基于SOLO分類理論的化學(xué)中考試題研究
——以山東省五地市為例

王燕飛,王偉群

(1.蘇州大學(xué)材料與化學(xué)化工學(xué)部,江蘇蘇州,215127;2.濰坊市昌邑市鳳鳴學(xué)校,山東濰坊,261300)

教育評價是影響基礎(chǔ)教育課程改革的重要因素。其中一種重要的評價方式是以試題的形式考查學(xué)生當(dāng)下的發(fā)展水平。因此,了解中考試題命題方向,了解中考試題與課程標(biāo)準(zhǔn)的一致性,有利于推進教育評價改革,可以為中考試題的命制及教師教學(xué)提供參考依據(jù)。

一、研究綜述

2001年,教育部發(fā)布了《基礎(chǔ)教育課程改革綱要(試行)》,中考試題的研究逐漸成為基礎(chǔ)教育發(fā)展的熱點話題。2002年后,有關(guān)中考化學(xué)試題的研究總量突增。江樂霄等人從試題結(jié)構(gòu)、化學(xué)學(xué)科知識、化學(xué)學(xué)科能力、化學(xué)情感態(tài)度與價值觀四個角度對2016—2021年上海市中考化學(xué)試題進行了整體研究,揭示了上海市中考化學(xué)試題的變化規(guī)律,為教師課堂教學(xué)提供了一定的借鑒和參考。[1]童愛萍以2019—2020年甘肅省中考化學(xué)試題(張掖卷)中的推斷題為研究對象,分析其主要特點,如知識跨度大、考查內(nèi)容靈活等,并提出具體教學(xué)策略。[2]張騫等人利用SEC一致性分析工具對2016—2018年聊城化學(xué)考題與2011版課程標(biāo)準(zhǔn)進行了一致性分析,得出2016—2018年聊城化學(xué)中考題與課程標(biāo)準(zhǔn)不具有統(tǒng)計學(xué)意義一致性的結(jié)論,并對命題者提出相應(yīng)建議。[3]《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2022年版)》(以下簡稱2022年版課標(biāo))的頒布為中考化學(xué)試題帶來了新方向。如今,對中考化學(xué)試題評價的研究仍具有較大的探索空間。

國內(nèi)學(xué)者基于可觀察學(xué)習(xí)成果結(jié)構(gòu)(structure of theobserved learning outcome,SOLO)分類理論分析中考化學(xué)試題的研究,多是分析試題的整體結(jié)構(gòu),基于SEC一致性理論對試題的研究大多是結(jié)合布魯姆的教育目標(biāo)分類理論對試題的認(rèn)知水平進行劃分。而從SOLO分類理論和SEC(surveys of enacted curriculum, SEC)一致性理論融合的視角對中考化學(xué)試題的系統(tǒng)探討寥寥無幾。本文將二者融合,分析2022年山東省五個地市的中考化學(xué)試題與2022年版課標(biāo)間的一致性,為試題命制與教師教學(xué)提供參考依據(jù)。

二、研究設(shè)計

(一)研究對象

本文以山東省濟南市、煙臺市、臨沂市、聊城市、濰坊市的中考化學(xué)試題為研究對象,利用SEC一致性分析工具,基于SOLO分類理論從兩個維度分析五地市的中考化學(xué)試題與2022年版課標(biāo)學(xué)業(yè)質(zhì)量間的一致性。

(二)研究思路

首先,從內(nèi)容主題和認(rèn)知水平兩維度,分別確定描述研究對象內(nèi)容主題和認(rèn)知要求的同一語言,即“描述符”,構(gòu)建一致性研究框架。[4]其次,收集和整理研究對象各要素在內(nèi)容主題和認(rèn)知水平兩維度下的具體表現(xiàn),并將兩個研究對象的數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果分別填入中考化學(xué)試題和2022年版課標(biāo)兩個二維矩陣框架,對所有數(shù)據(jù)進行歸一化處理,即對矩陣中的數(shù)據(jù)進行百分比標(biāo)準(zhǔn)化處理。最后,采用Matlab(R2022a)軟件進行一致性系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值的計算。當(dāng)p值(波特系數(shù))高于參考值時,則認(rèn)為研究對象在顯著水平0.05條件下是一致的,反之,則沒有一致性。

三、研究過程

(一)確定認(rèn)知水平編碼原則

利用SOLO理論將學(xué)生在解決問題時表現(xiàn)出來的思維能力進行劃分,從低到高分為5個層次,分別是前結(jié)構(gòu)水平、單一結(jié)構(gòu)水平、多元結(jié)構(gòu)水平、關(guān)聯(lián)水平、拓展抽象結(jié)構(gòu)水平。[5]前結(jié)構(gòu)水平意味著學(xué)生未理解問題的含義,易受無關(guān)因素的影響,不能使用已有的知識解答問題,易給出無邏輯的答案,思維水平最低。因前結(jié)構(gòu)水平在具體的操作中無法體現(xiàn)和測量,本文將其排除在外。其余SOLO思維能力水平的具體劃分標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。[6]

表1 SOLO分類理論

(二)課程標(biāo)準(zhǔn)編碼

依據(jù)2022年版課標(biāo)中的學(xué)業(yè)質(zhì)量描述,將初中化學(xué)課程內(nèi)容分為四個主題,分別是“學(xué)習(xí)物質(zhì)組成與性質(zhì)”“認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)與應(yīng)用”“參與實驗探究與實踐”“探索問題解決與應(yīng)用”。[7]根據(jù)SOLO分類理論將其內(nèi)容中的學(xué)業(yè)質(zhì)量要求的能力水平分為四個層次,由低到高分別為單點結(jié)構(gòu)水平、多點結(jié)構(gòu)水平、關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)水平和拓展抽象結(jié)構(gòu)水平。將統(tǒng)計出的數(shù)據(jù)填入構(gòu)建的二維表格(內(nèi)容主題×SOLO思維層次),由此得到一個4×4的二維矩陣。內(nèi)容主題中各SOLO思維層次的知識點數(shù)目及比率如表2、表3所示。其中,知識點數(shù)目比率值由知識點數(shù)目除以知識點總數(shù)得到。

表2 2022版課標(biāo)學(xué)業(yè)質(zhì)量二維矩陣

表3 2022版課標(biāo)學(xué)業(yè)質(zhì)量二維矩陣比率表

(三)中考化學(xué)試題分析

對2022年山東省五地市中考化學(xué)試題進行內(nèi)容分析,得到“內(nèi)容主題×SOLO思維層次”的二維矩陣表格。在分析試卷時,首先確定該題目的知識點在內(nèi)容主題中的歸屬,其次分析該題所屬的SOLO思維層次,并將該題的分值填入所屬的二維表格。最后統(tǒng)計各個內(nèi)容主題在四個SOLO思維層次上的總分值,得到相應(yīng)的二維矩陣。

研究對象的中考化學(xué)試題均有兩種題型,分別是選擇題和非選擇題。在運用SOLO分類理論分析非選擇題時,逐題、逐空進行分析,然后統(tǒng)計每個空的SOLO思維層次。在運用SOLO分類理論分析選擇題時,取本題中思維層次最高的選項認(rèn)定為本題的SOLO思維層次,一道選擇題只認(rèn)定一個SOLO思維層次。

2022年山東省五地市中考化學(xué)試題各內(nèi)容分值及比率如表4所示,其中內(nèi)容分值比率由每個內(nèi)容主題分別對應(yīng)的SOLO思維層次的分值除以試卷總分值(100)后得到。

表4 五地市中考試題二維矩陣比率表

四、研究結(jié)果與分析

(一)一致性整體情況

用一致性系數(shù)計算公式分別計算出山東省五地市中考化學(xué)試題與2022年版課標(biāo)的p值,結(jié)果如表5所示。

表5 山東省五地市中考化學(xué)試題與課程標(biāo)準(zhǔn)的一致性系數(shù)

用SEC一致性計算公式計算兩個隨機矩陣的一致性系數(shù)p值,本文通過Matlab(R2022a)軟件循環(huán)計算得到一致性系數(shù)p值的正態(tài)分布,20000次計算所得值的算術(shù)平均數(shù)為0.7066,標(biāo)準(zhǔn)差為0.0555,在0.05水平統(tǒng)計學(xué)意義上其顯著性參考值為0.7978。要在2022版課標(biāo)和中考化學(xué)試題的達到統(tǒng)計學(xué)意義上的顯著一致性,一致性系數(shù)需要達到0.7978及以上。2022年山東省這五地市的中考試題的p值均低于0.7978,因此,五地市化學(xué)中考和2022年版課標(biāo)均不一致。

(二)內(nèi)容主題維度一致性情況

將五地市中考化學(xué)試題二維矩陣比率表和2022年版課標(biāo)二維矩陣比率表結(jié)合,從內(nèi)容主題的角度探究化學(xué)中考試題和課程標(biāo)準(zhǔn)間的一致性,結(jié)果如表6、圖1所示。

圖1 內(nèi)容主題維度平均值間的差異性

表6 內(nèi)容主題上的差異性

通過表6和圖1的數(shù)據(jù)可以看出,山東省五地市在學(xué)習(xí)物質(zhì)組成與性質(zhì)主題的考查比重均低于2022年版課標(biāo)的要求,其中煙臺市差距最大。各地市對參與實驗探究與實踐主題的考查比重均高于2022年版課標(biāo)的要求,其中煙臺市、聊城市和課標(biāo)的要求差距最大。整體而言,在學(xué)習(xí)物質(zhì)組成與性質(zhì)主題、參與實驗探究與實踐主題的考查比重和課標(biāo)要求相差較大,不符合2022年版課標(biāo)的要求。而五地市對認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)與應(yīng)用主題考查比重和課標(biāo)要求差距相對較小,對認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)與應(yīng)用主題的考查,濟南、煙臺、臨沂、聊城這四個地市和課標(biāo)要求相差較小。整體上,五地市對探索問題解決與應(yīng)用主題的考查低于課標(biāo)要求,其中煙臺市在對探索問題解決與應(yīng)用主題的考查和2022年版課標(biāo)要求差距最小。濰坊市在認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)與應(yīng)用、參與實驗探究與實踐主題方面的考查比重和2022年版課標(biāo)要求相差最大。

(三)SOLO思維層次一致性情況

從SOLO思維層次的角度探究化學(xué)中考試題和課程標(biāo)準(zhǔn)間的一致性,結(jié)果如下表7、圖2所示。

圖2 思維層次維度平均值和課標(biāo)的差異性

表7 SOLO思維層次的差異性

通過表7和圖2中的數(shù)據(jù)可以看出,該五地市在SOLO思維層次方面對單點結(jié)構(gòu)水平試題的考查比重均大于2022年版課標(biāo)要求,濟南市、煙臺市、臨沂市與2022年版課標(biāo)在單點結(jié)構(gòu)水平試題上差距較大。五地市對關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)水平試題的考查比重均小于2022年版課標(biāo)要求,其中煙臺市在關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)水平試題的命制上和2022年版課標(biāo)差距最大。因此,單點結(jié)構(gòu)和關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)水平試題的考查比重在整體上和2022年版課標(biāo)的要求相差較大。而五地市對多點結(jié)構(gòu)水平試題的考查比重和2022年版課標(biāo)要求相差較小,其中煙臺、臨沂、聊城這三地市的中考試題在多點結(jié)構(gòu)水平的考查比重比2022年版課標(biāo)要求略高,煙臺、濰坊市的中考試題在多點結(jié)構(gòu)水平的考查比重比2022年版課標(biāo)要求略低。從平均值看,五地市的中考試題在多點結(jié)構(gòu)水平的考查略高于2022年版課標(biāo),說明五地市的中考試題在命制多點結(jié)構(gòu)水平方面較為符合2022年版課標(biāo)要求。只有濰坊市對拓展抽象結(jié)構(gòu)水平試題做了考查,其考查比重略高于2022年版課標(biāo)要求,說明濰坊市中考試題在拓展抽象結(jié)構(gòu)水平試題命制較符合2022年版課標(biāo)要求。從平均值看,五地市的中考試題對拓展抽象結(jié)構(gòu)水平試題的考查低于2022年版課標(biāo)要求。

五、研究建議

(一)完善中考命題方式

本文研究發(fā)現(xiàn),山東省五地市的中考化學(xué)試題和2022年版課標(biāo)之間均未達到一致。在SOLO思維層次角度,各地市中考試題考查的側(cè)重點均不相同。各地市中考試題在單點結(jié)構(gòu)水平、多點結(jié)構(gòu)水平、關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)水平、拓展抽象結(jié)構(gòu)水平四個思維層次上涵蓋全面,但對各個思維層次的考查占比各不相同,各地市中考試題的能力梯度、難度、區(qū)分度上存在差異。在內(nèi)容主題方面,各地市對不同思維層次內(nèi)容考查的側(cè)重點、對各部分內(nèi)容的考查占比也有很大差別,考查試卷并未統(tǒng)一化。因此,山東省需盡快實現(xiàn)全省中考試題的統(tǒng)一命制,使中考更具教育公平性,同時在命題時注重試題與課標(biāo)的一致性,提升命題質(zhì)量,使試題和課程標(biāo)準(zhǔn)的要求盡可能吻合。

(二)適當(dāng)調(diào)整試卷結(jié)構(gòu)

山東省五地市中考化學(xué)試卷中,相較于2022年版課標(biāo)要求,單點結(jié)構(gòu)水平和多點結(jié)構(gòu)水平的試題占比重偏高,特別是單點結(jié)構(gòu)水平的試題。各地市應(yīng)該對關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)水平和拓展抽象結(jié)構(gòu)水平進行調(diào)整,提高關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)水平試題的比重,平衡試卷的難度,提高區(qū)分度。同時,拓展抽象結(jié)構(gòu)水平的試題比重不要大于3%,否則也會降低試卷整體的區(qū)分度。[8]

山東省五地市中考化學(xué)試卷中,相較于2022年版課標(biāo),對探索問題的解決與應(yīng)用內(nèi)容比重偏低,可以適當(dāng)降低參與實驗探究與實踐內(nèi)容比重,提高探索問題的解決與應(yīng)用內(nèi)容比重,同時,適當(dāng)提高物質(zhì)的組成與性質(zhì)的內(nèi)容比重。這樣有利于提高學(xué)生對化學(xué)知識的綜合運用能力。因此,各地市在中考試題命制時應(yīng)關(guān)注課標(biāo)中關(guān)于學(xué)業(yè)質(zhì)量描述對各部分內(nèi)容的要求,命制完試題后再根據(jù)課標(biāo)適當(dāng)調(diào)整試卷結(jié)構(gòu)。

(三)改進課堂教學(xué)方式

1.教學(xué)評一體化

當(dāng)前我國提倡教學(xué)評的一體化,即教師的教、學(xué)生的學(xué)要與教學(xué)評價保持一致。因此,教師在授課前,要充分研讀課程標(biāo)準(zhǔn)、教材及中考試題,并基于SOLO分類理論優(yōu)化教學(xué)目標(biāo),設(shè)置有思維層級的問題。在授課時,要注重對學(xué)生的過程性評價,對學(xué)生在回答問題時暴露的問題和展現(xiàn)出的SOLO思維層次進行有目的的引導(dǎo)與啟發(fā),幫助學(xué)生達成學(xué)習(xí)目標(biāo),發(fā)展更高階的思維。同時,教師也可以借助課程標(biāo)準(zhǔn)對中考試題進行編碼,增強自己對試題的感知能力,為未來教學(xué)編制習(xí)題打下基礎(chǔ)。

2.教學(xué)結(jié)構(gòu)化

教師在日常教學(xué)過程中可以基于SOLO分類理論優(yōu)化課堂教學(xué)方式。在講授單點結(jié)構(gòu)或多點結(jié)構(gòu)的知識內(nèi)容時,如物質(zhì)的性質(zhì)、物質(zhì)的應(yīng)用、基礎(chǔ)化學(xué)方程式的書寫等,應(yīng)避免讓學(xué)生死記硬背。可以結(jié)合實物圖或聯(lián)系生活實際,讓學(xué)生體會物質(zhì)與生活、科技的密切聯(lián)系,讓學(xué)生真正理解所學(xué)內(nèi)容、將單點或多點結(jié)構(gòu)水平的內(nèi)容內(nèi)化。后期在針對該部分內(nèi)容復(fù)習(xí)時,教師可以引導(dǎo)學(xué)生適當(dāng)關(guān)注不同物質(zhì)性質(zhì)、應(yīng)用或化學(xué)反應(yīng)間的關(guān)聯(lián)性,讓內(nèi)容結(jié)構(gòu)化,減輕學(xué)生記憶負(fù)擔(dān)的同時,幫助學(xué)生提高關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)思維能力。這有助于學(xué)生在遇到真實情境或其他陌生情境題目時鍛煉更高階的拓展抽象結(jié)構(gòu)思維。

綜上,本文為試題的研究提供了新的研究思路與分析框架,一定程度上推動了運用SOLO分類理論和SEC一致性分析工具對試題的實踐研究,為試題的科學(xué)命制與一線教師的課堂教學(xué)提供了一定的參考。