基于SOLO分類理論的高考物理試題思維層次分析及啟示

【關鍵詞】SOLO分類理論；高中物理；解題教學

高考物理試題是高中物理教學的指揮棒和風向標，自《普通高中物理課程標準（2017年版2020年修訂）》頒布以來，作為檢驗學生知識、能力、學科素養、核心價值的重要標尺，各地高考試題的考查層次都發生著變化.本文基于SOLO分類理論對2024年吉林省高考物理試題進行分析，既能體現試題的思維考查情況，同時，又能檢測教學目標是否實現，促進學生核心素養的發展.

1SOLO分類理論概述及思維層次劃分

可以通過不同思維層次的試題對學生進行測試，測試的結果則間接地表征出了學生的思維層次和認知水平.SOLO分類理論依據問題的復雜程度將學生的思維層次劃分為五個層級：前結構水平、單點結構水平、多點結構水平、關聯結構水平、抽象拓展結構水平.基于SOLO分類理論的劃分依據和思維特點，及其表征的學生行為，制定了合理的SOLO分類理論的劃分標準，這是本研究得以開展的關鍵步驟.基于董皓、王智航等學者的同類研究，本文提出的分類標準如表1所示.由于前結構水平學生屬于思維混亂階段，本文不做討論.

表1

2吉林省2024年物理高考題對應思維層次的劃分

為進一步了解高考題難度、知識點、分值、題目創新度等方面內容，基于SOLO分類理論的劃分標

準主要從三個方面開展.第一，題目的難易程度和創新程度.第二，物理題對學生思維活動的考查情況.第三，一道物理題目涉及的知識點數量及關聯情況.

根據上述的SOLO分類理論的劃分依據，對吉林省2024年高考物理題進行分類，并對其考查的知識點進行描述，如表2所示.

表2

3SOLO分類層次的結果分析與討論

3.1 物理試題知識模塊的SOLO層級分布與討論

根據上述對整套試題的SOLO分類層級劃分，又對其各個知識點考查模塊的層級分布進行了分類統計，得到以下結果：

第一，力學知識模塊在各思維層級分布均衡.其中 U 水平的占比較低， M 水平和 R 水平的占比較高.同時，力學知識在物理試題中的總占比最大，達到 42% .說明力學知識模塊對學生的考查較多，需要學生在思維層次和能力方面不斷提升，要求學生具備扎實的基礎知識，又具備舉一反三、觸類旁通、融會貫通的能力.

第二，熱學知識模塊物理試題中的總占比為10% ，集中分布在 R 級，說明熱學部分對學生的考查能力較強，要求學生在面對題目時，具備讀懂題干、分析條件、關聯知識點的能力.

第三，電磁學知識模塊在各層級均有較多分布.其在物理試題中的總占比僅次于力學模塊，達到38% .電磁學的知識需要以大量力學知識為基礎，因此，高考物理試題對電磁學的考查層級大多分布在R 水平和 U 水平，要求學生能將力學知識與電磁學知識融會貫通.由此可見，電磁學知識對學生的能力要求較高.

第四，光學和原子物理學知識主要分布在關聯層級.光學和原子物理學知識難度較大，對學生的抽象思維和能力拓展要求高，同時，由于高中階段物理教學內容的設定以基礎知識為核心，其次包含一定的抽象復雜內容.所以，上述模塊知識要求學生具備較強的邏輯思維和抽象思維的能力.

根據試題知識模塊思維層級統計結果分析可知，電磁學模塊整體考查難度高于力學模塊，其原因有：第一，力學是高中物理的基礎部分，電磁學部分知識依托力學知識進行分析和解決；第二，電磁學的部分運動情境比力學運動情境復雜，根據生活經驗感受帶電粒子在磁場中的運動很困難.因此，電磁學問題的解決要求學生具備更高的抽象思維，同時清晰掌握并理解電磁學知識，層層遞進才能解決問題.

3.2 物理試題SOLO分類層級的總體分析與討論

通過分析整套試卷思維層級占比可知，關聯結構水平 （R₂^′ ）的題目數量最多，題目的分值占比也最高，其次是拓展抽象結構水平 （E） 和關聯結構水平（R₁ ）的題目，二者的分值占比相當，單點結構水平（U） 和多點結構水平 （M） 的題目分值占比較少，二者的分值占比相當.整套試卷題目覆蓋所有層次，保證了考試題目考查思維能力的全面性.由單點結構水平 （U） 至關聯結構水平 （R₂ ）的試題分值占比呈遞增模式，有效起到了高考選拔不同層次人才的作用，同時，拓展抽象結構水平 （E ）的試題分值占21% ，考查學生的科學思維能力，質疑創新能力，以及能否在面對全新的情境模式、新題型的情況下，在有效的時間內作出合理的思考和解答，為選拔高精尖人才起到了作用.

4 教學啟示

整套試卷題目難度適中，力學和電磁學模塊占比權重較高，不僅僅考查學生的基礎知識，同時要求

學生在面對全新題目時，能夠熟練地進行知識的遷移與思維的轉化.基于這套試題地分析，提出以下教學啟示：

4.1 提高課堂效率，夯實基礎

教師可根據SOLO分類理論優化備課，確定知識的難易程度，了解學生的思維活動，制定教學目標，細化教學重難點，高效率推進教學過程.從本套試卷的思維層次來看，力學知識涉及了每個思維層次，且電磁學知識考查的思維層次較高，因此，建議在必修一階段，教師的備課要扎實，教學進度盡可能緩慢，給予學生充分吸收和思考和理解時間.

4.2培養學生知識遷移能力

本文分析的整套試題在四個結構水平均有涉及.其中，關聯結構水平的試題超過 50% ，說明高考更注重學生的知識遷移能力和綜合分析問題的能力.而SOLO分類理論通過難易程度、關聯程度、創新程度等多方面對試題進行劃分，對培養學生的物理思維起著重要作用，教師需要不斷地引導學生構建自身的知識體系，從而幫助學生掌握解決疑難問題的方法和模型，使得學生完成有效的知識遷移.

4.3關注科技前沿發展，提升能力

隨著科技的快速發展，高考題目也越來越注重物理背景和問題情境，航天工程、動力能源等方面都會成為命題的新背景.例如，本套試卷中的第12題，通過七色彩虹積木來探究擺動周期 T 和外徑 D 之間的關系.因此，在日常教學過程中，教師要培養學生將生活實際中的問題抽象到試卷當中進行探究的能力，幫助學生積累物理模型，如“小船過河”“板塊問題”“活結”與“死結”模型等，不斷地提升學生的邏輯思維和抽象思維的能力.

參考文獻：

[1顧洪旭，蔣浩然.基于SOLO分類理論的2023年高考物理試題分析[J].數理化學習（教研版），2024（7）： ^9-13+ 17.

[2]付偉，齊海燕.基于SOLO分類理論的高考物理試題思維層次分析—以2022年高考物理乙卷為例[J].教育觀察，2023，12（2）：114—117.

[3]董皓.SOLO分類理論下高考物理試題對科學思維能力考查的研究[D].昆明：云南師范大學，2023.

[4」王智航，陳紅君，魏鑫.基于SOLO分類理論的物理試題思維層次分析及教學啟示—以2023年全國物理高考新課標卷為例[J].物理教師，2024，45（5）：77-81.