基于SOLO分類理論的人教版新教材習題分析及教學建議

郝建仕

(重慶市第八中學校 重慶 401120)

人教版高中生物學2019 版新教材在習題設計上有很大變化,除了考查學生對所學知識的掌握情況,更加注重發展學生的核心素養,特別是解決實際問題的能力。基于SOLO分類評價理論,根據學生解決問題時需要涉及的要素以及要素間的關聯對人教版新教材《必修1·分子與細胞》的課后習題進行SOLO 層次分類,并對習題進行特征分析,依據教材習題特點和習題育人價值提出相應的教學建議。

1 習題評價體系的建構

1.1 評價體系維度的確定

教材習題的設計是建立在考查生物學知識基礎上的,習題除了可以幫助學生鞏固知識,還可以評價知識掌握的程度。學生在運用不同類型的生物學知識解決問題時,會表現出不同水平的能力。因此,將知識類型可作為評價體系的第一個維度。依據安德森等修訂的布魯姆教育目標分類學中知識維度的劃分,將知識類型主要分為4 類,具體見表1。

表1 生物學知識類型的劃分

《普通高中生物學課程標準(2017年版2020年修訂)》(以下簡稱《課程標準》)中提出,教材習題的設計應當注重與生產和生活實際相聯系,特別是學生的生活經驗,基于此創設問題情境,讓學生在情境中解決實際問題,發展學生核心素養。問題與情境的契合度越高,對學生解決問題能力的要求也就越高。因此,把問題與情境的契合度作為評價體系的第二個維度。參考殷婉云等的研究,用SOLO分類評價理論對習題情境的契合度進行科學分級,具體分級細則見表2。

表2 根據SOLO 理論對習題情境契合度的科學分級

學生在情境化問題下,運用不同類型的知識解決問題時,需要借助大腦的思維活動。科學思維是學生核心素養的重要組成部分,思維水平的深度可以反映學生解決問題的能力大小。因此,將思維水平作為評價體系的第三個維度。參考常曉芳的研究,用SOLO分類評價理論對習題在思維結構水平上分類,具體見表3。

表3 基于SOLO 理論的習題思維結構水平及含義

1.2 習題難度水平評價體系的劃分

SOLO分類評價理論將學生“可觀察的學習成果”分為由淺入深的5 個層次,基于上述三個評價維度,可以將習題設計的難易程度大致劃分為五類,具體見表4。

表4 基于SOLO 理論的習題難度水平評價體系

2 習題特征分析及教學建議

基于習題難度水平評價體系,通過計算每章、節習題加權平均值,表示習題SOLO 層次的綜合水平,用于分析每章、節習題間的整體情況。計算習題SOLO 層次的綜合水平公式如下:

其中,d表示SOLO 層次的綜合水平取值;di為該題目SOLO 層次的權重(由于習題是針對本節所學的概念或原理等的考查,不存在前結構水平的習題,因此將其設為0,其它依難易程度分別取1,2,3,4);ni則表示這組題目中屬于SOLO 層次的第i個水平的題目個數,其總和等于該組題目的總數n。根據公式,得到人教版新教材必修一每章“練習與應用”欄目習題和“復習與提高”欄目習題的SOLO 層次統計數據,并用折線圖表示,如圖1所示。

圖1 新教材必修一習題SOLO 層次綜合水平變化曲線

2.1 層次性

新教材習題設計特別重視難易程度,在不同欄目的習題中,發揮習題在學生概念建構、知識遷移、問題解決等方面的作用。如圖1所示,曲線在第五章處有“拐點”也是“最高點”,該章內容涉及到酶、光合作用和呼吸作用相關知識,這部分內容在歷年高考都有一定的考查,很適合用來評價學生的知識整合能力、問題分析能力、高階思維和創新能力等。因此,SOLO 層次的綜合水平較其他章節要高。此外,圖中顯示“復習與提高”習題比“練習與應用”習題整體難度要稍大一些,旨在進一步提升學生解決問題的能力。從曲線整體的走勢來看,SOLO 層次的綜合水平處在較易到較難之間,由單點結構層次向關聯結構層次發展,從單純注重知識考查轉變為考查知識與情境有機融合解決問題的綜合能力,思維水平要求由低階到中高階過渡。由此可見,習題設計對學生的考查是有層次的、有難度梯度的、循序漸進的,符合學生的認知規律。該特征不僅表現在章節層面上,在具體的習題中也有體現。

例如,教材第130 頁的非選擇題第二題,第(1)問考查的是細胞凋亡與細胞壞死的概念和兩者區別,屬于概念性知識。學生需要對“雞爪胚胎發育時期蹼的消亡”現象進行原因判斷,問題與情境的契合度為1。該小問考查學生分類與比較的思維活動,思維水平屬于低階層次。因此,該小問難易程度為較易。第(2)問考查學生獲取和處理信息的能力,需從題中獲取新知識,將新知識與元知識結構化,經過分析與綜合,概括出細胞凋亡的特點。該小問知識類型屬于概念性知識和程序性知識,問題與情境的契合度為3,思維水平屬于中階層次。因此,該小問難易程度為較難。第(3)問考查學生綜合解決問題的能力,學生需要對“細胞凋亡”“結構及功能特點”“個體發育”進行知識結構化,才能概述出細胞凋亡的重要意義。該小問要求學生解決與情境相關的更高一級的拓展問題,問題與情境契合度為4。此外,還需要學生進行分析與歸納、演繹與推理,最后完成概述,思維水平屬于高階層次。因此,該小問難易程度為難。本習題在難度水平上表現出層次性,是一個由較易到難、由淺顯的知識再現到深層的抽象概述,幫助學生逐步提升解決問題的能力。

教學建議:有層次的習題設計,為學生的個性發展提供了依據。教師在教學中可以結合學生的實際情況因材施教,分層布置不同的習題進行評價。對于基礎薄弱的學生,可以充分利用課后的“概念檢測”鞏固基礎知識,隨著掌握程度的提高,利用教材習題的階梯水平設置,逐步提高認知水平的要求;對于學有余力的學生,習題可以從淺層了解記憶深入到理解應用,提升解決實際問題的能力。

2.2 情境性

學生關鍵能力的培養單靠講解和傳授知識是無法達成的,必須讓學生在真實情境下解決實際問題,因此,在習題中創設真實情境尤為重要。真實情境的來源可以是日常生活和生產實踐,也可以是相關的科學、技術、社會等領域。新教材中許多習題都創設了豐富的真實情境,為提升學生解決實際問題能力提供了良好的機會。

例如,教材第36 頁的拓展應用題,創設的情境就來源于當下泛濫的廣告宣傳現象,如不法商家混淆概念、偷梁換柱的編寫廣告語誤導消費者。本題的問題與情境的契合度較高,題目中有三條重要信息,分別為一切疾病都與基因受損有關、基因是核酸片段、補充某些特定的核酸可增強基因修復能力,都需學生應用本節的概念性知識和事實性知識,對三段廣告宣傳語進行評析,指出邏輯漏洞。該習題不僅考查學生在真實情境中解決實際問題的能力,還有助于培養學生的批判性思維和社會責任等核心素養。

教學建議:新教材的許多習題注重情境的創設,有的結合日常實際生活,有的與科學、技術、社會和環境相聯系,有的以人們關心的社會重大事件、科技熱點等為背景。豐富的情境增加了習題的可讀性,提高學生興趣,拓寬學生視野,促進學科融合運用,發展學生的科學思維。教學過程中,教師應指導學生,在不影響解決問題的前提下,挖掘習題情境中的多種信息,引導學生關注人類面臨的與生物學相關社會問題,發展學生的社會責任素養。

2.3 開放性

《課程標準》提出,題型可以多樣化,有些題目可以設計為開放性的問題。新教材也特別注重開放性問題的設置,這在章末習題和小節習題中都有體現,如“對你有什么啟示”“請你查閱資料,收集證據支持你的假說”“你對植物工廠發展前景持什么觀點?請搜集資料,結合自己的思考寫一篇綜述性短文”等。由表3 的科學思維水平定義發現,開放性習題最能突出從“解題”走向“解決問題”的轉變,這樣的評價方式使得思維過程變得可視化,更加強調知識的建構過程,有助于提升學生的思維品質、發展學生的創新能力。

例如,教材第58 頁的拓展應用題2 從知識層面看,“說出不支持克隆人的原因”是考查學生有性生殖和無性生殖的概念以及兩者區別,可題目中還提及“你還能說出其他論據嗎”,將問題類型轉變成了開放性習題。學生需在遺傳學知識基礎上,查閱大量相關人文學知識、倫理學知識、社會學知識和法律法規等,有效整合多種信息,抽象出一套具有說服力的證據體系,才能解決問題,題目難度水平高。但學生解決問題的過程,也是外顯能力的過程,從中可以體現出學生對信息的整合能力,創新、決策、批判等高階的思維能力。所以,這類習題有利于培養學生的學科素養。

教學建議:《課程標準》要求部分習題具有開放性、動態生成性,教師應加強教材習題的研究,通過參考一些其他資料,豐富開放性習題的范式,充分利用這類習題逐步引導學生進行拓展延伸。一方面,這類習題可以增加學生對生物學知識在生活、生產上應用的理解,在生命觀念的基礎上逐步培養提升科學探究、科學思維和社會責任;另一方面,學生在查閱資料自主學習的過程中,也鍛煉了自主學習和合作學習能力。