基于SOLO分類理論的問題式教學(xué)設(shè)計(jì)

摘要：基于SOLO分類理論的高中生物學(xué)問題式教學(xué)，體現(xiàn)了堅(jiān)持以問題為導(dǎo)向的教學(xué)設(shè)計(jì)理念，在問題解決過程中不斷培養(yǎng)學(xué)生的生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。本文以“細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)”為例，運(yùn)用SOLO分類理論，立足課標(biāo)、教材和學(xué)情，通過把控核心問題鏈、子問題鏈的梯度、難度，觀察學(xué)生思維結(jié)構(gòu)的變化和發(fā)展，打造“教學(xué)評”一體化高中生物學(xué)深度學(xué)習(xí)課堂。

關(guān)鍵詞：SOLO分類理論；細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)；問題式；教學(xué)設(shè)計(jì)

文章編號：1003-7586（2024）05-0035-04 中圖分類號：G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱《課程標(biāo)準(zhǔn)》）中指出，高中生物學(xué)課程不僅要求學(xué)生掌握生物學(xué)基礎(chǔ)知識，還要讓學(xué)生在生物學(xué)知識學(xué)習(xí)過程中深刻領(lǐng)悟生物學(xué)家在生物學(xué)研究過程中的科研精神。教師要讓學(xué)生在“提出問題”中“獲取信息”，根據(jù)獲取的知識尋找相應(yīng)證據(jù)，并通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證假設(shè)，最后發(fā)現(xiàn)生物學(xué)規(guī)律，習(xí)得生物學(xué)知識，培養(yǎng)學(xué)生的生命觀念、理性思維、科學(xué)探究、社會責(zé)任和生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。核心素養(yǎng)的主體是思維，思維進(jìn)階才能促進(jìn)核心素養(yǎng)提升。核心素養(yǎng)的主體是思維，思維進(jìn)階才能促進(jìn)核心素養(yǎng)提升。學(xué)源于思，思源于疑，學(xué)生學(xué)習(xí)要善于疑，思維是從提出問題開始的。問題式教學(xué)具有主體性、互動性、情境性、創(chuàng)造性等特點(diǎn)，與《課程標(biāo)準(zhǔn)》倡導(dǎo)的探究式學(xué)習(xí)契合，幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)在做中學(xué)，在學(xué)中思，在思中悟，進(jìn)而提高學(xué)生的生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

1SOLO分類理論

SOLO分類理論（Structure of the Observed Learning Outcome），又稱為可觀察的學(xué)習(xí)成果的結(jié)構(gòu)。1982年，由澳大利亞學(xué)者約翰·比格斯（John Biggs）和凱文·科利爾（Kevin Coller）最先提出。SOLO分類理論是一種學(xué)習(xí)成果評價(jià)方法，依據(jù)學(xué)生在完成一項(xiàng)學(xué)習(xí)任務(wù)時(shí)表現(xiàn)出的思維層次和結(jié)構(gòu)，對其進(jìn)行觀察、描述和量化（見圖1）。SOLO分類理論體現(xiàn)了現(xiàn)代心理學(xué)，尤其是認(rèn)知理論研究成果，將其應(yīng)用于高中生物學(xué)問題式教學(xué)設(shè)計(jì)，對高中生物學(xué)教育教學(xué)及教學(xué)成果的檢測評價(jià)具有十分重要的意義。

SOLO分類理論認(rèn)為，學(xué)習(xí)是一個(gè)逐步進(jìn)化的過程，并將這一進(jìn)化過程分為五個(gè)結(jié)構(gòu)層次：前結(jié)構(gòu)層次（Pre-structural，P）、單一結(jié)構(gòu)層次（Uni-structur-al，U）、多元結(jié)構(gòu)層次（Multi-structural，M）、關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)層次（Relational，R）和抽象拓展結(jié)構(gòu)層次（Abstract，A）。每一個(gè)層次都代表著學(xué)生解決問題或理解新知識時(shí)所表現(xiàn)出的不同思維水平和能力。

處于前結(jié)構(gòu)層次（P）的學(xué)生能夠記住問題，但不能區(qū)分問題與回答，表現(xiàn)為基本無法理解和解決問題，回答問題邏輯混亂或同義反復(fù)。

處于單一結(jié)構(gòu)層次（U）的學(xué)生能夠記住問題，而且還可以將問題與一個(gè)解答要點(diǎn)聯(lián)系起來，表現(xiàn)為在課堂上回答老師現(xiàn)場提出的某一具體問題時(shí)，只能運(yùn)用其某一知識點(diǎn)回答，并且在解決問題之后，將該答案作為問題的結(jié)論，形成單一知識認(rèn)知。

處于多元結(jié)構(gòu)層次（M）的學(xué)生，擁有多個(gè)知識素材或概念，在回答問題時(shí)，能夠?qū)⑷舾晒铝⒅R點(diǎn)聯(lián)系起來，并能夠做到基于這些知識點(diǎn)回答相關(guān)問題。但處于多元結(jié)構(gòu)層次中的學(xué)生并未建立起完整的知識體系。

處于關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)層次（R）的學(xué)生，能夠?qū)栴}與各個(gè)概念或相關(guān)素材相互聯(lián)系起來，在回答各種問題時(shí)，能夠基于某一問題而聯(lián)想到若干個(gè)問題解答的要點(diǎn)，并且能夠?qū)⑦@些要點(diǎn)串聯(lián)起來，形成聯(lián)系緊密、成體系的知識結(jié)構(gòu)層次。學(xué)生能夠基于這一層級思維解決問題，說明他已經(jīng)做到真正理解并解決問題。

處于拓展抽象結(jié)構(gòu)層次（E）的學(xué)生，既能夠全面分析已知的素材，還能夠理解已知信息及抽象原理之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，運(yùn)用假設(shè)解決陌生情境下復(fù)雜問題。學(xué)生回答問題時(shí)，能夠通過抽象概括，從理論高度分析、深化問題，進(jìn)一步拓展問題本身意義和價(jià)值。

SOLO理論共有五個(gè)結(jié)構(gòu)層次，其中前三個(gè)結(jié)構(gòu)層次屬于低階思維，后兩個(gè)結(jié)構(gòu)層次屬于高階思維。教育目標(biāo)要強(qiáng)調(diào)高階思維的培養(yǎng)，包括分析、評價(jià)和創(chuàng)造。

2基于SOLO分類理論的問題式生物思維結(jié)構(gòu)模型

2.1生物學(xué)思維結(jié)構(gòu)分層

根據(jù)SOLO分類理論，可將生物學(xué)思維結(jié)構(gòu)分為五個(gè)層次，前結(jié)構(gòu)層次學(xué)生的思維混亂，基本無法理解和解決問題，高中生經(jīng)歷了兩年的初中生物學(xué)學(xué)習(xí)，掌握了一定的生物學(xué)基礎(chǔ)知識，因此，高中生物學(xué)問題式教學(xué)基本不會考查學(xué)生的前結(jié)構(gòu)層次（見表1）。其中前三個(gè)結(jié)構(gòu)層次主要基于學(xué)生掌握的知識點(diǎn)數(shù)量來評價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)成效，這是從知識點(diǎn)角度出發(fā)的量的評價(jià)。后兩個(gè)結(jié)構(gòu)層次則是綜合了知識點(diǎn)的數(shù)量、知識點(diǎn)之間的關(guān)聯(lián)，是量與質(zhì)的綜合評價(jià)，評價(jià)學(xué)生生物學(xué)整體思維能力和水平。

高中生物學(xué)思維結(jié)構(gòu)體系復(fù)雜，而且學(xué)生個(gè)體思維過程差異大，正是基于這種現(xiàn)實(shí)的差異性，構(gòu)成高中生物學(xué)思維結(jié)構(gòu)評價(jià)的基礎(chǔ)。從主導(dǎo)思維看，有的學(xué)生發(fā)散思維強(qiáng)，而有的學(xué)生辯證思維強(qiáng)；從思維操作看，有的學(xué)生思維靜止簡單，只能用孤立知識解決問題，有的同學(xué)思維靈活，會在陌生情境下聯(lián)系知識體系解決問題。

高中生物學(xué)教學(xué)中，學(xué)生的認(rèn)知水平不同，解決不同類型不同目標(biāo)的問題時(shí)，主導(dǎo)思維的方式及其操作差異大。簡單思維側(cè)重提取某一知識點(diǎn)解決問題，發(fā)散思維側(cè)重創(chuàng)新或可能性問題解決，邏輯思維側(cè)重原因分析類問題解決，而辯證思維則評價(jià)措施類問題解決。無論是簡單思維、發(fā)散思維，還是邏輯思維、辯證思維，都不是單純的高級取代低級的替代關(guān)系，而是表現(xiàn)為前一層次是后一層次的基礎(chǔ)，并呈現(xiàn)出層層遞進(jìn)、螺旋上升關(guān)系，是替代與共存辯證統(tǒng)一的關(guān)系。

2.2問題鏈

問題鏈?zhǔn)腔凇墩n程標(biāo)準(zhǔn)》、教材及學(xué)情的全面分析基礎(chǔ)上，將學(xué)生需要掌握的學(xué)科知識提煉出若干個(gè)層次鮮明、體現(xiàn)思維進(jìn)階的問題。教師利用這些提煉出的有質(zhì)量的核心問題及其子問題，引導(dǎo)學(xué)生思考并解決問題，在此過程中實(shí)現(xiàn)學(xué)科素養(yǎng)的培養(yǎng)。問題是開啟學(xué)科思維培養(yǎng)的“大門”，SOLO分類理論既關(guān)注不同學(xué)生的不同知識結(jié)構(gòu)層次及其認(rèn)知水平、主導(dǎo)思維類型及思維操作要求，也關(guān)注學(xué)生思維過程及結(jié)果。基于SOLO分類理論下的高中生物學(xué)問題式教學(xué)設(shè)計(jì)，體現(xiàn)了問題解答過程中學(xué)生思維結(jié)構(gòu)的發(fā)展過程，即從低階到中階、較高階、高階的思維發(fā)展歷程，實(shí)現(xiàn)情境認(rèn)知、知識建構(gòu)、遷移運(yùn)用和問題解決的深度學(xué)習(xí)。

2.3問題式生物學(xué)思維結(jié)構(gòu)模型構(gòu)建

學(xué)生解決生物學(xué)問題時(shí)出現(xiàn)差異的根本原因在于個(gè)體解決問題過程中的主導(dǎo)思維的不同。在明確了生物學(xué)思維結(jié)構(gòu)分層及問題鏈的基礎(chǔ)上，教師還要進(jìn)一步厘清在解決問題過程中學(xué)生思維結(jié)構(gòu)的構(gòu)建過程。基于SOLO分類理論，生物學(xué)思維結(jié)構(gòu)分層及高中生物學(xué)學(xué)科研究特點(diǎn)，構(gòu)建問題式生物學(xué)思維結(jié)構(gòu)模型圖（見圖2）。根據(jù)高中生的學(xué)科素養(yǎng)及思維結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，教師需創(chuàng)設(shè)高中生物學(xué)學(xué)科的相關(guān)問題情境，提出的問題在難度和知識內(nèi)涵方面要有代表性、典型性，讓學(xué)生不能基于已有知識立刻就能解決問題，而是要讓學(xué)生產(chǎn)生已有知識儲備和經(jīng)驗(yàn)之間的沖突，引發(fā)學(xué)生深度思考，通過問題解決過程發(fā)展學(xué)生的高階思維。

圖2中，問題式生物學(xué)思維結(jié)構(gòu)模型由背景要素、支撐要素構(gòu)成。其中背景要素包括思維鍛煉、思維過程及思維目的。獲取解讀信息是思維鍛煉，調(diào)動運(yùn)用知識是思維過程，論證解決問題是思維目的。發(fā)散思維、邏輯思維、辯證思維支撐起問題研究思維結(jié)構(gòu)要素的核心。基于SOLO分層理論，以及問題研究思維結(jié)構(gòu)模型，高階思維活動是在反復(fù)運(yùn)用低階思維活動中逐級提升的。通過多次單一結(jié)構(gòu)層次，多元結(jié)構(gòu)層次簡單問題的解決，逐步提升至關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)層次、抽象拓展結(jié)構(gòu)層次復(fù)雜問題的解決，實(shí)現(xiàn)從簡單思維到辯證思維養(yǎng)成的質(zhì)變。

3基于SOLO分類理論的問題式教學(xué)設(shè)計(jì)

3.1基點(diǎn)分析

3.1.1課標(biāo)分析

《課程標(biāo)準(zhǔn)》中關(guān)于“細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)”一節(jié)的內(nèi)容要求“概述細(xì)胞都由質(zhì)膜包裹，質(zhì)膜將細(xì)胞與其生活環(huán)境分開，能控制物質(zhì)進(jìn)出，并參與綱胞間的信息交流”“闡明細(xì)胞內(nèi)具有多個(gè)相對獨(dú)立的結(jié)構(gòu)，擔(dān)負(fù)著物質(zhì)運(yùn)輸、合成與分解、能量轉(zhuǎn)換和信息傳遞等生命活動”“舉例說明細(xì)胞各部分結(jié)構(gòu)之間相互聯(lián)系、協(xié)調(diào)一致，共同執(zhí)行細(xì)胞的各項(xiàng)生命活動”。行為動詞“概括”“闡明”“說明”，行為對應(yīng)的內(nèi)容為“成分”“結(jié)構(gòu)”“功能”。學(xué)生掌握細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)，并運(yùn)用細(xì)胞的結(jié)構(gòu)知識解釋生活中的生物現(xiàn)象。基于so-LO分類理論，“細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)”涉及的思維結(jié)構(gòu)包括多元、關(guān)聯(lián)和抽象拓展結(jié)構(gòu)。

3.1.2教材分析

“細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)”在教材中發(fā)揮著承上啟下的作用，本模塊后續(xù)內(nèi)容中還涉及細(xì)胞代謝、增殖、分化、衰老、凋亡等生命活動，這些生命活動也是細(xì)胞各結(jié)構(gòu)分工合作、協(xié)調(diào)配合的結(jié)果。本章學(xué)習(xí)將為后續(xù)章節(jié)的學(xué)習(xí)作好鋪墊，打好基礎(chǔ)。

3.1.3學(xué)情分析

學(xué)生在第一章學(xué)習(xí)中了解細(xì)胞是生物體結(jié)構(gòu)和功能的基本單位，細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能存在統(tǒng)一；通過第二章的學(xué)習(xí)則更進(jìn)一步地了解細(xì)胞內(nèi)的化學(xué)元素及化合物，對細(xì)胞的物質(zhì)組成有了一定的認(rèn)知基礎(chǔ)和知識儲備。但由于細(xì)胞器知識內(nèi)容多，識圖難，學(xué)生需要在教師引導(dǎo)下主動學(xué)習(xí)，教師通過展示課件、制作模型使學(xué)生加強(qiáng)對細(xì)胞的微觀認(rèn)識。

3.2生成核心問題鏈

問題鏈教學(xué)，通常需要以核心問題為思維主線，借助問題引導(dǎo)、驅(qū)動學(xué)生進(jìn)行仔細(xì)觀察、深入思考、經(jīng)歷探究、知識遷移，通過解決實(shí)際問題獲得高階思維。核心問題鏈的教學(xué)設(shè)計(jì)，改變了傳統(tǒng)“一問一答”“滿堂問答”的提問模式。本節(jié)課聚焦《課程標(biāo)準(zhǔn)》、教材及學(xué)情分析，生成“細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)”的教學(xué)目標(biāo)和核心問題鏈（見表2），將刻板、固定的提問變得生動、有價(jià)值，以激活學(xué)生的思維，讓教學(xué)由淺表走向深入。核心問題鏈的設(shè)計(jì)要具有聚焦性、情境性、遞進(jìn)性和探究性。

3.3生成子問題鏈

核心問題指向引領(lǐng)學(xué)生思考的方向，具有較大的發(fā)散空間，問題的起始狀態(tài)與目標(biāo)狀態(tài)有一定差距。學(xué)生在解決問題或者深入思考時(shí)無法直接解決核心問題，這需要教師將核心問題拆解為若干更小的“子問題”，形成“子問題鏈”，最終學(xué)生通過子問題的解決實(shí)現(xiàn)核心問題的解決。根據(jù)高中學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律，教師把核心問題再拆解成有中心、有序列、有層次、相對獨(dú)立又相互關(guān)聯(lián)的子問題鏈（見表3），再通過相應(yīng)的情景、活動設(shè)計(jì)，把傳統(tǒng)機(jī)械記憶轉(zhuǎn)化為解決問題實(shí)踐探索的問題驅(qū)動式教學(xué)，達(dá)到深度學(xué)習(xí)效果。

4教學(xué)啟示

4.1創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境是基礎(chǔ)

高中生物學(xué)教學(xué)是以培養(yǎng)學(xué)生生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會責(zé)任的學(xué)科課程。通過《課程標(biāo)準(zhǔn)》、教材和學(xué)情分析，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，創(chuàng)建具有鮮明化、結(jié)構(gòu)性發(fā)展高階思維問題，讓學(xué)生從低階、中階發(fā)展到較高階，最終形成高階思維，實(shí)現(xiàn)情境認(rèn)知、知識構(gòu)建、遷移運(yùn)用和問題解決的深度學(xué)習(xí)課堂。知識蘊(yùn)含于問題之中，問題又鋪墊在情境之內(nèi)。

4.2創(chuàng)建問題層次是關(guān)鍵

根據(jù)生物學(xué)思維結(jié)構(gòu)分層，教師設(shè)計(jì)核心問題鏈，兼顧其廣度、深度、難度，并將核心問題分解成若干子問題鏈，引導(dǎo)學(xué)生從單一到多元，從簡單到復(fù)雜地思考問題、解決問題，提升思維的發(fā)散性、批判性和創(chuàng)新性，保障學(xué)生獲得新知。

4.3貫穿SOLO評價(jià)是保障

教師需基于SOLO分類理論創(chuàng)建基于不同思維層次的核心問題鏈、子問題鏈，并將問題鏈解決作為評估學(xué)生思維發(fā)展和應(yīng)答效果的動態(tài)觀察指標(biāo)，鼓勵(lì)學(xué)生強(qiáng)化學(xué)習(xí)內(nèi)在動力，增強(qiáng)其學(xué)習(xí)自覺性、主動性，提升其能力，達(dá)成學(xué)科核心素養(yǎng)。