基于综合难度模型的高考物理试题难度对比分析

摘   要：依据高考物理试题特点，对传统综合难度模型进行适当调整，从物理情境、知识含量、认知水平、阅读量、推理难度、运算水平６个因素，对２０２３—２０２４年高考物理广东卷进行试题难度对比分析。研究发现，相比２０２３年，２０２４年试题综合难度较高；试题情境设计更加均衡，认知水平的考查更偏向于运用与分析；文本阅读量大幅度增加，运算水平考查有所下滑。

关键词：综合难度模型；高考物理试题；广东卷

中图分类号：G633.7文献标识码：A文章编号：1003-6148（2025）3-0048-6高考是有效反映和评估学生学习能力的选拔性考试，其核心功能是“立德树人、服务选才、引导教学”［１］。在设计试卷时，应该多方面、多角度综合考虑物理学科核心素养，物理知识的深度、广度，设置问题情境的合理性、针对性等，科学合理地设计试题难度［２］。其中，试题难度的设计是高考命题中的关键因素，对命题的科学性和公平性具有重要影响。

随着高考改革的进行，２０２１年，广东省高考物理试题开始采用自主命题模式。而２０２３年广东省普通高考是实施“新课程”“新课标”“新教材”“新方案”后的第一年。随着教育改革的发展，高考试题的难度也在不断发生变化。然而，自广东省高考制度改革以来，关于广东省高考物理试题难度的研究相对较少。因此，为了更深入地认识高考物理试题的评价功能和育人价值，依据物理试题综合难度模型对２０２３—２０２４年广东卷高考物理试题难度进行对比分析，以期为一线教师和高考命题人员提供参考。

1综合难度模型的重构

以鲍建生的五因素多水平综合难度模型为基础［３］，结合近年来高考物理命题趋势与物理学科特点，参考已有的物理试题难度分析模型［４-６］，对综合难度模型进行重构。将影响因素确定为以下６个：物理情境、知识含量、认知水平、阅读量、推理难度、运算水平。同时，对各个因素的水平进行重新划分，使得模型编码更具实操性，以求更精准地呈现物理试题的综合难度。重构后的高考物理试题综合难度模型如表１所示。

在对试题难度进行量化时，按照表１对试题难度的六个影响因素赋值，对于一道题而言，其难度（Di）的最终赋值为

其中，D代表对第i个试题第j个因素的赋值；试卷总体难度（D）为各个试题难度总和；通过将总难度与试题总数相除，可以计算出整套试卷的平均难度。

下面以２０２４年广东卷第４题作为编码实例：

电磁俘能器可在汽车发动机振动时利用电磁感应发电实现能量回收，结构如图1甲所示。两对永磁铁可随发动机一起上下振动，每对永磁铁间有水平方向的匀强磁场，磁感应强度大小均为B。磁场中，边长为L的正方形线圈竖直固定在减震装置上。某时刻磁场分布与线圈位置如图1乙所示，永磁铁振动时磁场分界线不会离开线圈。关于图1乙中的线圈。下列说法正确的是（ ）

Ａ．穿过线圈的磁通量为BL2

Ｂ．永磁铁相对线圈上升越高，线圈中感应电动势越大

Ｃ．永磁铁相对线圈上升越快，线圈中感应电动势越小

Ｄ．永磁铁相对线圈下降时，线圈中感应电流的方向为顺时针方向

试题分析：该题相对应编码分别为：Ａ３较复杂情境（以电磁俘能器通过发电实现能量回收为情境展开，解题需要与情境有所结合，但容易挖掘），Ｂ２知识含量中等（考查必修三“电磁场与电磁波初步”主题中磁通量的理解，选择性必修二“电磁感应及其应用”主题中感应电流方向、法拉第电磁感应定律等内容），Ｃ３运用水平（解决该问题需要深入理解磁通量的概念，并正确运用电磁感应相关规律），Ｄ３阅读量较大（题干、问题及选项字符总数为２４５个），Ｅ2简单推理（由物理规律经过一个推理步骤得到结果），Ｆ2简单运算（仅涉及简单代数计算）。

2２０２３—２０２４年高考物理广东卷的综合难度分析

2．１试卷内容分析

２０２３—２０２４年高考物理广东卷的内容均包括力学、热学、光学、电磁学和近代物理５个知识模块，并且两年的试卷各题型以及对应分值基本一致。唯一的变化是２０２４年试卷的实验题分值相比于２０２３年少1分，计算题多1分，如表２所示。

按照知识模块，对２０２３—２０２４年试卷所包含的相同知识点和不同知识点进行梳理统计和归类整理，结果如表３所示。总体上，２０２３—２０２４年试卷考查的核心知识基本保持一致，共同知识点有２３个，其中力学和电磁学部分的知识点占试卷的大部分，涉及各类题型。对比发现，２０２４年试卷知识点的考查范围更大，主要体现在电磁学的考查内容上。

2．２试卷整体难度分析

根据重构后的试题综合难度模型，对２０２３—２０２４年高考物理广东卷试题进行分析编码，统计试卷各知识模块包含的题数，从而计算出各知识模块总试题难度和试卷的总试题难度，如表４所示。其中，２０２４年试卷第１１题的考查内容涉及不同知识模块，为保证统计的科学性和准确性，对该题各模块难度按分值比例分配。

由表4可以看出，２０２４年试卷总体难度稍高于２０２３年，高出部分占２０２３年总试题难度的５．２４％。各知识模块总试题难度中，力学、电磁学在试卷中的比例明显较高，符合课程要求。各知识模块平均试题难度中，力学、电磁学和近代物理较为稳定，其中力学和电磁学的平均难度相差不大，而近代物理难度较低。另外，热学２０２４年平均试题难度明显高于２０２３年，光学２０２４年平均试题难度明显低于２０２３年。

2．３各影响因素难度分析

分别计算各因素的综合难度值（di），计算公式为

其中，n表示总题量，nij表示第i个因素的第j个水平的题量，dij表示第i个因素的第j个水平的赋值。

为了更直观地展示各因素难度值的差异，将两套试题的各个因素难度值整理后绘制成图２的综合难度分析图。

由图2可以看出，两套试卷各影响因素的综合难度值由高到低均为知识含量、认知水平、阅读量、推理难度、运算水平、物理情境。不难发现，２０２４年试题在推理难度、知识含量、阅读量和认知水平方面的考查难度比２０２３年试题高，知识含量难度差别最大。而２０２３年试题在运算水平和物理情境的难度高于２０２４年试题。下面从各个因素进行具体分析。

2．３．１物理情境因素

根据图３不难发现，２０２３—２０２４年试题“物理情境”影响因素的多个水平均有非常显著的差异。２０２３年试题水平１的题目占比为６．６７％，而２０２４年试题高达４０．００％，即２０２４年试题大幅度增加了无情境物理问题的考查。此外，２０２３年试题在水平２上的占比远高于２０２４年，而２０２４年试题在水平３和水平４上的占比均高于２０２３年，这表明２０２４年试题加强了情境与问题的结合程度。综上，相比于２０２３年试题，２０２４年试题虽然削减了情境化试题的占比，但加强了情境化试题的情境化程度，试题的重心从追求情境化的数量转向提升情境化的质量。

2．３．２知识含量因素

由图４可知，整体上，２０２３—２０２４年试题“知识含量”影响因素主要分布在水平３和水平４，即大部分试题涉及三个或三个以上的主题知识。水平１的占比最少，２０２３年试题在水平１上的占比仅有１３．３３％，而２０２４年试题在水平１上缺失。２０２３年试题在水平２、３、４上的分布比较均匀，而２０２４年试题在水平２上的占比较少，在水平３和水平４上的占比较多，均为４０．００％，高于２０２３年的２６．６７％和３３．３３％。由此可见，２０２４年试题对“知识含量”的考查相比于２０２３年难度更高，对学生知识整合的能力提出了更高的要求。

2．３．３认知水平因素

由图５可知，整体上，２０２３—２０２４年试题在“认知水平”影响因素上的考查比较一致。在水平１上的占比相同且仅占６．６７％，说明两套试题均弱化了对知识记忆的考查，重视且平衡地考查了对知识的理解、运用和分析。其中，对比２０２３年试题，２０２４年试题在水平２上的占比从４０．００％降低为２６．６７％，在水平４上的占比从２０．００％提高为３３．３３％，说明２０２４年试题更加注重在复杂情境中对知识的灵活运用，从而引导教师在教学过程中对学生进行高阶思维的培养。

2．３．４阅读量因素

由图６可知，２０２３—２０２４年试题在“阅读量”影响因素上水平１、2、３的占比存在一定的差异，而水平４的占比一致。具体而言，与２０２３年相比，２０２４年试题在水平１、２上的占比有所降低，而在水平３上的占比变化较大，从１３．３３％提高至２６．６７％。对２０２３—２０２４年全卷阅读量进行统计，发现２０２３年试题共３１１９字，２０２４年试题共３８６６字，２０２４年文字阅读量相比２０２３年增长了２３．９５％。由此可见，２０２４年试题对学生的物理阅读素养提出了更高的要求。例如，第１４题以汽车行驶安全作为大背景，分别介绍了安全带和安全气囊两个具体情境。学生需要在较短时间内准确捕获题干中的有效信息，并借助掌握的物理知识对信息进行筛选、分析和应用。这不仅使试题难度有所提升，而且会对考生造成一定的时间压力和心态干扰。

2．３．５推理难度因素

由图７可知，对于“推理难度”因素，水平１占比最少，水平２占比最多。具体而言，２０２３年试题在水平１上的占比仅有６．６７％，而２０２４年试题在水平１上缺失。２０２３—２０２４年在水平２上的占比均高达５３．３３％，即超过一半的题目属于简单推理。水平３占比二者相当，均为２６．６７％。而２０２４年在水平４上占比略高。综上，与２０２３年试题相比，２０２４年试题在推理难度上要求稍高，具体表现为适当降低了低水平试题的占比，提高了高水平试题的占比。

2．３．６运算水平因素

由图８可知，２０２３—２０２４年试题在“运算水平”因素上整体差异不大，主要分布在水平２和水平３，说明题目运算水平难度适中。具体而言，二者在水平１和水平３上的占比一致，而２０２４年试题在水平２上占比稍高，２０２３年试题在水平４上占比稍高，说明２０２４年试题在一定程度上弱化了复杂的数学运算要求。

3结论与建议

２０２４年试题的总体难度和平均难度稍高于２０２３年。从知识模块角度分析，两套试卷总试题难度中力学和电磁学均显著高于其他模块，近代物理均最低。两套试卷平均难度中热学和光学差异较大，其中热学２０２４年难度较高，光学则反之；差异较小的有力学、电磁学和近代物理，其中力学和电磁学难度中等，而近代物理难度较低。

从难度的影响因素来分析：

（１）物理情境方面，２０２４年低于２０２３年，但２０２４年高水平试题占比更大；

（２）知识含量方面，２０２４年高于２０２３年，是两卷整体难度差异的重要因素；

（３）认知水平和推理难度方面，２０２４年试题平均难度高于２０２３年，但都重视考查学生对知识的理解、运用和分析；

（４）阅读量方面，２０２４年高于２０２３年，且差异较大；

（５）运算水平方面，２０２４年低于２０２３年。

综合以上分析，与２０２３年相比，２０２４年广东省高考物理命题在遵照“价值引领、素养导向、能力为重、基础为基”的命制要求的基础上，优化试题情境设计，突出信息获取、处理和分析能力考查，强调综合性，强化考查知识的内在联系，稳妥推进高考改革，提升人才选拔的质量。教师教学过程中应尽量创设真实情境，促进学以致用，培养学生从“解题”向“解决问题”的转变；加强学生大文本材料的分析训练，注重在回归基础上促进深入思考；把教学重点从总结解题技巧转向培养学生的核心素养，强调学生的思维过程，回归育人本位。

参考文献：

［１］教育部考试中心．中国高考评价体系说明（２０１９年版）［Ｍ］．北京：人民教育出版社，２０１９．

［２］中华人民共和国教育部．普通高中物理课程标准（２０１７年版２０２０年修订）［Ｓ］．北京：人民教育出版社，２０２０．

［３］鲍建生．中英两国初中数学期望课程综合难度的比较［Ｊ］．全球教育展望，２００２，３１（９）：４８－５２．

［４］郭芳侠，高月，于一真．２０２１年高考甲卷、乙卷物理试题难度分析［Ｊ］．中学物理，２０２２，４０（１３）：５７－６１．

［５］冯小沙，袁聿海，杨玉宝，等．基于综合难度分析模型的高考物理试题难度对比分析——以２０２２—２０２３年高考物理全国甲卷为例［Ｊ］．中学物理，２０２３，４１（２３）：５４－５８．

［６］杨英恺，王太军．基于综合难度模型的高考物理试题评析——以２０２３年１４套高考物理试题为例［Ｊ］．教育测量与评价，２０２４（２）：８５－１００．

（栏目编辑陈  洁）

收稿日期：2024-11-20

作者简介：屈虚怀（1999-），男，硕士研究生，主要从事物理课程与教学论研究。

*通信作者：周少娜（1983-），女，教授，主要从事物理课程与教学论研究。