基于SOLO分類理論的教學(xué)設(shè)計

唐成晨 須萍

摘 要：本研究基于SOLO分類理論進(jìn)行了“平面鏡”一節(jié)的教學(xué)設(shè)計，包括確定教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)安排、教學(xué)方法、教學(xué)過程以及教學(xué)反饋.旨在以學(xué)生的思維水平為立腳點，提供新的教學(xué)設(shè)計思路，最終促進(jìn)學(xué)生高階思維的發(fā)展.

關(guān)鍵詞：SOLO分類理論;平面鏡;教學(xué)設(shè)計

文章編號：1008-4134（2020）06-0051 ? ?中圖分類號：G633.7 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

1 SOLO分類理論概述

“SOLO”全稱為“Structure of the Observed Learning Outcome”，意思為：可觀察到的學(xué)習(xí)結(jié)果的結(jié)構(gòu).其理論來源于瑞士著名兒童心理學(xué)家皮亞杰的認(rèn)知發(fā)展階段理論，皮亞杰將兒童的認(rèn)知發(fā)展分為感知運動階段、前運算階段、具體運算階段、形式運算階段這四個階段.

SOLO分類層次是從簡單到復(fù)雜、從具體到抽象的思維結(jié)構(gòu).思維結(jié)構(gòu)由低到高依次為前結(jié)構(gòu)水平（P）、單點結(jié)構(gòu)水平（U）、多點結(jié)構(gòu)水平（M）、關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)水平（R）和抽象拓展結(jié)構(gòu)水平（E）（理論思維層次見表1）.

SOLO分類理論的前三種思維水平屬于量的積累，而后兩種思維水平屬于質(zhì)的飛越，各思維水平之間的關(guān)系可以形象地用圖1來表述[1].

2 教學(xué)背景分析

2.1 教材分析

“平面鏡”選自蘇科版物理八年級上冊第三章第四節(jié)，是本章“光現(xiàn)象”中的關(guān)鍵內(nèi)容，是光傳播過程中的普遍現(xiàn)象，同時也是在學(xué)習(xí)了“光的直線傳播”的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步學(xué)習(xí)認(rèn)識平面鏡成像的特點、原理和應(yīng)用.平面鏡既與生活聯(lián)系緊密，又是學(xué)生首次接觸“像”概念，為“凸透鏡成像”作了鋪墊.定性探究平面鏡成像的實驗過程，是下一節(jié)定量探索“光的反射”規(guī)律的基礎(chǔ).教材這樣編排，符合認(rèn)知過程的發(fā)展規(guī)律，也起到承上啟下的作用.

2.2 學(xué)情分析

從知識方面：初二年級的學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了“光的直線傳播”，了解了光的直線傳播原理;通過小孔成像的學(xué)習(xí)，對“像”的概念有了初步的認(rèn)識.

從能力方面：通過探究水的沸騰特點實驗，學(xué)生掌握基本的科學(xué)探究步驟以及動手操作能力.并且平面鏡與學(xué)生的生活結(jié)合緊密，對平面鏡并不陌生.

從經(jīng)驗方面：學(xué)生接觸物理的時間不長，物理學(xué)習(xí)的經(jīng)驗不足;解決問題的能力弱，對于用替代法探究像與物的大小關(guān)系可能感到不易理解;處于形象思維向抽象思維為主的過渡時期，但仍以形象思維為主，對平面鏡成像規(guī)律和特點往往停留在感性認(rèn)識的基礎(chǔ)上，缺乏理性的認(rèn)識和科學(xué)的探究，對虛像概念的理解可能有困難;生活經(jīng)驗的干擾，根據(jù)照鏡子的視覺經(jīng)驗，可能會讓學(xué)生認(rèn)為平面鏡成像的大小與物到平面鏡的距離有關(guān)，需要反復(fù)強調(diào)并進(jìn)行鞏固.

從結(jié)構(gòu)方面：少部分學(xué)生處于單點結(jié)構(gòu)，大多數(shù)學(xué)生處于多點結(jié)構(gòu)，而處于關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)以及拓展抽象結(jié)構(gòu)的學(xué)生非常少.需要巧妙設(shè)計教學(xué)方法，幫助低水平的學(xué)生完成向高水平結(jié)構(gòu)的過渡.

3 教學(xué)目標(biāo)

教學(xué)目標(biāo)的制定是教學(xué)活動的重要組成部分，科學(xué)制定教學(xué)目標(biāo)，有助于教師更好地厘清教學(xué)思路，優(yōu)化教學(xué)設(shè)計.基于SOLO分類理論以及學(xué)生學(xué)情分析，擬定如下教學(xué)目標(biāo)以及各自對應(yīng)的SOLO水平.

知識與技能：

（1）了解平面鏡、虛像、物距以及像距等概念（多點結(jié)構(gòu)）;（2）知道平面鏡成虛像，理解平面鏡成像規(guī)律中各物理量之間的關(guān)系（關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)）;（3）利用平面鏡成像特點解決生活中的實際問題（拓展抽象結(jié)構(gòu)）.

過程與方法：

（1）能從演示實驗現(xiàn)象中提出問題（單點結(jié)構(gòu)）;（2）會使用相關(guān)的實驗儀器，能夠收集有關(guān)的數(shù)據(jù)和資料（多點結(jié)構(gòu)）;（3）通過探究活動，體驗科學(xué)探究的過程和方法以及科學(xué)探究各個環(huán)節(jié)間的關(guān)系（關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)）;（4）養(yǎng)成用探究的方法探索事物本質(zhì)的方法和能力（拓展抽象結(jié)構(gòu)）.

情感態(tài)度與價值觀：

（1）激發(fā)學(xué)生對身邊物理現(xiàn)象的觀察和學(xué)習(xí)興趣;（2）養(yǎng)成實事求是、理論聯(lián)系實際的態(tài)度，善于發(fā)現(xiàn)所學(xué)知識與生活的聯(lián)系（關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)）;（3）具有對科學(xué)的求知欲，善于用所學(xué)知識解釋物理現(xiàn)象（拓展抽象結(jié)構(gòu)）.

4 教學(xué)安排（見表2）

5 教學(xué)方法（見表3）

6 教學(xué)過程

6.1 新課引入

師：演示兩個魔術(shù)，“魔盒”（從箱子上方投入硬幣后消失;從側(cè)面投入后觀察到兩枚硬幣）以及“水中燃燒的蠟燭”.如圖2、3、4所示，并分別點三名不同思維結(jié)構(gòu)水平的學(xué)生表述看到的現(xiàn)象并大膽提出猜測.

生：觀察兩個魔術(shù)，思考為何會出現(xiàn)上述現(xiàn)象.

【設(shè)計意圖】通過展示兩個“魔術(shù)”，激發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突，從而激起求知欲和探索欲望.通過隨機抽取3種思維水平的學(xué)生回答問題，確保每位學(xué)生都能積極參與，提高課程參與度.并通過聆聽使學(xué)生互相取長補短.

6.2 平面鏡概念教學(xué)

師：展示多幅圖片，啟示學(xué)生歸納圖片中的共同點.引出“平面鏡”概念，并對其進(jìn)行拓展，豐富學(xué)生認(rèn)知.展示圖片（如圖5、6所示）.

生：觀察圖片，積極討論，回答教師問題.

【設(shè)計意圖】通過展示圖片，形象地建立平面鏡的概念.列舉生活中常見的平面鏡，豐富學(xué)生對平面鏡概念的理解，而不是局限于“鏡子”完成單點向多點的過渡.此外，玻璃的提出也為后續(xù)“替代法”作鋪墊.

6.3 平面鏡成像規(guī)律教學(xué)

師：展示圖7，引出問題：平面鏡成像有什么特點？結(jié)合圖片，引出物體與像的概念.

生：結(jié)合生活經(jīng)驗和展示的圖片，提出各自的猜想.

【設(shè)計意圖】通過圖片的展示，給學(xué)生以視覺沖擊，獲得平面鏡成像特點的感性認(rèn)識.同時根據(jù)學(xué)生的回答，有助于教師掌握各思維水平學(xué)生的認(rèn)識，為下面的針對性的引導(dǎo)提供幫助.

師：板書各位同學(xué)的猜想.像與物體大小相等;像和物體到平面鏡的距離相等;像與物體是對稱的.肯定學(xué)生們的猜想，引導(dǎo)學(xué)生思考如何根據(jù)現(xiàn)有的器材設(shè)計實驗驗證.

生：結(jié)合課前提供的器材，思考如何進(jìn)行實驗，制作實驗數(shù)據(jù)記錄表格.

【設(shè)計意圖】啟發(fā)學(xué)生觀察實驗儀器，訓(xùn)練學(xué)生觀察能力、設(shè)計實驗方案的能力.選R水平學(xué)生回答，能激發(fā)該同學(xué)更深入的探索欲望，以及樹立“同伴榜樣”，激勵其他同學(xué).

師：對R學(xué)生的回答進(jìn)行總結(jié)和完善，即先在平面鏡前放置一只蠟燭A，可以觀察到其在平面鏡中成的像A′，然后用與A完全相同的蠟燭B放在A的像A′上，觀察兩者大小，進(jìn)而得出結(jié)論.引導(dǎo)學(xué)生動手實驗，提出新的問題，即如何確定像的位置.

生：聽取教師的總結(jié)，動手操作.當(dāng)用平面鏡進(jìn)行操作時，無法確定像的位置.

師：提出用茶色玻璃代替平面鏡的思想，強化用玻璃代替平面鏡是為了“便于確定像的位置”.解決了像位置如何確定的問題，玻璃板應(yīng)該如何放置.

生：將平面鏡換成玻璃板，找到了像的位置，但有些組卻無論如何都找不到像.學(xué)生觀察找到像小組玻璃板的放置，結(jié)合本組操作發(fā)現(xiàn)問題所在.

師：再次強調(diào)玻璃板的作用，并點出玻璃板的放置要求.舉出生活中大巴車與小轎車擋風(fēng)玻璃放置的不同，思考為什么？

【設(shè)計意圖】在學(xué)生們動手實驗的過程中一步一步發(fā)現(xiàn)新的問題，并啟發(fā)學(xué)生思考如何解決問題.這樣引導(dǎo)式的教學(xué)便于學(xué)生經(jīng)歷真實的科學(xué)探究過程，充分調(diào)動學(xué)生們的積極性，提高課堂參與度.通過列舉生活中的現(xiàn)象，激發(fā)學(xué)生思維，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)知識解決物理實際問題的能力，以期所有學(xué)生都能向更高級的思維水平過渡.

師：總結(jié)實驗中的重要思想.發(fā)現(xiàn)B與A′完全重合，而B又與A完全相同，易證A′=A，像與物體大小相等得證.歸納該實驗方法（等效替代法）.提問：若物體到平面鏡的距離發(fā)生變化，像的大小如何變？

生：記錄課堂筆記，著重記下等效替代法的實驗思想.有些學(xué)生結(jié)合生活經(jīng)驗，回答物體越遠(yuǎn)，像越小;而有一部分同學(xué)直接動手進(jìn)行了操作，得出了截然不同的結(jié)論.

師：引出視角的問題，糾正“物體越遠(yuǎn)，像越小”的錯誤前概念.布置課后查閱人眼機制的作業(yè).

【設(shè)計意圖】設(shè)置懸念，布置課后思考題，學(xué)生帶著疑惑查閱資料，進(jìn)而幫助學(xué)生拓展知識，完成知識量的積累.

師：引出像距、物距概念，引導(dǎo)學(xué)生繼續(xù)驗證像距與物距的關(guān)系，并思考有哪些方法比較像距與物距的大小關(guān)系.如圖8所示.

生：小組討論，有繪制表格法，畫數(shù)軸法.在前面動手操作的基礎(chǔ)上，學(xué)生熟練進(jìn)行了實驗.得出結(jié)論，驗證猜想[2].

【設(shè)計意圖】提供多種思路，拓展學(xué)生眼界.

師：回顧“小孔成像”特點，結(jié)合虛實像的定義，思考平面鏡成像特點.

生：同學(xué)們用白紙充當(dāng)光屏來進(jìn)行檢驗，一部分發(fā)現(xiàn)平面鏡成的像可以被光屏承接，是實像;另一部分認(rèn)為不能，是虛像.

師：指出觀察的不當(dāng)，強調(diào)“直接”觀察光屏.分別讓一位U、M水平學(xué)生歸納平面鏡成像規(guī)律，并進(jìn)行完善補充.

【設(shè)計意圖】在實驗前，先不告知如何操作，待學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題后，深入討論，可以加深學(xué)生對虛像判斷的理解.通過兩種水平學(xué)生的回答，初步診斷學(xué)生們的認(rèn)識與思維水平是否得到提升，診斷課堂效果.

6.4 平面鏡成像的生活應(yīng)用

生：閱讀課本生活應(yīng)用部分，體會平面鏡與生活的緊密聯(lián)系.

【設(shè)計意圖】豐富學(xué)生們的感性認(rèn)識，完成平面鏡生活實例應(yīng)用的積累，向高思維水平發(fā)展.

6.5 課堂小結(jié) 魔術(shù)揭秘

生：思考并結(jié)合所學(xué)嘗試揭秘神奇的魔術(shù)（如圖9、10所示）.

【設(shè)計意圖】培養(yǎng)學(xué)生運用所學(xué)知識解決生活問題的能力，并能將所學(xué)知識和真實情景聯(lián)系起來，維持學(xué)習(xí)動機和興趣.幫助學(xué)生完成向更高水平（拓展抽象結(jié)構(gòu)）的過渡.

7 教學(xué)反饋

及時的教學(xué)反饋可使教師及時了解學(xué)生掌握知識與技能的情況，以利于進(jìn)一步教學(xué).本研究基于SOLO試題制定原則[3]，擬定如下測試題檢測課堂效果.

在“探究平面鏡成像特點”的實驗中，我們一般選用玻璃板代替平面鏡.在實驗中，玻璃板前后兩個面都能成像，并且玻璃板的厚度對研究成像規(guī)律也有影響.聰明的小明利用梳洗用的兩塊小鏡子（該平面鏡的前表面為反射面）也完成了實驗.小明的步驟如下（如圖11所示）.

（1）如圖甲所示，將兩塊平面鏡分開一定距離固定于不銹鋼框架上，將鉛筆A放在平面鏡前，可以看見鉛筆通過平面鏡成上下兩段不完整的____像.此像雖不完整，但比玻璃板成像要____;

（2）在課堂實驗探究中，我們?yōu)槭裁催x用玻璃板代替平面鏡，說明理由;

（3）小明用與鉛筆A完全一樣的鉛筆B找到了鉛筆A像的位置，他具體的操作是？

（4）圖丙為圖乙的簡化圖，圖丙中

（BD或BC）表示像距.如果選用較厚的玻璃板做實驗會帶來什么影響？

評分標(biāo)準(zhǔn)見表4.

8 結(jié)論

基于SOLO分類理論的教學(xué)設(shè)計可以很好地提升學(xué)生的思維深度，激發(fā)學(xué)生思考問題的積極性.并且也為教學(xué)者提供了新的依據(jù)來進(jìn)行教學(xué)設(shè)計[4].本文嘗試基于SOLO分類理論進(jìn)行了“平面鏡”一節(jié)的教學(xué)設(shè)計，是一種科學(xué)的嘗試，后續(xù)會付諸實踐進(jìn)行檢驗.希望本文理論思想可以為其他物理教學(xué)提供借鑒.

參考文獻(xiàn)：

[1]楊虹，蘇超.基于SOLO理論的物理教學(xué)設(shè)計研究——以“曲線運動”為例[J].中學(xué)物理，2019，37（13）：43-46.

[2]朱傳華.“探究平面鏡成像時像與物的關(guān)系”實驗的另一種設(shè)計[J].物理教師，2018，39（12）：44-45.

[3] 吳維寧，李佳，孔惠斯.SOLO試題的編制與質(zhì)量檢測[J].教育測量與評價（理論版），2009（03）：45-48.

[4]丁玉玲，趙振宇.基于物理核心素養(yǎng)的教學(xué)設(shè)計——以“牛頓第一定律”為例[J].中學(xué)物理，2019，37（18）：59-62.

（收稿日期：2019-11-25）