例談運用CTA理論分析物理高考選擇題難度

黃端文

摘 要：認(rèn)知任務(wù)分析（cognitive task analysis，以下簡稱CTA）是事前分析試題難度比較有效的一種途徑，以“如何運用CTA分析物理高考選擇題難度”為研究問題，借鑒邵志芳和余嵐、李幸等學(xué)者關(guān)于CTA的研究，對2016年浙江理綜卷物理選擇題第16題進(jìn)行了難度分析，并提出相關(guān)建議。

關(guān)鍵詞：CTA；高考物理；難度；啟示

中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-6148（2017）7-0050-3

高考物理試題的難度分析是研究高考試題的一個重要途徑，在教育測量中，難度系數(shù)的主要計算方法有以下幾種：（1）以全體被試得分率作為難度系數(shù)；（2）以全體被試通過率為難度系數(shù)；（3）以兩端組被試得分率的均值為難度系數(shù)。就高考物理試題而言，以上三種主要計算方法都存在一定的困難，主要原因是學(xué)生的具體得分情況不能明確?；谶@樣的實際情況，認(rèn)知任務(wù)分析（cognitive task analysis，以下簡稱CTA）為高考物理試題的難度分析提供了新的途徑。

1 關(guān)于CTA的研究概述

認(rèn)知任務(wù)分析（CTA）可被視為傳統(tǒng)任務(wù)分析技術(shù)的擴(kuò)展，目的在于獲取隱藏在外顯任務(wù)績效之下有關(guān)知識、思維過程、目標(biāo)結(jié)構(gòu)的信息，并幫助設(shè)計更有效地處理復(fù)雜情境的認(rèn)知技能[1]。邵志芳借助認(rèn)知任務(wù)分析進(jìn)行試題難度的事前評定，根據(jù)本土考試特點提出了試題的CTA框架。邵志芳和余嵐設(shè)計了對高等數(shù)學(xué)試題難度進(jìn)行事前評定的框架和嚴(yán)格的實施程序。結(jié)果表明事前CTA評定中的主客觀指標(biāo)體系具有充分的效度和信度。鄭毅采用由邵志芳和余嵐設(shè)計的CTA評價框架和實施程序，對上海市2007年高考數(shù)學(xué)試題（理科卷）進(jìn)行了事前難度分析，并進(jìn)一步檢驗了認(rèn)知任務(wù)負(fù)荷的主觀評定的效度[2]。李二霞通過CTA對上海市2007—2010年中（高）考物理試題進(jìn)行事前難度評定，結(jié)果表明評定具有良好的信效度，這從某種程度上反映出CTA事前評定良好的信效度在中學(xué)物理試題中也得到了檢驗[3]。李幸鑒于難以對要素辨識難度和原理辨識難度兩項主觀評定的把握，提出將要素辨識難度改為解題所需的步數(shù)，解題過程中要運用幾步原理，那么原理的辨識難度就是幾[4]。采用修訂后的CTA法標(biāo)定試題的絕對難度通過相關(guān)性分析證明具有可操作性，這一修訂對CTA法分析試題難度的具體操作具有一定的完善作用。

2 基于CTA的物理高考選擇題難度分析

2.1 評定框架及具體操作

研究借鑒邵志芳和余嵐根據(jù)CTA的基本原則設(shè)計的高等數(shù)學(xué)試題難度事前評定框架[5]、李幸基于CTA法標(biāo)定化學(xué)試題絕對難度的修訂[6]，確定如下的評定框架與具體操作。

2.2 具體示例

研究以2016年浙江高考理綜物理部分選擇題第16題為例闡述如何運用CTA理論分析物理高考選擇題難度。

示例：如圖1所示，a、b兩個閉合正方形線圈用同樣的導(dǎo)線制成，匝數(shù)均為10匝，邊長la=3lb，圖示區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強磁場，且磁感應(yīng)強度隨時間均勻增大，不考慮線圈之間的相互影響，則（ ）

A.兩線圈內(nèi)產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流

B.a、b線圈中感應(yīng)電動勢之比為9∶1

C.a、b線圈中感應(yīng)電流之比為3∶4

D.a、b線圈中電功率之比為3∶1

3 針對具體操作的建議

3.1 站在全局視角分析要素數(shù)量和原理數(shù)量

要素數(shù)量與原理數(shù)量的分析可以站在全局視角，“跳出”題目來看待整個題目在某種程度上可以提高分析的客觀性與準(zhǔn)確性。站在全局視角分析要素數(shù)量和原理數(shù)量對于構(gòu)建相關(guān)知識結(jié)構(gòu)有一定的促進(jìn)作用，這對于教師在課堂中如何更好地引導(dǎo)學(xué)生分析試題具有重要意義。此外，全局視角下分析要素數(shù)量與原理數(shù)量可以幫助教師針對性選擇試題，使選擇的題目更加切合學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。

3.2 基于學(xué)生的原始解題過程分析要素辨識難度和原理辨識難度

教師在分析要素辨識難度和原理辨識難度的過程中可以結(jié)合學(xué)生的原始解題過程，可以請若干位學(xué)生先進(jìn)行解題；然后與學(xué)生交流解題過程，注重解題的細(xì)節(jié)；然后結(jié)合教師的解題過程來分析要素辨識難度和原理辨識難度?；趯W(xué)生的原始解題過程分析要素辨識難度和原理辨識難度一方面可以暴露學(xué)生解題過程中存在的問題，另一方面也可以提高難度分析的客觀性。

運用CTA理論分析物理高考選擇題難度是研究高考試題的一個重要突破口，圍繞著這一突破口，教師可以對高考試題有一個較為深入的認(rèn)識，從某種意義上講，運用CTA理論分析物理高考選擇題難度意義有二：一、教師可以根據(jù)CTA理論分析出的試題難度來選擇更加適合學(xué)生學(xué)習(xí)情況的高考試題作為復(fù)習(xí)題目，提高高考試題的利用價值，暴露學(xué)生的學(xué)習(xí)短板；二、教師可以借助CTA理論分析往年高考試題難度來研究高考命題特點，提高高考物理復(fù)習(xí)的有效性和針對性。

在教學(xué)實際中，高考試題的相關(guān)深入分析研究還有待于加強，由于不能明確學(xué)生在每一道高考物理題上的具體得分情況，許多教師對于高考物理題的分析僅憑自己做完題的“感受”（個人經(jīng)驗）來判斷，在一定程度上缺少了分析的系統(tǒng)性與全面性。一方面，對高考物理試題的深入分析有助于高中物理的一線教學(xué)；另一方面，高考物理試題的分析又缺乏了一定的系統(tǒng)性與全面性。這一尷尬局面一直困擾著許多物理教育工作者。一線教師應(yīng)該意識到研究高考試題不能簡單等同于做一張高考試卷，而是應(yīng)該借助一定的理論去深入研究試題的內(nèi)涵要素，精準(zhǔn)分析試題的認(rèn)知負(fù)荷，系統(tǒng)總結(jié)試題的規(guī)律特點，這可以說是運用CTA理論分析物理高考選擇題難度的目的之所在。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄭毅.2007年上海市高考數(shù)學(xué)（理）試題難度事前認(rèn)知任務(wù)分析[D].上海：華東師范大學(xué)碩士學(xué)位論文，2008.

[2]李二霞，邵志芳.試題難度的多項指標(biāo)的認(rèn)知任務(wù)分析[J].心理科學(xué)，2009，32（6）：1342-1344.

[3]李二霞.上海市中學(xué)物理試題難度的事前認(rèn)知任務(wù)分析[D].上海：華東師范大學(xué)碩士學(xué)位論文，2011.

[4][6]李幸.基于MAS的離子反應(yīng)試題絕對難度研究[D].南京：南京師范大學(xué)碩士學(xué)位論文，2011.

[5]邵志芳，余嵐.試題難度的事前認(rèn)知任務(wù)分析[J].心理科學(xué)，2008，31（3）：696-698.（欄目編輯 陳 潔）