摘 要:本文利用SOLO分類理論分析了2024年高考新課標(biāo)數(shù)學(xué)Ⅱ卷的試題結(jié)構(gòu)和思維層次.結(jié)果表明,試卷內(nèi)容全面,主要集中于“函數(shù)”和“幾何與代數(shù)”兩大領(lǐng)域.試題思維層次要求中等,呈現(xiàn)出多點(diǎn)結(jié)構(gòu)>抽象拓展結(jié)構(gòu)>關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)>單點(diǎn)結(jié)構(gòu)的分布趨勢.部分知識(shí)點(diǎn)考查存在不均衡和不全面現(xiàn)象,概率與統(tǒng)計(jì)的考查出現(xiàn)創(chuàng)新.試題特點(diǎn)對(duì)教學(xué)的啟示包括:注重基礎(chǔ),打牢根基;學(xué)會(huì)分析,靈活思維;打破定勢,隨機(jī)應(yīng)變.
關(guān)鍵詞:SOLO分類理論;高考新課標(biāo)數(shù)學(xué)Ⅱ卷;思維層次
1 問題提出
在中國的教育體系中,高考的地位毋庸置疑,它是學(xué)生人生中的一個(gè)重要轉(zhuǎn)折點(diǎn),不僅決定其未來學(xué)習(xí)方向,也衡量學(xué)校的教學(xué)質(zhì)量和教育成果.其中,數(shù)學(xué)試卷尤為受到關(guān)注.近年來,隨著高考改革的不斷推進(jìn),高考試題的結(jié)構(gòu)也在不斷發(fā)生改變.試題具體的變化內(nèi)容有哪些?試題的重難點(diǎn)是否發(fā)生變化?將來的教學(xué)方式要進(jìn)行怎樣的調(diào)整?這些都是十分引人關(guān)注的問題.
筆者利用SOLO分類理論,深入分析試題結(jié)構(gòu)和層次,探討試題如何考查學(xué)生的知識(shí)掌握和思維層次.通過深入剖析,并結(jié)合當(dāng)前中國的教育現(xiàn)狀,為未來的數(shù)學(xué)教學(xué)提出建議,以期為提高教育的有效性和質(zhì)量提供參考.
2 研究設(shè)計(jì)
本研究采用SOLO分類理論模型.SOLO分類理論,意思是“可觀察的學(xué)習(xí)結(jié)果的結(jié)構(gòu)(Structure of the Observed Learning Outcome)”,是基于皮亞杰認(rèn)知發(fā)展理論,并由教育心理學(xué)家比格斯(J. B. Biggs)及其同事通過長期實(shí)證研究完善的一種質(zhì)性評(píng)估方法.如圖1所示,SOLO分類理論通過等級(jí)描述,將學(xué)生對(duì)某個(gè)問題的學(xué)習(xí)程度從能力、思維操作、一致性與收斂、應(yīng)答結(jié)構(gòu)四個(gè)方面劃分為以下五個(gè)層次:前結(jié)構(gòu)層次(prestructural)、單點(diǎn)結(jié)構(gòu)層次(unistructural)、多點(diǎn)結(jié)構(gòu)層次(multistructural)、關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)層次(relational)、抽象拓展結(jié)構(gòu)層次(extended abstract).[1]這些層次反映了學(xué)生對(duì)問題的認(rèn)知復(fù)雜度,為研究人員能夠更準(zhǔn)確和清晰地觀察和理解學(xué)生在回答特定問題時(shí)的思維結(jié)構(gòu)提供了一種工具.
3 研究過程
3.1 試題的SOLO層次劃分
SOLO分類理論包含五種不同的結(jié)構(gòu):前結(jié)構(gòu)、單點(diǎn)結(jié)構(gòu)、多點(diǎn)結(jié)構(gòu)、關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)和抽象拓展結(jié)構(gòu).在這些結(jié)構(gòu)中,處于前結(jié)構(gòu)階段的學(xué)生可能尚未完全掌握所涉問題的基本概念,因此在回答問題時(shí)可能缺乏邏輯性,給出與問題毫不相關(guān)的答案.因此,他們尚未達(dá)到評(píng)估學(xué)術(shù)水平的基本標(biāo)準(zhǔn).故本研究放棄對(duì)前結(jié)構(gòu)層次的討論.本文以SOLO分類理論為基礎(chǔ),結(jié)合曾建國提出的基于知識(shí)點(diǎn)考查的試題分層方法[2],構(gòu)建了一套試題的SOLO層次劃分表(見表1).
3.2 試題內(nèi)容的領(lǐng)域劃分
《普通高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版2020年修訂)》將必修課程分為預(yù)備知識(shí)、函數(shù)、幾何與代數(shù)、概率與統(tǒng)計(jì)以及數(shù)學(xué)建?;顒?dòng)與數(shù)學(xué)探究活動(dòng)五大主題.[3]由于對(duì)其他模塊的知識(shí)考查的過程中涵蓋了對(duì)數(shù)學(xué)建?;顒?dòng)與數(shù)學(xué)探究活動(dòng)的考查,因此,本研究未涉及這個(gè)領(lǐng)域的詳細(xì)分析.研究內(nèi)容將重點(diǎn)分析以下四個(gè)領(lǐng)域:預(yù)備知識(shí)(編碼1)、函數(shù)(編碼2)、幾何與代數(shù)(編碼3)、概率與統(tǒng)計(jì)(編碼4),具體內(nèi)容如下(見表 2).
3.3 試題編碼
在確定分類標(biāo)準(zhǔn)之后,筆者對(duì)2024年高考新課標(biāo)數(shù)學(xué)Ⅱ卷的各個(gè)題目(8道選擇題、3道多選題、3道填空題和5道解答題,共計(jì)19道題目)進(jìn)行編碼工作.編碼過程包括以下幾個(gè)步驟.
首先,分析每道題目涉及的知識(shí)點(diǎn)所屬領(lǐng)域.例如,題目考查集合,則歸入“基礎(chǔ)知識(shí)”,賦予編碼1.其次,確定題目的SOLO層次.若為單點(diǎn)結(jié)構(gòu),則編碼為U;若為多點(diǎn)結(jié)構(gòu),則編碼為M,以此類推.最后,根據(jù)以上兩點(diǎn)對(duì)題目進(jìn)行編碼.例如,一個(gè)涉及集合的題目,其思維層次為多點(diǎn)結(jié)構(gòu),則編碼為1-M.
鑒于試題思維層次編碼的抽象性,本研究選取試題中的典型題目,用來展示具體方法及其操作依據(jù).
例1 已知z=-1-i,則|z|=(" ).
A. 0
B. 1
C. 2
D. 2
例題分析:本道題的研究背景是復(fù)數(shù)的概念與應(yīng)用,學(xué)生只需要由復(fù)數(shù)模的計(jì)算公式直接計(jì)算就可以得出結(jié)果,考查的知識(shí)點(diǎn)十分單一,問題情境也很簡單.因此,將該題歸類為SOLO層次的單點(diǎn)結(jié)構(gòu)水平,編碼為U.
例2 已知向量a,b滿足|a|=1,|a+2b|=2,且(b-2a)⊥b,則|b|=(" ).
A. 12
B. 22
C. 32
D. 1
試題分析:本道題的研究背景是平面向量,學(xué)生需要知道向量垂直的性質(zhì),向量模的定義以及向量乘法的定義這三個(gè)互不關(guān)聯(lián)的知識(shí)點(diǎn)才能解決這道問題,問題情境是相對(duì)熟悉的.因此,將該題歸類為SOLO層次的多點(diǎn)結(jié)構(gòu)水平,編碼為M.
例3 設(shè)函數(shù)f(x)=a(x+1)2-1,g(x)=cos x+2ax.當(dāng)x∈(-1,1)時(shí),曲線y=f(x)與y=g(x)恰有一個(gè)交點(diǎn),則a=(" ).
A. -1
B. 12
C. 1
D. 2
例題分析:本道題的研究背景是函數(shù),學(xué)生需要全面理解題目,對(duì)于兩個(gè)曲線有一個(gè)交點(diǎn)這條件不能停留于表面,還要發(fā)現(xiàn)背后隱藏的偶函數(shù)這一條件,結(jié)合偶函數(shù)的對(duì)稱性進(jìn)而解決問題,問題情境較為復(fù)雜.因此,將該題歸類為SOLO層次的關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)水平,編碼為R.
例4 已知雙曲線C:x2-y2=m(mgt;0),點(diǎn)P1(5,4)在C上,k為常數(shù),0lt;klt;1.按照如下方式依次構(gòu)造點(diǎn)Pn(n=2,3,…),過Pn-1作斜率為k的直線與C的左支交于點(diǎn)Qn-1,令Pn為Qn-1關(guān)于y軸的對(duì)稱點(diǎn),記Pn的坐標(biāo)為(xn,yn),證明:數(shù)列{xn-yn}是公比為1+k1-k的等比數(shù)列.
例題分析:本道題的研究背景主體上看上去是解析幾何,但是問題中還包含了數(shù)列的知識(shí),需要學(xué)生將解析幾何和數(shù)列知識(shí)結(jié)合,綜合運(yùn)用多方面的知識(shí)才能解決問題,問題情境十分復(fù)雜并且新穎.因此,將該題歸類為SOLO層次的抽象拓展結(jié)構(gòu)水平,編碼為E.
3.4 編碼結(jié)果
根據(jù)以上編碼標(biāo)準(zhǔn),筆者發(fā)現(xiàn)某些試題本身包括多個(gè)水平的SOLO層次,并且所涉及的知識(shí)領(lǐng)域也并非唯一,故本研究的SOLO層次和內(nèi)容領(lǐng)域劃分以考查力度最大,涉及面最廣為基礎(chǔ).此外,為了使得試題內(nèi)容領(lǐng)域和SOLO層次能夠被更加精確地識(shí)別,筆者還對(duì)解答題的不同下屬小問題進(jìn)行了更加細(xì)小的分類處理.具體的編碼結(jié)果如下(見表3).
在對(duì)每個(gè)測試題目按照SOLO分類層次和內(nèi)容領(lǐng)域進(jìn)行評(píng)估的過程中,筆者邀請(qǐng)了多位數(shù)學(xué)教育專業(yè)的研究生參與進(jìn)來,同他們進(jìn)行反復(fù)討論和檢驗(yàn),以減少分析中存在的主觀性.不過盡管采取了這些措施,但分析中仍然會(huì)存在一定的主觀性.
3.5 肯德爾協(xié)同系數(shù)
筆者采取訪談的方式,邀請(qǐng)若干數(shù)學(xué)教育專業(yè)的學(xué)生,對(duì)試題的內(nèi)容領(lǐng)域及SOLO思維層次進(jìn)行評(píng)估.所得的評(píng)估結(jié)果通過SPSS26.0軟件進(jìn)行了分析處理,具體分析結(jié)果如下(見表4).
由表4可知,這套試卷在內(nèi)容領(lǐng)域和SOLO思維層次水平上的肯德爾協(xié)同系數(shù)分別為1.000和0.979,均達(dá)到顯著水平.這表明參與評(píng)分的評(píng)審員在評(píng)分結(jié)論上具有高度一致性,從而在一定程度上增強(qiáng)了評(píng)分的科學(xué)性.
4 分析與討論
4.1 試題的“內(nèi)容領(lǐng)域加SOLO層次”二維評(píng)價(jià)分析
筆者根據(jù)SOLO層次劃分和試題考查內(nèi)容劃分標(biāo)準(zhǔn)對(duì)2024年高考新課標(biāo)數(shù)學(xué)Ⅱ卷進(jìn)行二維歸類(見表5).
由表5可知,整份試卷包含了所有的內(nèi)容領(lǐng)域,知識(shí)點(diǎn)考查十分全面,但題量分布非常不均衡,其中函數(shù)題量最多,其次是幾何與代數(shù),預(yù)備知識(shí)題量最少.在思維層次方面,預(yù)備知識(shí)只考查了學(xué)生的多點(diǎn)結(jié)構(gòu)水平;函數(shù)涉及所有4個(gè)思維層次,以多點(diǎn)結(jié)構(gòu)為主;幾何與代數(shù)除了抽象拓展結(jié)構(gòu)外,均有所涉及;概率與統(tǒng)計(jì)今年得到了重視,除了單點(diǎn)和多點(diǎn)結(jié)構(gòu)水平外,考查還涉及了抽象拓展結(jié)構(gòu)水平.
此外,為了更明確地了解試題思維水平的分布情況,本研究參照了艾琿璉和周瑩的研究方法[4],即用1表示單點(diǎn)結(jié)構(gòu),2表示多點(diǎn)結(jié)構(gòu),3表示關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu),4表示抽象拓展結(jié)構(gòu).然后根據(jù)公式S=A×1+B×2+C×3+D×4,其中A、B、C、D為各內(nèi)容領(lǐng)域?qū)?yīng)的思維層次分值在該領(lǐng)域總分值的百分比,計(jì)算出每個(gè)內(nèi)容領(lǐng)域的S值以及總體的S值,用來表示各領(lǐng)域試題思維層次的整體水平,進(jìn)而根據(jù)這些數(shù)據(jù)繪制出每個(gè)內(nèi)容領(lǐng)域的試題思維層次分布圖(如圖2).
由圖2可知,從整體來看,2024年高考新課標(biāo)數(shù)學(xué)Ⅱ卷的思維水平介于多點(diǎn)結(jié)構(gòu)和關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)之間,且更偏向于多點(diǎn)結(jié)構(gòu),這表明試題整體思維層次要求中等,聚焦于主干知識(shí)和重要原理和方法,重視對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)的考查,十分符合當(dāng)今新課改的要求.
從各內(nèi)容主題的角度來看,整份試題對(duì)于4個(gè)領(lǐng)域的思維層次考查力度為概率與統(tǒng)計(jì)>函數(shù)>幾何與代數(shù)=預(yù)備知識(shí),概率與統(tǒng)計(jì)考查的思維層次最高,S值為2.7,這打破了以往對(duì)于概率與統(tǒng)計(jì)只考基礎(chǔ)題的固有思維.將概率與統(tǒng)計(jì)題放在解答題倒數(shù)第二題的位置考查,一方面防止了猜題押題的行為,打破了教學(xué)中刻板的訓(xùn)練模式;另一方面也測試了學(xué)生的應(yīng)變能力和解決各種難度問題的能力,有助于選拔拔尖創(chuàng)新人才.函數(shù)的思維層次考查排第二,S值為2.5,處于多點(diǎn)結(jié)構(gòu)與關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)之間,說明該領(lǐng)域的考查難易都有,幾何與代數(shù)和預(yù)備知識(shí)的考查都處于多點(diǎn)結(jié)構(gòu)水平,S值為2.0,雖然根據(jù)S值可以認(rèn)為兩個(gè)領(lǐng)域都只考查學(xué)生的低階思維能力,但是事實(shí)并非完全如此,幾何與代數(shù)的S值低并非這部分出題難度低,而是因?yàn)樗念}目與函數(shù)進(jìn)行了結(jié)合,考查的是綜合能力,本研究經(jīng)過考慮將這類題分給了函數(shù)部分,因而導(dǎo)致幾何與代數(shù)的S值較低的情況出現(xiàn).
4.2 試題的SOLO層次分值統(tǒng)計(jì)分析
為了進(jìn)一步探討試題的SOLO層次情況及其命題特點(diǎn),本研究根據(jù)上述二維表,對(duì)試題的SOLO層次進(jìn)行分值統(tǒng)計(jì),繪出了SOLO層次分值統(tǒng)計(jì)圖(如圖3).
由圖3可知,試題的SOLO層次十分全面,涉及所有的4大領(lǐng)域.這說明,試題設(shè)計(jì)了很多不同檔次的試題,對(duì)學(xué)生的能力進(jìn)行了全方位的考查.
此外,SOLO層次能力的梯度十分明顯,整份試卷的SOLO層次分布趨勢為多點(diǎn)結(jié)構(gòu)>抽象拓展結(jié)構(gòu)>單點(diǎn)結(jié)構(gòu)>關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu),多點(diǎn)結(jié)構(gòu)占據(jù)分值最多,高達(dá)71分,占到了整份試卷的47%,抽象拓展結(jié)構(gòu)次之,考查35分,占比23%,剩下的單點(diǎn)結(jié)構(gòu)和關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)占比相對(duì)較少,分別考查了28分和16分,占比分別為19%和11%.從上述數(shù)據(jù)可以看出,試題更注重多點(diǎn)結(jié)構(gòu)和抽象拓展結(jié)構(gòu)的考查,即試題的考查情境雖然熟悉,但需要學(xué)生迅速將多個(gè)相對(duì)獨(dú)立的知識(shí)點(diǎn)整合進(jìn)而解決問題.
4.3 試題的內(nèi)容領(lǐng)域分值統(tǒng)計(jì)分析
此外,本研究又根據(jù)上述二維表,對(duì)試題所涉及的內(nèi)容進(jìn)行分值統(tǒng)計(jì).利用這些數(shù)據(jù)繪制了內(nèi)容領(lǐng)域分值統(tǒng)計(jì)圖以及4個(gè)領(lǐng)域的試題思維層次分布圖(如圖4、圖5).
由圖4、圖5可知,試題考查還是以函數(shù)板和幾何與代數(shù)板塊為主,分別為72分和46分,兩者的總分占比79%,其中函數(shù)板塊貫穿了4個(gè)SOLO層次.剩下的兩個(gè)領(lǐng)域,占據(jù)了總體的21 %,其中,預(yù)備知識(shí)方面考查依舊同以往出題方式一樣十分簡單,但是概率與統(tǒng)計(jì)板塊有了很大的創(chuàng)新,變得十分考驗(yàn)學(xué)生的思維能力,如此創(chuàng)新大膽的改革方式,不禁讓人猜想明年會(huì)不會(huì)對(duì)預(yù)備知識(shí)的考查進(jìn)行一些改變.
5 總結(jié)與啟示
5.1 總結(jié)
(1)根據(jù)試題的“內(nèi)容領(lǐng)域加SOLO層次”二維評(píng)價(jià)分析可以發(fā)現(xiàn),一方面,試題對(duì)于學(xué)科主干內(nèi)容的考查十分全面,并且非常注重綜合運(yùn)用的能力;另一方面,試題整體思維層次要求中等,且4個(gè)領(lǐng)域的思維層次考查力度為概率與統(tǒng)計(jì)>函數(shù)>幾何與代數(shù)=預(yù)備知識(shí).
(2)根據(jù)試題的SOLO層次分值統(tǒng)計(jì)分析可以發(fā)現(xiàn),整份試題涉及所有的4個(gè)結(jié)構(gòu)層次,整體的分布趨勢為多點(diǎn)結(jié)構(gòu)>抽象拓展結(jié)構(gòu)>單點(diǎn)結(jié)構(gòu)>關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu).
(3)根據(jù)試題內(nèi)容領(lǐng)域分值統(tǒng)計(jì)分析可以發(fā)現(xiàn),試題在不同領(lǐng)域的SOLO層次分布不均勻,存在較大差異,主要集中考查函數(shù)和幾何與代數(shù),并且在概率與統(tǒng)計(jì)板塊進(jìn)行了一些大膽的改革創(chuàng)新.
5.2 啟示
根據(jù)對(duì)2024年高考新課標(biāo)數(shù)學(xué)Ⅱ卷的分析與討論,得到以下啟示,希望可以為高中數(shù)學(xué)的教學(xué)提供一些有用的建議.
5.2.1 注重基礎(chǔ),打牢根基
萬丈高樓平地起,教學(xué)活動(dòng)如果脫離基礎(chǔ),就如同建立空中花園.根據(jù)試題的SOLO層次分值統(tǒng)計(jì)分析可以看出,本份試卷多點(diǎn)結(jié)構(gòu)的分值有71分,占據(jù)整個(gè)試卷分?jǐn)?shù)的47 %.這說明,隨著高考改革的不斷深入,考查的重心點(diǎn)在主干知識(shí)內(nèi)容和重要原理和方法,并且,多點(diǎn)結(jié)構(gòu)所占分值最多,側(cè)面說明了數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的重要性,高考對(duì)于學(xué)生的考查不單單是單個(gè)知識(shí)點(diǎn)的理解,而是能根據(jù)題目迅速提煉出多個(gè)知識(shí)點(diǎn),并靈活運(yùn)用解答問題.因此,教師在教學(xué)中應(yīng)回歸課標(biāo),重視教材,重視概念的教學(xué),不斷夯實(shí)學(xué)生的基礎(chǔ).
5.2.2 學(xué)會(huì)分析,靈活思維
試卷雖然多點(diǎn)結(jié)構(gòu)占據(jù)最多的分?jǐn)?shù),但是抽象拓展結(jié)構(gòu)的分值占比排行第二.由此可見,高考在強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)的同時(shí),也是十分強(qiáng)調(diào)學(xué)生的高階思維能力的.并且回看試卷內(nèi)容,里面許多題目的考查都需要學(xué)生學(xué)會(huì)分析,做到多想少算,通過一些基礎(chǔ)方法來減少計(jì)算的量.此次試卷的題目量有所減少,這就使得學(xué)生思考的時(shí)間變多,因此教師在未來的教學(xué)中,應(yīng)重視鍛煉學(xué)生思維的靈活性,培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)最優(yōu)解的能力.
5.2.3 打破定勢,隨機(jī)應(yīng)變
從題量、試題順序等的改變中,不難發(fā)現(xiàn),高考出題一直向著打破學(xué)生機(jī)械應(yīng)試套路,打破教學(xué)僵化、刻板訓(xùn)練模式的目標(biāo)前進(jìn),因此教師在未來的教學(xué)中,應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生全面掌握主干知識(shí),靈活整合知識(shí),并能夠用整合的知識(shí)解決綜合問題,而不是靠一味地“機(jī)械刷題”,死記硬背進(jìn)行解題.
參考文獻(xiàn)
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