王較過 李 嬋 趙歡苗

(陜西師范大學(xué)物理與信息技術(shù)學(xué)院 陜西 西安 710062)

1 問題的提出

當(dāng)前我國正在推進新一輪的基礎(chǔ)教育課程改革.新課程要求構(gòu)建促進學(xué)生全面發(fā)展的評價體系，強調(diào)評價不僅要關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)結(jié)果，而且要注重學(xué)習(xí)過程，倡導(dǎo)使用多種評價方法綜合評價學(xué)生的學(xué)習(xí)[1].《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(實驗)》中指出，“要對形成性評價和終結(jié)性評價給予同等重視，使發(fā)展變化過程成為評價的組成部分.”[2]教學(xué)過程中，針對單元教學(xué)目標(biāo)，形成性評價常以單元測試的形式出現(xiàn)，對學(xué)生的學(xué)習(xí)情況摸底，通過教師及時分析結(jié)果，進而改進并鞏固教學(xué)效果.

傳統(tǒng)形成性評價中所用的試題，往往是教師依據(jù)個人經(jīng)驗對章節(jié)知識無規(guī)則的羅列，這種憑借主觀經(jīng)驗編制的試題，沒有一定的編制理論作為依據(jù)，往往不能很好地體現(xiàn)物理教學(xué)目標(biāo)，也不能準(zhǔn)確測試出學(xué)生的思維發(fā)展水平.所以需要尋求一種科學(xué)的理論指導(dǎo)形成性評價中試題編制，對學(xué)生的學(xué)業(yè)成就進行更有效的評價.筆者認為，SOLO分類理論對物理教學(xué)的形成性評價有積極的指導(dǎo)作用.

2 SOLO分類法理論與物理教學(xué)形成性評價

2.1 SOLO分類理論的基本含義

SOLO分類法是著名教育心理學(xué)教授比格斯(J.B.Biggs)提出的一種以等級描述為特征的質(zhì)性評價理論，該理論以皮亞杰認知發(fā)展理論為基礎(chǔ).

根據(jù)皮亞杰認知發(fā)展理論，隨著年齡增長，兒童以不同的發(fā)展速度依次經(jīng)歷著認知發(fā)展的四個階段，不可能跳過某一個發(fā)展階段而繼續(xù)向前發(fā)展.而比格斯提出，個人的總體認知發(fā)展水平是一個純理論的概念，無法直接測量，稱為“設(shè)定的認知結(jié)構(gòu)(HCS)”.在評價學(xué)生的學(xué)習(xí)時，關(guān)鍵不在于發(fā)展階段或設(shè)定的認知結(jié)構(gòu)，而在于他回答具體問題時表現(xiàn)出來的認知反應(yīng)水平，即可以觀察到的學(xué)習(xí)結(jié)果的結(jié)構(gòu)[3～5].

可觀察的學(xué)習(xí)結(jié)果的結(jié)構(gòu)是比格斯對學(xué)習(xí)結(jié)果的結(jié)構(gòu)進行分析后所提出的理論，稱為SOLO (Structure of the Observed Learning Outcome)分類理論.在該理論中，比格斯根據(jù)學(xué)生回答出的不同復(fù)雜程度的學(xué)科具體問題，將循環(huán)出現(xiàn)的反應(yīng)層次具體劃分為五種水平[6～7].

(1)前結(jié)構(gòu)水平(Pre-structural level)：學(xué)習(xí)者對所提出的問題不理解，或者雖理解題意，但完全不知如何作答，思維處于空白或混亂的狀態(tài).

(2)單點結(jié)構(gòu)水平(Uni-structrual level)：學(xué)習(xí)者對所提出的問題沒有全面的理解，只能聯(lián)系到解決問題一個方面的因素，或只找出一種解決問題的方法，對結(jié)論的得出草率到只通過一個要點知識就跳到答案上.

(3)多點結(jié)構(gòu)水平(Multi-structrual level)：學(xué)習(xí)者對如何解決所提的問題，有了多方面的知識準(zhǔn)備，可以聯(lián)系到解決問題的多個獨立的因素.

(4)關(guān)聯(lián)水平(Relational level)：學(xué)習(xí)者對問題的解決有了整體的把握，可以聯(lián)系問題的多個方面并將這些方面聯(lián)系起來，從宏觀系統(tǒng)的角度理解問題并作答.

(5)抽象擴展水平(Extended Abstract level)：學(xué)習(xí)者不僅能將知識相互關(guān)聯(lián)、概括，還可以把問題遷移到相關(guān)的不同情景中，創(chuàng)造性地在新情景中對問題進行歸納和演繹.

SOLO分類理論的五種水平區(qū)分了在面對具體學(xué)習(xí)任務(wù)時，不同認知水平的學(xué)習(xí)者所做出的反應(yīng)，這種外顯的反應(yīng)水平正是教師對學(xué)生進行準(zhǔn)確思維評價的依據(jù).

2.2 SOLO分類理論應(yīng)用于物理教學(xué)形成性評價的必要性

為了提高物理教學(xué)形成性評價水平，引進SOLO理論對其進行指導(dǎo)十分必要.

(1)SOLO分類理論應(yīng)用于物理教學(xué)形成性評價有助于教師更加準(zhǔn)確的了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況.傳統(tǒng)的形成性評價中僅憑教師經(jīng)驗編制的試題往往不能把反應(yīng)不同思維層次的題目全面地編制.而以SOLO理論作指導(dǎo)，在編制試題的過程中，分別用不同的題目來考查處于單點結(jié)構(gòu)水平、多點結(jié)構(gòu)水平、關(guān)聯(lián)水平和抽象拓展水平的學(xué)生，就可以區(qū)分出不同思維水平的學(xué)生.這樣即使學(xué)生僅達到單點結(jié)構(gòu)水平也可以通過作答部分題目反應(yīng)出來，教師不至于認為其一無所獲.只有教師準(zhǔn)確的肯定，才能讓不同層次的學(xué)生都體會到成功的樂趣，提高學(xué)習(xí)物理的積極性與自信心.

(2)SOLO分類法應(yīng)用于物理教學(xué)形成性評價更有利于教師準(zhǔn)確反思自己在教學(xué)中的問題.當(dāng)SOLO分類法應(yīng)用于階段性評價時，教師就可以更準(zhǔn)確地定位學(xué)生的思維層次，分析學(xué)生哪部分知識還沒有掌握，從而找出自己在教學(xué)中知識的疏漏點或講解方式的欠妥之處，進而不斷地修正教學(xué)過程，改進教學(xué)方法.

(3)SOLO分類法的應(yīng)用有利于學(xué)生以更有效的方式進行自我評價.通過讓學(xué)生作答SOLO試題并自評，學(xué)生便可以清晰地認識到通過本階段的學(xué)習(xí)，自己處于哪個反應(yīng)水平，還有哪些知識沒有掌握，據(jù)此來確定下一步的學(xué)習(xí)方案和努力的方向，探索適合自己的學(xué)習(xí)方法與策略[8].

綜上所述，SOLO理論的應(yīng)用不僅能更準(zhǔn)確地評價出學(xué)生的思維情況，更重要的是反饋了教與學(xué)中的疏漏點，使后續(xù)的教與學(xué)更有針對性的展開.這樣的形成性評價并不只是給出學(xué)生的定位，更是謀求學(xué)生實實在在的發(fā)展，這正體現(xiàn)了新課改“一切為了學(xué)生發(fā)展”的理念.

2.3 SOLO分類法應(yīng)用于物理教學(xué)形成性評價的可行性

比格斯的研究表明，個體的學(xué)習(xí)具有階段性的特點.在具體的學(xué)習(xí)任務(wù)上同樣如此，把個體的學(xué)習(xí)按不同的SOLO水平進行劃分，不同的水平表明個體在具體學(xué)習(xí)任務(wù)上的不同階段.當(dāng)學(xué)習(xí)到達擴展抽象階段時，個人的功能方式發(fā)生變化[注]比格斯等人用功能方式描述表征的抽象水平,他們根據(jù)兒童的反應(yīng)在思維方式上的變化，區(qū)分了認知發(fā)展的5種功能方式，即感覺運動方式、形象方式、具體符號方式、形式方式和后形式方式，并假設(shè)所有的學(xué)習(xí)均發(fā)生在5種功能方式的一種之中.，從而進入了新的更高的發(fā)展階段[5].

在物理學(xué)科中，當(dāng)以教材單元知識作為一個階段的學(xué)習(xí)任務(wù)進行教學(xué)時，不難發(fā)現(xiàn)學(xué)生對章節(jié)知識不斷深入的學(xué)習(xí)過程，正是學(xué)生個人的功能方式不斷發(fā)展的過程.筆者以機械能守恒定律[9]的教學(xué)為例對其進行分析.

機械能守恒定律依次分別由“追尋守恒量”、“功”、“功率”、“重力勢能”、“探究彈性勢能的表達式”、“實驗：探究功與速度變化的關(guān)系”、“動能和動能定理”、“機械能守恒定律”、“實驗：驗證機械能守恒定律”、“能量守恒定律與能源”共10節(jié)內(nèi)容組成.

學(xué)習(xí)第1節(jié)之前，學(xué)生處于前結(jié)構(gòu)水平，此時對功與能相關(guān)的概念并沒有清楚的認識，對相關(guān)的問題出于混亂的狀態(tài).通過學(xué)習(xí)第1節(jié)可以對功與能有一個簡單的認識.

學(xué)習(xí)了第2節(jié)后，相當(dāng)于學(xué)習(xí)者對本階段學(xué)習(xí)任務(wù)有了單點結(jié)構(gòu)水平的認識，學(xué)生對一個單點(功的概念及計算)知識有了一定的理解，遇到與功有關(guān)的問題時會解決.

學(xué)習(xí)了第3至第5節(jié)的內(nèi)容之后，學(xué)生對本階段學(xué)習(xí)任務(wù)的反應(yīng)水平已經(jīng)達到了多點結(jié)構(gòu)水平，即學(xué)生對功、功率、重力勢能、彈性勢能等平行的概念都有了獨立的認識.

第6節(jié)至第10節(jié)主要包含了動能定理和機械能守恒定律兩個重要的學(xué)習(xí)內(nèi)容.動能定理表述為“力對物體所做的功，等于物體在這個過程中動能的變化”，機械能守恒定律表述為“在只有重力和彈力做功的物體體系內(nèi)，動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化，而總的機械能保持不變”.動能定理闡明了做功與物體動能變化的關(guān)系，機械能守恒定律闡明了在一定條件下物體動能與勢能之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，這正是把前面學(xué)習(xí)的多方面的知識都關(guān)聯(lián)起來.因此，這部分的內(nèi)容結(jié)束后，學(xué)習(xí)者可以綜合地、關(guān)聯(lián)地解決功與能方面的知識，思維處于關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)水平.

SOLO分類理論中還存在一個最高的反應(yīng)水平，即拓展抽象水平，是教材中沒有體現(xiàn)出來的，同時也是教學(xué)目標(biāo)沒有涉及的較高水平.這個層次旨在考查學(xué)生是否可以對功與能的知識進行概括與遷移，從而創(chuàng)造性的完成一些新任務(wù)，是對學(xué)生思維深層次的要求.

SOLO分類理論的五種反應(yīng)水平與章節(jié)知識的對應(yīng)關(guān)系如圖1所示.

圖1 SOLO分類理論的五種反應(yīng)水平與章節(jié)知識的對應(yīng)關(guān)系

上述分析表明，學(xué)習(xí)“機械能守恒定律”的過程就是學(xué)生對特定學(xué)習(xí)任務(wù)的認知結(jié)構(gòu)進行建構(gòu)的過程，物理學(xué)科層次遞進的教學(xué)內(nèi)容與SOLO分類理論反應(yīng)層次有一定的對應(yīng)關(guān)系.因此，在物理教學(xué)形成性評價中引入SOLO分類理論，就能夠根據(jù)學(xué)生回答教學(xué)內(nèi)容相關(guān)問題的外顯反應(yīng)，較為科學(xué)地確定不同反應(yīng)水平學(xué)生的認知層次，進而確定其思維發(fā)展水平.

3 SOLO分類法在物理教學(xué)形成性評價中的應(yīng)用

SOLO分類理論對物理教學(xué)的形成性評價具有積極的指導(dǎo)作用，主要體現(xiàn)在應(yīng)用SOLO理論指導(dǎo)編制階段性測驗試題和評價學(xué)生的思維發(fā)展水平.

3.1 應(yīng)用SOLO理論編制試題

比格斯曾經(jīng)應(yīng)用SOLO分類理論編制SOLO試題[10].所謂SOLO試題就是將試題設(shè)問編制成符合SOLO認知反應(yīng)層次(單點結(jié)構(gòu)、多點結(jié)構(gòu)、關(guān)聯(lián)和拓展抽象結(jié)構(gòu))的小題，使每一小題對應(yīng)一個SOLO認知反應(yīng)層次，并以此對學(xué)生的反應(yīng)作出相應(yīng)認知層次的評定.在此，筆者以考查“機械能守恒定律”傳統(tǒng)題目為例，說明如何編制SOLO試題.

【例】如圖2所示，光滑水平面AB與豎直面內(nèi)的半圓形導(dǎo)軌在B點相接，導(dǎo)軌半徑為R.一個質(zhì)量為m的物體將彈簧壓縮至A點后由靜止釋放，在彈力作用下物體獲得某一向右速度后脫離彈簧.當(dāng)它經(jīng)過B點進入導(dǎo)軌的瞬間，對導(dǎo)軌的壓力為其重力的7倍.之后向上運動恰能完成半個圓周運動到達C點.試求：

(1)彈簧開始時的彈性勢能;

(2)物體從B點運動至C點克服阻力做的功;

(3)物體離開C點后落回水平面時的動能.

圖2

分析：在此應(yīng)用SOLO理論對此題進行分析.

第(1)問求彈性勢能，具體考查三個方面知識： 1)牛頓第二定律求B點的速度；2)利用速度求B點時的動能；3)知道動能與彈性勢能的關(guān)系.要完成這一問學(xué)生必須整體把握各個物理量之間的關(guān)系，不僅要聯(lián)系本章能量轉(zhuǎn)化的知識，還要聯(lián)系其他章節(jié)的知識.達到關(guān)聯(lián)水平的學(xué)生才能完整作答.

第(2)問求克服阻力做的功，考查的具體內(nèi)容包括：1)重力從B點到C點的做功情況；2)B點與C點的動能；3)會用重力與阻力的合力做功等于動能的變化這一關(guān)系.這樣的題目也需要學(xué)生達到關(guān)聯(lián)水平.

第(3)問求落回地面時的動能，具體考查了三方面：1)知道物體離開C點后做平拋運動，只有重力做功；2)知道離開C點時的動能；3)會根據(jù)重力做功等于動能的變化這一關(guān)系或者根據(jù)C點的機械能等于落回地面時的機械能這一關(guān)系來解決問題.同樣是思維達到關(guān)聯(lián)水平的學(xué)生才能作答.

分析表明，本題雖然包含了功、動能、彈性勢能、重力勢能、動能定理、機械能守恒定律等章節(jié)中需要循序漸進掌握的知識，但將這些知識無規(guī)則糅雜在三個題目當(dāng)中;編制試題缺乏理論指導(dǎo)，不能甄別出不同層次學(xué)生的思維發(fā)展水平.教師把沒有達到關(guān)聯(lián)水平的學(xué)生歸入前結(jié)構(gòu)水平，忽略了處于單點結(jié)構(gòu)水平、多點結(jié)構(gòu)水平的學(xué)生，從而無法準(zhǔn)確判斷學(xué)生真實的認知反應(yīng)水平.

為了克服傳統(tǒng)試題的弊端，筆者以上題為例，給出應(yīng)用SOLO理論進行改進后的設(shè)問：

(1)物體從B點運動到C點重力做了多少功？(單點結(jié)構(gòu)水平)

(2)物體在B點時的動能是多少？(多點結(jié)構(gòu)水平)

(3)物體從B點運動至C點克服阻力做的功是多少？物體離開C點后落回水平面時的動能是多少？(關(guān)聯(lián)水平)

應(yīng)用SOLO理論對設(shè)問與解答進行分析.

第(1)問考查重力做功的情況，如果學(xué)生能夠?qū)Υ诉M行解答，則說明他掌握了學(xué)習(xí)任務(wù)中的一個單點知識，即重力的功WG=mgh，表明其對問題的反應(yīng)處于了單點結(jié)構(gòu)水平.

第(3)問首先求物體從B點到C點克服阻力做的功，考查兩方面的知識：1)知道物體從B點到C點重力做功WG=mgh；2)知道從B點到C點物體動能的變化ΔEk=EkC-EkB.同時考查知識之間的聯(lián)系，即理解重力與阻力的合力做功等于動能變化這一關(guān)系Wf-WG=ΔEk，推出Wf=mg·2R+EkC-EkB.本題考查學(xué)生是否理解了知識之間的聯(lián)系，如果學(xué)生能夠?qū)Υ诉M行解答，則表明學(xué)生對問題反應(yīng)處于關(guān)聯(lián)水平.

上述三問是以層次遞進方式的提問：從單點結(jié)構(gòu)水平的問題到多點結(jié)構(gòu)水平的問題是對學(xué)習(xí)任務(wù)量變的考查，考查學(xué)生掌握知識的多少；從多點結(jié)構(gòu)水平到關(guān)聯(lián)水平的問題是對學(xué)習(xí)任務(wù)質(zhì)變的考查，考查學(xué)生是否能在頭腦中形成有關(guān)問題的整體結(jié)構(gòu)與順序.每一問都不能逾越上一問進行設(shè)問，同時學(xué)生如果不能準(zhǔn)確作答前一問也會影響后續(xù)一問的作答.這三個設(shè)問既相互獨立又密不可分，體現(xiàn)了SOLO試題真實評價學(xué)生思維發(fā)展階段水平的優(yōu)點.SOLO試題還可以進行反應(yīng)抽象拓展水平的設(shè)問，以考查學(xué)生對知識進行遷移與概括的能力，本題未做有關(guān)抽象拓展水平設(shè)問的討論.

3.2 學(xué)生作答SOLO試題的評價標(biāo)準(zhǔn)

SOLO試題的評價模式可以避免教師評價的隨意性，增加可操作性.根據(jù)SOLO分類理論的五個認知反應(yīng)層次，將試題評價的標(biāo)準(zhǔn)由低到高分為五個不同的等級[11].

A等：對知識完全沒有理解并且無法給出問題的解決方案 (評價處于前結(jié)構(gòu)水平的學(xué)生)；

B等：明確學(xué)習(xí)任務(wù)中某一個方面的基本內(nèi)容(評價處于單點結(jié)構(gòu)水平的學(xué)生)；

C等：知道學(xué)習(xí)任務(wù)中多方面的知識，但是還不能把這些知識有機的整合起來(評價處于多點結(jié)構(gòu)水平的學(xué)生)；

D等：會把所學(xué)的內(nèi)容作為整體相互聯(lián)系起來，能通過知識之間的聯(lián)系來解答較為復(fù)雜的問題(評價處于關(guān)聯(lián)水平的學(xué)生)；

E等：能夠?qū)栴}進行抽象的概括，使問題本身的意義得到拓展(評價處于抽象拓展水平的學(xué)生).

根據(jù)以上標(biāo)準(zhǔn)對學(xué)生SOLO試題的作答情況做出評定列在表1.

表1 學(xué)生反應(yīng)水平層次評價等級

本文以單元宏觀知識為對象,對SOLO分類理論在物理教學(xué)形成性評價中的應(yīng)用做了討論，為教師在評價學(xué)生認知發(fā)展層次方面提供一種新的方案.需說明的是，將SOLO理論應(yīng)用于形成性評價單元試題的設(shè)計僅僅是應(yīng)用的一個方面.實際上， SOLO理論是針對具體的學(xué)習(xí)任務(wù)不同而進行的層次循環(huán)遞進性評價，它不但能夠應(yīng)用于進行一個學(xué)期、學(xué)年或整個高中階段的終結(jié)性評價,而且能夠應(yīng)用于每一節(jié)課的評價.這些方面還有待進一步研究和探討.

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