杨嘉鑫 郝睿

摘  要 习题课是高中物理教学中的重要环节，学生可以通过习题加深对概念和规律的理解并培养思维品质与迁移能力，但许多教师对于学生作答习题的评价仅停留在对对错的评判，并不能根据学生作答挖掘出他们的思维障碍。教师可以基于SOLO分类理论对学生答题的思维水平进行分析并有针对性地进行习题的讲解，以此提高习题课的效率。

关键词 SOLO分类理论;高中物理;机械能守恒定律;习题课设计

中图分类号：G633.7    文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2021）05-0072-03

1 SOLO分类理论

SOLO（Structure of the Observed Learning Outcome，可观察的学习成果结构）[1]分类评价理论是Biggs和Collis在1982年提出的一种以等级描述为基本特征的质性评价方法[2]。SOLO分类评价理论将学生的学习结果按照思维从低到高分为五个不同层次：前结构、单点结构、多点结构、关联结构和抽象结构[3]。彼格斯和他的团队分析近两千名学生对开放式试题的答题反应，并依据个体反应的复杂性和层次变化的特点，确认了SOLO分类评价理论的五个层次，各水平对应的思维层次如表1所示。

2 SOLO理论应用于复习课设计

基于SOLO理论制定复习课的教学目标  教学目标是复习课教学的出发点和归宿，是教师进行课堂教学设计的起点和基本依据。根据SOLO分类理论的思维水平和课程标准[4]

中对学生学业质量水平的要求制定本节课的教学目标（因为课程标准的要求是单点结构以上，所以本节课教学目标不包括前结构水平），如表2所示。

SOLO理论指导下确定教学重难点  教学重难点要结合学生已有知识现状以及教学目标的要求，重点是通过本堂课的学习应该掌握的基础知识，对应SOLO水平的多点和关联结构;而教学难点一般是科学思维和能力层次[5]，对应SOLO水平的抽象拓展结构。教学重难点：从能量转化和功能关系理解机械能守恒的条件（多点结构），在具体问题中判断何时机械能守恒并能列出表达式（关联结构），能够熟练推导机械能守恒定律并分析处理多过程复杂问题（抽象拓展结构）。

SOLO理论指导下选择合适的教学方法  复习课更加强调对知识的应用以及能力的培养（即要把控教学重难点），因此，教师需要选取合适的教学方法，根据学生已有知识现状和教学目标选择教学方法：多点结构和关联结构的题目一般选择讨论法和讲授法;由关联结构到抽象拓展结构需要量变到质变[6]，对大部分学生而言存在难度，这部分习题应采用引导提问法、探究法、归纳总结法。

SOLO理论指导下复习题的设计

【例题1】（选自2016课标II第25题，分值为20分）轻质弹簧原长为2l，将弹簧竖直放置在地面上，在其顶端将一质量为5m的物体由静止释放，当弹簧被压缩到最短时，弹簧长度为l。现将该弹簧水平放置，一端固定在A点，另一端与物块P接触但不连接。AB是长度为5l的水平轨道，B端与半径为l的光滑半圆轨道BCD相切，半圆的直径BD竖直于AB，如图1所示。物块P与AB间的动摩擦因数μ=0.5。用外力推动物块P，将弹簧压缩至长度l，然后放开，P开始沿轨道运动。重力加速度大小为g。

1）若P的质量为m，求P到达B点时速度的大小，以及它离开圆轨道后落回到AB上的位置与B点之间的距离;

2）若P能滑上圆轨道，且仍能沿圆轨道滑下，求P的质量的取值范围。

选题依据：这类题目属于比较复杂的多过程分析和推理的题型，符合学生抽象拓展结构层次的特点，更能够反映学生的思维水平差异，所以笔者以该题为例，说明如何根据SOLO水平制定相应的评分表，以便更细致地诊断学生所处的思维层次。

【解析】

1）将弹簧竖直放置在地面上，长度被压缩至l时，质量为5m的物体的动能为零，弹性势能最大，由系统的机械能守恒得EP=5mgl。设P的质量为M，到达B点时的速度大小为vB，由能量守恒定律得EP=1/2·MvB2+μMg·4l。将M=m代入联立可以解得。

若P能沿圆轨道运动到D点，其到达D点时的向心力不能小于重力，即P此时的速度大小v应该满足mv2/l-mg≥0。设P滑到D点时的速度为vD，由机械能守恒定律得1/2·

mvB2=1/2·mvD2+mg·2l。代入数据联立解得，符合能过D点的速度条件，故P能运动到D点，并从D点以速度vD水平射出。

设P落回到轨道AB所需的时间为t，由运动学公式得2l=1/2·gt2。P落回AB上的位置与B点之间的距离为s=vDt，解得。

2）为使P能滑上圆轨道，它到达B点时的速度应大于0。由上一问可知5mgl-μmg·4l>0。要使P仍能沿圆轨道滑回，P在圆轨道的上升高度不能超过半圆轨道的中点C，由机械能守恒定律有1/2·MvB2≤Mgl，联立解得5/3·m≤M≤5/2·m。

本题要求学生熟练使用机械能守恒定律，并能区分机械能守恒定律和能量守恒的使用界限，不仅需要掌握基本概念和规律，还需要挖掘知识内部的联系，比如要恰当选取机械能守恒定律与能量守恒定律。求解本题还需要有圆周运动绳模型的知识基础和分析临界条件的科學思维。因为此题的难度较大，学生对题目的解答所处的SOLO水平差异也较大，所以根据SOLO水平制定表3所示评分标准，以此为参考来判断学生所处思维结构水平，进而提高习题课的效率。

表3所示题目评分标准是以“机械能守恒定律”这节复习课的一道例题为例，可以将学生的作答与上述表格对比，从而找出学生在作答此题时所处的思维水平，找到学生存在的困惑之处或者思维障碍，以此来改进教学策略，提高习题课课堂效率。

3 结论

本文以SOLO理论为指导，以“机械能守恒定律”为例，进行习题课的初步设计，确定习题课的教学目标、重难点、教学方法、练习题，既可以提高习题课的质量，又可以帮助一线教师提高评析作业的效率，相比每一节课进行课后评价而言，大大缩减了教师的工作量，更具有可操性，使教师可以更加方便地观察学生每一阶段的思维水平，做到有的放矢。

参考文献

[1]Biggs J. Individual Differences in Study Processesand the Quality of Learning Outcomes[J].Higher Edu-cation，1979（4）：381-394.

[2]Biggs J， Collis K. Towards a Model of School-BasedCurriculum Development and Assessment Using the SOLO Taxonomy[J].Australian Journal of Education，1989（2）：151-163.

[3]彼格斯，科利斯.学习质量评价：SOLO分类理论可观察的学习成果结构[M].高凌飚，张洪岩，译.北京：人民教育出版社，2010.

[4]中华人民教育部.普通高中物理课程标准（2017年版）[S].北京：人民教育出版社，2017.

[5]赵星宇.将SOLO理论应用于核心素养下的物理教学设计探讨：以“动能定理”为例[J].物理通报，2020（S1）：38-43.

[6]林妮.基于SOLO分类理论的中学物理教学设计研究[D].长沙：湖南师范大学，2018.