SOLO 分類理論在初高中銜接性生物學作業設計中的應用
——以“細胞分裂”作業設計為例

余雪梅 余 霞

（1.南平市高級中學，福建 南平 518000；2.福建師范大學生命科學學院，福建 福州 350025）

《普通高中生物學課程標準（2017 年版2020 年修訂）》（以下簡稱高中生物學課程標準）明確指出,高中生物學課程是義務教育階段相關課程的延伸和拓展。在教學過程中，教師必須注意學生頭腦中已有的前概念。［1］因此，有必要在高中生物學新授課前根據學生對初中生物學認知的差異性，應用SOLO 分類理論設計初高中銜接性生物學作業，并對學生作業進行診斷，從而進行認知水平分層，為學生“量體裁衣”，制定科學、有效的教學“錨點”，有針對性地進行差異化的初高中銜接教學，促進每一位學生的發展。

一、SOLO 分類理論概述

認知領域教育目標分類學是關于學生認知水平分類的研究。目前較為流行的主要有布魯姆教育目標分類學、皮亞杰認知發展學說及SOLO 分類理論等三種。布魯姆分類體系把認知過程分為六個層次，但在評價學習結果時，其對認知過程的把握不夠準確明晰。皮亞杰認知發展學說將認知發展分為四個階段，側重于描述人在不同年齡階段的一般發展規律，但對于個人在解決特定任務時的實際表現重視不夠。SOLO 分 類 理 論（Structure of the Observed Learning Outcome）是在皮亞杰學說的基礎上發展起來的，由澳大利亞教育心理學家約翰·彼格斯與其同事凱文·科利斯提出，意為“可觀察的學習成果結構”。SOLO 分類法對人們解決問題時所達到的認知水平進行可視化分析，它是一個思維可視化的工具，關注學生外顯的學習成果，從學習成果的結構特征進行認知水平劃分，由低到高分別為前結構（Prestructural，P）、單點結構（Unistructural，U）、多點結構（Multistructural，M）、關聯結構（Relational，R）及拓展抽象結構（Extended Abstract，E）等五種水平（如表1）。［2］［3］根據SOLO 分類理論對學生的認知水平進行分類，可以直觀、具體地反映學生對具體學習內容的認知水平。

表1 SOLO 分類理論的五種水平

二、初高中銜接性生物學作業設計概述

作業具有引導、診斷、鞏固、反饋、評價等作用。［4］作業設計是指為了達成預期的學習目標，以挑選、改編、重組或者自主開發等多種方式形成作業的過程。［5］在“雙減”的背景下，設計“少而精”的作業作為載體來診斷學生的認知水平具有研究與實踐價值。

（一）SOLO 分類理論應用路徑

設計初高中銜接性生物學作業是為了了解學生認知水平個體差異的具體情況，既要測評學生初中生物學認知水平，又要測評學生思維認知水平是否達到高中起始階段要求的基本水平，搭建初高中銜接的“橋梁”，以便開展初高中銜接的差異化教學。

基于SOLO 分類理論的初高中銜接性生物學作業設計路徑是：根據初高中生物學課程標準及教科書內容，利用SOLO 分類評價功能，將初中生物學內容按照認知水平設計為SOLO 分類理論的前結構P、單點結構U、多點結構M、關聯結構R 等四個水平逐級考查，將高中與之銜接的較低層次內容設置為拓展抽象水平E 進行考查，最后對學生的解答情況進行分析，確定學生達到的SOLO 認知水平（如圖1）。

圖1 基于SOLO 分類理論的初高中銜接性生物學作業設計路徑

如此設計的目的是：教師可以根據SOLO 分類理論的前四個水平明確學生對于已經學習過的相關初中知識的掌握程度——不具有回答該方面問題的能力（前結構水平P）、只掌握了構成問題之眾多要點中的一個（單點結構水平U）、雖找到了構成問題之眾多要點但不能將它們有機整合（多點結構水平M）、能夠把問題之眾多要點整合為一個有機整體（關聯結構水平R），從而判斷學生在初中生物學知識上的認知水平。若學生已經達到關聯結構水平，為了判斷其能否在高中新知識學習前，就將思維深化拓展到與之關聯的高中較低級水平，可將高中與之銜接的較低層次內容設置為拓展抽象水平E 進行考查。經過五個層次的考查，為高中教師制訂差異化教學的“錨點”奠定堅實的基礎。

（二）初高中銜接性生物學作業案例及分析

現以“細胞分裂”作業設計為例，闡述基于SOLO分類理論的初高中銜接性生物學作業設計路徑。

1.分析初高中生物學課程標準、教科書相關內容及要求

查閱、整理《義務教育生物學課程標準（2011 年版）》及高中生物學課程標準有關“細胞分裂”教學要求（表2）。［1］［6］

表2 課程標準對“細胞分裂”的相關要求

同時，梳理人教版初高中《生物學》教科書有關“細胞分裂”內容。《生物學·七年級上冊》第二單元第二章第1 節“細胞通過分裂產生新細胞”描述了細胞分裂的基本過程和細胞分裂過程中染色體變化的結果。高中生物學新教材《必修1·分子與細胞》第6 章第1 節“細胞的增殖”闡述了細胞增殖、細胞周期及無絲分裂等概念，以及有絲分裂過程及其生物學意義，強調有絲分裂的物質變化、染色體行為及數量變化等。

2.設計初高中銜接性生物學作業

根據課程標準要求及教科書內容分析可知，初高中內容中均有涉及“細胞分裂過程”及“細胞分裂相關計算”，其是初高中“細胞分裂”內容銜接的“橋梁”。故以此設計初高中銜接性作業。將初中內容設置為SOLO 分類理論前四個水平逐級考查，將高中較低級水平內容設置為拓展抽象水平。

下面以“細胞分裂相關計算”作業為例，對SOLO分類理論在初高中銜接性生物學作業設計中的應用進行說明。“細胞分裂過程”的作業設計與此類似，不再贅述。

題目：細胞分裂相關計算

1.一個細胞有8條染色體，這個細胞分裂1次，形成的細胞數目是，每個新細胞中的染色體數分別是（ ）。

2.一個細胞有8 條染色體，這個細胞連續分裂3次，形成的細胞數目是（ ）。

3.有三個細胞，每30 分鐘進行一次分裂，兩個小時后，形成的細胞數目是（ ）。

4.a 個某動物的細胞，均含m 條染色體，連續分裂n 次，新形成的細胞數目是（ ）。在每次細胞分裂的過程中，每個細胞內染色體的數目變化過程是（ ）。

該題的設計思路分析如表3。

根據上述“細胞分裂相關計算題的SOLO 分層設計”，分析學生對該題的作答情況，評價其在該部分內容上的認知水平：第1 小題兩個空全錯的為前結構水平，答對其中任一空為前結構向單點結構的過渡水平，全對的為單點結構水平。第1、2 小題均回答正確的為多點結構水平。第1、2、3 小題均回答正確的為關聯結構水平。第1、2、3 小題均回答正確，第4 小題任一空回答正確為關聯結構向拓展抽象水平的過渡水平，第4 小題回答全對的為拓展抽象水平。

教師可根據全班學生對該題的SOLO 認知水平考查得分情況，“因材施教”，分層引導和幫助不同認知水平的學生進行課前預習、課后復習及作業鞏固，促進每位學生對特定學習內容的認知升級。

綜上所述，根據課程標準和教科書內容，應用SOLO 分類理論設計初高中銜接性生物學作業，以此作為腳手架分析學生對學習內容的認知水平及前科學概念，為實現初高中生物銜接性教學奠定基礎。當然，利用SOLO 分類理論進行評價較為復雜，具有一定的主觀性，需要教師及教科研人員不斷反思、改進與提升，使其更具科學性與客觀性。［7］