SOLO 分类理论在初高中衔接性生物学作业设计中的应用
——以“细胞分裂”作业设计为例

余雪梅 余 霞

（1.南平市高级中学，福建 南平 518000；2.福建师范大学生命科学学院，福建 福州 350025）

《普通高中生物学课程标准（2017 年版2020 年修订）》（以下简称高中生物学课程标准）明确指出,高中生物学课程是义务教育阶段相关课程的延伸和拓展。在教学过程中，教师必须注意学生头脑中已有的前概念。［1］因此，有必要在高中生物学新授课前根据学生对初中生物学认知的差异性，应用SOLO 分类理论设计初高中衔接性生物学作业，并对学生作业进行诊断，从而进行认知水平分层，为学生“量体裁衣”，制定科学、有效的教学“锚点”，有针对性地进行差异化的初高中衔接教学，促进每一位学生的发展。

一、SOLO 分类理论概述

认知领域教育目标分类学是关于学生认知水平分类的研究。目前较为流行的主要有布鲁姆教育目标分类学、皮亚杰认知发展学说及SOLO 分类理论等三种。布鲁姆分类体系把认知过程分为六个层次，但在评价学习结果时，其对认知过程的把握不够准确明晰。皮亚杰认知发展学说将认知发展分为四个阶段，侧重于描述人在不同年龄阶段的一般发展规律，但对于个人在解决特定任务时的实际表现重视不够。SOLO 分 类 理 论（Structure of the Observed Learning Outcome）是在皮亚杰学说的基础上发展起来的，由澳大利亚教育心理学家约翰·彼格斯与其同事凯文·科利斯提出，意为“可观察的学习成果结构”。SOLO 分类法对人们解决问题时所达到的认知水平进行可视化分析，它是一个思维可视化的工具，关注学生外显的学习成果，从学习成果的结构特征进行认知水平划分，由低到高分别为前结构（Prestructural，P）、单点结构（Unistructural，U）、多点结构（Multistructural，M）、关联结构（Relational，R）及拓展抽象结构（Extended Abstract，E）等五种水平（如表1）。［2］［3］根据SOLO 分类理论对学生的认知水平进行分类，可以直观、具体地反映学生对具体学习内容的认知水平。

表1 SOLO 分类理论的五种水平

二、初高中衔接性生物学作业设计概述

作业具有引导、诊断、巩固、反馈、评价等作用。［4］作业设计是指为了达成预期的学习目标，以挑选、改编、重组或者自主开发等多种方式形成作业的过程。［5］在“双减”的背景下，设计“少而精”的作业作为载体来诊断学生的认知水平具有研究与实践价值。

（一）SOLO 分类理论应用路径

设计初高中衔接性生物学作业是为了了解学生认知水平个体差异的具体情况，既要测评学生初中生物学认知水平，又要测评学生思维认知水平是否达到高中起始阶段要求的基本水平，搭建初高中衔接的“桥梁”，以便开展初高中衔接的差异化教学。

基于SOLO 分类理论的初高中衔接性生物学作业设计路径是：根据初高中生物学课程标准及教科书内容，利用SOLO 分类评价功能，将初中生物学内容按照认知水平设计为SOLO 分类理论的前结构P、单点结构U、多点结构M、关联结构R 等四个水平逐级考查，将高中与之衔接的较低层次内容设置为拓展抽象水平E 进行考查，最后对学生的解答情况进行分析，确定学生达到的SOLO 认知水平（如图1）。

图1 基于SOLO 分类理论的初高中衔接性生物学作业设计路径

如此设计的目的是：教师可以根据SOLO 分类理论的前四个水平明确学生对于已经学习过的相关初中知识的掌握程度——不具有回答该方面问题的能力（前结构水平P）、只掌握了构成问题之众多要点中的一个（单点结构水平U）、虽找到了构成问题之众多要点但不能将它们有机整合（多点结构水平M）、能够把问题之众多要点整合为一个有机整体（关联结构水平R），从而判断学生在初中生物学知识上的认知水平。若学生已经达到关联结构水平，为了判断其能否在高中新知识学习前，就将思维深化拓展到与之关联的高中较低级水平，可将高中与之衔接的较低层次内容设置为拓展抽象水平E 进行考查。经过五个层次的考查，为高中教师制订差异化教学的“锚点”奠定坚实的基础。

（二）初高中衔接性生物学作业案例及分析

现以“细胞分裂”作业设计为例，阐述基于SOLO分类理论的初高中衔接性生物学作业设计路径。

1.分析初高中生物学课程标准、教科书相关内容及要求

查阅、整理《义务教育生物学课程标准（2011 年版）》及高中生物学课程标准有关“细胞分裂”教学要求（表2）。［1］［6］

表2 课程标准对“细胞分裂”的相关要求

同时，梳理人教版初高中《生物学》教科书有关“细胞分裂”内容。《生物学·七年级上册》第二单元第二章第1 节“细胞通过分裂产生新细胞”描述了细胞分裂的基本过程和细胞分裂过程中染色体变化的结果。高中生物学新教材《必修1·分子与细胞》第6 章第1 节“细胞的增殖”阐述了细胞增殖、细胞周期及无丝分裂等概念，以及有丝分裂过程及其生物学意义，强调有丝分裂的物质变化、染色体行为及数量变化等。

2.设计初高中衔接性生物学作业

根据课程标准要求及教科书内容分析可知，初高中内容中均有涉及“细胞分裂过程”及“细胞分裂相关计算”，其是初高中“细胞分裂”内容衔接的“桥梁”。故以此设计初高中衔接性作业。将初中内容设置为SOLO 分类理论前四个水平逐级考查，将高中较低级水平内容设置为拓展抽象水平。

下面以“细胞分裂相关计算”作业为例，对SOLO分类理论在初高中衔接性生物学作业设计中的应用进行说明。“细胞分裂过程”的作业设计与此类似，不再赘述。

题目：细胞分裂相关计算

1.一个细胞有8条染色体，这个细胞分裂1次，形成的细胞数目是，每个新细胞中的染色体数分别是（ ）。

2.一个细胞有8 条染色体，这个细胞连续分裂3次，形成的细胞数目是（ ）。

3.有三个细胞，每30 分钟进行一次分裂，两个小时后，形成的细胞数目是（ ）。

4.a 个某动物的细胞，均含m 条染色体，连续分裂n 次，新形成的细胞数目是（ ）。在每次细胞分裂的过程中，每个细胞内染色体的数目变化过程是（ ）。

该题的设计思路分析如表3。

根据上述“细胞分裂相关计算题的SOLO 分层设计”，分析学生对该题的作答情况，评价其在该部分内容上的认知水平：第1 小题两个空全错的为前结构水平，答对其中任一空为前结构向单点结构的过渡水平，全对的为单点结构水平。第1、2 小题均回答正确的为多点结构水平。第1、2、3 小题均回答正确的为关联结构水平。第1、2、3 小题均回答正确，第4 小题任一空回答正确为关联结构向拓展抽象水平的过渡水平，第4 小题回答全对的为拓展抽象水平。

教师可根据全班学生对该题的SOLO 认知水平考查得分情况，“因材施教”，分层引导和帮助不同认知水平的学生进行课前预习、课后复习及作业巩固，促进每位学生对特定学习内容的认知升级。

综上所述，根据课程标准和教科书内容，应用SOLO 分类理论设计初高中衔接性生物学作业，以此作为脚手架分析学生对学习内容的认知水平及前科学概念，为实现初高中生物衔接性教学奠定基础。当然，利用SOLO 分类理论进行评价较为复杂，具有一定的主观性，需要教师及教科研人员不断反思、改进与提升，使其更具科学性与客观性。［7］