干 偉 袁令民 劉 玲 張藎杰

(四川師范大學物理與電子工程學院，四川 成都 610101)

1 引言

長期以來,我國學生一直存在創(chuàng)新能力差,自主學習能力相對較弱以及在不同生活情景下靈活運用知識的能力較弱等問題.2014年3月30日,教育部發(fā)布的《關于全面深化課程改革,落實立德樹人根本任務的意見》中提出:“將組織研究提出各學段學生發(fā)展核心素養(yǎng)體系,明確學生應具備適應終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格和關鍵能力,突出強調(diào)個人修養(yǎng)、社會關愛、家國情懷,更加注重自主發(fā)展、合作參及創(chuàng)新實踐”.標志著我國新一輪的教育改革正式開始.本次課程改革順應了時代的要求,針對性地對我國學生的創(chuàng)新能力和自主學習能力提出了要求.

2 核心素養(yǎng)教育觀下,著重發(fā)展學生的創(chuàng)新能力及自學能力

2018年1月16日,教育部召開新聞發(fā)布會,介紹《普通高中課程方案和語文等學科課程標準(2017年版)》的有關情況.通過對于新舊課程標準的基本理念的對比(表1)筆者發(fā)現(xiàn)如下特點.

表1 新舊課程標準對于學生的發(fā)展要求對比

核心素養(yǎng)教育觀下,課程標準對于學生綜合技能要求更高,創(chuàng)新能力、自主學習能力被要求到了更高的水平.新課程標準特別指出教育要滿足學生終身發(fā)展的需要,這源于在核心素養(yǎng)中要求形成適應個人終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格和關鍵能力.如何提高學生的自主學習能力,創(chuàng)新能力以及在不同生活情境中解決問題的能力成為眼下亟需解決的問題.

在傳統(tǒng)的教育評價體系下,教育者更多地關注學生學習知識的數(shù)量,而不是學生學習知識的質(zhì)量,對于學生是否掌握知識實質(zhì),知識點之間的聯(lián)結(jié)架構(gòu)情況以及是否各個知識點組織聯(lián)結(jié)成為一個新的知識體系的情況并不清楚.因此,如果在現(xiàn)有評價體系上進行補充,在傳統(tǒng)的教育評價體系上注重對于學生掌握知識的質(zhì)量,知識系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的評價,將有效地改善學生運用知識能力差的現(xiàn)象.同時學生也能針對性地對自己的能力弱項進行訓練提高.這樣為學生提供了一種自我增強的范式,提高了學生的自主學習能力,同時也提高了課堂效率.

3 基于SOLO分類評價體系檢驗學生最近發(fā)展區(qū)的研究

最近發(fā)展區(qū)理論是由前蘇聯(lián)教育家維果茨基提出的兒童教育發(fā)展觀.他認為學生的發(fā)展有兩種水平:一種是學生的現(xiàn)有水平,指獨立活動時所能達到的解決問題的水平;另一種是兒童可能達到的發(fā)展水平,表現(xiàn)為兒童還不能獨立地完成任務,但在成人或同伴的協(xié)助下,在集體活動中,通過模仿學習,卻能夠完成這些任務.這兩種水平之間的距離,就是“最近發(fā)展區(qū)”，其示意圖如圖1所示.也就是說,最近發(fā)展區(qū)是兒童在有指導的情況下,借助成人幫助所能達到的解決問題的水平與獨自解決問題所達到的水平之間的差異.

圖1 最近發(fā)展區(qū)作用原理示意圖

耗散結(jié)構(gòu)理論研究表明只有當外界信息使學生的認知思維水平適當遠離其平衡態(tài)時學生對于眼前的知識才會產(chǎn)生興趣.因此教學過程只有建立在那些尚未成熟的心理機能上,才能產(chǎn)生潛在水平和現(xiàn)有水平之間的矛盾,而這種矛盾又可引起兒童心理機能間的矛盾,從而推動了兒童的發(fā)展.依據(jù)最近發(fā)展區(qū)的思想,最近發(fā)展區(qū)是教學發(fā)展的最佳期限,即發(fā)展教學最佳期限,在最佳期限內(nèi)進行的教學是促進兒童發(fā)展最佳的教學.教學應根據(jù)最近發(fā)展區(qū)設定.但最近發(fā)展區(qū)概念相對抽象且難以界定,缺少診斷學生思維水平的工具,對于學生的思維結(jié)構(gòu)難以判斷,在實際操作中缺少可操作性.因此本文嘗試利用SOLO分類評價確定學生思維水平,判斷學生最近發(fā)展區(qū).

“SOLO”是英文“Structure of the Observed Learning Outcome”的首字母縮寫,意為:觀察到的學習成果的結(jié)構(gòu).SOLO分類理論是由澳大利亞著名學者比格斯(J.B.Biggs)和科利斯(K.F.Collis)為了研究學生掌握知識的質(zhì)性程度上提出的.SOLO分類評價起源于皮亞杰的認知發(fā)展理論,同時在自身發(fā)展過程中對認知發(fā)展理論提出了一定的修正.解決了皮亞杰理論上的兩個明顯不足.一是繼承承認兒童在思維層面及認知規(guī)律上與成人有著本質(zhì)的不同,SOLO理論認為,處于各個階段的兒童其認知發(fā)展水平會隨著外界因素的影響而出現(xiàn)變化,比如:問題的提出方式,被提問人的思維慣性等等都會影響檢驗結(jié)果.雖然在認知水平上會出現(xiàn)偶然的波動,但整體上仍然顯示著該認知水平階段的特點.解決了認知發(fā)展理論中的“變異”問題.二是關注學習過程而不是學習結(jié)果.SOLO分類評價理論認為個體的認知發(fā)展水平是一個純理論的概念,是無法直接準確的測量的,稱之為設定的認知結(jié)構(gòu)(Hypothetical Cognitive Structure).因此,提出以研究學生的學習質(zhì)量為研究的出發(fā)點,重視學習過程而非結(jié)果,關注個人在回答某個問題時表現(xiàn)出來的思維結(jié)構(gòu),認為描述學習發(fā)展和認知結(jié)構(gòu)的最佳方法是分析學生對問題的反應.這使皮亞杰理論能夠應用到學科教學中.

SOLO理論通過對于皮亞杰認知發(fā)展理論的修改完善了自我體系.更重要的是,它提供了一種可測量的觀察學生思維結(jié)構(gòu),掌握知識質(zhì)性程度的方法.這為我們確定學生的最近發(fā)展區(qū)提供了理論可能.SOLO分類評價體系在繼承皮亞杰的功能性思維方式上認為每種思維方式下通過對于學生對問題的反映程度的不同可以分為5種復雜性水平: (1) 前結(jié)構(gòu)(pre-structural簡稱P水平):處于這一結(jié)構(gòu)層次的學生基本上沒有所面對問題的簡單知識,或為以前所學的無關知識所困擾,找不出任何解決問題的辦法; (2) 單一結(jié)構(gòu)(Uni-structural簡稱U水平):學生關注題干中的相關內(nèi)容并找到了一個解決問題的辦法; (3) 多元結(jié)構(gòu)(Multi-structural簡稱M水平):學生找到越來越多的正確的相關特征,但還沒有能將它們有機整合的能力; (4) 關聯(lián)結(jié)構(gòu)(Relational簡稱R水平):學生會整合各部分內(nèi)容而使其成為一個有機整體,表現(xiàn)為能回答或解決較為復雜的具體問題; (5) 擴展抽象結(jié)構(gòu)(Extended abstract簡稱E水平):學生會歸納問題以學習更多的抽象知識,這代表一種更高層次的學習能力,這一層次的學生表現(xiàn)出更強的鉆研和創(chuàng)造意識，其示意圖如圖2.SOLO理論認為學習過程是一個由思維低水平像思維高水平遷移的過程,同時認為同一思維方式下可以共存多個由低級到高級的循環(huán)過程.

圖2 SOLO反應水平示意圖

對于學校教育的同一年級的學生年齡基本相同,其思維方式基本相同,但其反應水平卻有很大的差異,這是學生成績存在差異的原因之一.通過SOLO分類評價理論對處于同一思維方式下的學生進行復雜性反映水平檢驗,可以得到學生的反映水平的大致情況,即學生的思維結(jié)構(gòu)情況掌握知識的質(zhì)量情況(已有水平).在確定學生反應水平后,將下一個反應水平作為學生的最近發(fā)展區(qū),將教學重點確立在下一個反應水平.例如在電學學習中,處于形式運算方式的初三學生如果其反應水平為多點結(jié)構(gòu),即已經(jīng)掌握了電學各個物理量的基本定義,物理意義等知識.那么可以將最近發(fā)展區(qū)確定為:使學生的反應水平達到并聯(lián)結(jié)構(gòu),也即是加強各個知識點之間的聯(lián)系,強調(diào)電學量之間的聯(lián)系,使學生的電學知識成為一個有機的整體.當學生達到并聯(lián)結(jié)構(gòu)以后,那么其最近發(fā)展區(qū)可以確定為擴展抽象結(jié)構(gòu),以此類推.最終使學生知識掌握的質(zhì)性層面上能夠具有較高的水平.同時,這種教學方式充分考慮了學生的已有知識水平,其學習內(nèi)容符合學生需要,能夠有效地提高課堂效率.

4 基于SOLO理論研制導學案提高學生反應水平

基于以上的理論分析,在實際操作過程中,本文嘗試以SOLO理論作為導學案編寫的指導原則.利用SOLO理論制作的導學案檢驗學生在某一知識領域的反應水平,確定其學習最近發(fā)展區(qū),確定教學重點,改進教學方式,提高課堂效率.

SOLO理論指導下的導學案在編寫原則、編制過程以及實施過程都有不同.首先在編寫原則上,SOLO旨在測定學生的反應水平,經(jīng)過一系列學習后反應水平能夠有一個明顯變化.這就使得教學重心除了要求學生掌握核心概念以外,更要在思維反應水平上有變化.其次,在編制過程中傳統(tǒng)的導學案由教師根據(jù)教學經(jīng)驗,教學目的以及課程標準等編寫,重點是突破教學難點,突出教學重點,掌握核心知識,但很少考慮學生個體思維水平,導致課堂效率不高,SOLO理論下編制的導學案通過課前預習監(jiān)測,判斷出學生整體的思維水平,在課堂探究環(huán)節(jié),將學生的下一個反應水平作為最近發(fā)展區(qū),針對學生的下一反應水平進行重點學習,提高了課堂效率.最后在課后反饋中,針對下一反應水平進行監(jiān)測,如果學生已經(jīng)進入下一個思維水平,最近發(fā)展區(qū)可設置為下一個反應水平,直至學生達到既定的反應水平其示意圖如圖3所示.

圖3 SOLO理論編制導學案示意圖

以高中物理中恒定電流中的電路部分知識為例,首先參照課標和教材內(nèi)容確定學習結(jié)果,《普通高中物理課程標準》指出,電路部分要求如下: (1) 觀察并能識別常見的電路元器件,了解它們在電路中的作用.會使用多用電表. (2) 通過實驗,探究并了解金屬導體的電阻與材料、長度和橫截面積的定量關系.會測量金屬絲的電阻率.(3) 了解串、并聯(lián)電路電阻的特點.理解閉合電路歐姆定律.接著結(jié)合教材內(nèi)容可明確學生的學習需求,除了知識水平要求,在思維水平方面,需要學生能準確判斷電路的結(jié)構(gòu),掌握電阻、電壓、電流之間的內(nèi)在關系,即從單點結(jié)構(gòu)發(fā)展為關聯(lián)結(jié)構(gòu),再到拓展抽象結(jié)構(gòu)的學習需要.由此,依據(jù)SOLO思維層次,在確定教學目標的基礎上,電路部分的主要學習任務分析如表2所示.

表2 電路部分知識任務對照表

續(xù)表

通過學生完成課前測驗(測驗手段除了設置開放性問題外,還可以設置SOLO理論下編制的試題),教師基本掌握了學生在電路這部分的知識的反應水平,將下一反應水平設為最近發(fā)展區(qū),例如對于處于單點結(jié)構(gòu)的學生,教學重心便是使其反應水平達到多點結(jié)構(gòu),在示例使其對于歐姆定律以及電表的使用等有進一步的認識,加強這樣指向明確,可以使課堂效率有一個明顯提升.

信息論研究表明:沒有反饋就沒有改進.因此在完成課堂學習后,還要針對學生的掌握情況進行反饋,課后習題應使用相對應的SOLO編制的課后習題,檢查學生思維水平是否改變.例如在經(jīng)過上述電學的學習過程后,可以設置類似如下試題進行檢驗.

題1.某同學用量程為1mA,內(nèi)阻為120Ω的表頭按圖4(a)所示電路改裝成量程分別為1V和1A的多用電表.圖中R1和R2為定值電阻,S為開關.回答下列問題:

(1) 根據(jù)圖4(a)所示的電路,在圖4(b)所示的實物圖上連線.

(2) 開關S閉合時,多用電表用于測量________(填“電流”、“電壓”或“電阻”);開關S斷開時,多用電表用于測量________(填“電流”、“電壓”或“電阻”.表筆A應為________色(填“紅”或“黑”).

(3) 定值電阻的阻值R1=________Ω,R2=________Ω.(結(jié)果取3位有效數(shù)字)

圖4 反饋習題1示意圖

題2.如圖5(甲)所示的電路中R1=R2=100 Ω,是阻值不隨溫度變化而變化的定值電阻.白熾燈泡L的伏安特性曲線如圖5(乙)所示.電源電動勢E=100 V,內(nèi)阻不計.求:

(1) 當開關S斷開時,燈泡兩端的電壓和通過燈泡的電流以及燈泡的實際電功率;

(2) 當開關S閉合時,燈泡兩端的電壓和通過燈泡的電流以及燈泡的實際電功率.

圖5 反饋習題2示意圖

對于以上兩個題組成的課后反饋練習,其中第一題如果學生掌握了電路的基本定義達到了單點結(jié)構(gòu)就能很輕易的完成,考察了學生多用電表的結(jié)構(gòu),多用電表的用法,電壓、電流的意義及測量.多個知識點間無任何聯(lián)系如果學生能夠完成該題便達到了多點結(jié)構(gòu).考察了歐姆定律的運用,需要理解找準對應的電壓、電流.這要求學生對于歐姆定律有一個準確的認識找準各個物理量之間的聯(lián)系.因此完成該測試的反應水平屬于并聯(lián)結(jié)構(gòu).第二題需要學生對于伏安特性曲線有一個比較深刻的認識,包括其物理意義,I-U直線與伏安特性曲線交點的含義等等.因此完成該試題屬于擴展抽象結(jié)構(gòu).

在課后反饋習題中,每個水平設置兩至三個習題進行測試,學生的負擔不會太大,也能一定程度上提升準確性.

5 總結(jié)與反思

SOLO分類評價理論也有自身的缺點.首先,由于其區(qū)分度低,因此往往不能運用于大規(guī)模的選拔性考試,只能作為現(xiàn)有評價理論的一種補充.其次,由于SOLO理論體系龐雜,對于教師有著比較高的要求,因此大規(guī)模廣泛地推廣具有一定的難度.但是SOLO分類評價作為一種新型的評價手段,以其能夠準確判斷學生知識質(zhì)性掌握程度而被人們所接受.在我們提出提高學生的科學素養(yǎng)的大背景下,其優(yōu)勢顯著,對于我國的教育評價體系是一個很好地完善.