基于SOLO分類理論的物理單元習題的選擇與利用

李禧燕，劉小兵，楊志偉

廣西師范大學物理科學與技術學院，桂林 541004

1 引言

為了避免知識的零散，單元理念應運而生，單元知識的學習內容包括主題核心概念下統領的重要概念和基礎概念，重要概念又分為基本概念和關系概念，在知覺感官下具有基礎概念的前提下理解基本概念，再建立概念之間的關系，漸進地完善知識結構［1］，因此學生在單元學習后需要圍繞核心概念建構單元概念間的結構關系，建構單元知識體系。

然而，學生在單元學習后并不能順利地建立各知識點相互關聯的有邏輯的知識結構體系。單元習題是物理教學中不可缺少的一環，習題的作用是幫助學生將零散的知識條理化和系統化，從而達到深刻理解知識、建立知識結構的目的，還能在解決習題問題的過程中發展分析、抽象和概括思維。但目前教師對單元習題的隨意選擇和單一評價，以及脫離學生單元學習的實際情況，使習題的作用難以發揮出來。

SOLO分類理論稱為“可觀察的學習成果結構”，是用來評價學生學習質量的一種方法，它指出個人在回答某個具體問題時表現出來的思維結構是可以被觀察和判斷的，SOLO分類理論將學生的學習結果按高低層次分為：前結構、單點結構、多點結構、關聯結構和抽象擴展結構，每個層次對應的思維水平如表 1所示［2］。大多學生認為，物理是一門很抽象、很難學的學科，他們幾乎只停留在對獨立的物理知識概念的理解應用，即對應SOLO分類理論中的單點結構和多點結構，沒有對知識前后因果關系的思考，從而在物理概念、規律、原理之間難以圍繞核心概念建構相互交叉關聯的知識體系，何談在建構良好知識體系的基礎上逐漸養成在真實情境下解決問題的思維與能力［3］，即思維層次難以發展為SOLO分類理論中的關聯結構和抽象擴展結構。

表1 SOLO分類層次對應的思維水平

因此，SOLO分類理論為教師判斷學生掌握單元知識是否完整、內在邏輯關系是否具備及其解決問題思維水平提供了一種方法，教師可以根據SOLO層次有目的地選擇合適的習題，依據學生在作答習題的解決問題過程中判斷他們在單元學習后的知識掌握情況和思維水平，從而找到學生思維發展的最近發展區，再針對性地開展習題課，幫助學生達到下一思維水平。

2 新教材單元習題SOLO層次分布

2019年新人教版高中物理教材對習題的編寫進行了調整，增加了單元習題，對應教材欄目中的“復習與提高”，而舊教材只有節后習題，對應教材欄目中的“問題與練習”。新教材將單元習題分為A組和B組，A組與B組習題對應的復雜度不同。A組設計的是應用單元中課時知識概念的習題，對應SOLO分類理論中思維層次的單點結構和多點結構；B組設計的是應用單元知識概念相互關聯知識的習題，甚至涉及到對真實情境的抽象分析，對應SOLO分類理論中思維層次的關聯結構和抽象擴展結構。新教材既注重學生對課時知識的理解，也注重學生對單元知識結構的建構和在情境中綜合單元知識解決問題思維的培養，因此新教材的單元習題符合當下核心素養的要求。

以新教材必修一第三章《相互作用——力》為例，統計A組與B組習題中對應的SOLO層次分布情況，如表2所示。這一單元的習題共有13道，SOLO層次主要是多點結構和關聯結構，可看出新教材單元習題注重考查學生對知識概念的理解和應用，同時也注重學生綜合關聯知識、應用知識的能力，抽象擴展結構層次的習題分別是兩道真實情境下的問題，對學生抽象思維的要求更高，需要學生將問題中的信息轉化為物理模型，關聯單元知識進行分析推理從而解決問題。從以上習題的設置可以看出，教材單元習題的各思維層次和數量分布合理，更多地是想讓學生從對知識理解應用的累積實現對單元知識綜合應用的跨越，也就是從量變到質變的過程［4］。新教材單元習題的設計與SOLO分類理論的各思維層次相符，與學生的認知規律相符。

表2 人教版高中物理必修一第三章單元習題SOLO分類理論中思維層次分布統計表

3 SOLO分類理論下單元習題的選擇與利用

3.1 考慮單元習題的思維層次，發揮其診斷作用

不同類型習題的問題解決需要學生的思維水平不同，對應SOLO層次單點結構和多點結構的習題考查的是學生從問題中提取線索和理解單元知識概念，將獨立線索和對應知識聯系起來從而解決問題；對應SOLO層次關聯結構和抽象擴展結構的習題考查的是學生從問題情境中提取多個相互關聯的線索，并依循線索綜合關聯對應的單元知識進行分析推理從而解決問題。教材中單元習題的各思維層次和數量分布就比較適合用于考查學生單元學習后的知識掌握情況和思維水平，但普遍現象是絕大部分教師往往會忽略教材習題，在單元教學后直接將從市面上購買的輔導材料中某一章節的測試題發放給學生作答，沒有考慮習題對應的思維層次和數量，如此不僅沒有將習題對學生單元學習掌握程度和思維水平的診斷作用發揮出來，還加重了學生的學業負擔。因此，教師在單元教學后應考慮是否使用教材單元習題診斷學生的思維水平，或者是有目的地選擇適當的習題即挑選對應SOLO層次的習題和思量其數量去判斷學生當前的知識掌握情況及思維水平，以較宜的質與量達到較優的診斷效果。

3.2 改變單元習題評價方式，尋找學生思維最近發展區

依據SOLO分類理論，在復雜度不同的習題中涉及到問題線索的數量與關聯程度和知識的數量與關聯程度不同，學生在解決單元習題問題的過程中能夠展現其知識掌握情況和思維水平，以往的習題評價方式為對或錯，這種單一的評價方式并沒有使教師獲悉學生真實的知識掌握情況和思維水平，難以針對性地開展單元習題課，方向性地幫助學生提高單元學習的質量。因此，教師應改變對單元習題的評價方式，分析對與錯背后潛藏的學生思維水平。

根據學生在單點結構和多點結構的習題中是否能夠提取獨立的問題線索和正確應用對應的知識點解決問題，能判斷學生的思維水平。若是學生能提取問題線索，但不能正確應用對應的知識點，說明學生對知識點的掌握還不夠，則教師在單元習題課的任務就是針對性地加強學生對相應知識概念的理解和應用，使學生的思維層次達到多點結構。若學生能正確分析作答多個獨立問題線索和知識點的習題，但不能對多個問題線索關聯的習題進行分析與作答，說明學生沒有形成有邏輯的單元知識體系，從而難以從情境問題中提取相互關聯的線索，即思維層次沒有達到關聯結構。知識是思維發展的基礎，教師在單元習題課的首要任務是幫助學生理清單元知識的內在邏輯關系，建立單元知識結構，再幫助學生學會尋找問題線索并沿著相應知識的邏輯分析它們的關系，將線索和知識聯系起來進行分析與概括從而解決問題，使學生的思維層次跨越到關聯結構和抽象擴展結構。

教師在SOLO分類理論的引領下，判斷在學生單元學習后所處的思維層次并尋找其最近發展區，針對性地開展單元習題課，使學生的思維提升到更高水平，以此更能發揮習題的鞏固提升作用及提高習題課的效率。

4 結語

單元習題對學生單元學習后的鞏固提升有著不可忽視的作用，無論是習題的選擇還是利用，都應考慮習題的目的性和作用性，在SOLO分類理論下的單元習題具有診斷學生思維層次的功能，教師在選擇單元習題時要考慮習題需要學生解決問題的思維水平，合理選擇習題的各思維層次和數量分布，根據學生思維的最近發展區針對性地開展單元習題課以提升學生的思維層次，使學生的單元學習質量實現從量變到質變的過渡。