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基于SOLO 层级与学业质量水平的高中物理实验课教学评一体化研究 ——以“欧姆表的原理与使用”实验复
2026-01-07

基于SOLO 层级与学业质量水平的高中物理实验课教学评一体化研究

——以“欧姆表的原理与使用”实验复习为例

鄂南高中 涂瑞生

摘要：本文首先结合表格系统阐述SOLO分类理论的核心内涵与层次特征；其次聚焦科学探究核心要素，基于初步设计表格优化呈现实验部分物理学业质量水平等级划分；再次以“欧姆表的原理与使用”实验复习设计为载体，构建SOLO分类理论、科学探究学业质量水平与实验复习任务的对接表格，明确各层级教学导向；最后进行总结与展望。研究旨在为高中物理实验课分层教学、精准评价及复习设计提供理论支撑与实践参考。

关键词：SOLO分类理论；物理学业质量水平；实验教学；欧姆表；

《普通高中物理课程标准（2017年版2020年修订）》明确核心素养导向的课程目标，实验课是落实这一目标的关键载体，而实验复习课则是巩固知识、提升技能的重要环节。SOLO分类理论可精准评估学生思维结构复杂度，将其与物理学业质量水平结合应用于实验复习设计，能实现学生实验思维的精准定位，提升复习教学实效。本文以“欧姆表的原理与使用”为例展开研究。

一、SOLO分类理论核心内涵及层次特征

SOLO（Structure of Observed Learning Outcomes）分类理论由Biggs和Collis于1982年提出，核心是通过分析学生作答表征，判断其思维结构复杂度，评估知识理解深度。该理论将学习结果分为五个递进层次，各层次认知特征与表现如下表1所示。

表1 SOLO分类理论各层次核心特征及表现


SOLO层次核心思维特征典型学习表现实验教学适配
前结构思维混乱，无法建立知识关联；作答逻辑无序无法理解题意，凭猜测作答；无法完成基础知识迁移无法明确实验目的与原理；实验操作无逻辑
单点结构聚焦单一知识点；解题思路单一，忽略知识关联识别单一关键信息作答；知识理解浅显，无法多角度分析明确单一实验要点；指导下完成基础操作，无法关联原理
多点结构识别多个知识点；无法建立知识关联，思路分散提取多个关键信息分别作答；要点无逻辑关联，无法整合解题掌握多个实验要点；独立完成基础操作，无法梳理逻辑
关联结构建立知识关联，整合知识解决复杂问题，形成完整逻辑链整合关键信息建立关联；形成完整解题思路，验证结果梳理实验各要素关联；规范操作，分析数据，解决简单问题
拓展抽象抽象知识为通用模型；迁移应用于新情境，创新思考构建知识模型；迁移解决新颖问题，优化创新方案理解实验原理本质；迁移设计创新实验，优化方案

SOLO五层次呈递进关系：前三层体现知识“量”的积累，后两层体现思维“质”的提升。这种划分可精准反映学生思维水平，为实验分层教学与评价提供依据。

二、高中物理学业质量水平等级划分及实验部分解读

物理学业质量水平依据核心素养表现分为五级，其中水平1-2对应学业水平考试，3-4对应高三选考，5对应高校自主招生，为教学目标、评价与命题提供标准。

2.1 物理学业质量水平核心维度概述

物理观念含物质、运动与相互作用、能量观念；科学思维含模型构建、推理、论证、创新；科学探究含问题、证据、解释、交流要素；科学态度与责任含科学本质、态度、社会责任要素。

2.2实验中SOLO分类水平与学业质量水平各要素的对应关系

物理学科核心素养中科学探究主要包括问题、证据、解释、交流等要素。依据SOLO分类评价理论视角，明确其与学业质量水平的对应关系，具体如下表2所示。

表2 实验中SOLO分类水平与学业质量水平各要素的对应关系


素养要素水平描述水平SOLO层次
科 学 探 究问题具有问题意识水平1单点结构
能观察物理现象，提出物理问题水平2多点结构
能分析物理现象，提出可探究的物理问题，作出初步的假设水平3多点结构
能根据相关事实或结论，提出并准确表述可探究的物理问题，作出有依据的假设水平4关联结构
能面对真实情境，从不同角度提出并准确表述可探究的物理问题，作出科学假设水平5拓展抽象
证据能在他人指导下使用简单的器材收集数据水平1单点结构
能根据已有的科学探究方案，使用基本的器材获得数据水平2单点结构
能在他人帮助下制定科学探究方案，使用基本的器材获得数据水平3多点结构
能制定科学探究方案，选用合适的器材获得数据水平4关联结构
能制定有一定新意的科学探究方案，灵活选用合适的器材获得数据水平5拓展抽象
解释能对数据进行初步整理水平1单点结构
能对数据进行整理，得到初步的结论水平2多点结构
能分析数据，发现特点，形成结论，尝试用已有的物理知识进行解释水平3多点结构
能分析数据，发现其中规律，形成合理的结论，用已有的物理知识进行解释水平4关联结构
能用多种方法分析数据，发现规律，形成合理的结论，用已有的物理知识进行科学解释水平5拓展抽象
交流具有与他人交流成果、讨论问题的意识水平1单点结构
能撰写简单的报告，陈述科学探究过程和结果水平2多点结构
能撰写实验报告，用学过的物理术语、图表等交流科学探究过程和结果水平3多点结构
能撰写完整的实验报告，对科学探究过程与结果进行交流与反思水平4关联结构
能撰写完整规范的实验报告，交流、反思科学探究过程与结果水平5拓展抽象

由表2可知，SOLO评价理论是通用的评估方法，依据作答涉及知识点数量及关联程度评估知识理解深度；物理学科学业质量水平是学科专属评价方法，聚焦学生解决问题的程度与问题性质划分，更具专业性。二者从不同维度评估学生表现，SOLO理论侧重作答层次，学业质量水平侧重学习表现，结合二者可全面分析教学价值，精准定位学生知识理解程度，为教学实施提供科学依据。

三、SOLO理论与学业质量水平对接表（以欧姆表实验复习为例）

“欧姆表的原理与使用”是电学实验核心内容，涵盖闭合电路欧姆定律等多个知识点，是培养科学探究素养的优质载体。结合前文SOLO理论内涵及科学探究各要素与学业质量水平的对应关系，构建三者与该实验复习设计的对接表，明确各层级复习任务、典型表现及评价标准，为复习教学提供精准实践支撑，具体如下表3所示。

表3 SOLO理论、科学探究学业质量水平与欧姆表实验复习设计对接表


SOLO层级核心思维特征质量典型表现复习任务导向评价标准
前结构水平思维混乱，无法建立知识关联；对实验核心要素无认知水水平1无法区分欧姆表与其他电表；不知调零操作；不理解原理；无法回应简单测量问题基础认知：结构识别、电表差异辨析、使用步骤梳理准确识别结构；区分电表差异；记忆使用步骤
单点结构聚焦单一知识点；忽略知识关联；复习思路单一水平2识别结构但无法解释关联；指导下调零但不理解原理；指定量程测量但无法分析量程；仅能记录数据单一知识点应用：调零专项练习、指定量程测量、原理初步认知独立完成调零；准确测量记录；初步关联原理
多点结构识别多个知识点；无法建立关联；思路分散水平3独立完成基础操作但无法梳理逻辑；读取数据但无法分析量程与精度关系；知晓规律但无法关联原理；发现异常无法分析原因多点知识拆解：多量程测量对比、操作逻辑梳理、规律与原理关联探究梳理操作逻辑；对比分析数据；尝试关联解释；识别简单异常
关联结构建立知识关联；整合知识完成复杂任务；形成完整逻辑链水平4完整解释原理与调零本质；合理选量程并分析误差；规范完成实验并处理数据；分析解决常见异常；撰写完整报告综合应用：原理推导解释、量程优化、异常分析解决、报告撰写、测量方法对比合理选量程并分析误差；解决异常问题；撰写规范报告
拓展抽象抽象知识为通用模型；迁移应用于新情境；创新思考；优化方案水平5抽象为电阻测量模型并迁移应用；分析电源参数影响并优化；设计衍生实验；对比测量方法并创新改进；反思优化复习策略迁移创新：电源参数影响探究、衍生实验设计、方案创新改进、测量方法对比、复习策略优化模型迁移应用；设计优化方案；合理选择测量方法；深度反思优化

对接表实现“理论-标准-实践”融合，为教师提供清晰复习指引。教师可对照表格根据学生思维水平设计分层任务，实现因材施教，并依据评价标准精准评估，及时调整复习策略。例如，对单点结构水平学生侧重基础操作练习；对关联结构水平学生侧重原理推导与异常解决；对拓展抽象结构水平学生侧重衍生实验与方案创新。

四、总结与展望

本文以SOLO分类理论与物理学业质量水平为基础，完成三部分核心研究：系统阐述SOLO理论层次特征；解读物理学业质量水平，梳理实验部分要求；构建三者与欧姆表实验复习的对接表。

研究表明，二者结合可精准定位学生实验思维水平，对接表实现理论与实践衔接，提升复习教学实效，助力核心素养落地。本研究存在局限性：对接表仅适用于欧姆表实验，未拓展至其他实验；评估缺乏大规模实践验证。未来可拓展应用范围，结合教学实践优化表格，探索“教-学-评”一体化评价体系。

参考文献

[1] 中华人民共和国教育部. 普通高中物理课程标准（2017年版2020年修订）[S]. 北京：人民教育出版社，2020.

[2] 高凌飚，张洪岩. 学习质量评价：SOLO分类理论[M]. 北京：人民教育出版社，2010.

[3] 王铭志. 核心素养导向下高中物理实验教学评价研究[J]. 物理通报，2024（08）：45-49.

[4] 李丽. 核心素养导向下高中物理电学实验教学策略研究[J]. 中学物理教学参考，2023，52（24）：34-36.

[5] 涂瑞生. SOLO理论指导下 欧姆表实验分层复习策略[J]. 湖北教育，2025（08）：44-46.



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