基于SOLO理論的情境類原因分析題解題策略

陶佳卉 沈初見

摘要嘗試運用SOLO理論進行情境類原因分析題的難點分析，進而建構圍繞科學思維培養的解題模型，以實現此類高考重難點題型的突破。

關鍵詞 情境類原因分析題 SOLO理論 科學思維 解題模型

中圖分類號G633. 91文獻標志碼B

情境分析能力是高中生物學學科核心素養的重要組成部分，主要體現在學生運用生物學概念探討、闡釋生命現象及規律的能力，是對核心素養中生命觀念和科學思維水平進行評價的重要方面。在高考題中，對學生情境分析能力的考查形式多樣，其中情境類原因分析題是難度較大的題型，每年出現在非選擇題中的概率大且失分率居高不下。然而，筆者查閱相關文獻后，卻鮮少發現中學生物教師對于如何突破此類高考重難點題型的研究，因而擬開展情境類原因分析題的解題策略研究，以期為一線中學教師提供思考。

1理論指導，難點分析

SOLO理論由香港大學教育心理學教授比格斯基于皮亞杰的認知理論而創立，可用于評價學生分析問題的科學思維高度，按照能力從低到高可依次劃分為 5個層次。①前結構層次：學生基本上無法理解問題和解決問題，只提供了一些邏輯混亂、沒有論據支撐的答案。②單點結構層次：學生找到了一個解決問題的思路，但卻就此收斂，單憑一點論據就跳到答案上去。③多點結構層次：學生找到了多個解決問題的思路，但卻未能把這些思路有機地整合起來。④關聯結構層次：學生找到了多個解決問題的思路，并且能夠把這些思路結合起來思考。⑤抽象拓展層次：學生能夠對問題進行抽象的概括，從理論的高度來分析問題，而且能夠深化問題，使問題本身的意義得到拓展。

情境類原因分析題是一類基于對創設情境的分析，用文字表述其中生物學現象或規律的主觀性試題。針對其失分率高的原因，教師可運用SOLO理論進行分類分析。①概念定位出錯：情境類原因分析題可以出現在非選擇題的各類大題，其所創設的情境變化多樣，內容廣泛，涵蓋高中階段各類概念。處于前結構層次的學生往往情境分析能力較弱，概念掌握不牢固，所以缺乏精準定位與題設情境相應的生物學概念的能力。例如，對浙江省2018年31題第（3）小題“F1出現4種表現型的原因是”，學生沒有將情境中多種表現型的生物學現象與基因重組的概念聯系起來就會失分。②概念剖析不全：處于單點結構層次的學生在完成概念定位后，因對概念的剖析不夠全面也會導致失分，其實就是沒有找全與之相關的各方面影響因素。例如，對燈光下葉圓片上浮問題，學生只認為是光合作用產生氧氣的作用，而沒有意識到其為光合作用和細胞呼吸共同作用的結果。③邏輯推理缺失：此類題型常要求學生具備將創設情境與結果之間的邏輯關系環節推理出來的能力，多點結構層次的學生會因為邏輯推理環節缺少而失分，如分析出表格中某葉綠素含量高，跳過光反應環節，直接答光合作用速率。④闡釋歸納不到位：主觀性試題需要學生能歸納概括邏輯關系并組織文字表達清楚。概括得到的關鍵詞不精準文字表達不規范都是常見的失分原因，處于關聯結構層次的學生往往在抽象概括能力方面仍有缺陷，所以清晰而準確地呈現最終答案是其難點所在。

2模型建構，分步解析

為了解決學生因科學思維的欠缺導致情境類原因分析題失分，筆者設計了圍繞科學思維培養的解題模型（圖1），可以提升學生的解題速度與正確率。

①概念定位：為了使學生具備良好的情境→概念聯系能力，教師引導學生從大量的情境資料中分析、提煉出關鍵詞，再幫助學生定位所考查的生物學概念，隨后將抽象的生物學概念具體化、情境化，即書寫出與情境條件對應的概念定義，從而實現前結構思維層次的突破。

②剖析推理：當題設情境對應的次位概念不止一個時，其思維高度的要求從單點結構層次進入多點結構或關聯結構層次，充分體現了對學生邏輯推理能力的考查。在本環節，教師引導學生剖析這些次位概念之間的邏輯關系。常見的關系類型有如圖2所示的“單線式”與“多線式”。教師可以選擇圖2中合適的類型來體現剖析推理所得的邏輯關系，并將第一步定位的次位概念依次代入其中。

③概括闡釋：當邏輯關系中涉及多個次位概念時，如果將全部定義內容都表述出來，則會出現情境針對性不強的問題。因此，教師需結合情境條件，引導學生依次將邏輯關系類型中各次位概念定義進行精準概括，然后將所得的概念名詞來分別替代定義，進而使學生規范地闡釋第二步所得的邏輯關系。其中，能否實現精準概括是本環節的難點所在，同時也考查了學生的思維高度是否已達到抽象拓展層次。

3實例應用

由于情境類原因分析題類型多樣，考查的重難點有所差異，學生在碰到實際題型時還是較難把握，因此選取對難點突破起到關鍵作用的兩大環節“概念定位”和“剖析推理”，舉例闡述具體解題策略。

3.1概念定位類

【例1】（2020年1月·浙江生物高考）28.已知某二倍體雌雄同株（正常株）植物，基因t純合導致雄性不育而成為雌株，寬葉與窄葉由等位基因（A、a）控制。將寬葉雌殊與窄葉正常株進行雜交實驗，其F1全為寬葉正常株。F1自交產生F2，F2的表現型及數量：寬葉雌株749株、窄葉雌株251株、寬葉正常株2 250株、窄葉正常株753株。

（2）為什么F2會出現上述表現型及數量？。

解題策略：這類題型主要考查情境→概念聯系能力。按照上述解題模型，本類題型解決的關鍵在于做好第一、二環節，即情境分析與概念定位。具體解題過程如下：①情境分析，雌雄性別和寬窄葉葉形分別由兩對基因（T、t和A、a）控制，所得F2各表現型及數量為寬葉雌株749株、窄葉雌株251株、寬葉正常株2 250株、窄葉正常株753株，分析情境后，提煉得出關鍵詞“兩對基因位于非同源染色體”。②概念定位，兩對基因位于非同源染色體上對應基因自由組合類的基因重組概念“F1形成配子時，等位基因分離的同時，非同源染色體上的非等位基因白由組合”。類似的高考試題，見表1，在運用“情境分析→關鍵詞提煉→概念定位→定義情境化”的解題策略后，均有效突破了本類題型的難點。

教學建議：在情境類原因分析題中，本類題型對學生的邏輯思維層次要求相對較低，關鍵是培養次位概念的理解應用能力。教師在高考復習階段可讓學生將教材中重要的生物學概念及與之對應的案例一一列舉出來，先引導學生分析教材的簡單情境，使學生加深對這些概念的理解；然后，創設生產生活中的新情境，提升學生分析材料、提煉關鍵詞的能力。教師通過平時對學生“概念→情境”科學思維能力的培養，使學生實現高考試題中“情境→概念”聯系能力的提升。3.2剖析推理類

【例2】（2020年7月·浙江生物）30.欲研究生理溶液中K+濃度升高對蛙坐骨神經纖維靜息電位的影響和Na+濃度升高對其動作電位的影響。請完善以下實驗思路，預測實驗結果，并進行分析與討論

（1）完善實驗思路：

組1：將神經纖維置于適宜的生理溶液a中，測定其靜息電位和刺激后的動作電位并記錄。

組2：將神經纖維分別置于K+濃度依次提高的生理溶液b、c。

組3：將神經纖維分別置于Na+濃度依次提高的生理溶液d、e中，測定其刺激后的動作電位，并記錄。

對上述所得的實驗數據進行分析與處理。

（3）簡要解釋組3的實驗結果：。

解題策略：本類題型的難點是解題模型的第三環節“剖析推理”，即理清各次位概念間的邏輯關系。根據題設情境，定位對應的次位概念為“物質跨膜運輸的影響因素”和“動作電位的影響因素”；隨后，分析出這兩個概念的邏輯關系為單線式類型“情境關鍵詞→次位概念1→次位概念2→結果現象”，將情境中的具體名詞對應帶入，即為“生理溶液中Na+濃度提高→Na+濃度差增大，Na+的跨膜運輸加快→Na+內流加快，動作電位增大”；最后，將其細化后就可得出“細胞外Na+濃度提高，膜內外的濃度差增大，興奮時Na+通過Na+通道內流加快，動作電位增大”。

教學建議：這類題型對于剖析推理的科學思維能力要求較高。解答例2時，要注意推理過程需循序漸進，不要遺漏中間環節。例如，有些學生容易從“細胞外Na+濃度提高”直接過渡到“Na+內流加快”，而忽略了Na+跨膜運輸的直接影響因素是濃度差。這似乎是漏了一個推理環節或動作電位概念掌握不牢固的問題，但從本質上是學生對易化擴散影響因素的概念掌握不到位，牽連到考查動作電位概念時出錯。因而，在高考復習階段，教師可給予學生涵蓋多個次位概念的綜合情境，促進學生建構概念網的形式來落實各個概念，鍛煉學生歸納、梳理概念之間邏輯關系的能力。

對于側重考查學生邏輯思維能力的情境類原因分析題，常見類型除例2外，還有多線式的概念邏輯關系，即各次位概念從多個方向影響最后的實驗結果。具體案例如下：①來源去路型，如2021年1月浙江生物高考第27題“綠藻放氧速率比光反應產生O2的速率慢的理由是”，此題中光合作用是產生O2的來源，細胞呼吸是消耗O2的去路，兩者的概念關系式為“表觀光合速率=實際光合速率（來源）—細胞呼吸速率（去路）”，代入具體情境名詞，“綠藻放氧速率=光反應產生O2速率—細胞呼吸消耗的O2”即為理由。②相互獨立型，如分析午休現象的原因，一方面是由于氣孔關閉，導致CO2吸收減少，另一方面是中午溫度過高，導致酶活性下降，這兩個相互獨立的影響因素都會使光合速率下降。從這兩個案例中，可以看出多線式邏輯關系的題型需要學生具備多點關聯能力，對科學思維的層次要求更高，需要教師在復習階段創設多因素影響情境，如固定化酶的實驗效果影響因素、重組DNA轉化成功率的影響因素等，來鍛煉學生的發散性思維，實現多點關聯結構層次的突破。

綜上所述，基于SOLO理論的科學思維能力分析，能準確把握情境類原因分析題的失分本質。據此建構的解題模型通過分步落實難點，提供了切實有效的解題策略。

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部.普通高中生物學課程標準（2017年版2020年修訂）[S].北京：人民教育出版社，2020.

[2]常曉芳.基于SOLO分類理論的生物學試題命制[J].生物學教學，2020，45（6）：55-57.