例谈运用CTA理论分析物理高考选择题难度

黄端文

摘 要：认知任务分析（cognitive task analysis，以下簡称CTA）是事前分析试题难度比较有效的一种途径，以“如何运用CTA分析物理高考选择题难度”为研究问题，借鉴邵志芳和余岚、李幸等学者关于CTA的研究，对2016年浙江理综卷物理选择题第16题进行了难度分析，并提出相关建议。

关键词：CTA；高考物理；难度；启示

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2017）7-0050-3

高考物理试题的难度分析是研究高考试题的一个重要途径，在教育测量中，难度系数的主要计算方法有以下几种：（1）以全体被试得分率作为难度系数；（2）以全体被试通过率为难度系数；（3）以两端组被试得分率的均值为难度系数。就高考物理试题而言，以上三种主要计算方法都存在一定的困难，主要原因是学生的具体得分情况不能明确。基于这样的实际情况，认知任务分析（cognitive task analysis，以下简称CTA）为高考物理试题的难度分析提供了新的途径。

1 关于CTA的研究概述

认知任务分析（CTA）可被视为传统任务分析技术的扩展，目的在于获取隐藏在外显任务绩效之下有关知识、思维过程、目标结构的信息，并帮助设计更有效地处理复杂情境的认知技能[1]。邵志芳借助认知任务分析进行试题难度的事前评定，根据本土考试特点提出了试题的CTA框架。邵志芳和余岚设计了对高等数学试题难度进行事前评定的框架和严格的实施程序。结果表明事前CTA评定中的主客观指标体系具有充分的效度和信度。郑毅采用由邵志芳和余岚设计的CTA评价框架和实施程序，对上海市2007年高考数学试题（理科卷）进行了事前难度分析，并进一步检验了认知任务负荷的主观评定的效度[2]。李二霞通过CTA对上海市2007—2010年中（高）考物理试题进行事前难度评定，结果表明评定具有良好的信效度，这从某种程度上反映出CTA事前评定良好的信效度在中学物理试题中也得到了检验[3]。李幸鉴于难以对要素辨识难度和原理辨识难度两项主观评定的把握，提出将要素辨识难度改为解题所需的步数，解题过程中要运用几步原理，那么原理的辨识难度就是几[4]。采用修订后的CTA法标定试题的绝对难度通过相关性分析证明具有可操作性，这一修订对CTA法分析试题难度的具体操作具有一定的完善作用。

2 基于CTA的物理高考选择题难度分析

2.1 评定框架及具体操作

研究借鉴邵志芳和余岚根据CTA的基本原则设计的高等数学试题难度事前评定框架[5]、李幸基于CTA法标定化学试题绝对难度的修订[6]，确定如下的评定框架与具体操作。

2.2 具体示例

研究以2016年浙江高考理综物理部分选择题第16题为例阐述如何运用CTA理论分析物理高考选择题难度。

示例：如图1所示，a、b两个闭合正方形线圈用同样的导线制成，匝数均为10匝，边长la=3lb，图示区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀增大，不考虑线圈之间的相互影响，则（ ）

A.两线圈内产生顺时针方向的感应电流

B.a、b线圈中感应电动势之比为9∶1

C.a、b线圈中感应电流之比为3∶4

D.a、b线圈中电功率之比为3∶1

3 针对具体操作的建议

3.1 站在全局视角分析要素数量和原理数量

要素数量与原理数量的分析可以站在全局视角，“跳出”题目来看待整个题目在某种程度上可以提高分析的客观性与准确性。站在全局视角分析要素数量和原理数量对于构建相关知识结构有一定的促进作用，这对于教师在课堂中如何更好地引导学生分析试题具有重要意义。此外，全局视角下分析要素数量与原理数量可以帮助教师针对性选择试题，使选择的题目更加切合学生的学习情况。

3.2 基于学生的原始解题过程分析要素辨识难度和原理辨识难度

教师在分析要素辨识难度和原理辨识难度的过程中可以结合学生的原始解题过程，可以请若干位学生先进行解题；然后与学生交流解题过程，注重解题的细节；然后结合教师的解题过程来分析要素辨识难度和原理辨识难度。基于学生的原始解题过程分析要素辨识难度和原理辨识难度一方面可以暴露学生解题过程中存在的问题，另一方面也可以提高难度分析的客观性。

运用CTA理论分析物理高考选择题难度是研究高考试题的一个重要突破口，围绕着这一突破口，教师可以对高考试题有一个较为深入的认识，从某种意义上讲，运用CTA理论分析物理高考选择题难度意义有二：一、教师可以根据CTA理论分析出的试题难度来选择更加适合学生学习情况的高考试题作为复习题目，提高高考试题的利用价值，暴露学生的学习短板；二、教师可以借助CTA理论分析往年高考试题难度来研究高考命题特点，提高高考物理复习的有效性和针对性。

在教学实际中，高考试题的相关深入分析研究还有待于加强，由于不能明确学生在每一道高考物理题上的具体得分情况，许多教师对于高考物理题的分析仅凭自己做完题的“感受”（个人经验）来判断，在一定程度上缺少了分析的系统性与全面性。一方面，对高考物理试题的深入分析有助于高中物理的一线教学；另一方面，高考物理试题的分析又缺乏了一定的系统性与全面性。这一尴尬局面一直困扰着许多物理教育工作者。一线教师应该意识到研究高考试题不能简单等同于做一张高考试卷，而是应该借助一定的理论去深入研究试题的内涵要素，精准分析试题的认知负荷，系统总结试题的规律特点，这可以说是运用CTA理论分析物理高考选择题难度的目的之所在。

参考文献：

[1]郑毅.2007年上海市高考数学（理）试题难度事前认知任务分析[D].上海：华东师范大学硕士学位论文，2008.

[2]李二霞，邵志芳.试题难度的多项指标的认知任务分析[J].心理科学，2009，32（6）：1342-1344.

[3]李二霞.上海市中学物理试题难度的事前认知任务分析[D].上海：华东师范大学硕士学位论文，2011.

[4][6]李幸.基于MAS的离子反应试题绝对难度研究[D].南京：南京师范大学硕士学位论文，2011.

[5]邵志芳，余岚.试题难度的事前认知任务分析[J].心理科学，2008，31（3）：696-698.（栏目编辑 陈 洁）