浅谈物理试题难度的影响因素

夏良英

（东莞中学松山湖学校，广东 东莞 523808）

随着新课程的实施，物理的教学内容有所减少，题目难度下降，但学生还是普遍认为物理题目太难，没有解题的欲望，兴趣不浓，即使在经过一段时间的题海战术之后，成绩提高也不大，而有一部分学生碰到物理题目根本无从着手，找不到解题的突破点.高中学生解物理题时遇到的种种困难，有来自于学生认知水平、思维方式等方面的因素，也有来自于试题构成等诸多方面的因素.本文拟对影响物理试题难度的几种主要因素进行分析研究，希望能对指导学生提高解题能力有所帮助，从而提高学生的物理成绩.

1 试题考查知识点的数量

从认知心理学的广义知识观来看，知识分为“陈述性知识、程序性知识、策略性知识”.陈述性知识是关于“是什么”、“为什么”的知识（狭义的知识）.如：电场、磁场是一种物质，带电粒子在电场、磁场中受到场力的作用，会改变带电粒子的运动状态.程序性知识是关于“如何做”的知识（规律、方法的应用）.如果带电粒子在电场中运动且知道电势差，那么可用动能定理求其速率；如果带电粒子以垂直于匀强磁场的方向进入磁场，那么可用洛伦兹力提供向心力列式求解.策略性知识是调控、指导解决学习者大脑内部学习活动如何做的知识.如果计算题是多过程的综合题，那么可以按物理过程进行拆法；如果将解答过程书写的清晰、规范，那么可以减少失分等.

课程知识主要从两个方向上影响试题的难度：一是在日常教学中该知识是否常见，考查常见知识难度较小，考查生僻知识难度增大；二是知识本身的繁难程度.

一般来说，考查“为什么”的知识，比“是什么”的知识难度更大.有些试题只涉及到单一知识点，而有些试题则涉及到两个或多个知识点.同样类型的试题，由于试题所考查的知识点多少、知识点跨度和知识点联系的复杂程度不同，试题的难度也会不同.通常情况下，一道试题考查的知识点越多，跨度越大，联系越复杂，考生需要调用的解题手段、解题方法就越多，对知识融会贯通的要求就越高，试题难度也就相应提高.

图1

例1.（2014年广东卷第15题）如图1所示，上下开口、内壁光滑的铜管P和塑料管Q竖直放置，小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放，并落至底部，则小磁块

（A）在P和Q中都做自由落体运动.

（B）在两个下落过程中的机械能都守恒.

（C）在P中的下落时间比在Q中的长.

（D）落至底部时在P中的速度比在Q中的大.

此题要用到：感应电流的产生条件、楞次定律、受力分析、运动分析、机械能守恒条件、功能关系等概念、方法和规律等多个知识点.根据2014年高考年报，共有366160理科生，本道题难度为0.64，区分度0.41.错选（A）的考生占13.49%，错选（B）的考生占11.28%.

2 试题的情境化

2.1 试题的情境化与非情境化

试题的情境化是指将试题与真实的问题情境相融合，寓知识的考查于实际的问题解决之中.在物理试题中，情境化试题是指以自然界及社会生活、生产中客观存在的物理现象或过程为背景，考查学习者对物理概念、规律的理解与应用能力的试题.非情境化试题则是在几乎不涉及具体情境的情况下，直接考查学习者对物理概念、规律的掌握情况的试题.

图2

图2中虚线框中表示的是非情境化试题的解决过程，可见，它只是情境化试题解决过程的一部分.对情境化试题的解决，首先需要学生去认识试题的情境，即对试题所描述的实际情境进行分析、判断，弄清楚情境中所蕴涵的物理状态、物理过程是什么，然后再对试题进行简化、抽象，将情境化试题转化为非情境化试题，最后根据一定的物理规律应用数学工具使问题最终得到解决.情境化试题给考生呈现了一个真实的、未经加工或抽象的复杂情境，使试题中所蕴涵的物理现象、物理规律更加隐蔽.避免了考生在解题过程中机械套用物理公式的弊端，对考生分析问题、解决问题的能力提出了更高的要求，因此更有利于考查学生对物理知识的理解与应用能力.

采用与真实情境相联系的情境化方式命题，不仅能够很好地体现我国高考考试说明中“能力立意”的命题指导思想，而且，也同时体现了“从生活走向物理，从物理走向社会”的新课程理念.因此，源于现实生活、科技生产的情境化试题不仅在近年来的高考命题中越来越受到关注，而且，在其他各种水平的物理考试中，这种基于真实情境的试题出现得也越来越频繁.

2.2 试题的情境化使试题难度增加

我们以两道物理过程完全相同的情境化试题和非情境化试题的对比测试结果说明试题的情境化对试题难度的影响.

图3

题1.如图3所示，一位跳水运动员从离水面10m高的平台上向上跃起，举双臂直体离开台面，此时其重心位于从手到脚全长的中点，跃起后重心升高0.45m达到最高点，落水时身体竖直，手先入水（在此过程中运动员水平方向的运动忽略不计）从离开跳台到手触水面，他可用于完成空中动作的时间是 _______s.（计算时，可以把运动员看作全部质量集中在重心的一个质点，g取10m/s2，结果保留2位有效数字）

题2.一个质点从离地面10m高处竖直上抛，上升0.45m达到最高点，之后自由下落，则质点从抛出到落地所经历的总时间是_______s.（计算时，g取10m/s2，结果保留2位有效数字）

测试题1是1999年高考物理试卷中第14题的原题，试题以跳水运动员高台跳水为背景，要求考生从这一具体问题中抽象出竖直上抛运动，再根据竖直上抛运动的规律求出所经历的时间.测试题2是测试题1去情境化之后的抽象，从物理规律和物理过程上看，与测试题1完全一样，只是剥离了测试题1中的具体情境.利用两个数理成绩无显著差异的平行班对测试题1和2进行对比测试，结果如表1所示.

表1 测试结果

试题的情境化增加了试题的信息量，使问题变得更加复杂，如果考生对该情境不熟悉，就会阻碍他们对问题的理解和解决，从而使试题难度增加.

2.3 试题情境化的新颖性使试题难度增加

试题对概念、原理、规律的考查通常寓于一定的情境之中，如果试题情境是考生所经历过的、熟悉的，考生就有可能在自己已有的认知结构中，快速提取相应的图式，从而顺利找到一条有效的解题途径.反之，对于一个新颖而陌生的试题情境，由于没有现成的解题模式可套用，考生必须通过分析新情境，建构相应的模型与解题策略，才有可能最终解决问题.因此，试题情境越新颖，难度就越高.

图4

例2.（2014 年广东卷第16题）图4是安装在列车车厢之间的摩擦缓冲器结构图，图中①和②为楔块，③和④为垫板，楔块与弹簧盒、垫板间均有摩擦，在车厢相互撞击使弹簧压缩的过程中

（A）缓冲器的机械能守恒.

（B）摩擦力做功消耗机械能.

（C）垫板的动能全部转化成内能.

（D）弹簧的弹性势能全部转化为动能.

根据2014年高考年报，此题错选（A）的考生占8.84%，错选（D）的考生占7.36%，错选的原因是未掌握滑动摩擦力做功的特点和机械能守恒的条件，或不理解题目描述的缓冲器工作的过程.

2.4 试题情境过程的复杂性使试题难度增加

物理过程的复杂性可以用完成试题所需的逻辑推理个数的多少来衡量.一个逻辑推理的过程有时候会以方程的形式出现在答卷上，因此，逻辑推理的个数有时候也可以用方程的个数来衡量.物理试题主要考查学生对物理知识的综合应用能力，解答过程必然涉及一定量的分析推理和因果转换才能达到目标.逻辑思维是主要的思维方式，在逻辑思维过程中，涉及的因果转换次数越多，问题也就越复杂，难度也就越大.

（1）求P2被碰后获得的速度大小.

（2）P1经过B时受到的支持力大小.

（3）用l表示挡板与E的水平距离.若P2最终停在了EF段距离E为x的某处，试通过分析与计算，在图5（c）中作出x-l图线.

图5

我们可以用表2展示两物体的运动过程及遵循的物理规律，并对其进行分析、判断、讨论.

表2

东莞市的数据统计显示：3个问的难度系数分别为0.59、0.38、0.07，可见试题难度较大.

3 学生的心智操作

心智操作是考试时指导考生答题的个体心理和思维活动过程，受考生的解题心理机制作用影响，主要表现为考生答题时调动自己的认知体系、经验体系的心理活动状态，同时也包括个体当时的情绪、态度等心理因素的作用.

心智操作由智力因素和非智力因素两方面形成.智力因素的认知操作表现为：个体对问题材料的观察、知觉、联想，展现个人对该问题的“现有发展水平”，形成“最近发展区”.非智力因素表现为考生做题粗心大意，审题不清，没有用题目中所给的符号，导致丢失了不该丢失的分数，考后悔之莫及的现象.

试题对思维存在不同的要求.试题要求的思维链条越长，试题的难度越大.试题也可能涉及不同的思维形式，有的要求更多形象思维，有的要求更多抽象思维；有的需要发散性，有的需要逻辑性；有的要对事实材料进行分析整合，有的要依赖对运算材料进行推理演绎.试题牵涉的思维因素越多、越复杂，其难度就越大.考生是在个体心智和思维活动的指挥下进行对试题的解答操作，达到足够的心智水平，才能顺利完成相应操作要求的高考试题.试题对考生心智操作要求的高低，是形成试题难度的核心因素.

总之，理综物理试题难度的影响因素较多，需要综合考虑课程目标、教与学的实际和试题本身的影响，采取相应的策略才能有效地控制试题难度，更真实地评价学生的能力.引导教师从认知结构构成的多层面角度思考教学目的和教学方法，提高教学的有效性.

1 ［美］布卢姆著，罗黎辉等译.教育目标分类学［M］.上海：华东师范大学出版社，1986：59－71.

2 阮瑾怡.浅谈对学生考试后总结的个性化辅导策略［J］.现代教学，2009（7）：39－40.