基于SOLO分类理论的生物学教材习题分析
彭陈悦高学林
（1.南京师范大学教师教育学院江苏南京210023）
（2.江苏第二师范学院生命科学与化学化工学院江苏南京211200）
随着《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》（以下简称《课程标准》）的颁布，生物学科进行了新一轮的教材改革。练习与应用是生物学教材的重要组成部分，也是对落实《课程标准》理念的重要举措。《教育部关于做好2022年普通高校招生工作的通知（教学〔2022〕1号）》在“深化考试内容改革”部分指出：“根据高校人才选拔要求和国家课程标准，优化试题呈现方式，加强对关键能力和学科素养的考查，引导减少死记硬背和‘机械刷题’现象”。就教材习题和高考试题进行基于SOLO分类理论的统计分析，获取生物学教学相关启示有很强的必要性，也是对“双减”要求的一种必然的回应。
SOLO（StructureoftheObservedLearningOutcome），意为“可观察到的学习结果的结构”。约翰·比格斯和凯文·科利教授认为尽管人的总体认知结构无法检测，但人回答某个问题时内化的知识结构将得到外显。以皮亚杰认知发展阶段论为基础，在SOLO理论中人的思维结构被划分为由低到高的5个层次水平，分别为前结构层次（P）、单点结构层次（U）、多点结构层次（M）、关联结构层次（R）和抽象拓展层次（E），体现了学生分析问题由浅到深，思维由具象到抽象，思维结构由低级到高级的特点。不同思维结构水平的学生在解决问题时的具体表现不同，由此，可将不同的习题划分为对应5个思维层次水平的难度等级（表1），并借此分析教材习题和高考试题，为教学提供重要参考。
表1基于SOLO分类理论的习题划分标准
选取人教版2019年版生物学必修和选择性必修5本教材，对其节尾“练习与应用”栏目以及章尾“复习与提高”栏目中的习题进行SOLO层次划分，由于不存在与前结构层次（P）相对应的习题，所以将习题划分为与单点结构层次（U）、多元结构层次（M）、关联结构层次（R）以及抽象拓展层次（E）相对应的4个层次。
2.1.1单点结构层次（U）习题
学生只需理解掌握这一个概念就能进行解题，如选择性必修2第一章“复习与提高”栏目中选择题的第一题。
1.下列叙述符合种群密度概念的是（）
A.一公顷水稻的年产量
B.每平方米草地中杂草的数量
C.某湖泊每平方米水面鲫鱼的数量
D.某地区灰仓鼠每年新增的个体数
本题仅涉及种群密度的概念这一知识点：“种群在单位面积或单位体积中的个体数就是种群密度”。
2.1.2多点结构层次（M）习题
各知识点之间无需关联，学生无需进行综合分析。如选择性必修1第五章第而节“练习与应用”栏目中“概念检测”中的第一题。
1.运用植物激素的相关知识，判断下列说法是否正确。
（1）赤霉素决定细胞的分化。（）
（2）脱落酸促进果实和叶脱落。（）
（3）细胞分裂素促进细胞伸长。（）
此题为判断题，考查不同植物激素对植物生命活动起着不同的调节作用。学生需要掌握“赤霉素促进细胞分裂与分化；促进细胞伸长，从而引起植株增高”“脱落酸促进叶和果实的衰老和脱落”“生长素主要促进细胞核的分裂，而细胞分裂素主要促进细胞质的分裂，二者协调促进细胞分裂的完成”这四种植物激素对应的知识点，并对各命题逐一进行判断即可。
2.1.3关联结构层次（R）习题
关联于多个知识点才能解决，如必修2第四章“复习与提高”栏目“选择题”中第二题。
2.一条肽链有500个氨基酸，则作为合成该肽链模板的mRNA和用来转录mRNA的DNA的碱基至少有（）
A.500个和100个
B.1000个和2000个
C.1500个和1500个
D.1500个和3000个
此题考查学生对基因表达过程中转录及翻译的理解掌握情况。要解答此题，学生需联系DNA转录及翻译的特点，理解由mRNA翻译出肽链的过程中每三个碱基组成一个密码子，每个密码子对应一个氨基酸，得出模板mRNA含1500（500×3）个碱基，继而由转录过程遵循碱基互补配对原则推导得出模板DNA与mRNA含相同的碱基数。
2.1.4抽象拓展层次（E）习题
此类习题难度较大，需要学生在情景中对所学知识进行综合应用，如必修1第四章第一节“练习与应用”栏目中“拓展应用”第一题。
1.细胞液中物质的浓度对于维持细胞的生命活动非常重要。现提供紫色洋葱鳞片叶表皮细胞，请设计实验，测定该细胞的细胞液的浓度相当于多少质量分数的蔗糖溶液。写出你的实验思路，并分析其中的基本原理。
本题考查学生对植物细胞、被动运输等方面知识的掌握情况，以及实验设计能力。学生需基于材料背景，将“水分子可以自由通过细胞壁”“植物的原生质层相当于一层半透膜”“质壁分离”等已有知识应用到新的情境中去，设计对照实