基于SOLO分类理论的高考化学试题研究

摘 要：本文利用SOLO分类理论对近三年广东省选择性考试化学试题进行分析研究，研究结果表明，试题在SOLO结构水平各层次上均有涉及，单点结构和多元结构水平的试题落实了基础性的考查，多元结构和关联结构水平的试题所占分值较重，突出试题的综合性和应用性，抽象拓展结构水平的试题体现了创新性，整套试题内容全面、层级分明，兼顾学生思维水平的差异性，有利于人才选拔。

关键词：SOLO分类理论；高考化学试题；高阶思维

文章编号：1008-0546（2024）11-0076-05

中图分类号：G632.41

文献标识码：B

一、问题的提出

在新课程改革背景下，新高考在教育功能上实现由单纯的考试评价向立德树人重要载体和素质教育关键环节的转变；在评价理念上，实现由传统的“知识立意”“能力立意”评价向“价值引领、素养导向、能力为重、知识为基”综合评价的转变；在评价模式上，实现基于“考查内容”的一维评价模式向“考查内容、考查要求、考查载体”三位一体评价模式的转变。［1］然而，高考试题的能力结构是否可以达到考查目标？是否能对不同思维层次的学生做出准确的甄别和选拔？这仍需要从不同的角度对高考试题进行深入分析研究。

SOLO分类理论是一种以等级描述为特征的质性评价方法。［2］根据学生回答某一问题展现出的不同思维层级，将学生的思维能力水平划分为五个层次：前结构（Pre-structural）、单点结构（Unistructural）、多点结构（Multistructural）、关联结构（Relational level）和拓展抽象结构（Extended abstract level），由低阶思维到高阶思维，呈现螺旋式上升。人类的发展、社会的进步和化学领域的突破都需要具备高阶思维的人才，因此探究高考化学试题对学生思维的考查程度，有着十分重要的意义。

本文基于SOLO分类理论对近三年广东省高中化学选择性考试试题进行分析研究，旨在了解核心素养下高考试题的特点，把握高考化学命题的方向，促进化学课堂教学的改革，以期达到“教、学、评”一体化、以考促教和以考促学的目的。

二、试题的SOLO结构水平层次分析范例

SOLO分类理论提出的思维水平结构层次如表1所示，其中前结构层次是学习的起步阶段；从前结构到单点结构、多点结构层次是知识积累的量变，对学生思维水平要求较低，为低阶思维；关联结构和拓展抽象结构层次则是理论思维质的飞跃，对学生思维水平要求较高，为高阶思维。［3］

本文以2023年广东省高中化学选择性考试试题为例，按照SOLO分类理论，对试题进行分析说明。

1.单点结构水平（U）

例题 “高山流水觅知音”。下列中国古乐器中，主要由硅酸盐材料制成的是（ ）。

A.九霄环佩木古琴

B.裴李岗文化骨笛

C.商朝后期陶埙

D.曾侯乙青铜编钟

分析 该题的问题只与“硅酸盐材料”相关，抓住这一个信息，利用一个知识点就可以解决问题，所以该题属于单点结构水平。

2. 多点结构水平（M）

例题 建设美丽乡村，守护中华家园，衣食住行皆化学。下列说法正确的是（ ）。

A. 千家万户通光纤，光纤的主要材质为Si

B. 乡村公路铺沥青，沥青属于天然无机材料

C. 美容扮靓迎佳节，化妆品中的甘油难溶于水

D. 均衡膳食助健康，主食中的淀粉可水解为葡萄糖

分析 该题的问题与社会热点“建设美丽乡村”有关，但四个选项所涉及的知识点各不相同且并无关联，属于多点结构水平。

3. 关联结构水平（R）

例题 用一种具有“卯榫”结构的双极膜组装电解池（见图1），可实现大电流催化电解KNO3溶液制氨。工作时，H2O在双极膜界面处被催化解离成H＋和OH－，有利于电解反应顺利进行。下列说法不正确的是（ ）。

A. 电解总反应：KNO3＋3H2ONH3·H2O＋2O2↑＋KOH

B. 每生成1 mol NH3·H2O，双极膜处有9 mol的H2O解离

C. 电解过程中，阳极室中KOH的物质的量不因反应而改变

D. 相比于平面结构双极膜，“卯榫”结构可提高氨生成速率

分析 该题的问题与“双极膜组装电解池”有关，四个选项所涉及的知识点不同但相互之间均有关联，都需结合题干信息和图1装置进行电化学知识分析，且若分析错误会造成多个选项判断错误，故该题属于关联结构水平。

4. 拓展抽象结构水平（E）

例题 配合物广泛存在于自然界，且在生产和生活中都发挥着重要作用。

R的衍生物L可用于分离稀土。溶液中某稀土离子（用M表示）与L存在以下平衡。

M＋LML K1

ML＋LML2 K2

研究组配制了L起始浓度c0（L）＝0.02 mol·L－1、M与L起始浓度比c0（M）/c0（L）不同的系列溶液，反应平衡后测定其核磁共振氢谱。配体L上的某个特征H原子在三个物种L、ML、ML2中的化学位移不同，该特征H原子对应吸收峰的相对峰面积

S （体系中所有特征H原子的总峰面积计为1）如表2所示。

说明：核磁共振氢谱中相对峰面积之比等于吸收峰对应H原子的数目之比；“＜ 0.01”表示未检测到。

（1）c0M）/c0（L）＝a时，x＝ 。

（2）c0（M）/c0（L）＝b时，平衡浓度比c平（ML2）∶c平（ML）＝ 。

分析 该题的问题是“利用特征H原子对应吸收峰的相对峰面积S进行相关计算”，学生在学习有机物相关知识时已掌握核磁共振氢谱的使用，知道核磁共振氢谱中相对峰面积

之比等于吸收峰对应H原子的数目之比，但本题还要将H原子的数目转化为物质的物质的量浓度并参与平衡的计算，即要将已掌握的知识运用于新的情境中，故该题属于拓展抽象结构水平。

三、试题的SOLO结构水平层次整体分析

《中国高考评价体系》明确规定了高考的考查载体——情境，以此承载“四层”考查内容（必备知识、关键能力、学科素养、核心价值），通过“四翼”考查要求（基础性、综合性、应用性、创新性）实现对学生“四层”的有效考查，也实现对高考试题质量的有效评价。SOLO分类理论的五个结构层次分别在不同程度上体现了“四翼”的高考考查要求，所以，SOLO分类理论不仅能评价学生的思维水平，还能评价学生素质能力的高低和高考试题质量的优劣。

1. 利用SOLO分类理论对高考试题中考查载体——情境的统计及分析

基于情境的高考试题已成为落实核心素养和测评学科能力的重要手段和实现形式，高考评价体系将情境分为简单的情境活动（生活实践情境）和复杂的情境活动（学习探索情境）。［4］本文结合SOLO分类理论，对近三年广东高考化学试题的考查情境进行各层次分类统计（见表3）。

说明：“结构”指的是选做结构题考生的总分值，“有机”指的是选做有机题考生的总分值，下同。

表3数据显示，本试题的考查情境在SOLO结构水平的各层次上均有涉及，多点结构（M）与关联结构（R）所占分值较高；拓展抽象结构有上升的趋势。研究表明，高考试题均选择真实情境为素材，试题是兼顾育人视角和选拔视角的情境创设，要求学生除具有解决熟悉简单情境问题的能力，还需提高分析解决复杂真实情境问题的能力。

2. 利用SOLO分类理论对高考试题中必备知识的统计及分析

教师应引导学生实现由知识到能力再到素养的转变，但能力和素养绝不是凭空产生的，必备知识是培养关键能力、达成学科素养的重要基础。［5］

化学必备知识主要从化学语言与概念（化学表征、基本概念与理论）、物质结构与性质（原子结构、分子结构与晶体结构）、反应变化与规律（热力学、动力学、电化学、电解质溶液）、物质转化与应用（常见无机物和有机物的性质及转化）、实验原理与方法（常见的仪器及使用、实验的基本操作、物质检验与分离提纯、实验数据的处理与分析、实验条件的影响与控制）五个维度进行建构。本文结合SOLO分类理论，对近三广东高考化学试题的必备知识进行各层次分类统计（见表4）。

说明：数据处理时，五大必备知识均取结构和有机的平均数值。

表4数据显示，五大必备知识均兼顾SOLO结构水平的四个层次，“化学语言与概念”比较基础，主要分布在单点（U）和多点（M）结构层次；“反应变化与规律”的整体难度较大，在单点（U）结构层次上分布较少；“实验原理与方法”有由拓展抽象结构（E）层次回归基础的趋势；“物质转化与应用”和“物质结构与性质”在拓展抽象结构（E）层次的占比有上升趋势；“物质结构与性质”分散处理后，可与很多知识相关联渗透；新高考重视实验，所以“实验原理与方法”所占分值有上升趋势；目前整体来看，五大必备知识中“物质转化与应用”和“反应变化与规律”所占比重较大。研究表明，学生需要具备扎实全面的化学基础知识，在了解化学学科原理的基础上，能同时利用多个知识点解决问题，或将多个知识点相关联以解决更复杂的问题。

3. 利用SOLO分类理论对高考试题中关键能力的统计及分析

化学学科核心素养是高考化学试题命制的出发点和立足点，而学科核心素养的测评主要通过“关键能力”的测量达成。［6］关键能力上承学科素养，下联必备知识，高考评价体系下的化学学科关键能力包含理解与辨析能力（识记基础知识、辨析基本概念、获取有关信息）、分析与推测能力（判断物质结构、分析物质性质、预测反应现象、推断反应结果）、归纳与论证能力（识别有效证据、科学推理论证、处理转化数据、归纳总结规律）、探究与创新能力（描述实验现象、分析实验数据、设计实验方案、评价探究方案）。［7］本文结合SOLO分类理论，对近三年广东高考化学试题的关键能力进行各层次分类统计（见表5）。

说明：数据处理时，各关键能力均取结构和有机的平均数值。

表5数据显示，试题对关键能力的考查全面且均衡，除了较简单的“理解与辨析能力”没有涉及拓展抽象结构（E）外，每种关键能力几乎都分布在SOLO结构水平的四个层次；“理解与辨析”和“分析与推测”能力主要分布在单点（U）和多点（M）结构层次，“归纳与论证”和“探究与创新”能力主要分布在关联结构（R）和拓展抽象结构（E）层次，高阶思维的考查所占比重呈上升趋势；整体来看，化学学科关键能力中“分析与推测”和“归纳与论证”能力占比较大。研究表明，近三年广东高考试题具有良好 SOLO 水平梯度，适用于考查不同层次学生的关键能力，避免学生依靠平时“苦练”得高分的情况，益于甄别选拔人才。

四、研究结论及启示

本文利用SOLO分类理论对试题从情境、必备知识和关键能力三个角度进行整体分析。研究结果表明，近三年广东高考试题在SOLO结构水平的各层次上均有涉及，单点结构和多元结构水平的试题落实了基础性的考查，多元结构和关联结构水平的试题所占分值较重，突出试题的综合性和应用性，抽象拓展结构水平的试题体现创新性，试题内容全面、层级分明，兼顾了学生思维水平的差异性，有利于人才选拔。依据研究结果，本文提出以下四点教学建议。

1. 夯实必备知识，培养学科素养

高考作为高等院校选拔人才的工具，必备知识的掌握情况直接影响着学生认识问题、分析问题和解决问题的能力。高考试题再新颖，能力要求再高，也离不开对必备知识的考查。因此，教师在课堂教学中应紧扣《普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）》（以下简称《新课标》）的内容及要求，重视引导学生深度解读教材基础知识（尤其是基本或核心概念）的内涵，充分利用教材中的学习栏目资源（如“学与问”“思考与讨论”“实验探究”“科学视野”等），避免过分追求“刷难题”“解怪题”而忽视学生化学基础知识的科学构建，在夯实必备知识的基础上引导学生实现“知识到素养”的转变。

2. 重视真实情境，提升关键能力

《新课标》提出命题时要以真实的情境为测试载体，高考评价体系也明确规定情境是高考的考查载体，以此承载考查内容，通过创设情境对学生的核心价值和学科素养进行考查。本文研究发现，情境创设已然成为高考试题的常态。这就需要教师在教学中转变传统的教学理念，在同一个知识目标下，创设不同复杂程度的真实情境，提出不同复杂程度的实际问题，达到分层教学的目标。通过创设简单熟悉的情境问题培养学生的单点结构水平和多点结构水平，通过创设复杂陌生的情境问题培养学生的关联结构水平和拓展抽象结构水平。课堂教学一定要避免大而空的设计，尽可能联系当前社会热点问题，寻找与教学内容相关的各类素材，注重情境与教学内容的有机融合。

3. 注重新信息吸收迁移能力，强化基本技能与技巧

新信息吸收能力一直以来都是这几年广东高考试题考查的重点内容。但是在日常学习中，许多学生存在畏难心理，遇到新信息都会放弃。2023年广东卷试题中涉及的新信息较多，第19题原理题与2022年广东卷相比，难度稍微加大，体现了新高考的基础性、综合性和创新性。主要体现在情境新颖，配合物的知识及应用，与化学反应速率，化学反应平衡的知识综合运用，对学生的信息提取能力要求较高。关于稀土离子的多重平衡体系的反应计算难度较大，与近年来高考趋势吻合，“化学平衡的移动”的考查比较基础，其他选项考查元素化合物相关知识，相对比较基础。但是考查核磁共振的新信息的情景迁移，综合性要求较高。这就要求教师在平时的教学中，引导学生遇到陌生情境与信息时，抓住关键点，搞清题目条件与要求，将新要求与旧知识联系，通过有关知识的整体系统的思维方式来解决问题。

4. 运用SOLO分类理论，培养高阶思维

“思维方法”是指学习者在面对生活实践或学习探索问题情境时，进行独立思考和探索创新的内在认知品质，是未来社会人才所需的终身素养。本文通过对2021—2023年广东省选择考试化学试题的分析，发现处于关联结构（R）和拓展抽象结构（E）的试题占比较多，需要学生具有较强的化学学科思维能力，尤其是高阶思维能力。教师可尝试运用SOLO分类理论设计课堂前测，根据测试情况，对学生已达到的思维结构水平之前的教学目标和教学内容适当删减，将下一思维结构水平确定为最近发展区，把更多的课堂教学时间和精力用在最近发展区，这样能大大提升课堂效率。同时课堂教学过程中，可以适当向最近发展区的下一思维结构水平进行渗透。然后运用SOLO分类理论设计课堂后测，评价学生的思维结构水平是否达到最近发展区，是否由低阶思维向高阶思维发展。［8］

参考文献

［1］中华人民共和国教育部.中国高考评价体系［M］.北京：人民教育出版社，2019．

［2］彼格斯，科利斯.学习质量评价：SOLO分类理论 可观察的学习成果结构 ［M］.高凌飚，张洪岩，译.北京：人民教育出版社，2010．

［3］ 黄爱民.以SOLO分类理论命制化学选择题有利于评价学生的思维水平［J］.化学教学，2014（10）：62-65．

［4］叶春益.基于SOLO分类理论的高考化学试题评析及启示——以2021年广东省选择性考试化学试题为例［J］.中学化学教学参考，2021（17）：58-61．

［5］梁嘉婷.新高考化学试题对化学关键能力的考查研究——基于SOLO分类理论的视角［D］.汉中：陕西理工大学，2021．

［6］ 江合佩.高中化学学科关键能力的测评及教学建议［J］.教育测量与评价，2019（6）：42-49．

［7］ 王春，江合佩，王后雄.基于高考评价体系的2021年高考全国卷理综化学试题评析及启示［J］.教育测量与评价，2021（8）：27-34．

［8］ 张馨月.SOLO分类理论分析化学高考试题及教学启示［D］.大连：辽宁师范大学，2021．