SOLO分類理論視角下的初中物理作業分層設計與實施建議

摘" "要：物理作業對于學生的知識理解、思維發展有不容忽視的促進作用，分層作業的實施不僅契合“雙減”的政策精神，更能讓因材施教落地，因此，要盡快推行作業的分層設計與實施。基于SOLO分類理論將作業劃分為六個層次，并以動態電路專題為例，給出了各層次習題的示例及特征，最后針對作業分層的實施提出了建議。

關鍵詞：SOLO分類理論；作業分層；動態電路

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A " " 文章編號：1003-6148（2025）1-0046-4

SOLO的含義為“可觀察到的學習結果的結構”，我們可以分析學習者在回答某個問題的具體表現，根據其回答結構的復雜程度來判斷學生的思維水平?！读x務教育物理課程標準（2022年版）》提出，教師應了解學生的知識基礎與能力水平，兼顧不同層次、不同類型的學生，因材施教［1］。作業是對課堂教學的深化和擴展，學生通過完成作業來實現思維水平的提升。但教師常常給學生安排相同的作業，忽略了學生之間的個體差異，久而久之，作業的成效也會減弱。因此，對物理作業進行分層設計，以適應不同學生發展的需求，便顯得尤為重要。動態電路問題是初中物理教學的重點，學生學習的難點，也是初中物理學業水平考試的必考內容之一。因此，本研究以動態電路專題為例，結合SOLO理論對物理作業進行分層設計。

1" " 基于SOLO分類理論，建作業分層框架

SOLO分類理論是約翰·比格斯和凱文·科利斯教授基于皮亞杰的認知發展階段論提出的，其含義是指“可觀察到的學習結果的結構”［2］，我們可以通過參考學生的學習結果質量來反映學生對于知識的理解。比格斯根據學生在能力、思維操作、一致性與收斂、應答結構等方面的具體表征，將學生表現出來的思維水平分成五個不同的層級，思維水平由低級到高級依次是前結構水平、單點結構水平、多點結構水平、關聯結構水平以及抽象拓展結構水平［2］。

高凌飚教授根據SOLO分類理論的基本觀點，結合當前物理考試形式，認為考生要解答物理題需要具備三個方面的能力：一是對于物理知識的理解和應用能力，二是思維領域的想象、推理以及分析綜合的能力，三是運用相關數學知識和工具解決物理問題的能力［3］。本研究基于高凌飚教授的觀點，結合初中物理習題的特點，依據習題中問題情境的復雜程度、知識數量及聯系的要求、思維操作（概括、歸納、演繹）的復雜程度三個方面將作業劃分為六個層次，如表1所示。

2" " 以動態電路為例，探各層作業特征

2.1" " 單點結構層次作業示例及特征

【題目1】 如圖1所示，閉合開關后，當滑動變阻器R1的滑片向右移動時，滑動變阻器接入電路中的阻值如何變化（" " " ）

A.阻值不變

B.阻值變大

C.阻值變小

【分析】 本題是常見的簡單電路模型，沒有任何實際情境。借助簡單電路考查了滑動變阻器的使用原理。在解答本題的過程中，僅涉及到電阻絲長度影響電阻大小這一個知識點，學生只需知道“滑片向右滑，電阻絲長度變短，電阻變小”，即可解決本題，不需要知道其他知識點。因此，本題屬于單點結構層次。

2.2" " 多點結構層次作業示例及特征

【題目2】 如圖2所示，電源兩端電壓保持不變，R1為光敏電阻，阻值隨光照強度的增大而減小。當開關S閉合時，如果將滑動變阻器R2的滑片P向右移動，且減小電阻R1上方的光照強度，則下列說法中正確的是（" " " ）

A.R1阻值變大，R2阻值變小

B.R1阻值變小，R2阻值變小

C.R1阻值變大，R2阻值變大

D.R1阻值變小，R2阻值變大

【分析】 本題是常見的簡單電路模型，考查了光敏電阻與滑動變阻器的阻值變化情況。由題意可知，光敏電阻的阻值隨光照強度的增大而減小，則可推理出：當光照強度減弱時，光敏電阻阻值變大?；瑒幼冏杵鞯淖柚蹬c連入電阻絲的長度有關，且長度越長電阻越大。由題意可知，滑片向右滑，電阻變小。因此，在解答本題的過程中，涉及到電阻大小與電阻絲長度的關系以及光敏電阻隨光照強度變化的特點2個相互獨立的知識點。故本題屬于多點結構層次。

2.3" " 低關聯結構層次作業示例及特征

【題目3】 小強在中國科技館的“科技與生活”展區看了“光敏電阻”的展品。他得知光敏電阻阻值隨光照強度的增強而減小，于是設計了如圖3所示的電路，電源電壓不變，R1為光敏電阻，R2為定值電阻，閉合開關S，當照射到R1上的光線增強時，下列判斷中正確的是（" " ）

A.電流表示數減小

B.電壓表示數增大

C.電阻R1兩端電壓增大

D.電路消耗的總功率減小

【分析】 本題借助光敏電阻的情境，考查了由光敏電阻阻值大小變化而引起的動態電路。在解答本題的過程中，涉及到歐姆定律、串聯電路中用電器間的電壓關系、功率的計算3個相互關聯的知識點，學生理解題意以后，綜合考慮電路中總電阻、電流的變化，并結合電學規律與公式，經過計算可得出最終答案。故本題屬于低關聯結構層次。

2.4" " 中關聯結構層次作業示例及特征

【題目4】 圖4是小京設計的汽車油箱內油量不足時觸發報警的電路，電源兩端電壓保持不變，電阻R1、R2，一個是定值電阻，另一個是壓敏電阻。壓敏電阻裝在油箱內底部，其阻值隨油箱中油量的減少而增大，當電壓表示數大于某一值U時，就會觸發報警。電壓表示數為U時，油箱中的油量為警戒油量。下列說法正確的是（" " " ）

A.R1為壓敏電阻

B.隨著油箱油量的減少，通過定值電阻的電流變大

C.若換用阻值更大的定值電阻，警戒油量將變小

D.若換用電壓更大的電源，警戒油量將變大

【分析】 本題借助學生熟悉的油量表，結合生產生活實際，創新考查了動態電路相關問題。在解答本題過程中，涉及歐姆定律、串聯電路中用電器間的電壓關系2個相互關聯的知識點。本題的難點在于與平時的分析過程是互逆的，學生必須先根據已知條件判斷出當電壓表示數等于警戒油量電壓值時，對應的壓敏電阻阻值如何變化，進而判斷警戒油量的變化。因此，需要學生結合題中情境與電學規律綜合分析，經過推理才能判斷警戒油量的變化。故本題屬于中關聯結構層次。

2.5" " 高關聯結構層次作業示例及特征

【題目5】 圖5甲所示為某測溫模擬電路，溫度表由量程為0～3 V的電壓表改裝而成。定值電阻R0的阻值為40 Ω，熱敏電阻R的阻值隨溫度t變化的關系如圖5乙所示，電源兩端的電壓恒為6 V，下列說法正確的是（" " " ）

A.在確保電路安全的條件下，該電路消耗的最小功率為0.45 W

B.溫度0 ℃應標在電壓表零刻度處

C.若想只通過改變R0的阻值來增大溫度表的測量范圍，則電阻的阻值應減小

D.只增大電源兩端的電壓，該電路可測量的最高溫度將升高

【分析】 本題的測溫模擬電路情境對于學生來說比較陌生，學生遇到的都是電壓表與熱敏電阻并聯，而本題則將電壓表改裝成溫度表。在解答本題過程中，涉及歐姆定律、串聯電路中用電器間的電壓關系、安全用電、功率的計算4個相互關聯的知識點。本題的難點在于既涉及到電壓表示數與溫度值的對應，又涉及到溫度值測量范圍的改變，這與平時的分析過程是互逆的。學生必須先理解溫度表的改裝原理，進行極值分析，才能結合題干信息增大溫度表的測量范圍。因此，需要學生結合題中情境與電學規律綜合分析，經過推理才能將溫度與電壓表示數對應，并且通過改變電源電壓與串聯不同阻值的電阻來調節溫度表的測量范圍。學生在理解本題后，可以遷移到酒精測試儀、壓力測試儀、風力測試儀、輸液提示儀、油量表等情境中，并進行相應的分析與計算。故本題屬于高關聯結構層次。

2.6" " 抽象拓展結構層次作業示例及特征

【題目6】物理興趣小組的同學決定開展一個設計簡易身高測量儀的實踐活動，可用器材有電壓恒定的電源、電壓表、電流表、電阻絲、定值電阻、開關、導線若干等，請你參考給出的器材，完成身高測量儀的設計。

【分析】 本題的考查形式對于學生來說比較開放，并沒有像以往那樣借助真實的情境考查一些物理量的變化或是數值范圍等。而是以設計的形式，讓學生利用已經學過的知識完成電路模型的設計、整體電路的優化、作品的生成。在這個過程中，大部分學生都能想到利用歐姆定律、串（并）聯電路中的電流（電壓）特點、安全用電等知識完成電路的設計。但是，在模型的優化中，僅有少部分學生考慮到借助杠桿等簡單機械對測量范圍及精度進行優化，這部分學生將力學知識與電學知識建立聯系，靈活地整合了杠桿模型與電路模型，增大了身高測量儀的測量范圍，將知識進行遷移，從解決習題跨越到解決實際問題。學生通過身高測量儀的設計，有助于將其設計與優化思想應用到其他情境中去，完成更具創意的設計。故本題屬于抽象拓展結構層次。

3" " 基于SOLO分類理論，提作業實施建議

3.1" " 運用SOLO理論，診斷學生思維水平

奧蘇貝爾認為，影響學生學習最重要的因素是學生已經知道了什么，教師應當明晰這一點，并據此展開教學。因此，在給學生布置作業前，教師必須提前知道學生對此部分知識所表現出來的思維水平。要想診斷學生的思維水平，可以對學生課上回答問題時的語言進行分析，也可以用分層的作業來檢測。比如，對于動態電路問題，如果學生只能通過題干中的已知信息判斷出敏感電阻阻值以及滑動變阻器阻值的變化等多個互不關聯的知識點，則可判斷出學生思維處于多點結構水平；如果學生能夠在常見電路模型中判斷出電阻、電流、電壓的變化情況，但回答不出像油量表中的警戒油量應如何變化這種真實情境的問題，這時就可以判斷出學生的思維處于低關聯結構水平。

3.2" " 分層布置與批改，提升學生的思維水平

作業布置與批改是教師教學中的關鍵一環，是檢測教師教學效果的重要途徑，同時也是檢測學生學習成果、發展學生思維水平的關鍵路徑。因此，教師在明確學生的思維水平后，應該重視學生作業的布置與批改這一重要環節。

在作業的布置中，對于處于多點結構水平的學生，教師可以布置關聯結構層次的試題。比如，可以從生活中的敏感電阻出發，讓學生結合動態電路知識解釋如何增大測溫儀、油量表等儀器的測量范圍。對于處于關聯結構水平的學生，教師要給他們創設更加開放的問題情境與作業完成的形式。比如，對于油量表的整體設計，可以讓學生經歷從電路設計、選材、標定刻度、成品呈現、性能測試的全過程［4］，讓學生能夠有創造性地解決問題的機會，不斷迭代、優化設計思路，從而得到更加多元化的答案，發散學生的思維，培養創造力。

在作業的批改中，要注意質性評價與量化評價的結合。教師不僅要給出學生分數，更應將學生解答動態電路習題時所反映出的思維結構水平寫在作業的旁邊，這樣有助于學生明晰自己目前所處的“關卡”，思考自己目前存在的問題，激發學生向更高一級“闖關”的動力。

參考文獻：

［1］中華人民共和國教育部.義務教育物理課程標準（2022年版）［S］.北京：北京師范大學出版社，2022.

［2］Biggs J B，Collis K F.學習質量評價：SOLO分類理論（可觀察的學習成果結構）［M］.高凌飚，張洪巖，譯.北京：人民教育出版社，2010.

［3］高凌飚，李勇.高考物理試卷的能力結構（上）［J］. 中國考試，1999（4）：14-16.

［4］李剛.跨學科項目化學習的設計與教學實施——以“自制油量表”為例［J］. 物理教師，2023，44（9）：38-41，44.

（欄目編輯" " 鄧" "磊）