基于SOLO理論的2016—2020年云南省普通高中學業水平考試化學試卷分析*

董春燕，李艷妮，楊艷華

(昆明學院 化學化工學院，云南 昆明 650214)

云南省普通高中學業水平考試是依據普通高中課程標準實行的終結性學業水平評價，每年舉行兩次。化學學科的考試范圍為普通高中化學學科必修學分相對應模塊的教學內容，即以《普通高中化學課程標準(實驗)》規定的兩個必修模塊和一個選修模塊的內容為依據，以人民教育出版社出版的普通高中課程標準實驗教科書必修《化學1》《化學2》、選修1《化學與生活》或選修5《有機化學基礎》為基本范圍[1]。考試題型為選擇題和非選擇題，試卷滿分100分，必修模塊分值占比為80%、選修模塊(選擇其一)分值占比為20%。本文選擇2016—2020年云南省普通高中學業水平考試化學科目的十套試題，進行化學試題思維層次結構分析。

SOLO分類評價理論是教育心理學家比格斯(J.B.Biggs)根據皮亞杰發展階段學說提出的，以等級劃分為基礎來描述學生的思維能力，從而評價學習質量的一種方法[2]。SOLO(可觀察的學習成果結構)是“Structure of the Observed Learning Outcome”的縮寫，運用SOLO分類理論可以將云南省普通高中學業水平考試化學試題進一步分類，探究試題所對應的思維層次水平，明確學生在考試時需要達到的思維層次水平，為高中化學教師把握該階段復習備考提供一定的參考，便于教師引導學生進行更深層次地學習，有利于提高學生的復習效率。

1 SOLO的五種思維層次水平

1)前結構層次(Prestructural，簡稱“P”)

在此結構層次，學生不用深層次地理解和認識問題，只需通過一些日常經驗或生活常識即可解答問題，不存在思維邏輯性。

【例1】(2018年1月第1題)習近平總書記在黨的十九大報告中提出：“綠水青山就是金山銀山”。下列措施不符合這一理念的是( )

A)搬遷洱海附近重污染的工廠；

B)向滇池中科學投放魚種用于凈水；

C)大力開采云南所有礦山資源；

D)我省合理、有序的推進退耕還林。

分析：本題考查的是化學與社會發展，學生在沒有學習化學知識之前也可以做出正確答案的選擇，因此屬于前結構層次[P]。

2)單點結構層次(Unistructural，簡稱“U”)

學生解決問題只需通過一個與之相關的知識點便可得出答案。

【例2】(2017年7月第4題)下列各組物質中，互為同位素的是( )

A)白磷和紅磷；B)冰和干冰；

C)正丁烷和異丁烷；D)16O和18O。

分析：本題考查的是同位素的概念，只要知道質子數相同而中子數不同的同一元素的不同原子互稱為同位素這個單一知識點就能得出答案，因此為單點結構層次[U]。

3)多點結構層次(Multistructural，簡稱“M”)

學生在解決問題時可以找到多個與之相聯系的知識點進行解答，但不能對這些知識點進行聯系思考。

【例3】(2019年7月第7題)三種核素：2H、15N、18O常被用作陸地生態分析研究，下列說法正確的是( )

A)1H218O的摩爾質量為20；

B)2H+的核外電子數為0；

C)18O的中子數為8；

D)15N和18O互為同位素。

分析：本題學生只要能夠掌握摩爾質量、同位素的概念和原子核的組成及相關粒子的計算多個知識點就能解決問題，因此這道題屬于多點結構層次[M]。

4)關聯結構層次(Relational，簡稱“R”)

指學生在解決問題的時候既可以找到多個知識點，又可以把它們聯系起來使用，進而解決問題。

【例4】(2020年1月第25題)下表是元素周期表的一部分，針對所給的8種元素，完成下列小題：

ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA01①2②③3④⑤⑥⑦⑧

1)元素①的符號是______，元素⑤的原子結構示意圖為______。

2)元素②的簡單氫化物的化學式為____，當此氫化物遇元素⑧的氫化物時，會產生大量的____(填現象)。

3)題目所給的8種元素中，金屬性最強的是(填元素名稱)，非金屬性最強的元素是____(填元素名稱)，最高價氧化物對應水化物具有兩性的是____。

(填化學式，下同)，最高價氧化物對應水化物堿性最強的是______，元素②和③的簡單氫化物較穩定的是______。

分析：本題考查的內容是元素符號、原子結構示意圖書寫、元素周期表及元素周期律等內容，通過元素周期表短周期結構推斷出表中8種未知元素，從而正確地書寫相對應的元素符號和原子結構示意圖；元素周期律是指元素的性質隨著原子序數的遞增而呈周期性的變化規律，通過元素周期表中各元素的位置，可以推斷出元素的性質。本題涉及到的知識點較多，并且各個知識點之間互相聯系，因此這道題屬于關聯結構層次[R]。

5)抽象擴展層次(Extended abstract，簡稱“E”)

在此思維層次，學生可以把所有相關的知識點以及他們之間的關系聯系起來，進行抽象的概括之后，對有關知識進行演繹與歸納，可以深化問題，讓問題本身的意義得到擴展。

A、+1 B、+2 C、+3 D、+4

分析：本題考查氧化還原反應、質量守恒定律、化合價等多個知識點，元素符號用未知數代替，各個知識點相互聯系，學生解答此類試題，只有打破定向思維在原有的知識結構上進行一定的擴展延伸，才能解出正確答案，本題屬于抽象層次結構[E]。

2 運用SOLO思維理論分析云南省高中會考化學知識點層次分布

按照上述方法將2016—2020年云南省普通高中學業水平考試試題所考查的知識點進行SOLO思維層次分析。結合課程標準要求可將必修課程內容分為5個主題，再將各個主題中具體內容進行歸納整理，結果如表1所示[3]。

根據表1中必修模塊內容，運用SOLO分類理論對2016—2020年云南省普通高中學業水平考試化學試題進行分析，結果如表2所示。

表1云南省普通高中學業水平考試化學學科試題必修部分知識點分析

表2 2016—2020年云南省普通高中學業水平考試化學必修知識點分值與結構層次分布

由表2看出，2016—2020年云南省普通高中學業水平考試化學試題必修內容中，考查化學科學與實驗探究的思維層次主要為單點結構層次[U]、多點結構層次[M]和關聯結構層次[R]。其中，關聯結構層次[R]和[U]必考，且關聯結構層次[R]中基本考查的內容為物質的量及其相關物理量的含義和應用。不單一地考查某一個公式，而是需要學生通過題意來分析問題，找到與之相關的解題思路，并能運用這些知識點之間的相互關系來進行簡單計算，是對綜合能力的考查。2016—2019年均在計算題和選擇題都出現該部分的考查，僅2020年沒有對這部分進行選擇題的考查。對于常見的無機物及其應用，考查的思維層次多是單點結構層次[U]和關聯結構層次[R]，多點結構層次[M]的考查集中在2016年7月試題中。對于物質結構基礎與化學反應規律，主要考查單點結構層次[U]、多點結構層次[M]和關聯結構層次[R]。其中，關聯結構層次[R]在近五年考查中，除2018年7月試題和2019年1月試題中沒有對原子結構與元素周期律進行非選擇題的單獨考查之外，其余8套試題中均出現該知識點，且分值為14分，在必修部分占比較大。對于簡單的有機化合物及其應用所考查的思維層次主要是單點結構層次[U]和多點結構層次[M]，偶爾也會考查關聯結構層次[R]。對于化學與社會發展，考查的主要是前結構層次[P]、單點結構層次[U]和多點結構層次[M]。

除上述內容外，考試內容還包括選修部分(選修1和選修5)，但由于每次考試考生選擇的方向不同，在此與必修內容分開來進行分析，根據SOLO層次理論對試題進行整理，結果如表3所示。

表3 2016—2020年云南省普通高中學業水平考試化學選修知識點分值與結構層次分布

由表3中看出，2016—2020年云南省普通高中學業水平考試化學試題選修1《化學與生活》部分知識點的考查主要是前結構層次[P]、單點結構層次[U]、多點結構層次[M]和少量關聯結構層次[R]。其中，單點結構層次[U]考查的分值占比較大，該部分對學生要求的層次水平不是很高。對于選修5《有機化學基礎》部分的知識點考查的思維層次主要是單點結構層次[U]、多點結構層次[M]和關聯結構層次[R]。其中，關聯結構層次[R]占比較大，該部分對學生要求的思維層次水平較高，不僅需要學生找到相關知識點，還要能夠利用已有知識對問題進行深層次分析，才能對問題進行解答。

結合表2和表3看出，在近五年的試題考查中，對于學生的思維層次考查最高水平停留在關聯結構層次[R]，不同的是在2020年1月試題中出現抽象拓展層次[E]的考查，但分值僅為2分。說明學生在應對此次考試時必須具備的思維層次水平包括前結構層次[P]、單點結構層次[U]、多點結構層次[M]水平和關聯結構層次[R]。因此，教師在復習過程中，不僅要幫助學生掌握單點結構層次[U]和多點結構層次[M]，更重要的是在學生建構基本知識框架后幫助他們理清思路，培養其學會知識的遷移與運用，提高思維的靈活性。目的是為了幫助在面對新題、難題時，不恐懼，從基礎知識入手，檢索到與之相關的知識點，在已有經驗基礎上找到他們之間的聯系，最終解決問題。

3 運用SOLO思維理論分析普通高中學業水平考試化學試卷層次分布比重分析

根據表2的統計，將2016—2020年云南省普通高中學業水平考試化學試題必修部分按照SOLO思維層次理論各個層次所占的分值進行統計，如圖1所示。

從圖1中看出，2016至2018年對于單點結構層次[U]的考查呈現出一個逐漸上升的趨勢，在2018年7月份分值占比達到近五年來最多，分值為55；多點結構層次[M]在2016年的兩次考查中分值占比先上升后下降，之后在2017—2019年幾次考查中整體呈現出一個比較平穩的趨勢，但在2020年兩次考查中分值占比相比前幾年有所下降；關聯結構層次[R]的考查在2016年至2018年1月處于比較平穩的發展趨勢，分值均在20～26分這個范圍內，但在2018年7月試題中該部分考查的分值達到近五年以來最低，僅為7分，隨后整體又呈上升趨勢并在2020年7月試題考查中達到近五年來最高(40分)。這說明對于學生的綜合分析能力的要求越來越高。因此，教師在進行必修模塊知識的復習過程中，不僅要重視學生對于基礎知識的掌握之外，更應注重培養學生的邏輯思維能力，避免學生在應對考試時不懂變通，遺憾失分。前結構層次[P]的考查歷年來頻率較低，在此不用折線圖進行統計，這部分內容多與生活實際相聯系，考生只要具備一定生活常識即可對相關問題進行解答。對于抽象擴展層次[E]，五年中僅在2020年1月試題中出現且分值為2，考查幾率非常小，和前結構層次[P]一樣在此不用折線圖統計，這部分在整套試題中屬于選拔性試題，這類題具有一定的技巧性和靈活性，不僅是對已學知識的綜合考查，也是對未來所學內容進行一次很好的鋪墊。

圖1 2016—2020云南省普通高中學業水平考試化學必修模塊試題分值層次分布

根據表3的統計，將2016—2020年云南省普通高中學業水平考試化學試題選修模塊《化學與生活》以及《有機化學基礎》考查的內容按照SOLO思維層次理論各個層次所占的分值分別進行統計，如圖2和圖3所示。

從圖2可知，選修1部分的知識點在2016—2019年以單點結構層次[U]的考查為主，但在2020年兩次考查中分值開始減少，與前一年相比相差約10分。多點結構層次[M]的分值也在2020年兩次考查中分值突然升高，與前一年相比也相差約10分。該部分知識點考查中很少出現關聯結構層次[R]，10套試題考查中共出現4次，分值最高不超過4分。從圖3可知，選修5部分的知識點的考查基本以關聯結構層次[R]為主，最高分值達到16分。其中，2016年1月試題和2018年1月試題中分值較低，其余試題中關聯結構層次[R]分值均超過10分，占比高達甚至超過選修模塊總分的1/2。同時，也對單點結構層次[U]和多點結構層次[M]進行考查，但多點結構層次[M]在10次考查中僅出現5次且分值除2016年1月試題外均不超過5分。單點結構層次[U]每年均有考查，分值約為2～8分，整體趨勢比較穩定。

圖2 2016—2020云南省普通高中學業水平考試化學選修1模塊分值層次分布

圖3 2016—2020云南省普通高中學業水平考試化學選修5模塊分值層次分布

綜合圖1～3的數據來看，必修部分內容的知識點在各個思維層次都有一定地考查，對學生的思維水平要求從低到高都有所體現，但是選修模塊內容的考查和必修模塊不同，選擇的教材不同，所要求的能力水平就不同。不難看出，如果選擇選修1《化學與生活》，教師在日常教學中只需多加督促學生，多觀察，多聯系，通過所學內容與生活實際問題之間的緊密聯系來掌握相關知識點。與模塊1相比，選修5《有機化學基礎》的要求更高，不僅需要學生在學習中構建認識有機物的基本框架，通過類比、推理、歸納等多種形式將所學知識系統化，而且還需要在多個分散的基礎知識點之間建立起聯系，擴展自己的思維，達到解決問題的要求。

4 小結

通過SOLO思維層次理論對云南省2016—2020普通高中學業水平考試化學試題進行統計分析，可以得出試題中必修模塊主要考查的結構層次包括單點結構層次[U]，多點結構層次[M]和關聯結構層次[R]；選修1部分主要考查單點結構層次[U]及多點結構層次[M]；選修5部分主要考查單點結構層次[U]和關聯結構層次[R]。作為一名教師，首先可以通過各結構層次分值的占比結果對教學計劃進行調整，把握好各個部分的教學時長，通過合適的方式幫助學生更好地進行學習；其次在日常的教學過程中，可以對學生每次模擬考試作出一個SOLO水平統計，通過結果將學生的水平遞進式地展現出來，不僅有利于教師對學生在復習備考中存在的問題給出相對合理的建議，同時也可以幫助學生慢慢提高自身的能力水平，增加學習的興趣和自信心，有助于提高學習的主動性和積極性。