全国卷化学实验能力考查特点分析

童文昭 邹国华 王后雄

摘要： 以“回归”全国卷后的2015～2017年全国I卷第26题化学实验题为样本，结合SOLO分类理论及学习进阶（LPs）理论，从SOLO层级、LPs层级、SOLOLPs融合难度值等三个角度，对试题的能力结构进行分析，并从考查范围与侧重点、考查方式与创新等方面对全国卷化学实验能力考查特点进行了归纳梳理，提出相应的教学建议。

关键词： 全国卷； 化学实验； 能力结构； SOLO； 学习进阶

文章编号： 10056629（2018）2001906中图分类号： G633.8文献标识码： B

2017年，使用全国卷的省份已增加到26个。那么“回归”以来，全国卷在命题立意、考查方式、考查要求、能力导向等方面有何特征或变化趋势。本文以2015～2017共3年的全国I卷第26题实验题为样本，结合SOLO分类理论及学习进阶（LPs）理论，对试题的能力结构特点进行分析比较，并尝试对其相对难度进行了标定，以期发现“回归”以来全国卷对化学实验能力的考查特点及变化，为日常化学实驗教学及能力测评提供参考。

1理论概述

基于标准化试题中的“问题”基本为“结构良好问题”，有着明确的信息、目标及解决方案。因此，问题解决的难度主要源自于信息与目标间的障碍及解决方案的选择障碍。与教育测量学领域喜欢用通过率表示问题难度不同，教育心理学领域更多采用认知负荷理论、信息加工理论等对问题解决的认知心理过程进行分析。辛自强（2003）[1]在“关系表征复杂性模型的检验”中认为问题难度与问题解决难度为两个不同概念，“关系复杂性”决定于问题内部关系的层级及数量，是“问题难度”的主要属性；“表征复杂性”是问题关系复杂性与问题主体特点（如工作记忆容量、领域知识水平等）相互作用的结果，是“问题解决难度”的本质属性。可以看出，该模型中的“关系复杂性”实质上描述的是从信息加工到目标解决的思维复杂度，而决定“问题解决难度”的“表征复杂性”则是思维复杂度与知识难度共同作用的结果。基于以上认识，本文将从思维和知识两个层面融合分析问题解决的能力特点及要求。

1.1SOLO分类理论

彼格斯（Biggs）的SOLO分类理论（structure of the observed learning outcome）是一种“检测一个人回答某个问题时所表现出来的思维结构”的方法，其根据回答问题时的表现将回答者的思维结构由低到高分为五个层次（见表1）[2]。作为一项面向学习成果（问题回答结果）的评价方法，该理论也可应用于问题内在能力结构的观测与评估。基于在设置问题时所期望获得的回答不可能是

“无关回答”（前结构），可将一个问题所考查的思维能力结构分为四种层级： （1）低层级（U）： 该层级思维具有“单点结构（Unistructural）”特征，只需根据问题线索对单个素材或知识进行运用，即可“点对点”地解决问题；（2）中层级（M）： 该层级思维具有“多点结构（Multistructural）”特征，需根据问题线索，对多个相互独立的相关信息和知识进行应用；（3）高层级（R）： 该层级思维具有“关联结构（Relational）”特征，需根据问题线索，在经验范围内利用不同素材或知识的逻辑关联进行推导及应用；（4）最高层级（E）： 该层级思维具有“抽象扩展结构（Extended abstract）”特征，需根据问题线索，对未经历过的情景进行信息挖掘和拓展，并应用联想、预测、假设等方式实现“超越经验”的迁移。

1.2学习进阶（LPs）理论

SOLO分类理论视角下的问题能力结构主要是从所涉知识及信息的关联、加工、应用的复杂程度上考虑的，侧重于反映解决问题过程中的思维结构。然而，如前所述，问题所涉知识本体的理解难度或应用难度也是决定“问题解决难度”的主要因素。学习进阶（Learning Progressions， 简称LPs）作为一项基于实证的学习科学研究，其目标旨在“描述学生关于某一核心知识及相关技能、能力、实践活动在一段时间内趋于深入和复杂的学习发展历程”[3]。通过对大跨度时间范围内同一研究样本的跟踪实证测评，学习进阶能较好地根据学生实际认知发展情况对某一主题知识进行水平层级的划分。这些层级不仅反映了学生在不同阶段对某一知识的认知发展水平，也反映了该知识主题的认知难度，如高水平层级对应着高认知要求。需要指出的是，在知识的认知水平与知识本体难度的区分问题上，由于学习进阶划分的知识认知水平反映的是学生对知识的认知难度（非专家角度的知识难度），而本文是从解题者（学生）的角度去分析问题解决的难度，因此以知识的认知水平层级（LPs层级）代替知识本体难度。

2化学实验能力的SOLOLPs分析模型

2.1高考化学实验能力的层级分析

《普通高中化学课程标准》及《考试大纲》分别对化学实验能力的教学及考查作了相应的规定，通过对具体要求及表述的综合梳理，结合杨玉琴（2012）[4]构建的“化学实验认识能力”学习进阶（图1），我们将高考化学实验能力要求划分为4个层级13种类型（表2）。对于试题的化学实验能力层级分析，以每个小题或每一问为一个分析单元，分别从“SOLO层级”、“LPs层级”两个角度进行。SOLO层级的分析主要从问题解决过程中所应用的实验知识与能力、素材信息的运用与挖掘、知识的逻辑推理与关联等方面对问题的思维能力结构进行分析，再根据具体分析情况，结合前述SOLO分类理论视域下的思维操作层级确定试题中具体某一问题的SOLO层级。LPs层级的分析则根据SOLO层级分析中涉及的化学实验知识与能力，结合表2的“高考化学实验能力的学习进阶层级与类别”进行归类，若某一问题涉及多个不同层级的实验知识，则以最高层级确定该问题的LPs层级。

2.2SOLOLPs难度模型

基于“关系表征复杂性模型”对“问题解决难度”的概念界定，可以认为本文从思维（SOLO）和知识（LPs）两个层面构建问题解决难度分析模型具有一定的认知心理模型的检验价值。为更好地观测比较试题的考查特点和差异性，并避免单一视角下造成的偏颇，让分析结果所展现的问题解决难度更接近学习者的实际感受，我们把SOLO与LPs融合并进行量化赋分。因为问题解决难度与问题的思维难度和知识难度都成正相关，因此采用SOLO和LPs分别赋值再相乘合并统计的方式。需要说明的是，两者赋值相乘，是为解决单一表征造成的偏颇，故通过相乘来共同表征问题解决难度，乘积值仅用于区分问题间的相对难度大小。乘积值相同，并不代表难度或意义相同，正如测量领域中试题分析用得分率表示难度系数时，不同题的难度系数值相同仅代表得分情况相同，并不反映学生在解决这两题时的难度感受是一致的。