全國卷化學實驗能力考查特點分析

童文昭 鄒國華 王后雄

摘要： 以“回歸”全國卷后的2015～2017年全國I卷第26題化學實驗題為樣本，結合SOLO分類理論及學習進階（LPs）理論，從SOLO層級、LPs層級、SOLOLPs融合難度值等三個角度，對試題的能力結構進行分析，并從考查范圍與側重點、考查方式與創新等方面對全國卷化學實驗能力考查特點進行了歸納梳理，提出相應的教學建議。

關鍵詞： 全國卷； 化學實驗； 能力結構； SOLO； 學習進階

文章編號： 10056629（2018）2001906中圖分類號： G633.8文獻標識碼： B

2017年，使用全國卷的省份已增加到26個。那么“回歸”以來，全國卷在命題立意、考查方式、考查要求、能力導向等方面有何特征或變化趨勢。本文以2015～2017共3年的全國I卷第26題實驗題為樣本，結合SOLO分類理論及學習進階（LPs）理論，對試題的能力結構特點進行分析比較，并嘗試對其相對難度進行了標定，以期發現“回歸”以來全國卷對化學實驗能力的考查特點及變化，為日常化學實驗教學及能力測評提供參考。

1理論概述

基于標準化試題中的“問題”基本為“結構良好問題”，有著明確的信息、目標及解決方案。因此，問題解決的難度主要源自于信息與目標間的障礙及解決方案的選擇障礙。與教育測量學領域喜歡用通過率表示問題難度不同，教育心理學領域更多采用認知負荷理論、信息加工理論等對問題解決的認知心理過程進行分析。辛自強（2003）[1]在“關系表征復雜性模型的檢驗”中認為問題難度與問題解決難度為兩個不同概念，“關系復雜性”決定于問題內部關系的層級及數量，是“問題難度”的主要屬性；“表征復雜性”是問題關系復雜性與問題主體特點（如工作記憶容量、領域知識水平等）相互作用的結果，是“問題解決難度”的本質屬性。可以看出，該模型中的“關系復雜性”實質上描述的是從信息加工到目標解決的思維復雜度，而決定“問題解決難度”的“表征復雜性”則是思維復雜度與知識難度共同作用的結果。基于以上認識，本文將從思維和知識兩個層面融合分析問題解決的能力特點及要求。

1.1SOLO分類理論

彼格斯（Biggs）的SOLO分類理論（structure of the observed learning outcome）是一種“檢測一個人回答某個問題時所表現出來的思維結構”的方法，其根據回答問題時的表現將回答者的思維結構由低到高分為五個層次（見表1）[2]。作為一項面向學習成果（問題回答結果）的評價方法，該理論也可應用于問題內在能力結構的觀測與評估。基于在設置問題時所期望獲得的回答不可能是

“無關回答”（前結構），可將一個問題所考查的思維能力結構分為四種層級： （1）低層級（U）： 該層級思維具有“單點結構（Unistructural）”特征，只需根據問題線索對單個素材或知識進行運用，即可“點對點”地解決問題；（2）中層級（M）： 該層級思維具有“多點結構（Multistructural）”特征，需根據問題線索，對多個相互獨立的相關信息和知識進行應用；（3）高層級（R）： 該層級思維具有“關聯結構（Relational）”特征，需根據問題線索，在經驗范圍內利用不同素材或知識的邏輯關聯進行推導及應用；（4）最高層級（E）： 該層級思維具有“抽象擴展結構（Extended abstract）”特征，需根據問題線索，對未經歷過的情景進行信息挖掘和拓展，并應用聯想、預測、假設等方式實現“超越經驗”的遷移。

1.2學習進階（LPs）理論

SOLO分類理論視角下的問題能力結構主要是從所涉知識及信息的關聯、加工、應用的復雜程度上考慮的，側重于反映解決問題過程中的思維結構。然而，如前所述，問題所涉知識本體的理解難度或應用難度也是決定“問題解決難度”的主要因素。學習進階（Learning Progressions， 簡稱LPs）作為一項基于實證的學習科學研究，其目標旨在“描述學生關于某一核心知識及相關技能、能力、實踐活動在一段時間內趨于深入和復雜的學習發展歷程”[3]。通過對大跨度時間范圍內同一研究樣本的跟蹤實證測評，學習進階能較好地根據學生實際認知發展情況對某一主題知識進行水平層級的劃分。這些層級不僅反映了學生在不同階段對某一知識的認知發展水平，也反映了該知識主題的認知難度，如高水平層級對應著高認知要求。需要指出的是，在知識的認知水平與知識本體難度的區分問題上，由于學習進階劃分的知識認知水平反映的是學生對知識的認知難度（非專家角度的知識難度），而本文是從解題者（學生）的角度去分析問題解決的難度，因此以知識的認知水平層級（LPs層級）代替知識本體難度。

2化學實驗能力的SOLOLPs分析模型

2.1高考化學實驗能力的層級分析

《普通高中化學課程標準》及《考試大綱》分別對化學實驗能力的教學及考查作了相應的規定，通過對具體要求及表述的綜合梳理，結合楊玉琴（2012）[4]構建的“化學實驗認識能力”學習進階（圖1），我們將高考化學實驗能力要求劃分為4個層級13種類型（表2）。對于試題的化學實驗能力層級分析，以每個小題或每一問為一個分析單元，分別從“SOLO層級”、“LPs層級”兩個角度進行。SOLO層級的分析主要從問題解決過程中所應用的實驗知識與能力、素材信息的運用與挖掘、知識的邏輯推理與關聯等方面對問題的思維能力結構進行分析，再根據具體分析情況，結合前述SOLO分類理論視域下的思維操作層級確定試題中具體某一問題的SOLO層級。LPs層級的分析則根據SOLO層級分析中涉及的化學實驗知識與能力，結合表2的“高考化學實驗能力的學習進階層級與類別”進行歸類，若某一問題涉及多個不同層級的實驗知識，則以最高層級確定該問題的LPs層級。

2.2SOLOLPs難度模型

基于“關系表征復雜性模型”對“問題解決難度”的概念界定，可以認為本文從思維（SOLO）和知識（LPs）兩個層面構建問題解決難度分析模型具有一定的認知心理模型的檢驗價值。為更好地觀測比較試題的考查特點和差異性，并避免單一視角下造成的偏頗，讓分析結果所展現的問題解決難度更接近學習者的實際感受，我們把SOLO與LPs融合并進行量化賦分。因為問題解決難度與問題的思維難度和知識難度都成正相關，因此采用SOLO和LPs分別賦值再相乘合并統計的方式。需要說明的是，兩者賦值相乘，是為解決單一表征造成的偏頗，故通過相乘來共同表征問題解決難度，乘積值僅用于區分問題間的相對難度大小。乘積值相同，并不代表難度或意義相同，正如測量領域中試題分析用得分率表示難度系數時，不同題的難度系數值相同僅代表得分情況相同，并不反映學生在解決這兩題時的難度感受是一致的。