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精准把握关键因素,有效调控试题难度
□刘振和
文章字数:
  影响试卷难度的因素很多,试题难度是决定性的因素之一,也是衡量一套试卷最基础,最重要的指标。在物理教师命制或者选用试题时,对于试题难度的把握,存在过分依赖自身经验、缺乏理论指导和科学原则、随意性太大、可控性差等现象。因此,明确影响试题难度的关键因素,采用一定策略调控试题难度,能动地把控试题难度,对于命制或选用恰当的试题是必要和迫切的。
  试题命制研究的相关文献和实际调研都表明,影响试题难度的因素有人为因素(学生学业水平高低、能力强弱、应试状态等)和客观因素(试题本身的因素)两个大的方面。本文主要讨论通过调节客观因素把控试题难度的问题。
  影响试题难度的客观因素是非常多样的,通过分析提炼我们认为,对试题难度影响较大的客观因素有五个,分别是:考查知识的复杂度、试题表述繁简度、解题建模的难易度、推理论证的复杂度、涉及数学运算的繁难度。通过实践探索我们发现,通过改变这些关键因素,可以实现对试题难度的有效调控。
  变换所考查知识的复杂度调控难度
  所考查知识的复杂度是影响试题难度的重要因素。考查简单知识的试题难度小,考查的知识越复杂,试题的难度越大。要减小试题难度,就可以选择考易于理解、掌握,比较简单的知识;要加大试题难度,就可以选择考内容复杂,理解和掌握难度大的知识。
  例如,在对匀变速直线运动的考查中,如果只考查单向匀变速直线运动物体速度、位移、加速度和时间的关系,难度就小;如果考查单个物体多过程运动的规律,或者考查两个物体运动时追及和相遇问题中的时空关系,难度就会大大增加。
  改变试题表述的繁简度调控难度
  试题表述可以用文字、图像和公式等多种方式,表述的繁简度对于学生顺利解答问题也有重要影响。要减小试题难度,试题的字符数就相对要少,公式要简洁明了,图像要清晰易懂,这样便于学生迅速抓住关键信息,设计出清晰的解题思路;要加大试题难度,就可以使试题的字符数更多,涉及的公式更复杂,图像更难分析判断,题目中的隐含信息更多,从而使学生分析试题的思维负荷加大。
  例如,近年来高考热衷考查的信息题,由于文字数比较多(往往超过300字),且经常出现涉及高新科技的立体化示意图,或者告诉学生比较冗长的陌生关系式,这都对学生解题形成了重大障碍,试题难度较大。
  变换建模的难易度调控难度
  在具体的问题情境中通过抽象概括、去除次要因素,建构出具有研究价值的物理模型是解决复杂物理问题的常规环节,是科学思维的必要步骤。研究表明,影响建模的常见因素有两个:一个是情境的新颖度,一个是模型本身的复杂程度。试题情境化是现代考试的重要特征,无情境不成题已成为当前命题的基本趋势。要加大试题难度,就可以设置相对更新颖、过程复杂的试题情境;要减小试题难度,试题中就可以不设置情境,或者设置学生熟悉的、简单的情境。模型本身的复杂程度,也对学生建模有重要影响。如果要加大试题难度,题目中可以要求学生构建较复杂的物理模型,或者构建多个相互独立的物理模型。
  例如,我们在考查带电粒子在匀强磁场中的圆周运动,如果直接命题考查一个粒子在确定磁场中的运动,由于情境熟悉,运动模型结构简单,学生通过确定轨道平面、圆心、半径,很快就能解答问题,但是如果我们命题时把这种磁场中的圆周运动,镶嵌在一个控制高速粒子运动的现代化装置中,这就增加了模型构建难度,增加了试题难度。
  改变科学推理的复杂度调控难度
  科学推理指的是解决物理问题所进行的分析、判断、推导和论证,是物理解题的重要步骤。科学推理复杂度一般可以用所列关系式(方程)的复杂度和数量来量度。要减小试题难度,设置的问题就不需要推理或者只需要简单推理,解决问题时不需要列关系式,或者只需列出少量简单关系式;要加大试题难度,设置的问题就需要复杂、严密的推理,需要学生分析、判断、寻找其中的物理关系,列出复杂的、数量较多的关系式。
  例如,考查动能定理的运用,如果只是在平直路面上的物体运动问题中考查,只用动能定理列出一个方程即可;如果要加大难度,可以设计这样的过程:物块先在水平外力推动下做加速直线运动,再只受摩擦力做减速直线运动,然后滑上圆弧轨道以后做曲线运动,且物体恰好能达到圆周最高点,这样就需要学生列出多个关系式,且需要考虑可能出现的临界情况。
  设置数学运算的繁难度调控难度
  利用数学方法解决物理问题是物理学习关键能力之一。教学实践表明,数学运算的繁难度对试题难度有重要影响。要减小试题难度,所命制或选择的试题就不需要数学运算,或仅仅需要简单的数学运算;如果要加大试题难度,所命制的试题就要设定复杂的、多样化的数学运算,如解复杂的方程组、解不等式,甚至要用到求导数、求数列和以及数学归纳法等较复杂的数学方法。
  例如,我们命题考查学生对碰撞规律的掌握时,如果要减小试题难度,就可以设计简单的两小球碰撞过程,考查动量守恒定律,学生只需要列出一元一次方程进行解答即可。如果要加大难度,可以添加考查碰撞中能量守恒问题,这就需要学生列出二元二次方程组并求。还可以设计多次碰撞问题,这需要学生利用数学归纳法总结出多次碰撞所遵从的规律,写出反映规律的复杂解析式,往往需要学生根据问题条件列出不等式进行计算、选择,或者需要学生进行数列求和得到相应答案。
  总之,通过改变影响试题难度的关键因素,可以使试题难度控制在我们期望的范围内,从而为命制难度适中的优质试题、有效检测学生学业水平以及调动学生学习积极性提供有力的保障。

  (本文是陕西省宝鸡中学校本课题《基于学业质量水平等级划分的物理试题命制中难度控制的研究》(课题编号:BZ-KT--2022025)阶段性成果。)

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