物理開放性問題的質(zhì)性評(píng)價(jià)_SOLO分類理論的應(yīng)用

1、2007年第10期物理通報(bào)課程改革探索物理開放性問題的質(zhì)性評(píng)價(jià)SOLO分類理論的應(yīng)用孫海濱（泰山學(xué)院物理與電子科學(xué)系山東泰安271021）紂到不同程度的發(fā)展.讓學(xué)生“能飛的飛起來”,“能跑的跑起來”，“該扶的扶一把”，使學(xué)生在做經(jīng)過粘心設(shè)計(jì)與安排的作業(yè)后.不僅能夠積極地學(xué)握物理知識(shí),而且創(chuàng)造性思維能夠得到培養(yǎng)和發(fā)展.hing House. All rights reserved, 2007年第10期物理通報(bào)課程改革探索紂到不同程度的發(fā)展.讓學(xué)生“能飛的飛起來”,“能跑的跑起來”，“該扶的扶一把”，使學(xué)生在做經(jīng)過粘心設(shè)計(jì)與安排的作業(yè)后.不僅能夠積極地學(xué)握物理知識(shí),而且創(chuàng)造性思維能夠得到培養(yǎng)和發(fā)展

2、.hing House. All rights reserved, 2007年第10期物理通報(bào)課程改革探索相扣的與“環(huán)”相應(yīng)的習(xí)題設(shè)計(jì)到每次的物理作業(yè) 中;最好每次的作業(yè)題都呈現(xiàn)一怎的梯度,并適時(shí)設(shè) 計(jì)一些反映概念深刻、解題方法靈活的習(xí)題;還可以 編一些錯(cuò)解辨析、悖論質(zhì)疑及無定解的開放性問題 以便使物理作業(yè)既面向全體學(xué)生，乂使不同的學(xué)生1對(duì)物理開放性問題的認(rèn)識(shí)傳統(tǒng)物理教學(xué)主耍采用封閉性問題對(duì)學(xué)生進(jìn) 行訓(xùn)練和考核.所謂a閉性問題是指習(xí)題條件完備. 結(jié)論明確解題方法和策略單一的習(xí)題.同時(shí)，教師 多采用封閉性問題進(jìn)行測(cè)驗(yàn)并給出具體量化的分 數(shù)然后以此為依據(jù)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力進(jìn)行評(píng)價(jià).這 種評(píng)價(jià)對(duì)學(xué)生學(xué)

3、習(xí)量的考核多于對(duì)學(xué)習(xí)質(zhì)的評(píng)價(jià), 重學(xué)習(xí)結(jié)果，輕學(xué)習(xí)過程，教師難丁通過此種評(píng)價(jià)學(xué) 握學(xué)生的思維能力發(fā)展水平.與封閉性問題相對(duì)應(yīng)的是開放性問題.物理開 放性問題是一 種沒有固泄答案或非唯一結(jié)論的習(xí) 題具有不確定性、發(fā)散性、探究性及生成性等特征. 凡具備解題條件不充分（條件開放）、解題方法多樣 性（策略開放）、結(jié)論不確定（結(jié)論開放）或惜境開放 性等特點(diǎn)之一的物理問題或者是上述兒種形式綜合 的物理問題，都可以稱為物理開放性問題.在教學(xué)過程中有效利用物理開放性問題，或者 將開放性問題應(yīng)用丁學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)，可以彌補(bǔ)一味采用 封閉性問題訓(xùn)練和考核所導(dǎo)致的各種不足但由J- 物理開放性問題的開放特點(diǎn)，傳統(tǒng)評(píng)價(jià)理論和方

4、法 很難對(duì)物理開放性問題做出介理的評(píng)價(jià)，這也是導(dǎo) 致物理開放性問題沒冇得到足夠重視的上耍原因. 近兒年逐漸成熟的SOLO分類理論為物理開放性問 題的質(zhì)性評(píng)價(jià)提供了層次性的結(jié)構(gòu)模型，利用SOLO 分類理論可以對(duì)學(xué)生的物理思維水平和物理思維能 力進(jìn)行科學(xué)合理的評(píng)價(jià).2 SOU）分類理論的主要觀點(diǎn)1982年，澳大利亞教育心理學(xué)家約翰比格斯 和卡利斯出版了學(xué)習(xí)質(zhì)最的評(píng)價(jià)SOLO分 類，提出了一種描述兒童認(rèn)知發(fā)展過程的理論. SOLO 是英文 4< structure of the observed leaining outsme”的縮嗎，意為“可觀察的學(xué)習(xí)成果結(jié)構(gòu)”. SOLO分類（SOLO t

5、axonomy）是一種以等級(jí)描述為棊 本特征的質(zhì)性評(píng)價(jià)方法.SOLO分類評(píng)價(jià)理論吸取了皮亞杰認(rèn)知發(fā)展理 論的介理因素，由皮亞杰對(duì)兒童認(rèn)識(shí)發(fā)展階段的關(guān) 注,轉(zhuǎn)UJ對(duì)兒童在問題反應(yīng)中農(nóng)現(xiàn)出來的認(rèn)知發(fā)展 水平的關(guān)注.比格斯等人通過研究發(fā)現(xiàn)，人的認(rèn)知 不僅在總體上具有階段性的特點(diǎn)，在對(duì)具體知識(shí)的 認(rèn)知過程中，也具有階段性的特征.人在學(xué)習(xí)新知識(shí) 過程中表現(xiàn)出來的思維階段是可以觀察到的，因此 稱為'可觀察的學(xué)習(xí)成果結(jié)松T.比格斯等人認(rèn)為，學(xué) 生的思維方式從具體運(yùn)動(dòng)到抽彖概念和原理按照 其性質(zhì)和抽彖程度，可劃分為五種類型:感覺運(yùn)動(dòng)方 式、形象方式、具體符號(hào)方式、形式方式和后形式方 式通過學(xué)習(xí)，人的思

6、維方式逐漸向越來越抽象的方 向發(fā)展.學(xué)生在具體知識(shí)的學(xué)習(xí)過程中，都耍經(jīng)歷 兒個(gè)從量變到質(zhì)變的過程，每發(fā)生一次躍變，學(xué)生 對(duì)這-種知識(shí)的認(rèn)知就進(jìn)入更高一級(jí)的階段可根 據(jù)學(xué)生在回答問題時(shí)的表現(xiàn)來判斷他所處的思維發(fā) 展階段，進(jìn)而給予合理評(píng)分".比格斯等人通過分 析大最學(xué)習(xí)領(lǐng)域中學(xué)生對(duì)問題的反應(yīng)后發(fā)現(xiàn)，每一紂到不同程度的發(fā)展.讓學(xué)生“能飛的飛起來”,“能跑的跑起來”，“該扶的扶一把”，使學(xué)生在做經(jīng)過粘心設(shè)計(jì)與安排的作業(yè)后.不僅能夠積極地學(xué)握物理知識(shí),而且創(chuàng)造性思維能夠得到培養(yǎng)和發(fā)展.hing House. All rights reserved, 2007年第10期物理通報(bào)課程改革探索紂到不

7、同程度的發(fā)展.讓學(xué)生“能飛的飛起來”,“能跑的跑起來”，“該扶的扶一把”，使學(xué)生在做經(jīng)過粘心設(shè)計(jì)與安排的作業(yè)后.不僅能夠積極地學(xué)握物理知識(shí),而且創(chuàng)造性思維能夠得到培養(yǎng)和發(fā)展.hing House. All rights reserved, 2007年第10期物理通報(bào)課程改革探索15 個(gè)表征方式，個(gè)體的反應(yīng)(即學(xué)習(xí)成果)都一致表現(xiàn) 出循環(huán)出現(xiàn)的、結(jié)構(gòu)復(fù)雜性層次增加的一些水平，即 前結(jié)構(gòu)水平(prestnictural level)、單一結(jié)構(gòu)水平 (unistnictural level)、多兀結(jié)構(gòu)水 T ( multistnictural level)、關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)水平(relational lev

8、el)和擴(kuò)展的抽象 結(jié)構(gòu)水T ( extended abstract level).這五種反應(yīng)水T' (結(jié)構(gòu)水平)的具體特點(diǎn)是&役(1) 前結(jié)構(gòu)水平 是一種低于學(xué)習(xí)目標(biāo)的反 應(yīng).處于這一結(jié)構(gòu)水平的學(xué)生棊本上不具備所面對(duì) 問題的相關(guān)知識(shí)，或者被以前所學(xué)的無關(guān)知識(shí)所困 擾,沒有理解問題，找不出解決問題的方法，回答問 題時(shí)簡(jiǎn)單重復(fù)、邏輯混亂或者回答錯(cuò)誤.(2) 單一結(jié)構(gòu)水平 學(xué)生關(guān)注問題中的相關(guān)內(nèi) 容，從問題中找到了一個(gè)相關(guān)的線索，并由此線索fi 按得到解決問題的方法從而得到結(jié)論但學(xué)土得到 的線索與方法之間往往沒有必然的聯(lián)系，且有可能 在不和諧的地方;學(xué)生對(duì)問題的理解也趨丁表而 化和

9、朕淺化.(3) 多元結(jié)構(gòu)水平 學(xué)生能夠使用問題中的多 個(gè)線索或資料但沒有將這些線索或資料進(jìn)行整合. 忽視了它們之間的相互聯(lián)系和可能存在的矛盾學(xué) 生在冋答問題時(shí)找到越來越多的世確線索，能夠 聯(lián)想到多個(gè)孤立事件:但同時(shí)乂顯得支離破碎，不具 備將孤立事件整合的能力.(4) 關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)水平 學(xué)生能夠使用問題提供的 所有線索或資料并使其成為一個(gè)有機(jī)整體,且各個(gè) 線索之間不相互矛盾.處丁-這一結(jié)構(gòu)水平的學(xué)生能 夠從整體上把握問題并將務(wù)種信息移合成一個(gè)有 機(jī)整體;能夠聯(lián)想多個(gè)事件，并將之聯(lián)系起來，能夠 回答或解決較為復(fù)雜的具體問題.(5) 擴(kuò)展的抽象結(jié)構(gòu)水平 學(xué)生超越問題本少 進(jìn)入一種新的推理方式，并能夠從問

10、題出發(fā)概括出 一些抽象結(jié)論.處丁這一結(jié)構(gòu)水平的學(xué)生表現(xiàn)為，在 解決問題時(shí),學(xué)生會(huì)動(dòng)用外部可用資料和抽象知識(shí); 通過解決問題學(xué)生會(huì)歸納出新的更抽象的知識(shí);結(jié) 論具有開放性并在原問題基礎(chǔ)上進(jìn)行介理拓展.SOLO分類理論的五種結(jié)構(gòu)水平代表了學(xué)生對(duì) 丁某項(xiàng)具體知識(shí)的掌握水平；從學(xué)生對(duì)某個(gè)問題的 回答中,教師可以判斷出學(xué)生對(duì)該項(xiàng)知識(shí)內(nèi)容的掌 握情況.教師可以借助這種評(píng)價(jià)方式進(jìn)行教學(xué)診斷. 也可以向?qū)W生提供有效的反饋信息；所以SOLO分類理論可以用r形成性的學(xué)生學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)|41.3應(yīng)用S()1Q分類理論評(píng)價(jià)物理開放性問題依據(jù)SOLO分類理論可以對(duì)物理開放性問題進(jìn) 行有效評(píng)價(jià).教師可以按照學(xué)生在具體學(xué)習(xí)活動(dòng)中

11、 的行為表現(xiàn)，進(jìn)行五種結(jié)構(gòu)水平的劃分，并對(duì)各個(gè)水 平進(jìn)行文字描述，從而判斷學(xué)生對(duì)某項(xiàng)知識(shí)的掌握 情況和思維能力發(fā)展水平.下面依據(jù)SOLO分類理 論對(duì)物理開放性問題進(jìn)行評(píng)價(jià)從中可以解其評(píng) 價(jià)的一般方法.例：試測(cè)定己所在地區(qū)的重力加速度.按照S0II)理論，處丁不同結(jié)構(gòu)水平的學(xué)生能 夠做出的回答如下：(1) 前結(jié)構(gòu)水平的I叫答 這類回答完全是一種 錯(cuò)誤回答，其答案與問題木身無關(guān).回答：利用天平直接測(cè)出某個(gè)物體的重力加速 度值為6.點(diǎn)評(píng):學(xué)生根本沒有理解該知識(shí)給出了錯(cuò)謀答 案.(2) 單一結(jié)構(gòu)水平的回答 學(xué)生看到了問題的 某一個(gè)方而，根據(jù)以往所學(xué)的知識(shí)苴接給出了絕對(duì) 的結(jié)論.回答:本地區(qū)的巫力加速度

12、值為9. 8 iRsI點(diǎn)評(píng)：學(xué)生注意到了問題屮亜力加速度這一線 索.(3) 多元結(jié)構(gòu)水平的冋答做出這種回答的學(xué) 生能夠看到問題的多個(gè)方面，找到問題的相關(guān)特征, 從而給出答案.回答:利用巫力與質(zhì)最的關(guān)系二扯，可以得 到g = £；用彈簧測(cè)力計(jì)和天平分別測(cè)出某一物體 m的巫力(；和質(zhì)応2.進(jìn)而求出重力加速度g.點(diǎn)評(píng)：學(xué)生利用了巫力加速度與亜力的關(guān)系這 一線索，并利用平衡法測(cè)定重力加速度.(4) 關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)水平的回答 這種回答學(xué)生不但 能夠看到問題的多個(gè)方面，而且能夠在多個(gè)事件之 間建立起聯(lián)系，形成-個(gè)有機(jī)的整體,表明學(xué)生真正 理解了重力加速度這-概念.回答:A.用半衡法和圖像法測(cè)定亜力加速

13、度.1) 用彈簧測(cè)力計(jì)和天平分別測(cè)出多個(gè)不同物 體的質(zhì)最加和重力(；，得到一組數(shù)據(jù)；2）建立坐標(biāo)系，橫軸代表質(zhì)最加，縱軸代表巫 力（；，利用描點(diǎn)法価出G- m圖像；3）利用圖像，測(cè)出圖像的斜率，即為重力加速 度g；4）因?yàn)閺椯潨y(cè)力計(jì)的粘:確度不夠，造成的測(cè)最 謀差較大,進(jìn)而使g的測(cè)定產(chǎn)生較大誤差.點(diǎn)評(píng)：學(xué)生將巫力加速度和巫力、質(zhì)量聯(lián)系起 來并利用圖像法對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了有效處理.B. 用單擺測(cè)定重力加速度.當(dāng)擺角小于5°時(shí)，單擺的周期公式為卩二2H利用秒表，采用累積法測(cè)出h次全振動(dòng)需時(shí)間I.則周期T = 再利用刻度尺和游標(biāo)卡尺測(cè)出 n擺長(zhǎng)/,即可得g=點(diǎn)評(píng):學(xué)生利用了全振動(dòng)、周期、擺長(zhǎng)

14、等物理概 念,將重力加速度與單擺運(yùn)動(dòng)聯(lián)系起來，通過實(shí)驗(yàn)測(cè) 量數(shù)據(jù)，利用公式得出結(jié)論.C. 用斜面法測(cè)重力加速度.1）測(cè)出斜面的長(zhǎng)度和高度h,斜而的傾角記為0, sinO =牛，如圖1所示;2）在最低點(diǎn)給木塊一初速度，讓其沿斜而勻減 速向上運(yùn)動(dòng),記下到達(dá)垠高點(diǎn)的時(shí)間,并測(cè)出相應(yīng)的 滑行距離5；3）讓木塊從斜面頂端H由滑下，測(cè)出到底端的 時(shí)間；4）由牛頓運(yùn)動(dòng)定律，木塊上行的加速皮a 1 = gsinO + 也 cos。下滑的加速度= gsinO -也cosG5）由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，有1 2s = aih可以求得5 I-T+ -Ttr i26）誤差分析.點(diǎn)評(píng):從所給問題出發(fā)，發(fā)現(xiàn)了重力加速度與勻 減速運(yùn)動(dòng)

15、、勻加速運(yùn)動(dòng)、運(yùn)動(dòng)學(xué)公式的關(guān)系，抓住這 吐線索綜介運(yùn)用牛頓第旋律、運(yùn)必學(xué)公式和兒何 關(guān)系來解決問題.（5）擴(kuò)展的抽象結(jié)構(gòu)水平的冋答做出這種回 答的學(xué)生能夠?qū)栴}進(jìn)行抽象的概括，并且能夠上 升到理論的高度分析問題,使問題的意義得到拓展.回答：利用液體壓強(qiáng)與重力加速度有關(guān)（“= 陸心和有關(guān)的氣體實(shí)驗(yàn)定律測(cè)定巫力加速度.1）用氣床計(jì)測(cè)出大氣床強(qiáng)“。，水的密度為R2）如圖2所示，取一根兩端開口的細(xì)長(zhǎng)玻璃管, 用米尺測(cè)出其長(zhǎng)& /«3將玻璃管豎直向下插入水池Z中，測(cè)出管屮 水面上端空氣柱的長(zhǎng)度人；4）用拇指封住管口上端，向上提升至管下端剛 好在水而處，測(cè)出此時(shí)管中空氣柱的長(zhǎng)度/2;5以

16、玻璃管中被封閉的空氣柱為研究對(duì)彖，由 玻意耳定律得pnliS - po /o I2） I2S所以po（ /1 一 ？2）g= PU2- Zo）/26誤差分析.因長(zhǎng)度的測(cè)量誤差導(dǎo)致計(jì)算重力 加速度時(shí)產(chǎn)生誤差.點(diǎn)評(píng):從問題出發(fā)，學(xué)生利用了其所學(xué)的相關(guān)理 論知識(shí).將重力加速度、液體床強(qiáng)、氣體實(shí)驗(yàn)定律等 知識(shí)冇機(jī)整介，從相對(duì)抽彖的理論出發(fā)設(shè)計(jì)解決間 題的方案，并根據(jù)理論分析進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)定.從上述各種回答可以看出：處丁不同結(jié)構(gòu)水平 的學(xué)生冋答問題的具體答案比較清楚地顯示出其對(duì) 14-2010China Academic Journal Electronic Publishing House. All ri

17、ghts reserved.2007年第10期物理通報(bào)課程改革探索亜力加速度及其相關(guān)知識(shí)的掌握情況(認(rèn)知水平). 能夠從所給物理問題中找出越多線索或信息的學(xué) 生其結(jié)構(gòu)水平的層次就越烏，即其物理思維能力的 水平就越高.所以，運(yùn)用SOLO分類理論，教師可以 根據(jù)學(xué)生回答問題的實(shí)際反應(yīng)，劃分和確定學(xué)生物 理認(rèn)知的實(shí)際結(jié)構(gòu)水平，判斷學(xué)生物理知識(shí)的掌握 情況和物理思維能力所處的層次診斷學(xué)生的物理 學(xué)習(xí)困難，有針對(duì)性地實(shí)施教學(xué).4 說明首先,SOLO分類理論具有很強(qiáng)的操作性.依據(jù) SOLO分類理論不僅可以對(duì)學(xué)生的學(xué)業(yè)成就進(jìn)行質(zhì) 性評(píng)價(jià)，還可以進(jìn)行最化評(píng)價(jià).根據(jù)諸多學(xué)者的研 究，可以利用表1進(jìn)行SOLO分類

18、評(píng)價(jià)的量化處表1S()L()分類評(píng)價(jià)的量化值結(jié)構(gòu)水平特征描述賦分/分前結(jié)構(gòu)水平?jīng)]有理解問題；胡亂猜測(cè);3!復(fù)問題0單一結(jié)構(gòu)水平只找到了一個(gè)與問題相關(guān) 的線索或信息1多元結(jié) 構(gòu)水平低找到了問題涉及到的、相 互獨(dú)立的2 3個(gè)線索或信息. 但沒有對(duì)線索作進(jìn)一步的詳細(xì) 說明2中找到了問題涉及到的、相 互獨(dú)立的較多線索或信息.但 沒有進(jìn)一步的詳細(xì)說明3找到了與問題相關(guān)的大員 線索或信息.并對(duì)每條線索進(jìn) 行了詳細(xì)說明4關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)水平低從所給問題的某一部分歸 納出了解決問題的方法5中從所給問題的多個(gè)不同部 分歸納出了解決問題的方法6髙利用問題所提供的全部信 息，全而歸納出解決問題的上 要方法7擴(kuò)展的抽象結(jié)構(gòu)水

19、平嫁合利用問題提供的所冇 線索或信息,給出高度概括性 的結(jié)論，并對(duì)傳統(tǒng)的解決問題 方法和相關(guān)的學(xué)科原理做出質(zhì) 疑或評(píng)價(jià)8理，將SOU)分類理論的五種結(jié)構(gòu)水平賦予不同的 等級(jí)分?jǐn)?shù)，那么學(xué)生對(duì)問題冋答的質(zhì)最就町以被最 化，帚化的分?jǐn)?shù)可以作為終結(jié)性評(píng)價(jià)的依據(jù).教師 也可以依據(jù)開放性問題的具體內(nèi)容做適當(dāng)調(diào)整.其次,SOLO分類方法和其他各種評(píng)價(jià)方法綜介 運(yùn)用，可以實(shí)現(xiàn)物理課程改革的評(píng)價(jià)目標(biāo)多元化和 評(píng)價(jià)手段多樣化.從而對(duì)學(xué)生進(jìn)行全面合理的評(píng)價(jià). 所以,化教學(xué)過程中，教師要將封閉性習(xí)題與開放性 習(xí)題有機(jī)結(jié)介，在封閉性習(xí)題的基礎(chǔ)上編制一定數(shù) M的尸放性問題.現(xiàn)舉兒個(gè)物理開放性問題的例子.(1) 試測(cè)定鐵塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù).(2) 給你一只內(nèi)阻不計(jì)的電源，但電壓耒知,一 只已知電阻R, 一只未知電阻符合量程要求的 理想電圧表、電流表，開關(guān)、導(dǎo)線若干可供選擇將 &接在電源上測(cè)其消耗的功率巴，畫出電路圖并寫 出簡(jiǎn)要步驟及E的表達(dá)式.(3) 騎H行車時(shí).如果停止用力踏腳踏板由J： 地面的阻力，h行車在水平路而上再前進(jìn)一段路程 就會(huì)停止運(yùn)動(dòng).試測(cè)定R行車在這一段路程中所受 到的平均阻力.參考文獻(xiàn)1高凌颶吳維宇，黃牧航.開放性試題的編制與評(píng)分.人 Rftfj.2006( I)2蔡永紅.SOLO分類理論及其在