SOLO分類與關鍵能力相融合的學生思維評價
——以2019年深圳市鹽田區(qū)初中化學模擬考試為例

申 燕

2009 年，高凌飚教授對十年內SOLO（意為“可觀察的學習成果結構”）分類法在國內的應用研究進行了分析，他認為“SOLO 分類研究態(tài)勢比較活躍，但研究視野較窄，有把SOLO 分類理論本身狹隘化理解的傾向”“對SOLO 分類法拓展應用的該項開拓性研究一直未引起廣大研究者的關注”[1]。基于SOLO 分類理論，研究者可以由學生外在成績表現(xiàn)觀測其內在思維過程。但筆者在前期的試題評價研究工作中發(fā)現(xiàn)了一些反常現(xiàn)象，如學生在同一SOLO 思維層次試題上的得分率差異顯著，這說明僅用SOLO 思維層次單一地與學生實際成績進行關聯(lián)，有一定的局限性。[2]因此，基于SOLO 分類法開發(fā)多重維度的綜合評價體系，能夠拓寬SOLO 分類法的應用范圍，豐富思維評價的功能。

本文在SOLO 分類法的基礎上，進一步對學生各層次思維進行關鍵能力水平的細化，最終形成二維進階的學生思維評價方式。通過測算學生的思維綜合值和各層次思維值，將思維表征由原本的定性化上升為定量化，這更易于評價者分析學生個體思維之間的差異。與此同時，在二維進階的學生思維評價中，為了使同一學生不同層次的思維值具有可比性，筆者在各層次思維值的基礎上進行調整以排除進階權重的干擾，將各層次思維值進行歸一化處理?？傊?，基于二維進階的思維評價方式為思維的外顯化、可視化提供了新的思路和視角。

一、理論依據(jù)

1.SOLO 分類理論

1982 年，澳大利亞教育心理學家比格斯（John B.Biggs）和卡利斯（Kevin F.Collis）提出了SOLO 分類理論。[3]該理論以等級劃分為基礎描述學生的思維操作過程，從而評價其學習的質量。根據(jù)學生解決具體問題時的表現(xiàn)，SOLO 分類理論將學生的思維水平由低到高分為5 個結構層次：前結構（P）水平，即學生對學習任務一無所知，找不到解決問題的辦法；單點結構（U）水平，即學生只有解決問題的一條線索，并根據(jù)該線索或信息解決問題；多點結構（M）水平，即學生具有多個問題解決線索，但線索之間不相互整合；關聯(lián)結構（R）水平，即學生能夠將多個要點關聯(lián)結合起來解決復雜問題；拓展抽象（E）水平，即學生能夠站在較高的理論角度形成個性化的推理方式，概括出抽象特征。由于思維的抽象性、復雜性和靈活性，學生在分析、解決問題過程中的思維表現(xiàn)是難以捕捉和評估的。因P 水平在測評中大多無法真實體現(xiàn)，故只選取U、M、R、E 這4 種水平來描述試題所要求學生達到的思維層次。

2.關鍵能力

在真實的考試中，試題的解答不僅與學生的思維層次有關，也與問題的結構（良構、劣構）和情境的熟悉程度等因素息息相關。根據(jù)布盧姆教育目標分類理論[4]，筆者將學生解決化學問題時的關鍵能力由低到高依次分為5 個階段（見圖1），即“認識記憶能力”“理解掌握能力”“模仿應用能力”“分析評價能力”“創(chuàng)新創(chuàng)造能力”[5]。其中“認識記憶能力”和“理解掌握能力”屬于低階水平；“模仿應用能力”介于低階和高階水平之間；“分析評價能力”和“創(chuàng)新創(chuàng)造能力”則屬于高階水平。

圖1 學生的關鍵能力

3.SOLO 分類與關鍵能力的融合

首先，筆者將SOLO 分類法中各思維層次分別細分能力層級，在每一層次的思維中綜合考慮關鍵能力水平因素的影響，進而形成SOLO 思維層次與關鍵能力水平相融合的二維評價體系。其次，基于學習進階理論[6]，用關鍵能力進階水平代替知識本體難度[7]，將SOLO 思維層次與關鍵能力水平進行關聯(lián)，建構學生的思維評價模型及進階權重賦分規(guī)則（詳見表1）。

表1 二維進階評價方式的權重賦值規(guī)則

筆者將SOLO 思維層次與化學關鍵能力水平相融合的二維評價體系應用于2019 年深圳市鹽田區(qū)初三化學第二次模擬考試的分析中，首先對試題進行SOLO 思維層次和關鍵能力水平的二維評定，然后在命題細目表中對試題的相關評定進行標記，收集相應數(shù)據(jù)，運用數(shù)據(jù)分析校驗研究思路和計算方法，并基于該思路和算法定量地評價學生思維。

二、試題分析

為保證考試的公平性和成績的有效性，2019年深圳市鹽田區(qū)初三化學第二次模擬考試中的試題均為原創(chuàng)試題，現(xiàn)以其中第11 題實驗題為例進行二維進階的解讀，詳見表2。

參照第11 題實驗題的分析方法，筆者對模擬卷13 道題，共27 個設問點分別從SOLO 思維層次和關鍵能力水平2 個維度進行了評定。為避免過多主觀性因素的干擾，研究過程中，筆者另請2 位理論豐富的初三教師對此次試題進行評定。在27 個設問點中，出現(xiàn)差異的共8 處，其中SOLO 思維層次維度評定結果有4 處不一致，關鍵能力水平維度評定結果有6 處不一致，但不存在3 位評定者在2 個維度的評定結果均不相同的情況。筆者采用SPSS 19.0 軟件分別對3 位評定者的2 個維度評定結果進行信度分析，其肯德爾和諧系數(shù)W 分別為0.952、0.963，均達到顯著水平，說明3 位評定者對該試題設問點的評定結果一致性較好，結果可信。此外，3 位評定者對評定過程存在差異的設問點進行共同研討，最終達成一致，各小題的分析結果見表3。

表2 模擬考試第11 題實驗題及其分析

從表3 可以看出，隨著SOLO 思維層次的提高，模擬試題對學生關鍵能力水平的要求也相應提高。如U 層次試題對學生的能力要求側重于低階水平，而E 層次試題對學生的能力要求則為“創(chuàng)新創(chuàng)造能力”的高階水平。此外，同一SOLO思維層次的試題也呈現(xiàn)出不同的能力水平要求。因此，在分析學生的SOLO 思維層次時，綜合考慮關鍵能力水平因素的影響是非常有必要的。

三、二維進階的思維評價方式

表3 初三化學第二次模擬試題各小題的二維評定結果

1.思維綜合值

基于二維進階的思維評價，評價者可以清晰地判定學生真實的內在思維情況。筆者經(jīng)過數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析提出了學生思維綜合值的計算方法。

計算式（1）中，i 為 SOLO 思維層次變量（U、M、R、E），其值為 1～4；j 為關鍵能力水平變量，其值為1～5。若學生成績?yōu)闈M分，即該學生的思維綜合值在數(shù)值上等于所有試題對應的進階權重值之和。本次考試思維綜合值滿分為73 分。

在自然科學領域中，皮爾遜相關系數(shù)廣泛用于度量兩個變量之間的線性相關程度，一般情況下，其值介于-1 與1 之間，絕對值越接近于1，表明兩變量相關程度越高。[8]筆者對深圳市鹽田區(qū)參加初三化學第二次模擬考試的學生（共1060人）的成績數(shù)據(jù)進行處理，應用皮爾遜相關系數(shù)分析由計算式（1）算出的學生思維綜合值和學生相應原始成績的相關性，采用SPSS 19.0 軟件測得該系數(shù)值為0.956，說明兩者高度相關。

思維綜合值能在很大程度上反映學生作答試題時思維等級的高低。表4 中兩位學生的原始成績是相同的，但在此次考試過程中隱性的思維表現(xiàn)卻存在明顯差異。因此，思維綜合值對于測評者透過外在的成績表象，分析學生內在的思維情況是大有裨益的。

表4 部分學生的思維綜合值

2.SOLO 各層次思維值

（1）二維進階的SOLO 各層次思維值

由思維綜合值可看出學生總體思維等級的高低，但若分析其在U、M、R、E 這 4 個 SOLO 層次的具體情況，就需將二維進階的各層次思維值抽取出來，其計算式如下。

計算式（2）中，j 為關鍵能力水平變量，其值為1～5。當i=1 時，即可求出二維進階的U 層次思維值 U’。依次類推：i=2，求出 M’；i=3，求出 R’；i=4，求出E’。各層次思維值與學生思維綜合值的關系為：思維綜合值=U’+M’+R’+E’。由計算式（2）可算出表4 中兩位學生的各層次思維值，具體見表5。為便于讀者了解計算式的轉換和演變過程，筆者仍選用同樣的評價對象。

表5 部分學生的各層次思維值

由表5 可知，上述兩位原始成績相同但整體思維不同的學生，其思維的真正差異主要體現(xiàn)在E’等級上。

（2）歸一化的二維進階的SOLO 各層次思維值

由于二維進階的SOLO 各層次思維值在計算時考慮了二維進階的權重系數(shù)，因此該值僅適用于學生之間的橫向比較。為進一步拓展其應用范圍，使得同一學生不同層次的思維值之間具有可比性，筆者在SOLO 各層次思維值的基礎上進行調整以排除進階權重的干擾，將各層次思維值除以該項的進階權重之和［∑（i×j）］，并進行歸一化處理，即。上述兩位學生歸一化處理后的思維值見表6。

歸一化處理后的數(shù)據(jù)既直觀地展示出兩位學生在E’層次的思維差異，還體現(xiàn)同一學生在不同思維層次上的差異。從的數(shù)據(jù)變化可以看出：學生黃XX 的高階思維較強，低階思維偏弱，主要表現(xiàn)為對基礎知識的掌握還不夠扎實；而學生劉XX 的數(shù)值呈下降趨勢，說明其低階思維情況良好，但缺乏創(chuàng)造性地解決新情境中復雜問題的高階思維能力。

表6 部分學生的歸一化處理后的各層次思維值

筆者將歸一化的思維值與學生的原始思維值（學生在U、M、R、E 層次相應試題上的得分率，見表7）進行比較，其中變化較為顯著的是學生黃XX 在U 等級上的思維值。究其原因，該學生的思維僅停留在對單點知識記憶和簡單理解的水平上，對單點知識的應用能力是欠缺的，其思維處于U 等級的較低水平。由此可見，歸一化的二維進階的思維值能夠更加靈敏地表征學生思維的真實情況。

表7 部分學生的原始思維值

四、學生思維評價概況

1.整體分析

歸一化處理后的SOLO 各層次思維值可用于分析判斷影響學生成績提升的思維因素。筆者對不同層次思維極值對應的學生成績分數(shù)段進行了統(tǒng)計，詳見表8。當時，學生的最低分為34.5 分，遠遠高于其他極值情況對應的最低分，說明M 思維層級對學生總成績的影響較大。這與筆者之前利用高考模擬試題相關數(shù)據(jù)研究SOLO 思維層次與學生成績相關度的結果是吻合的。[8]

表8 不同層次思維極值對應的學生分數(shù)段

2.個體分析

在整體分析的基礎上，筆者還選擇僅在某一層次思維值上存在差異的學生數(shù)據(jù)進行比較，以觀測存在差異的思維層次對他們成績的影響，從而幫助學生找尋更有針對性的提升方法。

以表9 中第二組數(shù)據(jù)為例，學生李XX 和楊XX 的思維等級相近，其思維差異主要存在于M層次上，故學生李XX 可重點關注并同步使用多個知識、信息解決問題，以提升思維。對第二組學生在M 層次思維下，4 個關鍵能力水平所對應的思維值（歸一化）進行統(tǒng)計可得到表10。

可以看出，學生李XX 缺乏對多點知識的分析評價能力，主要體現(xiàn)在對多點知識不能有效地遠遷移。因此，該學生應重點選擇綜合程度較小但情境陌生度較高的試題進行專題練習，以強化獲取、加工信息的能力和知識的遷移應用能力。比較同一思維層次下，不同關鍵能力水平對應的歸一化的思維值，可幫助學生找尋制約其發(fā)展與提升的瓶頸，進而實現(xiàn)學習上針對性的突破。

表9 4 組學生的歸一化處理后的各層次思維值

表10 部分學生不同關鍵能力水平對應的值

表10 部分學生不同關鍵能力水平對應的值

第二組考號 姓名 認識記憶 理解掌握 模仿應用 分析評價35001702 李XX 0.00 0.17 0.15 0.09 86006276 楊XX 0.10 0.17 0.30 0.31

當然，僅通過一次考試就斷定學生思維的優(yōu)勢與不足是不可取的，評價者可嘗試在多次考試中均采用上述方法對學生做出思維等級的判斷，這是一個連續(xù)觀測的過程，以確保對學生的思維做出準確的評估。

五、思考與建議

1.重視多點結構思維，促進全體學生發(fā)展

目前，大規(guī)?？荚嚨拿}強調能力素養(yǎng)立意，試題越來越關注對學生應用所學知識解決陌生情境中問題能力的考查。筆者在深圳市大型考試分析中，發(fā)現(xiàn)多點結構層次思維與學生化學總成績的關聯(lián)程度是最高的。[8]此次試題分析再次證實了，與學生成績相關度最高的是多點結構（M）層次思維，其次是R 層次思維，U 層級試題多為基礎性、識記性試題，而設置E 層次試題則是為了發(fā)揮對高層次人才的甄別和選拔功能?？梢?，多點結構思維層次對于學生整體成績的提升尤為重要。在平時的教學中，教師應重視培養(yǎng)學生同步應用多知識點解決問題的能力。

（1）實現(xiàn)課程內容的結構化

課程內容的結構化是培養(yǎng)學生多點結構思維的重要抓手。零散的知識、單一的思維會導致學生遇到綜合性較強的問題時無從下手，教學內容的結構化設計能夠促進學生思維結構化的形成。教學中，教師應關注教材中每一主題在初中化學教學中的地位、價值、功能，以及不同主題之間的邏輯關聯(lián)，以促進課程內容的結構化。如人教版第四單元“自然界中的水”中的4 個課題分別為“愛護水資源”“水的凈化”“水的組成”以及“化學式與化合價”，其編排和設計具有整體性和統(tǒng)一性。課程內容以水這種物質作為明線，由貼近生活的自然界中的水，到實驗室水的凈化，再到了解水的組成，并以此延伸到對化學式與化合價的認識。明確各主題的關聯(lián)后，教師可根據(jù)學生實情設置并安排教學內容，其形式既可以是符合學生認知的螺旋式上升式，也可以是由熟悉到相似再到陌生的步步深入式，其最終目的是以多樣化的形式承載結構化的知識驅動學生完成學習任務。

（2）建構綜合知識體系

學生在課后對所學知識的梳理反思是其自主建構知識體系的一個重要組成部分，如若能將知識點按照一定的思維邏輯、框架脈絡形成網(wǎng)絡體系，這對他們實現(xiàn)學科知識的融會貫通是大有裨益的，也有利于其多點結構思維的發(fā)展。因此，教師可引導學生以概念圖和思維導圖的形式進行梳理，幫助學生理清不同知識點、不同主題、不同單元之間的關聯(lián)。只有形成系統(tǒng)化、網(wǎng)絡化的知識體系，學生才能在協(xié)同或綜合應用知識解決問題時迅速找到切入的角度和思考的方向。教師在建構知識體系時既可采用以某一核心概念為基點，對相關概念進行輻射、挖掘和整合的形式；也可采用以某一知識點為起點，進行邏輯遞進式推導的方式；還可運用提煉要點、問題引領等方法。知識體系的構建往往是多種構建方法綜合運用的結果，這就需要教師根據(jù)具體的內容和學生的實際情況來靈活選擇。

（3）滲透學科思想、觀念

僅強調知識和解題技巧的教學，會使學生深陷于凌亂、滯留于淺表，以致能力的培養(yǎng)、思維的提升、素養(yǎng)的發(fā)展成為空談。事實上，學科思想的滲透、學科方法的培養(yǎng)、學科觀念的發(fā)展是以學科中各主題知識為依托的，是那些看似散亂的知識點的“粘合劑”，是提升學生多點結構思維水平的“助推劑”。因此，教師需深度挖掘學科知識中內隱的學科思想，并將其滲透于教學中。如人教版第三單元“物質構成的奧秘”強調學生微粒觀的形成，為學生認識原子、分子、離子水平，以及物質的組成、結構、性質、變化奠定了基礎；第五單元“化學方程式”的教學則強調學生守恒思想的養(yǎng)成，能夠引發(fā)學生從定量的角度認識反應，從而更加深刻地理解化學中的變化與平衡這一辯證問題。

2.針對不同的進階等級，分層設計教學任務

學生作為學習的主體，外在環(huán)境和內在智力因素的差異導致他們對同一事物的看法和理解存在偏差。毋庸置疑，開展分層教學能夠幫助各個層次的孩子找到適合他們的“最近發(fā)展區(qū)”，但這對教師而言卻是一個大的挑戰(zhàn)。如何進行分層？分層的依據(jù)是什么？這些都是教師需要思考的問題。歸一化的SOLO 各層次思維值有利于教師了解學生現(xiàn)有的和需要提升的思維層次，從思維操作層面給分層教學提供了參考依據(jù)。教師首先可根據(jù)思維差異對學生進行層次劃分，然后設定不同的教學目標、采取不同的教學策略并布置個性化的課后作業(yè)。

（1）夯實基礎，增強思維的系統(tǒng)性

對于在“i=1；j=1，2”等級（即思維能力處于 U層次，關鍵能力處于“認識記憶”和“理解掌握”水平）表現(xiàn)不佳的學生，可進一步鞏固教材中的基礎知識，夯實其基本技能。以氣體制備實驗為例，教師應加強該類學生對教材中O2和CO2氣體制備實驗的原理、實驗試劑的選擇、實驗儀器的選擇與組裝等內容的認識和理解，引導他們在實驗時常圍繞“怎么做”“為什么這樣做”“不這樣是否可行”，以及“能否有其他方案代替”等問題進行思考和總結，幫助其更加清晰透徹地了解氣體制備實驗。

（2）加強綜合，提升思維的靈活性

對于在“i=2，3；j=3，4”等級（即思維能力處于M 和R 層次，關鍵能力處于“模仿應用”和“分析評價”水平）表現(xiàn)薄弱的學生，則可在氣體制備實驗教學的基礎上，側重于培養(yǎng)他們在類情境中近遷移和陌生情境中遠遷移的能力。同樣以氣體制備為例：教師可鼓勵學生選擇相對陌生的實驗情境，如根據(jù)NH3、Cl2、C2H2等氣體的相關信息，結合已有知識解決相關實驗問題；也可選擇綜合性較強的實驗探究素材，如以氫氣和金屬鈣反應制備氫化鈣（CaH2）為主題的實驗，幫助學生在解決問題時學會準確選擇并應用學科思維模型。

（3）激發(fā)潛能，培養(yǎng)思維的獨創(chuàng)性

對于“i=4，j=5”等級（即思維能力處于 E 層次，關鍵能力處于“創(chuàng)新創(chuàng)造”水平）表現(xiàn)不足的學生，則可通過綜合程度較高的實驗問題發(fā)散思維，提升其學習品質。如基于實驗目的，結合儀器作用，完成實驗裝置的組裝；設計實驗方案檢驗物質存在，對混合物進行分離凈化，驗證物質的性質，比較性質的強弱；對已有實驗方案進行分析和改進；將原本結論唯一的實驗驗證轉化為結論僅在限定條件下合理存在的實驗推理，等等。

總之，學生思維的差異是其內在學習需求的體現(xiàn)，而學生內在的學習需求又是教學的準繩。在教學中，教師只有充分考慮不同層次學生差異化的學習需求，才能幫助他們將潛在水平轉化成現(xiàn)有水平，從而實現(xiàn)每一類孩子潛能發(fā)展的最大化。