基于SOLO分類理論的光合作用原創(chuàng)試題命制

摘 要：命制以科研文獻(xiàn)為素材的原創(chuàng)試題，應(yīng)遵循《課程標(biāo)準(zhǔn)》的命題建議和《中國(guó)高考評(píng)價(jià)體系》的命題要求，借助SOLO分類理論，考查學(xué)生的生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)水平。本文從“規(guī)劃核心素養(yǎng)的測(cè)試藍(lán)圖”“創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，合理設(shè)問(wèn)”“審核修改定題”三個(gè)環(huán)節(jié)介紹情境化試題命制的設(shè)計(jì)思路與實(shí)踐路徑，并進(jìn)行考后分析。

關(guān)鍵詞：SOLO分類理論；光合作用；原創(chuàng)試題命制

文章編號(hào)：1003-7586（2024）11-0061-04 中圖分類號(hào)：G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》（以下簡(jiǎn)稱《課程標(biāo)準(zhǔn)》）在命題建議中指出：命題應(yīng)以《課程標(biāo)準(zhǔn)》中的內(nèi)容要求、學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，指向生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展水平。其中，學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)將生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的四個(gè)維度劃分為不同水平，用以反映不同學(xué)習(xí)水平的具體表現(xiàn)。《中國(guó)高考評(píng)價(jià)體系》與《課程標(biāo)準(zhǔn)》相輔相成，提出“一核四層四翼”評(píng)價(jià)體系，其中“一核”為高考的核心功能，即“立德樹(shù)人、服務(wù)選才、引導(dǎo)教學(xué)”，回答“為什么考”的問(wèn)題；“四層”為高考的考查內(nèi)容，即“核心價(jià)值、學(xué)科素養(yǎng)、關(guān)鍵能力、必備知識(shí)”，回答“考什么”的問(wèn)題；“四翼”為高考的考查要求，即“基礎(chǔ)性、綜合性、應(yīng)用性、創(chuàng)新性”，回答“怎么考”的問(wèn)題。因此“四翼”考查要求不僅是評(píng)價(jià)學(xué)生生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)水平的基本維度之一，也是評(píng)價(jià)試題質(zhì)量?jī)?yōu)劣的基本指標(biāo)。^［1］

SOLO分類理論是一種從學(xué)生答題情況中分析學(xué)生思維層次的學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)方法，其層級(jí)與《中國(guó)高考評(píng)價(jià)體系》的“四翼”考查要求吻合。本文將SOLO分類理論與學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、高考考查要求相結(jié)合，嘗試命制光合作用原創(chuàng)試題，以檢驗(yàn)學(xué)生生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展情況。

1 SOLO分類理論與試題情境層次性的關(guān)系

SOLO分類理論主要包括兩個(gè)方面：一是學(xué)生解決問(wèn)題時(shí)所表現(xiàn)出的思維結(jié)構(gòu)可被檢測(cè)；二是學(xué)生對(duì)問(wèn)題的認(rèn)識(shí)過(guò)程可分成五個(gè)階段，依次為“前結(jié)構(gòu)、單點(diǎn)結(jié)構(gòu)、多點(diǎn)結(jié)構(gòu)、關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)和抽象拓展結(jié)構(gòu)”。其中“單點(diǎn)結(jié)構(gòu)”和“多點(diǎn)結(jié)構(gòu)”側(cè)重評(píng)價(jià)學(xué)生掌握知識(shí)的量，屬于低階思維?！瓣P(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)”和“抽象拓展結(jié)構(gòu)”側(cè)重評(píng)價(jià)學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的應(yīng)用程度，屬于高階思維。筆者嘗試將 SOLO分類理論與學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、高考考查要求進(jìn)行對(duì)應(yīng)，三者關(guān)系如表１所示。^［2］

2 試題呈現(xiàn)

甘薯是我國(guó)重要的糧食作物、工業(yè)原料和飼料，在一些干旱地區(qū)常因受到干旱脅迫而產(chǎn)量下降?？蒲腥藛T以甘薯幼苗為實(shí)驗(yàn)材料，設(shè)計(jì)正常供水、干旱、干旱＋6-BA三組實(shí)驗(yàn)，探究干旱脅迫下噴施植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑6-BA對(duì)甘薯光合作用的影響。

據(jù)表中數(shù)據(jù)回答下列問(wèn)題：

（1）干旱脅迫對(duì)葉片光合作用的影響最明顯，相關(guān)色素分布在葉肉細(xì)胞中""" 上；

氣孔導(dǎo)度的大小影響光合作用的""" 階段。

（2）施用6-BA導(dǎo)致凈光合速率上升的原因是""" 。

（3）科研人員在研究中發(fā)現(xiàn)，噴施6-BA能提高植物內(nèi)IAA的含量，由此推測(cè)：在干旱條件下，6-BA通過(guò)提高IAA的含量進(jìn)而提高凈光合速率。因此設(shè)計(jì)以下實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證上述推測(cè)。

實(shí)驗(yàn)組一：干旱處理甘薯幼苗，檢測(cè)植物內(nèi)IAA含量（m1）和凈光合速率（n1）。

實(shí)驗(yàn)組二：干旱處理甘薯幼苗，葉面噴施6-BA，檢測(cè)植物內(nèi)IAA含量（m2）和凈光合速率（n2）。

請(qǐng)以干旱處理的甘薯幼苗為實(shí)驗(yàn)材料，在6-BA、IAA合成抑制劑、IAA類似物中選擇合適試劑，參照實(shí)驗(yàn)組一和實(shí)驗(yàn)組二的書(shū)寫(xiě)格式，完善實(shí)驗(yàn)方案并推導(dǎo)預(yù)期結(jié)果。

參考答案：

（1）類囊體薄膜（葉綠體或基粒）；暗反應(yīng)

（2）施用6-BA，一方面提高光合作用的光能利用率，讓光反應(yīng)加快；另一方面，增大氣孔導(dǎo)度，讓暗反應(yīng)吸收的CO2量增加，凈光合速率加快

（3）實(shí)驗(yàn)方案及預(yù)期結(jié)果

實(shí)驗(yàn)組三：干旱處理甘薯幼苗，葉面噴施6-BA和IAA合成抑制劑，檢測(cè)凈光合速率（n3）；實(shí)驗(yàn)組四：干旱處理甘薯幼苗，葉面噴施IAA類似物，檢測(cè)凈光合速率（n4）。

預(yù)期結(jié)果：植物內(nèi)IAA含量m1＜m2 ；凈光合速率n1＜n2，n2＞n3，n1＜n4。

3 命題過(guò)程

筆者依據(jù)《課程標(biāo)準(zhǔn)》“命題程序”中的要求，將命題過(guò)程分為以下三個(gè)環(huán)節(jié)：規(guī)劃核心素養(yǎng)的測(cè)試藍(lán)圖；創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，合理設(shè)問(wèn)；審核修改定題。

3.1 規(guī)劃核心素養(yǎng)的測(cè)試藍(lán)圖

筆者以《課程標(biāo)準(zhǔn)》中光合作用部分的內(nèi)容為載體，對(duì)必備知識(shí)、學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、關(guān)鍵能力以及考查要求等進(jìn)行整合、對(duì)應(yīng)，規(guī)劃核心素養(yǎng)的測(cè)試藍(lán)圖（見(jiàn)表2）。

3.2 創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，合理設(shè)問(wèn)

3.2.1 情境素材的選擇

試題情境素材來(lái)自一篇科研文獻(xiàn)，筆者選擇該文獻(xiàn)的主要依據(jù)有三點(diǎn)：一是該文獻(xiàn)來(lái)自核心期刊，表述規(guī)范、嚴(yán)謹(jǐn)，能保證試題的嚴(yán)謹(jǐn)性和科學(xué)性，同時(shí)研究?jī)?nèi)容具有一定的信息量和復(fù)雜度，能引發(fā)學(xué)生高階思維活動(dòng)；二是文獻(xiàn)中關(guān)于干旱脅迫下噴施外源植物激素提高甘薯產(chǎn)量的研究，涉及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)勞動(dòng)，承載了“核心價(jià)值”中勞動(dòng)精神的考查內(nèi)容，能夠引導(dǎo)學(xué)生崇尚勞動(dòng)、尊重勞動(dòng)；三是文獻(xiàn)研究?jī)?nèi)容涉及的光合作用與呼吸作用等知識(shí)屬于課程內(nèi)容中的重要概念。^［3］

3.2.2 處理素材，創(chuàng)設(shè)情境

科研文獻(xiàn)中的實(shí)驗(yàn)原理較難懂、步驟較煩瑣，技術(shù)也較復(fù)雜，表述上也涉及較多專業(yè)術(shù)語(yǔ)，這些都超出了《課程標(biāo)準(zhǔn)》的內(nèi)容要求，會(huì)影響學(xué)生對(duì)情境的閱讀與思考，從而降低試題評(píng)價(jià)效果。^［4］因此教師需要對(duì)素材做如下處理：梳理研究思路，明確考查邏輯；化繁為簡(jiǎn)，突出主線。例如，文獻(xiàn)中涉及甘薯不同生長(zhǎng)時(shí)期、不同外源激素的處理等多種變量實(shí)驗(yàn)組合，實(shí)驗(yàn)結(jié)果較為復(fù)雜。而題干中只選取甘薯生長(zhǎng)前期使用植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑6-BA處理的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行呈現(xiàn)。上述處理使題目情境表述更簡(jiǎn)潔，針對(duì)性更強(qiáng)，明確考查學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)和關(guān)鍵能力的掌握。

3.2.3 問(wèn)題設(shè)計(jì)

問(wèn)題設(shè)計(jì)是試題命制的核心內(nèi)容，教師應(yīng)考慮如何在問(wèn)題情境中體現(xiàn)核心價(jià)值的引領(lǐng)作用，要達(dá)到學(xué)科核心素養(yǎng)的哪個(gè)維度、哪一級(jí)水平，考查哪些必備知識(shí)。^［5］本試題中各小題的問(wèn)題設(shè)計(jì)依托SOLO層級(jí)，采用層層遞進(jìn)的方式考查學(xué)生學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的達(dá)成情況。筆者將SOLO分類理論與學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、高考考查要求等相結(jié)合，分析該試題的考查內(nèi)容，結(jié)果如表3所示。

第（1）小題通過(guò)設(shè)問(wèn)“干旱脅迫對(duì)葉片光合作用的影響”，考查“光反應(yīng)與暗反應(yīng)物質(zhì)轉(zhuǎn)化”的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，要求學(xué)生運(yùn)用結(jié)構(gòu)與功能觀，理解類囊體薄膜及其光合色素和相關(guān)酶是光反應(yīng)的物質(zhì)和結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，屬于SOLO層級(jí)的“單點(diǎn)結(jié)構(gòu)”，體現(xiàn)基礎(chǔ)性的考查要求，達(dá)到學(xué)業(yè)質(zhì)量水平一、二；第（2）小題在第（1）小題的基礎(chǔ)上，要求學(xué)生根據(jù)表中數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與推理，構(gòu)建“施用6-BA”與“凈光合速率”之間的邏輯鏈條，考查“光反應(yīng)與暗反應(yīng)相互聯(lián)系”的必備知識(shí)，要求學(xué)生運(yùn)用物質(zhì)與能量觀深入理解課程內(nèi)容要求的光合作用相關(guān)概念。本小題重點(diǎn)考查學(xué)生科學(xué)思維的達(dá)成情況，屬于SOLO層級(jí)的“多點(diǎn)結(jié)構(gòu)”和“關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)”，達(dá)到學(xué)業(yè)質(zhì)量水平三；第（3）小題要求學(xué)生在題目給定推測(cè)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，重點(diǎn)考查學(xué)生的理解能力、科學(xué)探究能力和解決問(wèn)題能力，屬于SOLO層級(jí)的“抽象拓展結(jié)構(gòu)”，體現(xiàn)了應(yīng)用性和創(chuàng)新性，達(dá)到學(xué)業(yè)質(zhì)量水平四。

3.3 審核修改定題

試題形成初稿之后進(jìn)入審核修改階段，該階段的主要任務(wù)是依據(jù)《課程標(biāo)準(zhǔn)》和《中國(guó)高考評(píng)價(jià)體系》，結(jié)合課本與科研文獻(xiàn)，對(duì)試題進(jìn)行反復(fù)打磨與修改，以確保試題質(zhì)量，提高考試評(píng)價(jià)效果。筆者對(duì)試題的審核修改主要表現(xiàn)在以下兩方面：一是對(duì)文獻(xiàn)中專業(yè)術(shù)語(yǔ)進(jìn)行簡(jiǎn)化，以減少題目中的無(wú)關(guān)信息，提高考查的指向性。例如葉綠素?zé)晒鈪?shù)的兩個(gè)指標(biāo)Fv／Fm和PI（abs），雖然二者在文獻(xiàn)中是有差異的，但不屬于考查內(nèi)容，因此統(tǒng)一描述為“衡量光能的利用效率”。二是反復(fù)打磨設(shè)問(wèn)的有效性。例如第（3）小題最初的設(shè)問(wèn)是“請(qǐng)寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)思路并預(yù)期結(jié)果”，雖然此設(shè)問(wèn)能達(dá)到考查學(xué)生科學(xué)探究能力的目的，但是由于設(shè)問(wèn)的書(shū)寫(xiě)格式要求不明確，極易導(dǎo)致學(xué)生書(shū)寫(xiě)混亂，因此將其修改成“參照實(shí)驗(yàn)組一和實(shí)驗(yàn)組二的書(shū)寫(xiě)格式，完善實(shí)驗(yàn)方案并推導(dǎo)預(yù)期結(jié)果”。

4 結(jié)果分析

筆者用本試題對(duì)全市高三學(xué)生進(jìn)行測(cè)驗(yàn)，共有15 615人參與測(cè)驗(yàn)，平均分為4.37。各小題的答題情況如表4所示。

由上表可知，學(xué)生的得分率從單點(diǎn)結(jié)構(gòu)到抽象拓展結(jié)構(gòu)逐漸降低，特別是抽象拓展結(jié)構(gòu)的得分率低于50％。這說(shuō)明學(xué)生在光合作用相關(guān)知識(shí)測(cè)試的學(xué)業(yè)質(zhì)量水平三、四達(dá)成情況不佳，例如第（3）小題，一部分學(xué)生錯(cuò)答成“干旱處理甘薯幼苗并在葉面施用IAA合成抑制劑，檢測(cè)IAA含量（m3）和凈光合速率（n3）”，該組實(shí)驗(yàn)與題干中原有的實(shí)驗(yàn)組一和實(shí)驗(yàn)組二顯然無(wú)法形成具有單一變量的對(duì)照實(shí)驗(yàn)；還有一部分學(xué)生雖然寫(xiě)出了實(shí)驗(yàn)組三，但是漏寫(xiě)了實(shí)驗(yàn)組四，究其原因是學(xué)生在“多自變量”問(wèn)題情境中無(wú)法有效遷移應(yīng)用“單一變量”和“對(duì)照實(shí)驗(yàn)原則”，將“多自變量”拆解成幾個(gè)單一變量的對(duì)比實(shí)驗(yàn)進(jìn)行解題。因此教師在高三生物學(xué)復(fù)習(xí)課中，應(yīng)避免學(xué)生機(jī)械刷題。具體而言，教師可以多創(chuàng)設(shè)基于重要概念的學(xué)習(xí)探索情境，促使學(xué)生在新問(wèn)題情境中自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，提升其科學(xué)探究能力。

新高考背景下的高中生物學(xué)教學(xué)，要求教師做到“教—考—評(píng)”一體化，對(duì)教師如何有效進(jìn)行高三復(fù)習(xí)教學(xué)并實(shí)現(xiàn)學(xué)生生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)也提出了更高的要求。SOLO分類理論為教師評(píng)價(jià)高三復(fù)習(xí)的有效性提供了工具，同時(shí)，基于SOLO分類理論命制的試題，也能提高題干的質(zhì)量和可信度，從而更好地實(shí)現(xiàn)考試的評(píng)價(jià)功能。

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