基于SOLO分類理論的高考生物學試題分析

摘要：本文借助SOLO分類理論，對2020-2023年的九套新課標全國高考理綜生物學試題進行分析研究，從單點結構（U）、多點結構（M）、關聯結構（R）和抽象拓展結構（E）四個水平進行相關的統計，得到了九套試卷的SOLO分類層次的對應分值占比和考查主題之間的關系，并進行縱向比較分析，總結命題規律，為師生開展生物學教學提供若干建議。

關鍵詞：SOLO分類理論；高考生物學；試題分析

文章編號：1003-7586（2024）04-0019-05 中圖分類號：G633.91 文獻標識碼：B

我國的基礎教育目前正處于考試招生制度改革與課程改革同時進行的時期。隨著改革的深化及新高考的實施，對學生思維和能力的要求也在發生變化，這些變化會直接反映在高考試題中。高考生物學全國卷作為全國大部分省區統一使用的高考試卷，突出反映了《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》）的目標和理念，2019年很多省份開始陸續使用新教材（2019版），因而近四年的高考生物學全國卷具有很好的代表性。

“SOLO”是香港大學教育心理學家彼格斯（J．B．Biggs）及同事們經過多年研究提出的一個理論，它是英文Structure of the Observed Learning Outcome首字母的縮寫，意思是“能夠觀測到的學習效果”。SOLO分類理論是對皮亞杰認知發展階段學說的繼承和延續，也是心理學與教育學的有機融合。因此SOLO分類理論實質上是一種認知心理學理論，用于描述人們在學習和解決問題過程中的認知發展階段。依據SOLO分類理論，可通過對試題文本的研究，推測學生的思維水平。所以，我們按照正確回答題目所需知識點的數量、知識點之間的相互關系和學生所需思維水平，將高考試題按照SOLO層次進行劃分，以此來研究高考試題所表現出來的思維結構，發揮高考試題的導向作用，這對一線教師在課堂教學中落實核心素養的培養，發展學生思維和能力有重要的指導意義。

1 研究對象

本研究以近四年（2020-2023年）高考生物學全國卷為樣本，其中2020年全國卷有三套，分別是全國工卷、全國Ⅱ卷和全國Ⅲ卷。2021年全國卷共有兩套，分別是由原全國Ⅲ卷改名的全國甲卷和由原全國工卷和全國Ⅱ卷合并成的全國乙卷。2022 2023年全國卷各有兩套，分別是全國甲卷和全國乙卷。本文以2020 2023年共九套高考生物學全國卷為研究對象進行命題規律的分析與研究。

2 分析框架

2.1 試題SOLO層次分析標準劃分

2019年，國家教育部頒布了《中國高考評價體系說明》，其中明確提出將“情境”作為考核的“媒介”。通過選取合適的情境素材，重現生物學科理論的形成過程，并在此基礎上讓學生利用必要的基礎知識和關鍵能力來解決真實問題，從而展現學科核心素養水平。在這一背景下，根據SOLO分類理論和生物學學科的特征對試題進行分層。U（單點結構）層次無情境或者有簡單且熟悉的情境，學生需要舉例描述生物學概念，答題時不需要對情境本身進行思考分析，根據單一知識點選擇正確答案，填寫專有名詞、表達式或者教材中的固定答案等。M（多點結構）層次有比較簡單或熟悉的情境，情境中含有多條信息但是答題時不需要建立聯系，學生需要概括生物學規律、原理，利用生物學規律解釋生命現象，用文字或圖示表示生物學概念，答題時需要回憶多個知識點作答，但知識點之間互不關聯或無法直接獲取情境中的信息作答；簡單分析、概括生物學現象、規律、原理等。R（關聯結構）層次有較為復雜或較為新穎的情境，情境中含有多條信息且答題時需要建立多條聯系，學生需要在某一特定情境運用生物學知識，預測結果或發展趨勢并能夠運用文字、圖示、模型等方式做出解釋，答題時需要運用多個知識點或者運用不同方式（如圖表、圖示等）闡述生物學現象、規律、原理，設計或改進簡單方案，驗證已知觀點等。E（抽象拓展結構）層次情境復雜、新穎，需要在新情境中探究新問題，學生需要在新情境中運用科學思維方法揭示生物學規律、機制，答題時需要設計方案探究未知問題，將知識遷移到新情境中并闡明新情境中的生物學現象、原理等。

2.2 高考試題考查主題分析

新高考實施之前，考生所用的是舊版本的人教版教材，要求考生完成三個必修模塊和一個選修模塊；新高考實施后，參加生物學學科高考的考生，必須要完成兩個必修模塊、三個選擇性必修模塊。所以，在以SOLO分類理論為基礎，對高考題目各模塊之間的差別進行分析時，不宜再使用教材章節模塊的劃分，而應參照新課標中對教材內容劃分的九個知識主題，包括：主題一“細胞的基本結構和分子組成”、主題二“細胞的代謝”、主題三“細胞的生命歷程”、主題四“遺傳的分子基礎和細胞學基礎”、主題五“遺傳的基本規律”、主題六“生物的變異與進化”、主題七“動植物生命活動的調節”、主題八“生物與環境”、主題九“生物技術與工程”。然后對每個主題下題目考查的SOLO層次特征進行分析。

3 研究過程

根據以上分析框架，以2020-2023年全國卷高考生物學試題中的典型題目為例，進行SOLO層次分析。

2022全國甲卷第1題 鈣在骨骼生長和肌肉收縮等過程中發揮重要作用。曬太陽有助于青少年骨骼生長，預防老年人骨質疏松。下列敘述錯誤的是（ ）。

A．細胞中有以無機離子形式存在的鈣

B．人體內Ca2+可自由通過細胞膜的磷脂雙分子層

C．適當補充維生素D可以促進腸道對鈣的吸收

D．人體血液中鈣離子濃度過低易出現抽搐現象

分析：本題考查的是細胞中的Ca2+的存在形式和作用，該題目情境很簡單且熟悉，不需要對情境本身進行思考，只需回顧教材中無機鹽這個單一的知識點，就可以做出正確的解答，因此該題屬于單點結構水平，

2020年全國Ⅲ卷第32題 普通小麥是目前世界各地栽培的重要糧食作物。普通小麥的形成包括不同物種雜交和染色體加倍過程，如圖所示（其中A、B、D分別代表不同物種的一個染色體組，每個染色體組中均含7條染色體）。在此基礎上，人們又通過雜交育種培育出許多優良品種。回答下列問題：

（3）現有兩個普通小麥品種（純合體），甲的表現型是抗病易倒伏，乙的表現型是易感病抗倒伏。若要以甲、乙為實驗材料設計實驗獲得抗病抗倒伏且穩定遺傳的新品種，請簡要寫出實驗思路。

分析：本題情境比較新穎且復雜，考查染色體變異和育種的知識，考生需要從情境中獲取多條信息。例如，能夠穩定遺傳的親品種必須是純合子：F1表現型未知無法判斷顯隱性等，因此需要先分析整合，再在新情境中運用雜交育種、多倍體育種等方法設計實驗方案解決問題。而且本題的答案不唯一，具有一定的開放性，因此屬于抽象拓展結構水平。

4 研究結果及結論

根據SOLO分類理論層次的分析方法，對2020-2023年全國卷高考生物學試題進行SOLO結構分析。全國卷試題包括單項選擇題和綜合題兩部分，對選擇題進行逐題分析，對綜合題進行逐空的細致分析。由于全國卷的綜合題部分包含兩道選做題且兩道題的考查層次可能有差異，因此筆者在分析全國卷的高考生物學試題時，對兩道選做題分別進行統計。

4.1 各主題內容的考查情況

對2020-2023年高考生物學全國卷進行分析，統計每份試卷各主題的試題分值（見表1）。由表1可知，近四年全國卷的考查重點為主題二、主題五、主題七、主題八、主題九，其次為主題四，在教學過程中，教師應對這幾個主題的教學有所側重，以便更好地促進學生發展。

4.2 高考生物學試題能力結構的縱向比較分析

結合2020-2023年全國卷的數據統計結果，四年全國甲卷（Ⅲ卷）、乙卷（工、Ⅱ卷）SOLO分類層次的對應分值占比比較情況如圖1和2所示。

從統計結果可見，2020年全國Ⅲ卷中單點結構水平和多點結構水平的題型占比較高，抽象拓展結構水平所占分值也較高，表明2020年的全國Ⅲ卷在注重基礎知識的同時具有一定的難度。從2020年到2022年，全國甲卷（Ⅲ卷）理綜生物學試題中關聯結構水平所占的比重上升且近三年都維持在40%以上，而單點結構水平和多點結構水平的占比不斷變化，說明近四年全國卷降低了對考生全面掌握知識點的要求，提高了對構建知識網絡、整合知識的能力要求，符合《課程標準》中“核心素養為宗旨”“內容聚焦大概念”的基本理念，這就提醒生物學教師在日常的教學中要注意采用多種教學方法促進學生將碎片化知識系統化和深度學習的能力，重點培養學生的思維能力。

結合圖2的統計數據和變化情況分析可知，2020年到2023年，全國乙卷（Ⅰ、Ⅱ卷）在單點結構水平和抽象拓展結構水平考查的比重相對穩定，體現出近幾年的高考在對這兩個水平的思維能力要求上存在一致性。從2020年到2023年，關聯結構水平層次的考查比重存在很大的波動，呈現出不穩定性，而抽象拓展結構水平比重呈現出相對穩定的變化趨勢，且其中三年的試卷中抽象拓展結構水平的比重都超過了10%，表明2020年到2023年的全國乙卷（Ⅰ、Ⅱ卷）在注重基礎知識的同時保持一定的難度，兼顧四個能力水平的考查。

4.3 高考生物學試題各主題SOLO層次分析

依照前文確定的分析方法和劃定的知識主題，對2020-2023年全國卷高考生物學試題各主題的SOLO分類層次進行統計，結果如圖3～圖6所示[主題九為選考題，九（1）對應選修1，九（2）對應選修2]。

綜合以上數據發現，近四年全國卷高考生物學試題的考查內容主要為主題二“細胞的代謝”、主題五“遺傳的基本規律”、主題七“動植物生命活動的調節”、主題八“生物與環境”、主題九“生物技術與工程”，這五個主題考查的內容所占分值比較多，且比較穩定。此外，關于九套試卷在各主題中具體考查何種能力水平的題目，沒有發現穩定的規律。在主題二中常考多點結構和關聯結構的題目，說明在這個主題下要求學生掌握比較全面的知識，且能將知識相互聯系，實現綜合利用。主題五中經常考查關聯結構和拓展結構的題目，說明在這個主題下需要重點培養學生的分析綜合、演繹推理等高階能力。在主題七、主題八、主題九中以單點結構和多點結構水平的考查為主，所以在這些主題中需要加強基礎知識的記憶。

5 啟示

5.1 研讀課標回歸教材，重視基礎知識落實

從統計分析的結果中可以看出，在九套高考生物學試題中，單點結構都占據一定的比重，尤其是在全國甲卷中占比較高，在2022年全國甲卷理綜生物學試題中占比非常高。從試題內容的角度分析，大部分題目的情境都很簡單，很多題目考查的是教材原文，這提醒師生在注重學生能力和素養培養的同時，不能忽略教材基礎知識的夯實。結合新高考改革的政策，推測接下來幾年都會非常重視教材內容，以此引導師生回歸教材、重視教材。《課程標準》是教學、考試命題的重要依據，而教材是基于課程標準的理念和要求編制的。因此，在日常教學中，教師應該聚焦課程標準，研讀教材內容，深挖教材資源，如教材的插圖、相關信息、課后習題、課后閱讀材料等，夯實基礎概念，把教材用好、用透。

5.2 開展單元情境教學，堅持素養能力導向

《課程標準》中的重要理念之一是“內容聚焦大概念”，其指出教師要精簡課程內容，將教學重點凸顯出來，并推進生物學學科核心素養的發展。在近四年的全國卷生物學試題中，單點結構水平的考查比重有所降低，關聯結構水平的考查比重升高，且基于情境命題已成為常態，突出了對學生在真實情境下遷移應用所學知識分析、解決問題能力的考查。因此，設計并開展基于構建大概念的單元情境教學需成為高考復習備考的常態，這樣才能有效地提升學生加工和運用信息、分析解決問題的能力，落實生物學學科核心素養。

5.3 實施概念圖教學，促進知識體系構建

高中階段的概念教學是生物學教學的重要環節，針對高中生物學概念多且細碎的特點，采用概念圖教學法能有效引導學生將零散的概念聯結整合為系統的概念網絡。從九套高考試題中各主題下的SOLO結構層次可以看出，試題中關聯結構題型的占比較高，且在近四年全國卷中的占比不斷上升，凸顯了對學生歸納整合、綜合運用能力的高要求。因此教師應在教學過程中引導學生構建概念圖，加深對重要概念的理解，構建次位概念間的聯系，形成以大概念為核心，學科主干知識為網絡的知識結構體系。