基于SOLO分类理论的高中生物命题情境测评分析与启示

黄晶星

（莆田第二中学 福建莆田 351131）

在新教材、新课标、新高考的大背景下，高中生物学试题的命制应通过设置真实的试题情境，考查学生灵活运用所学知识分析解决问题的能力。新课标在命题建议中指出，基于真实情境的设问要有清晰的层次与严谨的逻辑，指向核心素养的不同水平。不同学生由于学习认知水平的差异，所能到达的高中生物学学业质量水平的层级也不一样，因此提高试题情境设计的层级性非常必要。

1 试题情境测评框架的构建

1.1 SOLO分类理论

SOLO分类理论认为，被试回答某个问题时所表现出来的思维结构是可检测的，称之为“可观察的学习成果结构”。高中生物学科学业质量水平以本学科核心素养的生命观念、科学思维、科学探究和社会责任为四个维度，并将每个维度划分为可进阶的四个水平。这与SOLO分类理论中的思维结构在内涵上具有一致性。SOLO分类理论的层级结构见表1，其类型由简单到复杂的，层层递进，前三个层级比较基础，属于低阶思维，而后两个层级指向于思维能力的进一步发展，属于高阶思维能力。

表1 SOLO分类理论层级分析

1.2 试题情境的测评

基于背景材料的复杂程度，试题情境可划分为“简单”与“复杂”；若考虑到学生对情境的熟悉程度，又可划分为“熟悉”与“陌生”。这些划分方法更多地从命题者的角度出发，反映的是命题者想要达到的考查目的，很难有效地检测不同层次学生的学业质量水平达成情况。试题情境的设置应更多考虑从学生的情境活动出发。情境活动是指在情境中所进行的问题解决或任务完成活动。根据学生在情境活动中所展现的思维结构特点，可将其分为简单情境活动和复杂情境活动。简单情境活动需要调动学生单一的认知活动，对应于SOLO理论中的单点结构层级和多点结构层级；复杂情境活动需要学生综合运用多种认知，对应于SOLO理论中的关联结构层级和抽象拓展结构层级。运用SOLO分类理论，结合学业质量水平与高考考查要求，可构建试题情境测评框架表（表2）。其中，单点结构与多点结构的试题情境考查的是学生的基础知识和能力水平，情境中包含的信息较少，逻辑关系相对简单；关联结构与抽象拓展结构的试题情境更为复杂，测评是学生学科核心素养的水平。

表2 试题情境测评框架表

2 试题情境实例分析

2.1 “单点结构”实例分析

【例1】（2022年·广东卷·3）在2022年的北京冬奥会上，我国运动健儿取得了骄人的成绩。在运动员的科学训练和比赛期间需要监测一些相关指标，下列指标中不属于内环境组成成分的是 （ ）

A.血红蛋白 B.血糖

C.肾上腺素 D.睾酮

试题分析：本题考查的是内环境的概念，解题只需学生回忆单个知识点，即血浆的化学组成，因此本题属于SOLO层级中的单点结构水平。此种试题情境多见于教材的课后练习与高考试卷的基础选择题，教师在考查学生对教材中陈述性必备知识的理解时，可考虑设置该层级试题情境。

2.2 “多点结构”实例分析

【例2】（2021年·福建卷·6）下列关于生态茶园管理措施的分析，错误的是 （ ）

A.使用诱虫灯诱杀害虫，可减少农药的使用

B.套种豆科植物作为绿肥，可提高土壤肥力

C.利用茶树废枝栽培灵芝，可提高能量的传递效率

D.修剪茶树枝叶通风透光，可提高光合作用强度

试题分析：本题以“生态茶园”作为学生熟悉的农业生产情境。其中A项考查生态系统信息传递的生物防治；B项考查套种的概念及意义；C项考查生态系统能量流动的意义；D项考查光合作用影响因素。且这四个知识点之间无需进行比较与分析，直接判断即可得出答案。此种试题情境是侧重考查学生对教材中的多个必备知识点的理解，包括陈述性知识和程序性知识，且对关键能力的要求不高。

2.3 “关联结构”实例分析

【例3】（2022年·山东卷·10）石蒜地下鳞茎的产量与鳞茎内淀粉的积累量呈正相关。为研究植物生长调节剂对石蒜鳞茎产量的影响，将适量赤霉素和植物生长调节剂多效唑的粉末分别溶于少量甲醇后用清水稀释，处理长势相同的石蒜幼苗，鳞茎中合成淀粉的关键酶AGPase的活性如图1。下列说法正确的是（ ）

图1 不同处理下鳞茎中石蒜幼苗AGPase的活性变化

A.多效唑通过增强AGPase活性直接参与细胞代谢

B.对照组应使用等量清水处理与实验组长势相同的石蒜幼苗

C.喷施赤霉素能促进石蒜植株的生长，提高鳞茎产量

D.该实验设计遵循了实验变量控制中的“加法原理”

试题分析：本题情景属于学习探索情境。题干信息的呈现形式多样，包含文字、折线、数据等，需要学生根据选项，从题干中获取重要信息，理清解题逻辑，通过分析、比较才能正确作答。学生首先从题干中明确实验设计的变量，获取诸如“植物生长调节剂多效唑、赤霉素、AGPase活性、淀粉含量与石蒜鳞茎产量”等重要信息，再比较三条折线，通过AGPase活性数值大小，构建的这些信息的知识网络，最后进行比较、分析，即可得出结果。以C项为例，由折线可知，赤霉素降低AGPase的活性，进而抑制鳞茎中淀粉的积累，根据石蒜地下鳞茎的产量与鳞茎内淀粉的积累量呈正相关，可推理出：喷施赤霉素不能提高鳞茎产量，反而使得鳞茎产量减少。整体上来说，该题的解答需要学生具备获取信息的关键能力，并能构建相关的知识网络，通过推理、论证得出答案，因此属于SOLO分类层级中的关联结构水平。此类层级情境侧重考查必备知识中的程序性知识，也是高考常见的试题情境设计方式，更是在高三复习需要重点关注的试题情境。

2.4 “抽象拓展”实例分析

【例4】（2021年·福建卷·17题节选）大气中浓度持续升高的CO2会导致海水酸化，影响海洋藻类生长进而影响海洋生态。龙须菜是我国重要的一种海洋大型经济藻类，生长速度快，一年可多次种植和收获。科研人员设置不同大气CO2浓度（大气CO2浓度LC和高CO2浓度HC）和磷浓度（低磷浓度LP和高磷浓度HP）的实验组合进行相关实验，结果如下图所示。

图2 不同CO2和磷浓度组合下的ATP水解酶相对活性

图3 不同CO2和磷浓度组合下的光合速率随光照强度的变化

（4）磷等矿质元素的大量排放导致了某海域海水富营养化，有人提出可以在该海域种植龙须菜。结合以上研究结果，从经济效益和环境保护的角度分析种植龙须菜的理由是____________。

试题分析：本题主要考查ATP、光合作用和细胞呼吸、水体富养化相关知识。题（4）最后一空要求学生利用“高磷浓度能提高龙须菜的净光合速率”的研究结果，在新情境“种植龙须菜”中解决问题，因此属于抽象拓展结构。

3 反思与启示

基于SOLO分类理论的试题情境测评框架能够反映分层与进阶学习的特点，也可以用于课堂的常规教学、试卷编制和试题讲评等。在试卷编制中，创设具有层级性的命题情境，是实现对学生不同学业水平考查的重要抓手。教师可以《普通高中生物学课程标准（2017年版）》和《中国高考评价体系》作为试卷编制的依据，根据如图4所示的基本思路进行基于SOLO分类理论的试题情境测评的试卷编制。

图4 基于SOLO分类理论的试题情境测评的试卷编制思路

此外，基于SOLO分类理论的试题情境测评框架有利于对学生的学习反馈情况进行分类评价，可以准确评估学生对相关内容的掌握情况，提高教学的有效性。为了便于实际操作，教师可将“关联结构”与“抽象拓展结构”合并为一个层级，视为高阶思维，并由此将学生的答题情况依次分成前结构、单点结构、多点结构与高阶思维四个水平。这种进阶式的评价模式，能够引导学生从答题结果中正确地评估自己关键能力的达成情况，从根本上提升学生的学习水平。对于高三复习而言，通过测评框架还可以引导学生层层递进，经历深度思考，从而达到完善知识框架、提升学科核心素养的目的。