淺談物理試題難度的影響因素

夏良英

（東莞中學(xué)松山湖學(xué)校，廣東 東莞 523808）

隨著新課程的實(shí)施，物理的教學(xué)內(nèi)容有所減少，題目難度下降，但學(xué)生還是普遍認(rèn)為物理題目太難，沒有解題的欲望，興趣不濃，即使在經(jīng)過一段時(shí)間的題海戰(zhàn)術(shù)之后，成績(jī)提高也不大，而有一部分學(xué)生碰到物理題目根本無從著手，找不到解題的突破點(diǎn).高中學(xué)生解物理題時(shí)遇到的種種困難，有來自于學(xué)生認(rèn)知水平、思維方式等方面的因素，也有來自于試題構(gòu)成等諸多方面的因素.本文擬對(duì)影響物理試題難度的幾種主要因素進(jìn)行分析研究，希望能對(duì)指導(dǎo)學(xué)生提高解題能力有所幫助，從而提高學(xué)生的物理成績(jī).

1 試題考查知識(shí)點(diǎn)的數(shù)量

從認(rèn)知心理學(xué)的廣義知識(shí)觀來看，知識(shí)分為“陳述性知識(shí)、程序性知識(shí)、策略性知識(shí)”.陳述性知識(shí)是關(guān)于“是什么”、“為什么”的知識(shí)（狹義的知識(shí)）.如：電場(chǎng)、磁場(chǎng)是一種物質(zhì)，帶電粒子在電場(chǎng)、磁場(chǎng)中受到場(chǎng)力的作用，會(huì)改變帶電粒子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài).程序性知識(shí)是關(guān)于“如何做”的知識(shí)（規(guī)律、方法的應(yīng)用）.如果帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)且知道電勢(shì)差，那么可用動(dòng)能定理求其速率；如果帶電粒子以垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向進(jìn)入磁場(chǎng)，那么可用洛倫茲力提供向心力列式求解.策略性知識(shí)是調(diào)控、指導(dǎo)解決學(xué)習(xí)者大腦內(nèi)部學(xué)習(xí)活動(dòng)如何做的知識(shí).如果計(jì)算題是多過程的綜合題，那么可以按物理過程進(jìn)行拆法；如果將解答過程書寫的清晰、規(guī)范，那么可以減少失分等.

課程知識(shí)主要從兩個(gè)方向上影響試題的難度：一是在日常教學(xué)中該知識(shí)是否常見，考查常見知識(shí)難度較小，考查生僻知識(shí)難度增大；二是知識(shí)本身的繁難程度.

一般來說，考查“為什么”的知識(shí)，比“是什么”的知識(shí)難度更大.有些試題只涉及到單一知識(shí)點(diǎn)，而有些試題則涉及到兩個(gè)或多個(gè)知識(shí)點(diǎn).同樣類型的試題，由于試題所考查的知識(shí)點(diǎn)多少、知識(shí)點(diǎn)跨度和知識(shí)點(diǎn)聯(lián)系的復(fù)雜程度不同，試題的難度也會(huì)不同.通常情況下，一道試題考查的知識(shí)點(diǎn)越多，跨度越大，聯(lián)系越復(fù)雜，考生需要調(diào)用的解題手段、解題方法就越多，對(duì)知識(shí)融會(huì)貫通的要求就越高，試題難度也就相應(yīng)提高.

圖1

例1.（2014年廣東卷第15題）如圖1所示，上下開口、內(nèi)壁光滑的銅管P和塑料管Q豎直放置，小磁塊先后在兩管中從相同高度處由靜止釋放，并落至底部，則小磁塊

（A）在P和Q中都做自由落體運(yùn)動(dòng).

（B）在兩個(gè)下落過程中的機(jī)械能都守恒.

（C）在P中的下落時(shí)間比在Q中的長(zhǎng).

（D）落至底部時(shí)在P中的速度比在Q中的大.

此題要用到：感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件、楞次定律、受力分析、運(yùn)動(dòng)分析、機(jī)械能守恒條件、功能關(guān)系等概念、方法和規(guī)律等多個(gè)知識(shí)點(diǎn).根據(jù)2014年高考年報(bào)，共有366160理科生，本道題難度為0.64，區(qū)分度0.41.錯(cuò)選（A）的考生占13.49%，錯(cuò)選（B）的考生占11.28%.

2 試題的情境化

2.1 試題的情境化與非情境化

試題的情境化是指將試題與真實(shí)的問題情境相融合，寓知識(shí)的考查于實(shí)際的問題解決之中.在物理試題中，情境化試題是指以自然界及社會(huì)生活、生產(chǎn)中客觀存在的物理現(xiàn)象或過程為背景，考查學(xué)習(xí)者對(duì)物理概念、規(guī)律的理解與應(yīng)用能力的試題.非情境化試題則是在幾乎不涉及具體情境的情況下，直接考查學(xué)習(xí)者對(duì)物理概念、規(guī)律的掌握情況的試題.

圖2

圖2中虛線框中表示的是非情境化試題的解決過程，可見，它只是情境化試題解決過程的一部分.對(duì)情境化試題的解決，首先需要學(xué)生去認(rèn)識(shí)試題的情境，即對(duì)試題所描述的實(shí)際情境進(jìn)行分析、判斷，弄清楚情境中所蘊(yùn)涵的物理狀態(tài)、物理過程是什么，然后再對(duì)試題進(jìn)行簡(jiǎn)化、抽象，將情境化試題轉(zhuǎn)化為非情境化試題，最后根據(jù)一定的物理規(guī)律應(yīng)用數(shù)學(xué)工具使問題最終得到解決.情境化試題給考生呈現(xiàn)了一個(gè)真實(shí)的、未經(jīng)加工或抽象的復(fù)雜情境，使試題中所蘊(yùn)涵的物理現(xiàn)象、物理規(guī)律更加隱蔽.避免了考生在解題過程中機(jī)械套用物理公式的弊端，對(duì)考生分析問題、解決問題的能力提出了更高的要求，因此更有利于考查學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的理解與應(yīng)用能力.

采用與真實(shí)情境相聯(lián)系的情境化方式命題，不僅能夠很好地體現(xiàn)我國(guó)高考考試說明中“能力立意”的命題指導(dǎo)思想，而且，也同時(shí)體現(xiàn)了“從生活走向物理，從物理走向社會(huì)”的新課程理念.因此，源于現(xiàn)實(shí)生活、科技生產(chǎn)的情境化試題不僅在近年來的高考命題中越來越受到關(guān)注，而且，在其他各種水平的物理考試中，這種基于真實(shí)情境的試題出現(xiàn)得也越來越頻繁.

2.2 試題的情境化使試題難度增加

我們以兩道物理過程完全相同的情境化試題和非情境化試題的對(duì)比測(cè)試結(jié)果說明試題的情境化對(duì)試題難度的影響.

圖3

題1.如圖3所示，一位跳水運(yùn)動(dòng)員從離水面10m高的平臺(tái)上向上躍起，舉雙臂直體離開臺(tái)面，此時(shí)其重心位于從手到腳全長(zhǎng)的中點(diǎn)，躍起后重心升高0.45m達(dá)到最高點(diǎn)，落水時(shí)身體豎直，手先入水（在此過程中運(yùn)動(dòng)員水平方向的運(yùn)動(dòng)忽略不計(jì)）從離開跳臺(tái)到手觸水面，他可用于完成空中動(dòng)作的時(shí)間是 _______s.（計(jì)算時(shí)，可以把運(yùn)動(dòng)員看作全部質(zhì)量集中在重心的一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，g取10m/s2，結(jié)果保留2位有效數(shù)字）

題2.一個(gè)質(zhì)點(diǎn)從離地面10m高處豎直上拋，上升0.45m達(dá)到最高點(diǎn)，之后自由下落，則質(zhì)點(diǎn)從拋出到落地所經(jīng)歷的總時(shí)間是_______s.（計(jì)算時(shí)，g取10m/s2，結(jié)果保留2位有效數(shù)字）

測(cè)試題1是1999年高考物理試卷中第14題的原題，試題以跳水運(yùn)動(dòng)員高臺(tái)跳水為背景，要求考生從這一具體問題中抽象出豎直上拋運(yùn)動(dòng)，再根據(jù)豎直上拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律求出所經(jīng)歷的時(shí)間.測(cè)試題2是測(cè)試題1去情境化之后的抽象，從物理規(guī)律和物理過程上看，與測(cè)試題1完全一樣，只是剝離了測(cè)試題1中的具體情境.利用兩個(gè)數(shù)理成績(jī)無顯著差異的平行班對(duì)測(cè)試題1和2進(jìn)行對(duì)比測(cè)試，結(jié)果如表1所示.

表1 測(cè)試結(jié)果

試題的情境化增加了試題的信息量，使問題變得更加復(fù)雜，如果考生對(duì)該情境不熟悉，就會(huì)阻礙他們對(duì)問題的理解和解決，從而使試題難度增加.

2.3 試題情境化的新穎性使試題難度增加

試題對(duì)概念、原理、規(guī)律的考查通常寓于一定的情境之中，如果試題情境是考生所經(jīng)歷過的、熟悉的，考生就有可能在自己已有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中，快速提取相應(yīng)的圖式，從而順利找到一條有效的解題途徑.反之，對(duì)于一個(gè)新穎而陌生的試題情境，由于沒有現(xiàn)成的解題模式可套用，考生必須通過分析新情境，建構(gòu)相應(yīng)的模型與解題策略，才有可能最終解決問題.因此，試題情境越新穎，難度就越高.

圖4

例2.（2014 年廣東卷第16題）圖4是安裝在列車車廂之間的摩擦緩沖器結(jié)構(gòu)圖，圖中①和②為楔塊，③和④為墊板，楔塊與彈簧盒、墊板間均有摩擦，在車廂相互撞擊使彈簧壓縮的過程中

（A）緩沖器的機(jī)械能守恒.

（B）摩擦力做功消耗機(jī)械能.

（C）墊板的動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化成內(nèi)能.

（D）彈簧的彈性勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能.

根據(jù)2014年高考年報(bào)，此題錯(cuò)選（A）的考生占8.84%，錯(cuò)選（D）的考生占7.36%，錯(cuò)選的原因是未掌握滑動(dòng)摩擦力做功的特點(diǎn)和機(jī)械能守恒的條件，或不理解題目描述的緩沖器工作的過程.

2.4 試題情境過程的復(fù)雜性使試題難度增加

物理過程的復(fù)雜性可以用完成試題所需的邏輯推理個(gè)數(shù)的多少來衡量.一個(gè)邏輯推理的過程有時(shí)候會(huì)以方程的形式出現(xiàn)在答卷上，因此，邏輯推理的個(gè)數(shù)有時(shí)候也可以用方程的個(gè)數(shù)來衡量.物理試題主要考查學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的綜合應(yīng)用能力，解答過程必然涉及一定量的分析推理和因果轉(zhuǎn)換才能達(dá)到目標(biāo).邏輯思維是主要的思維方式，在邏輯思維過程中，涉及的因果轉(zhuǎn)換次數(shù)越多，問題也就越復(fù)雜，難度也就越大.

（1）求P2被碰后獲得的速度大小.

（2）P1經(jīng)過B時(shí)受到的支持力大小.

（3）用l表示擋板與E的水平距離.若P2最終停在了EF段距離E為x的某處，試通過分析與計(jì)算，在圖5（c）中作出x-l圖線.

圖5

我們可以用表2展示兩物體的運(yùn)動(dòng)過程及遵循的物理規(guī)律，并對(duì)其進(jìn)行分析、判斷、討論.

表2

東莞市的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示：3個(gè)問的難度系數(shù)分別為0.59、0.38、0.07，可見試題難度較大.

3 學(xué)生的心智操作

心智操作是考試時(shí)指導(dǎo)考生答題的個(gè)體心理和思維活動(dòng)過程，受考生的解題心理機(jī)制作用影響，主要表現(xiàn)為考生答題時(shí)調(diào)動(dòng)自己的認(rèn)知體系、經(jīng)驗(yàn)體系的心理活動(dòng)狀態(tài)，同時(shí)也包括個(gè)體當(dāng)時(shí)的情緒、態(tài)度等心理因素的作用.

心智操作由智力因素和非智力因素兩方面形成.智力因素的認(rèn)知操作表現(xiàn)為：個(gè)體對(duì)問題材料的觀察、知覺、聯(lián)想，展現(xiàn)個(gè)人對(duì)該問題的“現(xiàn)有發(fā)展水平”，形成“最近發(fā)展區(qū)”.非智力因素表現(xiàn)為考生做題粗心大意，審題不清，沒有用題目中所給的符號(hào)，導(dǎo)致丟失了不該丟失的分?jǐn)?shù)，考后悔之莫及的現(xiàn)象.

試題對(duì)思維存在不同的要求.試題要求的思維鏈條越長(zhǎng)，試題的難度越大.試題也可能涉及不同的思維形式，有的要求更多形象思維，有的要求更多抽象思維；有的需要發(fā)散性，有的需要邏輯性；有的要對(duì)事實(shí)材料進(jìn)行分析整合，有的要依賴對(duì)運(yùn)算材料進(jìn)行推理演繹.試題牽涉的思維因素越多、越復(fù)雜，其難度就越大.考生是在個(gè)體心智和思維活動(dòng)的指揮下進(jìn)行對(duì)試題的解答操作，達(dá)到足夠的心智水平，才能順利完成相應(yīng)操作要求的高考試題.試題對(duì)考生心智操作要求的高低，是形成試題難度的核心因素.

總之，理綜物理試題難度的影響因素較多，需要綜合考慮課程目標(biāo)、教與學(xué)的實(shí)際和試題本身的影響，采取相應(yīng)的策略才能有效地控制試題難度，更真實(shí)地評(píng)價(jià)學(xué)生的能力.引導(dǎo)教師從認(rèn)知結(jié)構(gòu)構(gòu)成的多層面角度思考教學(xué)目的和教學(xué)方法，提高教學(xué)的有效性.

1 ［美］布盧姆著，羅黎輝等譯.教育目標(biāo)分類學(xué)［M］.上海：華東師范大學(xué)出版社，1986：59－71.

2 阮瑾怡.淺談對(duì)學(xué)生考試后總結(jié)的個(gè)性化輔導(dǎo)策略［J］.現(xiàn)代教學(xué)，2009（7）：39－40.