淺談物理試題難度的影響因素

夏良英

（東莞中學松山湖學校，廣東 東莞 523808）

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

1 試題考查知識點的數量

從認知心理學的廣義知識觀來看，知識分為“陳述性知識、程序性知識、策略性知識”.陳述性知識是關于“是什么”、“為什么”的知識（狹義的知識）.如：電場、磁場是一種物質，帶電粒子在電場、磁場中受到場力的作用，會改變帶電粒子的運動狀態.程序性知識是關于“如何做”的知識（規律、方法的應用）.如果帶電粒子在電場中運動且知道電勢差，那么可用動能定理求其速率；如果帶電粒子以垂直于勻強磁場的方向進入磁場，那么可用洛倫茲力提供向心力列式求解.策略性知識是調控、指導解決學習者大腦內部學習活動如何做的知識.如果計算題是多過程的綜合題，那么可以按物理過程進行拆法；如果將解答過程書寫的清晰、規范，那么可以減少失分等.

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

一般來說，考查“為什么”的知識，比“是什么”的知識難度更大.有些試題只涉及到單一知識點，而有些試題則涉及到兩個或多個知識點.同樣類型的試題，由于試題所考查的知識點多少、知識點跨度和知識點聯系的復雜程度不同，試題的難度也會不同.通常情況下，一道試題考查的知識點越多，跨度越大，聯系越復雜，考生需要調用的解題手段、解題方法就越多，對知識融會貫通的要求就越高，試題難度也就相應提高.

圖1

例1.（2014年廣東卷第15題）如圖1所示，上下開口、內壁光滑的銅管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中都做自由落體運動.

（B）在兩個下落過程中的機械能都守恒.

（C）在P中的下落時間比在Q中的長.

（D）落至底部時在P中的速度比在Q中的大.

此題要用到：感應電流的產生條件、楞次定律、受力分析、運動分析、機械能守恒條件、功能關系等概念、方法和規律等多個知識點.根據2014年高考年報，共有366160理科生，本道題難度為0.64，區分度0.41.錯選（A）的考生占13.49%，錯選（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的問題情境相融合，寓知識的考查于實際的問題解決之中.在物理試題中，情境化試題是指以自然界及社會生活、生產中客觀存在的物理現象或過程為背景，考查學習者對物理概念、規律的理解與應用能力的試題.非情境化試題則是在幾乎不涉及具體情境的情況下，直接考查學習者對物理概念、規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.對情境化試題的解決，首先需要學生去認識試題的情境，即對試題所描述的實際情境進行分析、判斷，弄清楚情境中所蘊涵的物理狀態、物理過程是什么，然后再對試題進行簡化、抽象，將情境化試題轉化為非情境化試題，最后根據一定的物理規律應用數學工具使問題最終得到解決.情境化試題給考生呈現了一個真實的、未經加工或抽象的復雜情境，使試題中所蘊涵的物理現象、物理規律更加隱蔽.避免了考生在解題過程中機械套用物理公式的弊端，對考生分析問題、解決問題的能力提出了更高的要求，因此更有利于考查學生對物理知識的理解與應用能力.

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

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比測試結果說明試題的情境化對試題難度的影響.

圖3

題1.如圖3所示，一位跳水運動員從離水面10m高的平臺上向上躍起，舉雙臂直體離開臺面，此時其重心位于從手到腳全長的中點，躍起后重心升高0.45m達到最高點，落水時身體豎直，手先入水（在此過程中運動員水平方向的運動忽略不計）從離開跳臺到手觸水面，他可用于完成空中動作的時間是 _______s.（計算時，可以把運動員看作全部質量集中在重心的一個質點，g取10m/s2，結果保留2位有效數字）

題2.一個質點從離地面10m高處豎直上拋，上升0.45m達到最高點，之后自由下落，則質點從拋出到落地所經歷的總時間是_______s.（計算時，g取10m/s2，結果保留2位有效數字）

測試題1是1999年高考物理試卷中第14題的原題，試題以跳水運動員高臺跳水為背景，要求考生從這一具體問題中抽象出豎直上拋運動，再根據豎直上拋運動的規律求出所經歷的時間.測試題2是測試題1去情境化之后的抽象，從物理規律和物理過程上看，與測試題1完全一樣，只是剝離了測試題1中的具體情境.利用兩個數理成績無顯著差異的平行班對測試題1和2進行對比測試，結果如表1所示.

表1 測試結果

試題的情境化增加了試題的信息量，使問題變得更加復雜，如果考生對該情境不熟悉，就會阻礙他們對問題的理解和解決，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

試題對概念、原理、規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歷過的、熟悉的，考生就有可能在自己已有的認知結構中，快速提取相應的圖式，從而順利找到一條有效的解題途徑.反之，對于一個新穎而陌生的試題情境，由于沒有現成的解題模式可套用，考生必須通過分析新情境，建構相應的模型與解題策略，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構圖，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）緩沖器的機械能守恒.

（B）摩擦力做功消耗機械能.

（C）墊板的動能全部轉化成內能.

（D）彈簧的彈性勢能全部轉化為動能.

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

2.4 試題情境過程的復雜性使試題難度增加

物理過程的復雜性可以用完成試題所需的邏輯推理個數的多少來衡量.一個邏輯推理的過程有時候會以方程的形式出現在答卷上，因此，邏輯推理的個數有時候也可以用方程的個數來衡量.物理試題主要考查學生對物理知識的綜合應用能力，解答過程必然涉及一定量的分析推理和因果轉換才能達到目標.邏輯思維是主要的思維方式，在邏輯思維過程中，涉及的因果轉換次數越多，問題也就越復雜，難度也就越大.

（1）求P2被碰后獲得的速度大小.

（2）P1經過B時受到的支持力大小.

（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展示兩物體的運動過程及遵循的物理規律，并對其進行分析、判斷、討論.

表2

東莞市的數據統計顯示：3個問的難度系數分別為0.59、0.38、0.07，可見試題難度較大.

3 學生的心智操作

心智操作是考試時指導考生答題的個體心理和思維活動過程，受考生的解題心理機制作用影響，主要表現為考生答題時調動自己的認知體系、經驗體系的心理活動狀態，同時也包括個體當時的情緒、態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.智力因素的認知操作表現為：個體對問題材料的觀察、知覺、聯想，展現個人對該問題的“現有發展水平”，形成“最近發展區”.非智力因素表現為考生做題粗心大意，審題不清，沒有用題目中所給的符號，導致丟失了不該丟失的分數，考后悔之莫及的現象.

試題對思維存在不同的要求.試題要求的思維鏈條越長，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；有的需要發散性，有的需要邏輯性；有的要對事實材料進行分析整合，有的要依賴對運算材料進行推理演繹.試題牽涉的思維因素越多、越復雜，其難度就越大.考生是在個體心智和思維活動的指揮下進行對試題的解答操作，達到足夠的心智水平，才能順利完成相應操作要求的高考試題.試題對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、教與學的實際和試題本身的影響，采取相應的策略才能有效地控制試題難度，更真實地評價學生的能力.引導教師從認知結構構成的多層面角度思考教學目的和教學方法，提高教學的有效性.

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

2 阮瑾怡.淺談對學生考試后總結的個性化輔導策略［J］.現代教學，2009（7）：39－40.