基于SOLO分类理论的物理单元习题的选择与利用

李禧燕，刘小兵，杨志伟

广西师范大学物理科学与技术学院，桂林 541004

1 引言

为了避免知识的零散，单元理念应运而生，单元知识的学习内容包括主题核心概念下统领的重要概念和基础概念，重要概念又分为基本概念和关系概念，在知觉感官下具有基础概念的前提下理解基本概念，再建立概念之间的关系，渐进地完善知识结构［1］，因此学生在单元学习后需要围绕核心概念建构单元概念间的结构关系，建构单元知识体系。

然而，学生在单元学习后并不能顺利地建立各知识点相互关联的有逻辑的知识结构体系。单元习题是物理教学中不可缺少的一环，习题的作用是帮助学生将零散的知识条理化和系统化，从而达到深刻理解知识、建立知识结构的目的，还能在解决习题问题的过程中发展分析、抽象和概括思维。但目前教师对单元习题的随意选择和单一评价，以及脱离学生单元学习的实际情况，使习题的作用难以发挥出来。

SOLO分类理论称为“可观察的学习成果结构”，是用来评价学生学习质量的一种方法，它指出个人在回答某个具体问题时表现出来的思维结构是可以被观察和判断的，SOLO分类理论将学生的学习结果按高低层次分为：前结构、单点结构、多点结构、关联结构和抽象扩展结构，每个层次对应的思维水平如表 1所示［2］。大多学生认为，物理是一门很抽象、很难学的学科，他们几乎只停留在对独立的物理知识概念的理解应用，即对应SOLO分类理论中的单点结构和多点结构，没有对知识前后因果关系的思考，从而在物理概念、规律、原理之间难以围绕核心概念建构相互交叉关联的知识体系，何谈在建构良好知识体系的基础上逐渐养成在真实情境下解决问题的思维与能力［3］，即思维层次难以发展为SOLO分类理论中的关联结构和抽象扩展结构。

表1 SOLO分类层次对应的思维水平

因此，SOLO分类理论为教师判断学生掌握单元知识是否完整、内在逻辑关系是否具备及其解决问题思维水平提供了一种方法，教师可以根据SOLO层次有目的地选择合适的习题，依据学生在作答习题的解决问题过程中判断他们在单元学习后的知识掌握情况和思维水平，从而找到学生思维发展的最近发展区，再针对性地开展习题课，帮助学生达到下一思维水平。

2 新教材单元习题SOLO层次分布

2019年新人教版高中物理教材对习题的编写进行了调整，增加了单元习题，对应教材栏目中的“复习与提高”，而旧教材只有节后习题，对应教材栏目中的“问题与练习”。新教材将单元习题分为A组和B组，A组与B组习题对应的复杂度不同。A组设计的是应用单元中课时知识概念的习题，对应SOLO分类理论中思维层次的单点结构和多点结构；B组设计的是应用单元知识概念相互关联知识的习题，甚至涉及到对真实情境的抽象分析，对应SOLO分类理论中思维层次的关联结构和抽象扩展结构。新教材既注重学生对课时知识的理解，也注重学生对单元知识结构的建构和在情境中综合单元知识解决问题思维的培养，因此新教材的单元习题符合当下核心素养的要求。

以新教材必修一第三章《相互作用——力》为例，统计A组与B组习题中对应的SOLO层次分布情况，如表2所示。这一单元的习题共有13道，SOLO层次主要是多点结构和关联结构，可看出新教材单元习题注重考查学生对知识概念的理解和应用，同时也注重学生综合关联知识、应用知识的能力，抽象扩展结构层次的习题分别是两道真实情境下的问题，对学生抽象思维的要求更高，需要学生将问题中的信息转化为物理模型，关联单元知识进行分析推理从而解决问题。从以上习题的设置可以看出，教材单元习题的各思维层次和数量分布合理，更多地是想让学生从对知识理解应用的累积实现对单元知识综合应用的跨越，也就是从量变到质变的过程［4］。新教材单元习题的设计与SOLO分类理论的各思维层次相符，与学生的认知规律相符。

表2 人教版高中物理必修一第三章单元习题SOLO分类理论中思维层次分布统计表

3 SOLO分类理论下单元习题的选择与利用

3.1 考虑单元习题的思维层次，发挥其诊断作用

不同类型习题的问题解决需要学生的思维水平不同，对应SOLO层次单点结构和多点结构的习题考查的是学生从问题中提取线索和理解单元知识概念，将独立线索和对应知识联系起来从而解决问题；对应SOLO层次关联结构和抽象扩展结构的习题考查的是学生从问题情境中提取多个相互关联的线索，并依循线索综合关联对应的单元知识进行分析推理从而解决问题。教材中单元习题的各思维层次和数量分布就比较适合用于考查学生单元学习后的知识掌握情况和思维水平，但普遍现象是绝大部分教师往往会忽略教材习题，在单元教学后直接将从市面上购买的辅导材料中某一章节的测试题发放给学生作答，没有考虑习题对应的思维层次和数量，如此不仅没有将习题对学生单元学习掌握程度和思维水平的诊断作用发挥出来，还加重了学生的学业负担。因此，教师在单元教学后应考虑是否使用教材单元习题诊断学生的思维水平，或者是有目的地选择适当的习题即挑选对应SOLO层次的习题和思量其数量去判断学生当前的知识掌握情况及思维水平，以较宜的质与量达到较优的诊断效果。

3.2 改变单元习题评价方式，寻找学生思维最近发展区

依据SOLO分类理论，在复杂度不同的习题中涉及到问题线索的数量与关联程度和知识的数量与关联程度不同，学生在解决单元习题问题的过程中能够展现其知识掌握情况和思维水平，以往的习题评价方式为对或错，这种单一的评价方式并没有使教师获悉学生真实的知识掌握情况和思维水平，难以针对性地开展单元习题课，方向性地帮助学生提高单元学习的质量。因此，教师应改变对单元习题的评价方式，分析对与错背后潜藏的学生思维水平。

根据学生在单点结构和多点结构的习题中是否能够提取独立的问题线索和正确应用对应的知识点解决问题，能判断学生的思维水平。若是学生能提取问题线索，但不能正确应用对应的知识点，说明学生对知识点的掌握还不够，则教师在单元习题课的任务就是针对性地加强学生对相应知识概念的理解和应用，使学生的思维层次达到多点结构。若学生能正确分析作答多个独立问题线索和知识点的习题，但不能对多个问题线索关联的习题进行分析与作答，说明学生没有形成有逻辑的单元知识体系，从而难以从情境问题中提取相互关联的线索，即思维层次没有达到关联结构。知识是思维发展的基础，教师在单元习题课的首要任务是帮助学生理清单元知识的内在逻辑关系，建立单元知识结构，再帮助学生学会寻找问题线索并沿着相应知识的逻辑分析它们的关系，将线索和知识联系起来进行分析与概括从而解决问题，使学生的思维层次跨越到关联结构和抽象扩展结构。

教师在SOLO分类理论的引领下，判断在学生单元学习后所处的思维层次并寻找其最近发展区，针对性地开展单元习题课，使学生的思维提升到更高水平，以此更能发挥习题的巩固提升作用及提高习题课的效率。

4 结语

单元习题对学生单元学习后的巩固提升有着不可忽视的作用，无论是习题的选择还是利用，都应考虑习题的目的性和作用性，在SOLO分类理论下的单元习题具有诊断学生思维层次的功能，教师在选择单元习题时要考虑习题需要学生解决问题的思维水平，合理选择习题的各思维层次和数量分布，根据学生思维的最近发展区针对性地开展单元习题课以提升学生的思维层次，使学生的单元学习质量实现从量变到质变的过渡。