基于綜合難度模型的高考物理試題難度對比分析

摘 ""要：依據(jù)高考物理試題特點(diǎn)，對傳統(tǒng)綜合難度模型進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，從物理情境、知識含量、認(rèn)知水平、閱讀量、推理難度、運(yùn)算水平６個因素，對２０２３—２０２４年高考物理廣東卷進(jìn)行試題難度對比分析。研究發(fā)現(xiàn)，相比２０２３年，２０２４年試題綜合難度較高；試題情境設(shè)計(jì)更加均衡，認(rèn)知水平的考查更偏向于運(yùn)用與分析；文本閱讀量大幅度增加，運(yùn)算水平考查有所下滑。

關(guān)鍵詞：綜合難度模型；高考物理試題；廣東卷

中圖分類號：G633.7文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1003-6148（2025）3-0048-6高考是有效反映和評估學(xué)生學(xué)習(xí)能力的選拔性考試，其核心功能是“立德樹人、服務(wù)選才、引導(dǎo)教學(xué)”［１］。在設(shè)計(jì)試卷時，應(yīng)該多方面、多角度綜合考慮物理學(xué)科核心素養(yǎng)，物理知識的深度、廣度，設(shè)置問題情境的合理性、針對性等，科學(xué)合理地設(shè)計(jì)試題難度［２］。其中，試題難度的設(shè)計(jì)是高考命題中的關(guān)鍵因素，對命題的科學(xué)性和公平性具有重要影響。

隨著高考改革的進(jìn)行，２０２１年，廣東省高考物理試題開始采用自主命題模式。而２０２３年廣東省普通高考是實(shí)施“新課程”“新課標(biāo)”“新教材”“新方案”后的第一年。隨著教育改革的發(fā)展，高考試題的難度也在不斷發(fā)生變化。然而，自廣東省高考制度改革以來，關(guān)于廣東省高考物理試題難度的研究相對較少。因此，為了更深入地認(rèn)識高考物理試題的評價功能和育人價值，依據(jù)物理試題綜合難度模型對２０２３—２０２４年廣東卷高考物理試題難度進(jìn)行對比分析，以期為一線教師和高考命題人員提供參考。

1綜合難度模型的重構(gòu)

以鮑建生的五因素多水平綜合難度模型為基礎(chǔ)［３］，結(jié)合近年來高考物理命題趨勢與物理學(xué)科特點(diǎn)，參考已有的物理試題難度分析模型［４-６］，對綜合難度模型進(jìn)行重構(gòu)。將影響因素確定為以下６個：物理情境、知識含量、認(rèn)知水平、閱讀量、推理難度、運(yùn)算水平。同時，對各個因素的水平進(jìn)行重新劃分，使得模型編碼更具實(shí)操性，以求更精準(zhǔn)地呈現(xiàn)物理試題的綜合難度。重構(gòu)后的高考物理試題綜合難度模型如表１所示。

在對試題難度進(jìn)行量化時，按照表１對試題難度的六個影響因素賦值，對于一道題而言，其難度（Di）的最終賦值為

其中，D代表對第i個試題第j個因素的賦值；試卷總體難度（D）為各個試題難度總和；通過將總難度與試題總數(shù)相除，可以計(jì)算出整套試卷的平均難度。

下面以２０２４年廣東卷第４題作為編碼實(shí)例：

電磁俘能器可在汽車發(fā)動機(jī)振動時利用電磁感應(yīng)發(fā)電實(shí)現(xiàn)能量回收，結(jié)構(gòu)如圖1甲所示。兩對永磁鐵可隨發(fā)動機(jī)一起上下振動，每對永磁鐵間有水平方向的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B。磁場中，邊長為L的正方形線圈豎直固定在減震裝置上。某時刻磁場分布與線圈位置如圖1乙所示，永磁鐵振動時磁場分界線不會離開線圈。關(guān)于圖1乙中的線圈。下列說法正確的是（ ）

Ａ．穿過線圈的磁通量為BL2

Ｂ．永磁鐵相對線圈上升越高，線圈中感應(yīng)電動勢越大

Ｃ．永磁鐵相對線圈上升越快，線圈中感應(yīng)電動勢越小

Ｄ．永磁鐵相對線圈下降時，線圈中感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r針方向

試題分析：該題相對應(yīng)編碼分別為：Ａ３較復(fù)雜情境（以電磁俘能器通過發(fā)電實(shí)現(xiàn)能量回收為情境展開，解題需要與情境有所結(jié)合，但容易挖掘），Ｂ２知識含量中等（考查必修三“電磁場與電磁波初步”主題中磁通量的理解，選擇性必修二“電磁感應(yīng)及其應(yīng)用”主題中感應(yīng)電流方向、法拉第電磁感應(yīng)定律等內(nèi)容），Ｃ３運(yùn)用水平（解決該問題需要深入理解磁通量的概念，并正確運(yùn)用電磁感應(yīng)相關(guān)規(guī)律），Ｄ３閱讀量較大（題干、問題及選項(xiàng)字符總數(shù)為２４５個），Ｅ2簡單推理（由物理規(guī)律經(jīng)過一個推理步驟得到結(jié)果），Ｆ2簡單運(yùn)算（僅涉及簡單代數(shù)計(jì)算）。

2２０２３—２０２４年高考物理廣東卷的綜合難度分析

2．１試卷內(nèi)容分析

２０２３—２０２４年高考物理廣東卷的內(nèi)容均包括力學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)、電磁學(xué)和近代物理５個知識模塊，并且兩年的試卷各題型以及對應(yīng)分值基本一致。唯一的變化是２０２４年試卷的實(shí)驗(yàn)題分值相比于２０２３年少1分，計(jì)算題多1分，如表２所示。

按照知識模塊，對２０２３—２０２４年試卷所包含的相同知識點(diǎn)和不同知識點(diǎn)進(jìn)行梳理統(tǒng)計(jì)和歸類整理，結(jié)果如表３所示。總體上，２０２３—２０２４年試卷考查的核心知識基本保持一致，共同知識點(diǎn)有２３個，其中力學(xué)和電磁學(xué)部分的知識點(diǎn)占試卷的大部分，涉及各類題型。對比發(fā)現(xiàn)，２０２４年試卷知識點(diǎn)的考查范圍更大，主要體現(xiàn)在電磁學(xué)的考查內(nèi)容上。

2．２試卷整體難度分析

根據(jù)重構(gòu)后的試題綜合難度模型，對２０２３—２０２４年高考物理廣東卷試題進(jìn)行分析編碼，統(tǒng)計(jì)試卷各知識模塊包含的題數(shù)，從而計(jì)算出各知識模塊總試題難度和試卷的總試題難度，如表４所示。其中，２０２４年試卷第１１題的考查內(nèi)容涉及不同知識模塊，為保證統(tǒng)計(jì)的科學(xué)性和準(zhǔn)確性，對該題各模塊難度按分值比例分配。

由表4可以看出，２０２４年試卷總體難度稍高于２０２３年，高出部分占２０２３年總試題難度的５．２４％。各知識模塊總試題難度中，力學(xué)、電磁學(xué)在試卷中的比例明顯較高，符合課程要求。各知識模塊平均試題難度中，力學(xué)、電磁學(xué)和近代物理較為穩(wěn)定，其中力學(xué)和電磁學(xué)的平均難度相差不大，而近代物理難度較低。另外，熱學(xué)２０２４年平均試題難度明顯高于２０２３年，光學(xué)２０２４年平均試題難度明顯低于２０２３年。

2．３各影響因素難度分析

分別計(jì)算各因素的綜合難度值（di），計(jì)算公式為

其中，n表示總題量，nij表示第i個因素的第j個水平的題量，dij表示第i個因素的第j個水平的賦值。

為了更直觀地展示各因素難度值的差異，將兩套試題的各個因素難度值整理后繪制成圖２的綜合難度分析圖。

由圖2可以看出，兩套試卷各影響因素的綜合難度值由高到低均為知識含量、認(rèn)知水平、閱讀量、推理難度、運(yùn)算水平、物理情境。不難發(fā)現(xiàn)，２０２４年試題在推理難度、知識含量、閱讀量和認(rèn)知水平方面的考查難度比２０２３年試題高，知識含量難度差別最大。而２０２３年試題在運(yùn)算水平和物理情境的難度高于２０２４年試題。下面從各個因素進(jìn)行具體分析。

2．３．１物理情境因素

根據(jù)圖３不難發(fā)現(xiàn)，２０２３—２０２４年試題“物理情境”影響因素的多個水平均有非常顯著的差異。２０２３年試題水平１的題目占比為６．６７％，而２０２４年試題高達(dá)４０．００％，即２０２４年試題大幅度增加了無情境物理問題的考查。此外，２０２３年試題在水平２上的占比遠(yuǎn)高于２０２４年，而２０２４年試題在水平３和水平４上的占比均高于２０２３年，這表明２０２４年試題加強(qiáng)了情境與問題的結(jié)合程度。綜上，相比于２０２３年試題，２０２４年試題雖然削減了情境化試題的占比，但加強(qiáng)了情境化試題的情境化程度，試題的重心從追求情境化的數(shù)量轉(zhuǎn)向提升情境化的質(zhì)量。

2．３．２知識含量因素

由圖４可知，整體上，２０２３—２０２４年試題“知識含量”影響因素主要分布在水平３和水平４，即大部分試題涉及三個或三個以上的主題知識。水平１的占比最少，２０２３年試題在水平１上的占比僅有１３．３３％，而２０２４年試題在水平１上缺失。２０２３年試題在水平２、３、４上的分布比較均勻，而２０２４年試題在水平２上的占比較少，在水平３和水平４上的占比較多，均為４０．００％，高于２０２３年的２６．６７％和３３．３３％。由此可見，２０２４年試題對“知識含量”的考查相比于２０２３年難度更高，對學(xué)生知識整合的能力提出了更高的要求。

2．３．３認(rèn)知水平因素

由圖５可知，整體上，２０２３—２０２４年試題在“認(rèn)知水平”影響因素上的考查比較一致。在水平１上的占比相同且僅占６．６７％，說明兩套試題均弱化了對知識記憶的考查，重視且平衡地考查了對知識的理解、運(yùn)用和分析。其中，對比２０２３年試題，２０２４年試題在水平２上的占比從４０．００％降低為２６．６７％，在水平４上的占比從２０．００％提高為３３．３３％，說明２０２４年試題更加注重在復(fù)雜情境中對知識的靈活運(yùn)用，從而引導(dǎo)教師在教學(xué)過程中對學(xué)生進(jìn)行高階思維的培養(yǎng)。

2．３．４閱讀量因素

由圖６可知，２０２３—２０２４年試題在“閱讀量”影響因素上水平１、2、３的占比存在一定的差異，而水平４的占比一致。具體而言，與２０２３年相比，２０２４年試題在水平１、２上的占比有所降低，而在水平３上的占比變化較大，從１３．３３％提高至２６．６７％。對２０２３—２０２４年全卷閱讀量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)２０２３年試題共３１１９字，２０２４年試題共３８６６字，２０２４年文字閱讀量相比２０２３年增長了２３．９５％。由此可見，２０２４年試題對學(xué)生的物理閱讀素養(yǎng)提出了更高的要求。例如，第１４題以汽車行駛安全作為大背景，分別介紹了安全帶和安全氣囊兩個具體情境。學(xué)生需要在較短時間內(nèi)準(zhǔn)確捕獲題干中的有效信息，并借助掌握的物理知識對信息進(jìn)行篩選、分析和應(yīng)用。這不僅使試題難度有所提升，而且會對考生造成一定的時間壓力和心態(tài)干擾。

2．３．５推理難度因素

由圖７可知，對于“推理難度”因素，水平１占比最少，水平２占比最多。具體而言，２０２３年試題在水平１上的占比僅有６．６７％，而２０２４年試題在水平１上缺失。２０２３—２０２４年在水平２上的占比均高達(dá)５３．３３％，即超過一半的題目屬于簡單推理。水平３占比二者相當(dāng)，均為２６．６７％。而２０２４年在水平４上占比略高。綜上，與２０２３年試題相比，２０２４年試題在推理難度上要求稍高，具體表現(xiàn)為適當(dāng)降低了低水平試題的占比，提高了高水平試題的占比。

2．３．６運(yùn)算水平因素

由圖８可知，２０２３—２０２４年試題在“運(yùn)算水平”因素上整體差異不大，主要分布在水平２和水平３，說明題目運(yùn)算水平難度適中。具體而言，二者在水平１和水平３上的占比一致，而２０２４年試題在水平２上占比稍高，２０２３年試題在水平４上占比稍高，說明２０２４年試題在一定程度上弱化了復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算要求。

3結(jié)論與建議

２０２４年試題的總體難度和平均難度稍高于２０２３年。從知識模塊角度分析，兩套試卷總試題難度中力學(xué)和電磁學(xué)均顯著高于其他模塊，近代物理均最低。兩套試卷平均難度中熱學(xué)和光學(xué)差異較大，其中熱學(xué)２０２４年難度較高，光學(xué)則反之；差異較小的有力學(xué)、電磁學(xué)和近代物理，其中力學(xué)和電磁學(xué)難度中等，而近代物理難度較低。

從難度的影響因素來分析：

（１）物理情境方面，２０２４年低于２０２３年，但２０２４年高水平試題占比更大；

（２）知識含量方面，２０２４年高于２０２３年，是兩卷整體難度差異的重要因素；

（３）認(rèn)知水平和推理難度方面，２０２４年試題平均難度高于２０２３年，但都重視考查學(xué)生對知識的理解、運(yùn)用和分析；

（４）閱讀量方面，２０２４年高于２０２３年，且差異較大；

（５）運(yùn)算水平方面，２０２４年低于２０２３年。

綜合以上分析，與２０２３年相比，２０２４年廣東省高考物理命題在遵照“價值引領(lǐng)、素養(yǎng)導(dǎo)向、能力為重、基礎(chǔ)為基”的命制要求的基礎(chǔ)上，優(yōu)化試題情境設(shè)計(jì)，突出信息獲取、處理和分析能力考查，強(qiáng)調(diào)綜合性，強(qiáng)化考查知識的內(nèi)在聯(lián)系，穩(wěn)妥推進(jìn)高考改革，提升人才選拔的質(zhì)量。教師教學(xué)過程中應(yīng)盡量創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，促進(jìn)學(xué)以致用，培養(yǎng)學(xué)生從“解題”向“解決問題”的轉(zhuǎn)變；加強(qiáng)學(xué)生大文本材料的分析訓(xùn)練，注重在回歸基礎(chǔ)上促進(jìn)深入思考；把教學(xué)重點(diǎn)從總結(jié)解題技巧轉(zhuǎn)向培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的思維過程，回歸育人本位。

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（欄目編輯陳 "潔）

收稿日期：2024-11-20

作者簡介：屈虛懷（1999-），男，碩士研究生，主要從事物理課程與教學(xué)論研究。

*通信作者：周少娜（1983-），女，教授，主要從事物理課程與教學(xué)論研究。