王君如

(吉林師范大學(xué),吉林 四平 136000)

一、SOLO 分類(lèi)理論概述

“SOLO”全稱(chēng)為“Structure of the Observed Learning Outcome”，意思為：可觀(guān)察到的學(xué)習(xí)結(jié)果的結(jié)構(gòu).其理論是由澳大利亞學(xué)者比格斯創(chuàng)立的[1]，他發(fā)現(xiàn)，人的認(rèn)知水平在總體上和具體時(shí)間上呈現(xiàn)出階段性的特點(diǎn)，而這些特點(diǎn)可以通過(guò)比較、測(cè)試等檢測(cè)手段觀(guān)察到。

SOLO 分類(lèi)層次是從簡(jiǎn)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）：此時(shí)學(xué)生不具備回答問(wèn)題的相關(guān)知識(shí)；單點(diǎn)結(jié)構(gòu)水平（U）：學(xué)生對(duì)問(wèn)題的理解表面化和膚淺化；多點(diǎn)結(jié)構(gòu)水平（M）：學(xué)生能通過(guò)問(wèn)題聯(lián)想到多個(gè)孤立事件；關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)水平（R）：能將信息整合起來(lái)并解決較為復(fù)雜的問(wèn)題；抽象拓展結(jié)構(gòu)水平（E）：學(xué)生能依據(jù)外部資料解決問(wèn)題，并歸納出新的抽象知識(shí)。SOLO 分類(lèi)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。

二、教學(xué)背景分析

（一）教材分析

“庫(kù)侖定律”選自人教版物理必修三第一章第二節(jié)，是本書(shū)電磁學(xué)中的關(guān)鍵內(nèi)容，是研究解決電磁學(xué)問(wèn)題的基礎(chǔ)[2]，同時(shí)也是在學(xué)習(xí)了力學(xué)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步學(xué)習(xí)電場(chǎng)的基本概念和規(guī)律.靜電場(chǎng)既與生活聯(lián)系緊密，為電與磁復(fù)合場(chǎng)的研究做了鋪墊。教材這樣編排，符合認(rèn)知過(guò)程的發(fā)展規(guī)律，也起到承上啟下的作用。

（二）學(xué)情分析

從知識(shí)方面：高二年級(jí)的學(xué)生在初中已經(jīng)接觸過(guò)電磁現(xiàn)象，了解電荷、電路的知識(shí);通過(guò)重力的學(xué)習(xí)，對(duì)“場(chǎng)”的概念有了初步的認(rèn)識(shí)。

從能力方面：通過(guò)對(duì)電荷的學(xué)習(xí)，具有一定知識(shí)儲(chǔ)備，具有一定的分析推理能力.并且靜電現(xiàn)象與學(xué)生的生活結(jié)合緊密，對(duì)此并不陌生。

從經(jīng)驗(yàn)方面：學(xué)生物理學(xué)習(xí)的經(jīng)驗(yàn)不足;解決問(wèn)題的能力弱，對(duì)于場(chǎng)這種抽象的概念可能感到不易理解;處于形象思維向抽象思維為主的過(guò)渡時(shí)期，但仍以形象思維為主，對(duì)靜電場(chǎng)往往停留在感性認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，缺乏理性的認(rèn)識(shí)和科學(xué)的探究，對(duì)于“場(chǎng)”概念的理解可能有困難。

從結(jié)構(gòu)方面：少部分學(xué)生處于單點(diǎn)結(jié)構(gòu)，大多數(shù)學(xué)生處于多點(diǎn)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(jì)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(guò)渡。

（三）教學(xué)目標(biāo)

教學(xué)目標(biāo)的制定是教學(xué)活動(dòng)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(jì)?！镀胀ǜ咧姓n程標(biāo)準(zhǔn)（2017 版）》指出，在庫(kù)侖定律這一節(jié)，教學(xué)應(yīng)使學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)，了解靜電現(xiàn)象，知道電荷以及電荷守恒定律，知道兩點(diǎn)電荷之間相互作用規(guī)律，體會(huì)探究庫(kù)侖定律過(guò)程中的科學(xué)思想和方法。基于SOLO 分類(lèi)理論，核心素養(yǎng)要求以及學(xué)生學(xué)情分析，確定“庫(kù)侖定律”教學(xué)目標(biāo)以及各自對(duì)應(yīng)的SOLO 水平。學(xué)生知道正負(fù)電荷的相關(guān)概念屬于單點(diǎn)結(jié)構(gòu)；學(xué)生了解電荷間的相互作用規(guī)律，理解庫(kù)侖定律的作用、特點(diǎn)屬于多點(diǎn)結(jié)構(gòu)；學(xué)生能運(yùn)用庫(kù)侖定律解決實(shí)際問(wèn)題，并設(shè)計(jì)驗(yàn)證庫(kù)侖定律實(shí)驗(yàn)方案以及實(shí)際操作屬于關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)；學(xué)生能根據(jù)多組數(shù)據(jù)得出結(jié)論，養(yǎng)成用科學(xué)的方法探究事物的本質(zhì)和規(guī)律，并從物理學(xué)史認(rèn)識(shí)庫(kù)侖定律屬于拓展抽象結(jié)構(gòu)。

（四）教學(xué)方法

通過(guò)運(yùn)用演示法、實(shí)驗(yàn)法、講授法，使學(xué)生通過(guò)直觀(guān)現(xiàn)象，自己動(dòng)手實(shí)驗(yàn)以及配合教師講解，更好的理解靜電場(chǎng)的內(nèi)容，提升自己的思維水平。

（五）靜電場(chǎng)教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)

之前我們分析了本章的核心素養(yǎng)水平、重難點(diǎn)以及教學(xué)安排、教學(xué)方法，這里就不再詳細(xì)描述。本部分將從實(shí)際出發(fā)，充分運(yùn)用之前分析所得成果，結(jié)合教育教學(xué)理論以及SOLO 分層評(píng)價(jià)理論，重點(diǎn)對(duì)教學(xué)過(guò)程進(jìn)行設(shè)計(jì)。

三、庫(kù)侖定律的教學(xué)設(shè)計(jì)

引入新課：通過(guò)之前的學(xué)習(xí)我們知道了“同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引”那么排斥和吸引說(shuō)明了電荷之間有力的作用，那這種力的大小該如何計(jì)算，這個(gè)力又與什么因素有關(guān)呢？

生：帶電體電荷量，帶電體間的距離，帶電體的形狀，帶電體所處環(huán)境……

師：下面讓我們看一個(gè)演示實(shí)驗(yàn)。如圖所示，并分別點(diǎn)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(cè)。

實(shí)驗(yàn)一：帶正電的帶電體C 至于鐵架臺(tái)旁，改變C 與小球的距離，觀(guān)察現(xiàn)象

實(shí)驗(yàn)二：在同一位置改變C 的帶電量，觀(guān)察現(xiàn)象

生：觀(guān)察兩次實(shí)驗(yàn)，思考為何會(huì)出現(xiàn)上述現(xiàn)象.

[設(shè)計(jì)意圖]通過(guò)展示兩次實(shí)驗(yàn)，激發(fā)求知欲和探索欲望。通過(guò)隨機(jī)抽取3 種思維水平的學(xué)生回答問(wèn)題，確保每位學(xué)生都能積極參與，提高課程參與度。并通過(guò)聆聽(tīng)使學(xué)生互相取長(zhǎng)補(bǔ)短。

新課教學(xué)：

師：通過(guò)實(shí)驗(yàn)我們發(fā)現(xiàn)，增加電荷量，電荷間作用力增大，增加電荷間距離，作用力反而減小。

問(wèn)題一：大家回憶，在我們之前的學(xué)習(xí)中遇見(jiàn)過(guò)類(lèi)似的物理規(guī)律嗎？

生：萬(wàn)有引力定律，當(dāng)星球的質(zhì)量增加時(shí)，星球的萬(wàn)有引力增加，當(dāng)星球間的距離增加時(shí)，萬(wàn)有引力反而減小

師：很好，萬(wàn)有引力定律告訴我們，物體間的萬(wàn)有引力與兩物體質(zhì)量的乘積成正比，與物體間距離的平方成反比，既然這兩種力有類(lèi)似的地方，那么電荷間的作用力大小是否也滿(mǎn)足與電荷量的乘積成正比，與電荷間距離的平方成反比呢？

生：根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及萬(wàn)有引力定律內(nèi)容進(jìn)行合理猜想，得出結(jié)論。

[設(shè)計(jì)意圖]通過(guò)回憶萬(wàn)有引力定律，為學(xué)生學(xué)習(xí)庫(kù)侖定律做鋪墊，使學(xué)生更好理解庫(kù)侖定律的內(nèi)容、規(guī)律。同時(shí)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(shí)，為下面的針對(duì)性的引導(dǎo)提供幫助.

師：物理學(xué)家?guī)靵稣菐е@樣的疑問(wèn)，通過(guò)自己的實(shí)驗(yàn)證明了這個(gè)猜想。得出了本節(jié)課的重點(diǎn)內(nèi)容庫(kù)侖定律：真空中兩靜止點(diǎn)電荷間的相互作用力，與它們電荷量的乘積成正比，與它們的距離的平方成反比，作用力的方向在他們連線(xiàn)上。

師：那么庫(kù)侖定律中提到了點(diǎn)電荷，什么是點(diǎn)電荷呢？

生：（閱讀教材）只考慮帶電量而忽略形狀大小的理想模型。

師：那同學(xué)們回想一下，在此之前我們還學(xué)過(guò)了什么與點(diǎn)電荷類(lèi)似呢？

生：質(zhì)點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn)也是只考慮運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不考慮形狀大小

[設(shè)計(jì)意圖]通過(guò)類(lèi)比質(zhì)點(diǎn)，加深學(xué)生對(duì)于點(diǎn)電荷這種理想模型的理解，為之后解決的實(shí)際問(wèn)題做鋪墊。

師：現(xiàn)在同學(xué)們面前的就是庫(kù)侖做實(shí)驗(yàn)用的裝置，叫作庫(kù)侖扭秤。同學(xué)們思考一下如何利用這個(gè)裝置比較力的大?。?/p>

生：結(jié)合課前提供的器材，思考如何進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，制作實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格。

[設(shè)計(jì)意圖]啟發(fā)學(xué)生觀(guān)察實(shí)驗(yàn)儀器，訓(xùn)練學(xué)生觀(guān)察能力、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的能力。選關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)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(shù)立“同伴榜樣”，激勵(lì)其他同學(xué)。

師：對(duì)R 學(xué)生的回答進(jìn)行總結(jié)和完善，進(jìn)而得出結(jié)論：力與距離平方成反比。引導(dǎo)學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，提出新的問(wèn)題，即庫(kù)侖那個(gè)年代還不知道電荷量該如何測(cè)量，那他又是如何得出力與電荷量之間的關(guān)系呢？

生：聽(tīng)取教師的總結(jié)，想到等分電荷的方法。

[設(shè)計(jì)意圖]通過(guò)了解庫(kù)侖實(shí)驗(yàn)的過(guò)程，使學(xué)生體會(huì)到了庫(kù)侖定律建立的過(guò)程，加深對(duì)庫(kù)侖定律的理解，形成了對(duì)庫(kù)侖定律的集體建構(gòu)，以及培養(yǎng)學(xué)生用科學(xué)思維、科學(xué)方法探究問(wèn)題。這樣引導(dǎo)式的教學(xué)便于學(xué)生經(jīng)歷真實(shí)的科學(xué)探究過(guò)程，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生們的積極性，提高課堂參與度.通過(guò)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(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決物理實(shí)際問(wèn)題的能力，以期所有學(xué)生都能向更高級(jí)的思維水平過(guò)渡.

四、課堂小結(jié)

生：思考并結(jié)合所學(xué)嘗試探究生活中的靜電現(xiàn)象

[設(shè)計(jì)意圖]培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決生活問(wèn)題的能力，并能將所學(xué)知識(shí)和真實(shí)情景聯(lián)系起來(lái)，維持學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)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(guò)渡。

五、教學(xué)反饋

及時(shí)的教學(xué)反饋可使教師及時(shí)了解學(xué)生掌握知識(shí)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(cè)試題檢測(cè)課堂效果。

真空兩個(gè)相同的帶等量異種電荷的金屬小球A 和B（均可看作點(diǎn)電荷）電荷量大小均為q，分別固定在兩處，兩球間距離為r

1.此時(shí)A、B 之間是吸引力還是排斥力？

2.求A、B 間靜電力大小為多少？

3.現(xiàn)用一個(gè)不帶電的同樣的金屬球C 先與A 接觸再與B 接觸，然后移開(kāi)C，此時(shí)A、B 所帶電荷量分別為多少？

3.此時(shí)A、B 間的靜電力變?yōu)槎嗌伲?/p>

4.若再使A、B 間的距離增大為原來(lái)的二倍，則他們的靜電力又為多少？

評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：分析出第一問(wèn)力的性質(zhì)，并計(jì)算出第二問(wèn)力的大小屬于單點(diǎn)結(jié)構(gòu)；分析出問(wèn)題3 的等分電荷思想，屬于多點(diǎn)結(jié)構(gòu)；計(jì)算出問(wèn)題4 屬于關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)；計(jì)算得出第五問(wèn)答案屬于拓展抽象結(jié)構(gòu)。

六、評(píng)價(jià)

教師評(píng)價(jià)不要僅僅以結(jié)果為標(biāo)準(zhǔn)，要對(duì)比學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中出現(xiàn)的變化，以一種發(fā)展性的眼光去看待學(xué)生，關(guān)注學(xué)生的全面發(fā)展。教師可以通過(guò)學(xué)生在探究過(guò)程中發(fā)展了什么能力、掌握了什么方法、具備了哪些素養(yǎng)、表現(xiàn)出了什么樣的學(xué)習(xí)態(tài)度、與同學(xué)之間的合作交流情況等方面來(lái)對(duì)學(xué)生進(jìn)行全面的評(píng)價(jià)，不要僅僅以成績(jī)作為唯一的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，要從多角度、全方位的觀(guān)察學(xué)生，關(guān)注學(xué)生物理思維能力的提高，物理觀(guān)念的建構(gòu)，科學(xué)態(tài)度的培養(yǎng)，探究能力、自主學(xué)習(xí)能力和動(dòng)手能力的發(fā)展，充分發(fā)掘?qū)W生的個(gè)人潛力，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。

七、結(jié)論

基于SOLO 分類(lèi)理論的教學(xué)設(shè)計(jì)可以很好地提升學(xué)生的思維深度，激發(fā)學(xué)生思考問(wèn)題的積極性.并且也為教學(xué)者提供了新的依據(jù)來(lái)進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)[4].本文嘗試將SOLO 分類(lèi)理論應(yīng)用到“庫(kù)侖定律”的教學(xué)設(shè)計(jì)中的教學(xué)目標(biāo)的確定以及教學(xué)策略的選擇等方面，經(jīng)過(guò)具體的教學(xué)實(shí)踐證明，這是一種科學(xué)的嘗試，同時(shí)可以看出用SOLO 分類(lèi)理論指導(dǎo)基于物理核心素養(yǎng)水平培養(yǎng)的教學(xué)設(shè)計(jì)是具有一定可行性的。