基于SOLO分类理论的问题链教学

张丽 王颖娟

［摘 要］将问题链与SOLO分类理论相结合，可启迪学生思考，有效提升学生的思维能力，帮助教师进行教学诊断与改进。文章以“精子的形成过程”为例阐述如何开展基于SOLO分類理论的问题链教学。

［关键词］SOLO分类理论；问题链教学；精子的形成过程

［中图分类号］    G633.91        ［文献标识码］    A        ［文章编号］    1674-6058（2023）20-0090-03

《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》指出，学生应该在学习过程中逐步发展科学思维［1］。在教学中检测、发展学生思维一直是我国教育改革发展的基本要求。有效的问题链能够启迪学生思考，提升学生的思维能力。SOLO分类理论是评价学生思维水平层次的有效工具，能够帮助教师进行教学诊断与改进。

一、理论概述

SOLO（Structure of the Observed Learning Outcome）分类理论是澳大利亚学者彼格斯在皮亚杰认知发展理论的基础上通过实验而总结出的评价理论，该理论认为一个人回答某个问题时所表现的思维层次是可以检测的，并确认了五个不同的思维水平层次，即前结构水平、单点结构水平、多点结构水平、关联结构水平和抽象拓展结构水平［2］。

问题链是将教学内容转化为一系列具有科学性、系统性、层次性和逻辑性的教学问题组［3］。SOLO分类理论与问题链的设计相同，都有梯度性，由易到难，层层递进。因此，在教学中教师可运用SOLO分类理论，将问题的难度按层次分类，由易到难（见表1），从而及时把握学生的思维层次，让学生的思维变得可视化，进而更好地掌握每个学生的情况。由于前结构水平对应的是无效问题，所以在教学中不考虑该结构水平对应的问题。

综上所述，在教学设计过程中教师可依据课程标准，运用SOLO分类理论分析教学内容所对应的学生应该要达到的思维水平层次，同时结合学生学情来制订教学目标，再依据教学目标提炼围绕教学内容的核心问题，针对核心问题设计子问题链来展开教学（见图1）。

SOLO分类理论和问题链相结合，提高了教师问题链设计和实施的能力，满足了学生思维能力的培养需求。

二、基于SOLO分类理论的问题链教学

（一）课程标准

内容要求：阐明减数分裂产生染色体数量减半的精细胞或卵细胞［5］。

教学提示：运用模型、装片或视频观察模拟减数分裂过程中染色体的变化［6］。

（二）学情分析

学生已经学过有丝分裂，掌握了有丝分裂各个时期染色体的行为变化，这为减数分裂的学习打下了基础。但对于高一学生来说，学习减数分裂过程中染色体行为变化有一定的难度，教师顺着减数分裂过程一一讲解各个时期的染色体行为的变化，学生不仅会思维混乱且会感到枯燥乏味。因此，教师可根据学生的认知规律，设计一系列有思维层次变化的问题链，由易到难，帮助学生搭建思维的桥梁，让学生轻松把握减数分裂过程。

（三）教学内容分析

“减数分裂”是人教版生物学教材必修2第2章第1节的内容。减数分裂作为一种特殊的有丝分裂，前期、中期、后期、末期等具体时期的核膜、核仁等物质的变化基本相同，其主要差异在于染色体行为的变化。因此，在教学中教师可主要构建减数分裂前期、中期、后期的染色体行为变化图。该内容的教学重难点是引导学生对减数分裂过程形成清晰的认识。其包括“精子的形成过程”和“卵细胞的形成过程”2个框题，卵细胞的形成过程与精子的形成过程基本相同，只有些许区别，所以本节课主要讲解精子的形成过程。精子的形成过程包括同源染色体、联会、四分体等概念及精子的形成过程，对这些知识进行思维层次划分（见表2），以便教师在教学中判断学生的思维水平，并针对学生的思维水平进行有针对性的教学设计。

（四）教学目标

通过构建精子的形成过程的模型，以及结合层层递进的问题，学会描述减数分裂过程中染色体的行为变化。

（五）核心问题

减数分裂是怎样进行的？

（六）教学过程

1.回顾有丝分裂过程

教师引导学生回顾有丝分裂过程最重要的变化，并提出问题：（1）有丝分裂前复制几次？有丝分裂过程中分几次？分什么？（多点结构水平）（2）细胞为保证高效完成平均分配，如何分？（单点结构水平）

学生根据已学知识知道有丝分裂前复制1次，分1次，分姐妹染色单体（意味着着丝粒分裂），且细胞工作效率高。为保证高效进行平均分配，一般都要先排齐，即着丝粒排列在细胞中央的赤道板处。在与学生互动的过程中构建有丝分裂过程中染色体行为变化的相应图形（见图2），同时讲解着丝粒排列在中间赤道板处为中期，在排之前为前期，排之后分开为后期。

设计意图：按问题链的先后顺序，由易到难逐个击破问题，符合学生的认知规律；在和学生互动的过程中完成有丝分裂图像的绘制；通过简单的排齐、排齐前、排齐后让学生更好地理解有丝分裂过程中染色体的行为变化，为减数分裂过程的讲解做好铺垫。

2.问题驱动，理解概念

首先，教师结合教材第18页“问题探讨”栏目果蝇体细胞和配子的染色体示意图及雄果蝇经受精作用形成过程图（见图3）讲解受精作用。

然后，提出以下问题：

（1）配子能通过有丝分裂形成吗？（单点结构水平）

（2）如若不能，配子是如何形成的？（单点结构水平）

（3）减数分裂前复制几次？减数分裂过程中分几次？（多点结构水平）

（4）从数目及形态来看，配子的染色体与体细胞的染色体有何区别？（多点结构水平）

（5）由体细胞到配子，染色体数目减半，成对的染色体彼此分离。成对的染色体有何特点？（多点结构水平）

像图3中1和2这样成对的，形态大小一般相同，一条来自父方，一条来自母方，且能配对的染色体，就称之为同源染色体。继而说明联会、四分体的含义。

设计意图：从学生已有知识出发，引导学生学习未知知识。学生熟悉受精过程，知道亲代与子代的染色体数目相同，所以结合有丝分裂的相关知识，可以得出“配子不能通过有丝分裂形成”的结论。同时，学生根据初中所学知识，知道受精卵的细胞核中有一半的染色体来自母方，一半的染色体来自父方，据此引出减数分裂、同源染色体等学生未知的概念，为突破本节课的难点打下基础。

3.模型构建，史料引导，突破難点

教师提出问题：有丝分裂前复制1次，有丝分裂过程中分1次，分的是姐妹染色单体（着丝粒分裂）。减数分裂的结果是染色体的数目减半，减数分裂前复制1次，减数分裂过程中分2次，分别分什么？先分同源染色体还是姐妹染色单体？现以哺乳动物的精子的形成过程为例，请各组成员根据如下模型（见图4），提出你们的猜想。（关联结构水平）

小组学生代表上台展示，并阐述讨论结果以及讲明先分同源染色体还是姐妹染色单体的原因。

呈现事实：1891年，科学家以蝽为材料观察减数分裂过程，发现在减数第一次分裂时染色体会呈现为环状，每个环状由2条染色体配对构成，减数第一次分裂时环会相互分离进入不同细胞中。

通过呈现的事实，学生知道染色体发生联会而呈现为环状，则减数第一次分裂分的是同源染色体，减数第二次分裂分的是姐妹染色单体（着丝粒分裂），并更正图解（见图5）。据此，教师又通过排齐、排齐前、排齐后讲解减数分裂过程中染色体的行为变化，阐述同源染色体排列在中间时为减数分裂Ⅰ中期，在排之前为减数分裂Ⅰ前期 ，排之后为减数分裂Ⅰ后期；着丝粒排列在中间时为减数分裂Ⅱ中期，在排之前为减数分裂Ⅱ前期，排之后为减数分裂Ⅱ后期。

设计意图：通过小组合作探究减数分裂的过程，让学生先行提出自己的猜想，再呈现事实予以验证，先构建减数分裂整体框架，再具体绘制减数第一次分裂和减数第二次分裂中各个时期的图像，从整体到具体，一步步搭建，让学生有一个清晰的轮廓，不易混乱。让学生自主绘制减数分裂过程图，培养学生的科学探究能力，进而使学生掌握减数分裂的过程。

三、教学反思

基于SOLO分类理论的问题链教学不同于常规的问题链教学。在SOLO分类理论的指导下，利用核心知识设计核心问题，再将核心问题分解，形成子问题链，一方面可以让教师提出有针对性、有层次、有逻辑的问题，从而帮助教师更好地检测学生的思维层次；另一方面，不仅能调动学生主动思考的积极性，还能让学生在解决问题的过程中提升思维能力。总之，实施基于SOLO分类理论的问题链教学，能够促进教师与学生之间的有效互动，实现教学相长。

［   参   考   文   献   ］

［1］［5］［6］  中华人民共和国教育部.普通高中生物学课程标准：2017年版2020年修订［M］.北京：人民教育出版社，2020.

［2］  BIGGS JB，COLLIS K.The SOLO taxonomy［J］.Research information for teachers，1986（4）： 9-10.

［3］  王后雄.“问题链”的类型及教学功能：以化学教学为例［J］.教育科学研究，2010（5）：50-54.

［4］  丁沙，谢洁纯，李佳，等.基于SOLO分类理论的问题链在化学教学中的应用［J］.化学教学，2017（3）：54-57.

（责任编辑 黄春香）