對生物學“表述”類試題進行分層評分的探索

李竹青

(上海市楊浦區教師進修學院 上海 200090)

高中學業水平等級性考試試卷在強化基礎的前提下，凸顯學生的學科特長，體現甄別和選拔的功能。等級考試的試題注重對學生科學思維能力的測量，《普通高中生物學課程標準(2017年版)》對“科學思維”的界定是：“尊重事實和證據，崇尚嚴謹和務實的求知態度，運用科學的思維方法認識事物、解決實際問題的思維習慣和能力[1]。”此外，上海生命科學學業水平等級性考試分為5等11級，對試題區分度有較高的要求。“表述”類試題，即針對某生命現象或過程表述“原因、機制”類試題，能很好地考查學生的科學思維過程，關注學生對生命現象的理解和解釋，具有良好的區分度，因此成為試題命制的熱點。但是“表述”類試題涉及具體問題的分析、處理和表述，學生的答案往往沒有固定格式，其評分一直是難點。SOLO理論認為學生解決問題時表現出的思維結構是可檢測的，因此應用該理論可對“表述”類試題進行客觀、量化的評價。

1 SOLO分類理論內涵

SOLO分類理論是教育心理學家彼格斯等人根據皮亞杰的認知發展理論提出的，是一種以等級描述為特征的質性評價方法。該理論認為一個人回答某個問題時，所表現出來的思維結構是可檢測的，彼格斯稱之為：“可觀察的學習成果結構”(structure of observed learning out-come)，縮寫為SOLO。它將人們對問題理解層次分為5個遞進的結構水平，即前結構(P)、單點結構(U)、多點結構(M)、關聯結構(R)和拓展抽象結

構(E)[2]。各結構水平及其表現特征如表1所示。

表1 SOLO結構水平特征

2 SOLO分類理論在“表述”類試題評分中的應用

2.1 試題案例 二甲雙胍用于治療Ⅱ型糖尿病已有近60年的歷史，最新研究表明，其對癌癥預防和治療也具有潛在益處。二甲雙胍及其結構類似物通過抑制線粒體的呼吸作用而抑制細胞的生長，其中的關鍵步驟在于RagC蛋白復合物的跨核孔穿梭運輸(圖1)。

圖1 RagC蛋白復合物的跨核孔穿梭運輸示意圖

若圖中所示的細胞是癌細胞，試述二甲雙胍抑制癌細胞生長的機制__________。

2.2 學生思維過程的SOLO分析 上述表述類試題的信息量較大，要求學生能從題干中完整提取信息，繼而整合學科知識進行分析，最后選用學科專業術語進行邏輯性的規范表達。此外，解答該試題要求學生具備邏輯思維，還需要整體性和系統性的思維。試題對學生能力要求較高，達到SOLO“拓展抽象結構”水平。制備參考答案時對學生答題開展的思維過程預分析如下：

2.2.1 從題干、圖表中獲取信息 根據題意提取信息①： 二甲雙胍及其結構類似物通過抑制線粒體的呼吸作用；閱讀圖片中間部分提取信息②：“無活型RagC”進入細胞核及“激活型RagC”出細胞核均需要消耗ATP；閱讀圖片右半部分提取信息③：“激活型RagC”能促進蛋白復合物mTOR1發揮作用，mTOR1抑制SKN1，而SKN1促進ACAD10，后者抑制細胞生長。根據SOLO分析，學生在提取信息過程中會有不同程度的表現，即以上3條信息只能提到部分還是全部，是片段式理解問題還是整體思維，據此可以區分不同SOLO結構水平，即“單點結構”或“多點結構”。

2.2.2 提取信息和所學知識整合 學生能根據信息①“二甲雙胍作用于線粒體”，整合知識“線粒體是有氧呼吸的主要場所”，關聯到服用二甲雙胍會降低ATP的供應；根據ATP是直接能源物質，關聯信息②得出結論“缺乏ATP將影響到RagC蛋白復合物的跨核孔穿梭運輸，使胞質中激活型RagC蛋白復合物含量下降”；信息③是對學生邏輯思維能力的考核，學生能厘清“兩個抑制等于促進”的邏輯關系，即得出“激活型RagC促進細胞生長”的結論。學生在提取單個信息的基礎上，能建立各個信息點之間的連接、厘清它們之間的邏輯關系，達到SOLO的“關聯結構”，即思維能力水平又上一層臺階。

2.2.3 用學科專性術語規范、邏輯地表達思維過程 學生選用學科專業術語邏輯性表達思維過程，同時結合題干情境，闡述服用二甲雙胍和抑制細胞生長之間的關系，且能聯系實際解釋二甲雙胍對癌癥預防和治療有益，達到“抽象拓展結構”。

基于以上分析，制定該表述題的參考答案如下：“二甲雙胍能抑制線粒體呼吸作用，從而影響ATP供應。據圖1所示ATP是RagC蛋白復合物的跨核孔穿梭運輸所必需的，ATP供應量下降將導致細胞質中激活型RagC含量下降。激活型RagC含量下降將影響mTOR1蛋白復合物發揮作用，而圖中信息顯示有活性的mTOR1是促進細胞生長所必需的。所以服用二甲雙胍可抑制癌細胞生長，顯示其對癌癥預防和治療有潛在益處。”

2.3 學生答題狀況的SOLO分析 該試題測試結果顯示，不同思維結構層次的學生答題狀況如下：

2.3.1 前結構水平 此類學生的答案是“無活型RagC轉換為激活型RagC需要ATP”，提取信息出錯或無法理解題意，不做回答。

2.3.2 單點結構水平 學生不能完全理解題意，只能提取材料中的某個信息并直接根據該信息指向結論，如： 激活型RagC跨膜運輸需要ATP，沒有ATP細胞無法生長。此類答案僅提取了“激活型RagC跨膜運輸需要ATP”這一條信息，但并不清楚服用二甲雙胍和抑制細胞生長之間的關系，提取的信息零碎沒有意義。

2.3.3 多點結構水平 學生能提取材料中多個信息，但是沒有展開邏輯分析，沒有闡述信息之間的聯系，即沒有真正理解該調節過程的機制。該水平層次學生的答案是： 二甲雙胍抑制線粒體呼吸，減少ATP供應。激活型RagC跨膜運輸需要ATP。mTOR1蛋白復合物抑制SKN1，SKN1促進ACAD10，ACAD10抑制細胞生長。此類答案每條信息都提取正確，但是沒有建立信息之間的邏輯關系，所以沒有解釋服用二甲雙胍抑制癌細胞生長的機制。

2.3.4 關聯結構水平 學生能完整提取信息，并闡述信息之間的關系，如： 二甲雙胍能抑制線粒體呼吸作用，從而影響ATP供應。ATP是RagC蛋白復合物的跨核孔穿梭運輸所必需的，ATP供應量下降將導致細胞質中激活型RagC含量下降。有活性的mTOR1是促進細胞生長所必需，而激活型RagC含量下降將影響mTOR1蛋白復合物發揮作用。此類答案每條信息之間的關聯清晰，闡述時邏輯關系完整，很好地解釋了二甲雙胍抑制細胞生長的機制。

2.3.5 抽象拓展結構 學生能完整提取信息，厘清每條信息之間的邏輯關系，闡述二甲雙胍抑制癌細胞生長的機制，并能結合題目情境上升到實際“二甲雙胍對癌癥預防和治療也具有潛在益處”，解釋更富有實際意義。

2.4 基于SOLO分析設定的分層評分標準 根據以上思維過程和答題狀況的分析，該表述題的分層評分標準設定如下(表2)：

3 基于SOLO理論分層評分的必要性

“表述”類試題可考查學生的科學思維，也可綜合考察學生提取信息、整合知識和表達思維過程的諸多能力。利用SOLO理論對學生解答此類試題的思維結構進行“可視”性評價，評價結果清晰、客觀，具有較高的可信度。此外，SOLO分類理論也可用于指導課堂教學，教師引導學生基于事實和證據，從較高結構水平對問題進行整體的、系統地思考，理解生物體內無處不在的有序調控過程，提高科學思維能力、培育生命觀念。學生基于SOLO理論對自己的學習和答題狀況進行分析，不僅能知道自己“學到多少”，更重要的是可明白“學得多好”。

表2 分層評分標準