者不具有处理相关问题的能力，会因为错误的前概念造成起思维混乱。学习者会出现抗拒作答问题，作答时毫无逻辑，没有思路，更有甚者在未清晰的理解问题时就收敛了。而且作答内容多为感性认知，作答无逻辑，更谈不上去解决其他相关的问题了。

（二）单点结构水平

处于单点结构水平阶段的学习者了解了物理所学相关知识的基本概念和公式，可以完成一些简单套用公式就能解决的物理问题，思维上能形成一些具体解题思路，但是只能想到单一的物理知识点，能对物理问题就行简单的回答，但是不能对物理相关问题灵活进行作答。

（三）多点结构水平

处于多点结构水平阶段的学习者对于物理问题掌握了多个物理相关知识，但是在面对物理问题作答时，学习者并不能将多个知识点进行整合，无法将物理知识进行串联，导致作答不完全。在高中物理的学习的过程中表现一般为：学习者能够运用所学概念和公式解决相关物理问题，也能罗列多个知识点对物理问题进行作答，但是还不能将物理的复杂问题作答完整。

（四）关联结构水平

处于关联结构阶段的学习者已经能将所学的有关物理的各种知识内在逻辑相联系，能收集、整理信息以此作为作答的辅助资料，学习者能够独自去解决一些较为复杂的物理问题。在物理的学习中表现为：学习者能够对较为复杂的问题进行作答，出现错误时也能及时发现并修改。

（五）拓展抽象水平

处于拓展抽象水平阶段的学生知识储备已经十分丰富，能抽象地对问题进行充分概括，灵活地将所学过的知识迁移到其他相关问题上，能对问题进行全方位的分析和作答，也能借助多种资料去概括出全新的，更抽象的物理知识。

二、SOLO 分类理论在“圆周运动”教学设计中的具体应用

一个教育者在开展优质的教学过程中是离不开好的教学设计的。而一个好的教学设计，是离不开对学校课程标准、教学内容和全体学生学习情况的全方位跟踪分析的。而在此目的基础上，确立教学实践目标,选择课堂教学方法，设计课堂教学活动，安排课堂教学环节并对课堂教学效果进行反思，这样我们才能真正取得最优的课堂教学效果。根据SOLO 分类理论，判断学生的思维发展水平，了解学生物理学习的真正需求，从而为满足学生的需要而制定物理教学设计，以此来逐步提升高中物理的教学质量。下面就是SOLO 分类理论在高中物理必修二中的“圆周运动”的教学设计中的应用效果。

（一）依据SOLO 分类理论确立教学目标

教学目标是一切教学过程的根本出发点和最终归宿，是教师对一个学生希望达到的最终学习效果或最终行为的明确意义阐述。而教学目标的确立必须认真研读相关的课程标准，把握学生在基础知识和思维发展方面的需要。研读相关的课程标准，以及分析相关的教材就可以得出学生在学习上有哪些需要，再根据学生对于学习物理的需要，制定教学目标，从来达到其目标，最后的结果都是为了学生更好的学习物理，而学生思维发展方面的学习目标则必须充分利用SOLO 分类理论对学生的学习现状和期望学生能够达到的水平进行判定。

表1 教育目标与SOLO 分类理论的对应关系

案例：《圆周运动》中的教学目标与SOLO 分类理论水平的对应关系如表2 所示。

表二 《圆周运动》知识点对应的SOLO 分类理论水平

（二）依据SOLO 分类理论选择教学方法

在高中物理教学实践的过程中，一个好的教学方法也是形成一个好的教学设计的关键性的因素，再结合高中生的身心发展特点，以及接受知识的能力，教学方法的选择也要变的慎重起来。而高中生在学习知识的过程中，每一个阶段变得都很重要，要结合各方面的因素，在每一个阶段都要采用不同的方法进行学习。学习者经过一段时间的高中物理的学习，学习者的物理知识储备得到了充分积累，学习者的思维水平可以由单点结构水平逐步发展到了多点结构水平。例如：在“圆周运动”的教学过程中，举例现实生活中的实际现象，比如：风扇的转动，摩天轮的转动等等……通过现实生活的实例让学习者自己归纳总结得出圆周运动的定义和性质，使学习者关于圆周运动的知识得到了了解和积累，使其思维水平达到多点结构水平，为学习者接下来的学习做好预备工作。

学习者继续进行学习后，学习者能够对物理知识进行整合、分析和运用。学习者的思维水平会向关联结构水平发展，例如：在“圆周运动”的教学中，教师可以通过演示实验小球被甩动做圆周运动的运动特点，以及小球进行圆周运动时的受力特点，同学们对此进行思考并讨论，并找到几个知识点的内在关联，从而了解和学习描述圆周运动速度快慢的物理量。学习者经过上述的物理学习，其思维应该向抽象拓展结构发展。教师需要加强学生灵活运用所学知识的训练。例如：通过学习，学生已经掌握了圆周运动的有关物理知识，可以进一步运用所学知识来研究生活中火车、汽车转弯的有关问题，以及生活中各种有关于圆周运动的问题，学习者学会独立的解决学习上和生活中的各种问题。

然而，在物理教育教学过程中，教育者对教学方法的选择和应用都不是一成不变的，要以教师的教学水平，学生学习的能力，以及知识的难易作为根据。而教学方法的选择是十分灵活的，最后的目的都是为了使学习者能够真正地学会物理知识。

（三）依据SOLO 分类理论模拟教学环节

在高中物理教育教学阶段，根据高中教育者的教育教学能力水平，学习者对高中物理知识的接受能力水平，以及高中物理知识的难易程度，高中物理课程教学的先后顺序都是由简到难的，由易到繁的。教育者在进行物理教学设计时,要将每一步都设计完美，所以，可以根据SOLO 分类理论模拟物理课堂教学环节。依据SOLO 分类理论所设计的“圆周运动”一节的主要教学环节如下所示：

综上所述，通过运用SOLO 分类理论分析高中物理学习的方法以及高中物理教学的环节，并将SOLO 分类理论融合到物理教育设计中的一系列研究表明：借助于SOLO 分类理论的物理教学设计会让学生更容易接受，更符合学生所需，从而提升了教学质量。本文以SOLO 分类理论融入高中物理教学设计中的优越性分析为出发点，灵活的运用SOLO 分类理论，指导高中物理教学设计的各个教学环节，以此看出，它可以帮助教师明确学生的学习物理时的需要、制定科学的高中物理教学目标、选择合适的物理教学方法、设置正确的物理教学顺序。由此可见，SOLO 分类理论对高中物理教学设计的意义是十分重大的。当然，这只是笔者的粗浅探讨，由于笔者的教育教学经验不够丰富，所以如何有效的应用SOLO 分类理论于高中物理教学中，还有待各位教育者的进一步研究。