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(fā)展學生的核心素養(yǎng),特別是解決實際問題的能力?；赟OLO分類評價理論,根據(jù)學生解決問題時需要涉及的要素以及要素間的關聯(lián)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(jù)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(gòu)

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(xiàn)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(jù)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(chǎn)和生活實際相聯(lián)系,特別是學生的生活經(jīng)驗,基于此創(chuàng)設問題情境,讓學生在情境中解決實際問題,發(fā)展學生核心素養(yǎng)。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(jù)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(yǎng)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(jié)構(gòu)水平上分類,具體見表3。

表3 基于SOLO 理論的習題思維結(jié)構(gòu)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(jié)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(jié)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(jié)所學的概念或原理等的考查,不存在前結(jié)構(gòu)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(shù),其總和等于該組題目的總數(shù)n。根據(jù)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(tǒng)計數(shù)據(jù),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(fā)揮習題在學生概念建構(gòu)、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(nèi)容涉及到酶、光合作用和呼吸作用相關知識,這部分內(nèi)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(chuàng)新能力等。因此,SOLO 層次的綜合水平較其他章節(jié)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(jié)構(gòu)層次向關聯(lián)結(jié)構(gòu)層次發(fā)展,從單純注重知識考查轉(zhuǎn)變?yōu)榭疾橹R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(guī)律。該特征不僅表現(xiàn)在章節(jié)層面上,在具體的習題中也有體現(xiàn)。

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(qū)別,屬于概念性知識。學生需要對“雞爪胚胎發(fā)育時期蹼的消亡”現(xiàn)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(jié)構(gòu)化,經(jīng)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(jié)構(gòu)及功能特點”“個體發(fā)育”進行知識結(jié)構(gòu)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(xiàn)出層次性,是一個由較易到難、由淺顯的知識再現(xiàn)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(fā)展提供了依據(jù)。教師在教學中可以結(jié)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(yǎng)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(chuàng)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(chǎn)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(chuàng)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(chuàng)設的情境就來源于當下泛濫的廣告宣傳現(xiàn)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(jié)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(yǎng)學生的批判性思維和社會責任等核心素養(yǎng)。

教學建議:新教材的許多習題注重情境的創(chuàng)設,有的結(jié)合日常實際生活,有的與科學、技術、社會和環(huán)境相聯(lián)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(fā)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(fā)展學生的社會責任素養(yǎng)。

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(jié)習題中都有體現(xiàn),如“對你有什么啟示”“請你查閱資料,收集證據(jù)支持你的假說”“你對植物工廠發(fā)展前景持什么觀點?請搜集資料,結(jié)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(fā)現(xiàn),開放性習題最能突出從“解題”走向“解決問題”的轉(zhuǎn)變,這樣的評價方式使得思維過程變得可視化,更加強調(diào)知識的建構(gòu)過程,有助于提升學生的思維品質(zhì)、發(fā)展學生的創(chuàng)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(qū)別,可題目中還提及“你還能說出其他論據(jù)嗎”,將問題類型轉(zhuǎn)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(guī)等,有效整合多種信息,抽象出一套具有說服力的證據(jù)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(xiàn)出學生對信息的整合能力,創(chuàng)新、決策、批判等高階的思維能力。所以,這類習題有利于培養(yǎng)學生的學科素養(yǎng)。

教學建議:《課程標準》要求部分習題具有開放性、動態(tài)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(chǎn)上應用的理解,在生命觀念的基礎上逐步培養(yǎng)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。