于一真 黃 凱 李曉爽 郭芳俠

（陜西師范大學(xué)物理學(xué)與信息技術(shù)學(xué)院，陜西 西安 710119）

教育部于2018 年發(fā)布了經(jīng)過(guò)修訂的《普通高 中 物 理 課 程 標(biāo) 準(zhǔn)（2017 年 版）》，［1］就 課 程 方 案和學(xué)科課程標(biāo)準(zhǔn)兩方面進(jìn)行修訂，進(jìn)一步優(yōu)化了課程結(jié)構(gòu)，著重突出了物理學(xué)科核心素養(yǎng).適應(yīng)新課程標(biāo)準(zhǔn)的新版物理教材應(yīng)運(yùn)而生，并逐步投入使用.

習(xí)題作為教材的重要組成部分，在一定程度上反映教材的取向，借助習(xí)題能幫助我們更好地把握教材.目前研究熱點(diǎn)之一是對(duì)新版教材的研究，但對(duì)其習(xí)題的研究較少，已有的研究多關(guān)注教材自身習(xí)題編制的情景化、［2］同課程標(biāo)準(zhǔn)的一致性［3］以及核心素養(yǎng)的呈現(xiàn)及滲透情況等.［4］涉及不同教材間習(xí)題全面比較的研究寥寥無(wú)幾，其中有代表性的有：文獻(xiàn)［5］中在“減負(fù)”以及“線上課堂”的背景下，對(duì)中美教材習(xí)題從課時(shí)作業(yè)占比，綜合課題地位，家庭社會(huì)的參與度及跨學(xué)科問(wèn)題等方面進(jìn)行對(duì)比；文獻(xiàn)［6］以中美教材機(jī)械能部分的例題為研究對(duì)象，從題干和解答過(guò)程進(jìn)行對(duì)比，指出例題的編制應(yīng)重視真實(shí)情境、增加情境化插圖.研究對(duì)象多選取某一模塊或欄目中的題目，范圍較窄，缺乏整套教材習(xí)題的分析研究，且多為質(zhì)性研究，量化研究較少.

習(xí)題難度研究是習(xí)題量化研究的重要方面，習(xí)題的難易程度對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣、自信心及學(xué)習(xí)目標(biāo)的達(dá)成有著重要的影響.習(xí)題編制是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，對(duì)習(xí)題構(gòu)成要素進(jìn)行不同的處理，使得題目呈現(xiàn)不同的結(jié)構(gòu)，通過(guò)對(duì)習(xí)題結(jié)構(gòu)進(jìn)行量化分析，能厘清教材對(duì)知識(shí)點(diǎn)以及學(xué)生能力的要求.美國(guó)在21世紀(jì)初，于《Project2061》中明確提出培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，［7］其中“科學(xué)素養(yǎng)”同我國(guó)當(dāng)前倡導(dǎo)的“核心素養(yǎng)”本質(zhì)上是一致的，因此對(duì)比中美教材習(xí)題在難度以及結(jié)構(gòu)上的特征，對(duì)提升我國(guó)教材習(xí)題的編寫質(zhì)量有著重要意義.

1 研究方法

1.1 研究對(duì)象

本文選用美國(guó)主流教材《物理：原理與問(wèn)題》（2013年版，簡(jiǎn)稱“美國(guó)教材”）與中國(guó)人教版普通高中教科書(shū)《物理》（2019年版，簡(jiǎn)稱“中國(guó)教材”）為研究對(duì)象，為便于分析比較，將教材內(nèi)容按物理學(xué)的知識(shí)劃分為5 個(gè)模塊.研究的習(xí)題對(duì)象包括課堂練習(xí)和課后習(xí)題.在中國(guó)教材中包括“練習(xí)與應(yīng)用”以及“復(fù)習(xí)與提高”；在美國(guó)教材中包括“練一練”“物理挑戰(zhàn)題”“復(fù)習(xí)”“測(cè)評(píng)”以及“標(biāo)準(zhǔn)化測(cè)試”.

1.2 習(xí)題難度模型及賦值

1.2.1 習(xí)題難度模型

參考文獻(xiàn)［8］中對(duì)物理習(xí)題難度水平的界定，確定影響習(xí)題難度的6 個(gè)主要因素：物理情境、知識(shí)點(diǎn)、運(yùn)算難度、推理難度、實(shí)驗(yàn)難度和物理過(guò)程，每個(gè)影響因素對(duì)應(yīng)著水平1～5，如表1所示.

表1 物理習(xí)題難度水平的界定

“物理情境”指問(wèn)題情境創(chuàng)設(shè)的難易程度，包括學(xué)生對(duì)情境的熟悉程度和對(duì)物理模型的認(rèn)識(shí)兩個(gè)方面.“知識(shí)點(diǎn)”指習(xí)題中所涉及的三級(jí)知識(shí)點(diǎn)個(gè)數(shù).“運(yùn)算難度”指求解過(guò)程中所用到的數(shù)學(xué)方法的難易和復(fù)雜程度以及對(duì)圖形的處理.“推理難度”指在具體問(wèn)題中，借助相關(guān)知識(shí)點(diǎn)間的邏輯關(guān)系，從已知向未知推理所需的步數(shù).“實(shí)驗(yàn)難度”指在涉及實(shí)驗(yàn)的習(xí)題中，根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程和實(shí)驗(yàn)方法3 個(gè)方面劃分水平層次.“物理過(guò)程”指在具體的問(wèn)題中，一個(gè)較為復(fù)雜的物理過(guò)程所包含的物理階段的數(shù)量.

1.2.2 習(xí)題難度的賦值方法

根據(jù)表1 中對(duì)物理習(xí)題難度水平的界定，對(duì)習(xí)題難度進(jìn)行賦值，每個(gè)影響因素的賦值按照對(duì)應(yīng)的水平層次由低到高分別為1、2、3、4、5.影響習(xí)題難度的6 個(gè)因素并不是平權(quán)的，為了確定各因素的權(quán)重，向31位中學(xué)專家型教師和大學(xué)課程教學(xué)論專家發(fā)放問(wèn)卷，對(duì)“習(xí)題難度影響因素的重要程度”進(jìn)行調(diào)查，通過(guò)對(duì)偶分析法確定6個(gè)影響因素的權(quán)重，如表2所示.

表2 物理習(xí)題難度各影響因素權(quán)重值

因此，對(duì)于一道具體的習(xí)題而言，其難度（Di）的最終賦值為

Di=｛α1×Di1+α2×Di2+α3×Di3+α4×Di4+α5×Di5+α6×Di6｝×6.

其中，Di1～Di6分別代表習(xí)題難度6個(gè)影響因素物理情境、知識(shí)點(diǎn)、運(yùn)算難度、推理難度、實(shí)驗(yàn)難度、物理過(guò)程的賦值；α1～α6分別代表相應(yīng)的權(quán)重系數(shù).

對(duì)教材所有習(xí)題難度求和就得到了教材的習(xí)題總難度，再用總難度除以整套教材的習(xí)題廣度（即習(xí)題數(shù)量），就得到了整套教材每道習(xí)題的平均難度.

1.3 結(jié)構(gòu)不良問(wèn)題界定及分類標(biāo)準(zhǔn)

問(wèn)題在構(gòu)成要素上主要包含3 個(gè)方面：初始狀態(tài)、目標(biāo)狀態(tài)、運(yùn)算規(guī)則（算子）.結(jié)構(gòu)良好問(wèn)題是指上述3 個(gè)方面都很明確或確定，應(yīng)用有限數(shù)量的規(guī)則和原理就會(huì)得到確定的答案.而結(jié)構(gòu)不良問(wèn)題則是至少有一個(gè)是不明確的，這類問(wèn)題通常有多種解決途徑和解決方案，對(duì)于一個(gè)特定的解決方案是否適當(dāng)，領(lǐng)域?qū)＜抑g意見(jiàn)也不一致.參考文獻(xiàn)［9］中的研究，本文結(jié)構(gòu)不良劃分依據(jù)和代碼如表3所示.

表3 結(jié)構(gòu)不良問(wèn)題特征及編碼

續(xù)表

2 中美教材的習(xí)題概況

2.1 中美教材習(xí)題欄目設(shè)置

中國(guó)教材習(xí)題共兩類欄目，為節(jié)末的“練習(xí)與運(yùn)用”和章末的“復(fù)習(xí)與提高”.“復(fù)習(xí)與提高”內(nèi)部分為A、B 兩組，其中A 組相對(duì)容易，B 組相對(duì)難一些，體現(xiàn)題目的進(jìn)階與個(gè)性化設(shè)計(jì).

美國(guó)教材習(xí)題欄目較多，第一類是課堂練習(xí)，包括“練一練”和“物理挑戰(zhàn)題”，穿插于正文.第二類是節(jié)末的“復(fù)習(xí)”欄目，其次是章末的“測(cè)評(píng)”和“標(biāo)準(zhǔn)化測(cè)試”，欄目較多，形式多樣，諸如“批判性思維”“挑戰(zhàn)題”“編寫問(wèn)題”“分析與總結(jié)”等新穎的形式，注重綜合能力的全面發(fā)展.

2.2 中美教材習(xí)題數(shù)量

習(xí)題數(shù)量分布如表4所示.中國(guó)教材習(xí)題由“練習(xí)與運(yùn)用”（557題）“復(fù)習(xí)與提高”（328題），共885道題目構(gòu)成.力學(xué)模塊題目數(shù)量最多，電磁學(xué)模塊次之，光學(xué)模塊最少.這同課標(biāo)的要求以及教材知識(shí)內(nèi)容的重點(diǎn)是吻合的.

表4 中美教材題目數(shù)量分布及占比

美國(guó)教材習(xí)題由課堂練習(xí)（1051題）、章末練習(xí)（1740題）和標(biāo)準(zhǔn)化訓(xùn)練（260題）3個(gè)模塊構(gòu)成，題目數(shù)量共3051題（第一章物理工具箱除外）.其中力學(xué)、電磁學(xué)習(xí)題數(shù)量也是較多的，熱學(xué)模塊最少.

中美教材習(xí)題在光學(xué)和熱學(xué)模塊的差異主要是由知識(shí)點(diǎn)廣度引起的，美國(guó)教材光學(xué)模塊的知識(shí)點(diǎn)多于熱學(xué)模塊，中國(guó)則相反，二者題目占比同這一情況吻合.

3 中美教材習(xí)題難度分析

3.1 習(xí)題難度整體比較

根據(jù)習(xí)題難度模型及賦值規(guī)則，對(duì)教材習(xí)題逐一評(píng)定難度等級(jí)并賦值，并計(jì)算中美教材習(xí)題總難度、每道習(xí)題的平均難度，結(jié)果如表5所示.

由表5可知，在總難度上，美國(guó)教材明顯大于中國(guó)教材.總難度是對(duì)單一習(xí)題難度的累加，同習(xí)題的廣度密切相關(guān)，美國(guó)教材習(xí)題數(shù)量是中國(guó)的3.4倍，自然總難度較大.

表5 中美教材習(xí)題難度統(tǒng)計(jì)情況

不論整體還是各知識(shí)模塊，中國(guó)教材習(xí)題的平均難度均高于美國(guó)教材.中國(guó)教材習(xí)題平均難度最高的是力學(xué)模塊，美國(guó)教材最高的是近代物理模塊（與力學(xué)、電磁學(xué)差異很?。?另外數(shù)據(jù)還顯示，中美教材習(xí)題平均難度相差較大的是力學(xué)和光學(xué)模塊，相差2.5左右.分析其原因，主要是由于習(xí)題在物理情境、知識(shí)點(diǎn)和推理3個(gè)影響因素上的難度中國(guó)教材均比美國(guó)高很多，其余3個(gè)因素上相差不大.

3.2 習(xí)題各影響因素的難度比較

為了進(jìn)一步剖析中美教材習(xí)題難度差異的內(nèi)在原因，從影響習(xí)題難度的6 個(gè)主要因素進(jìn)行分析，各因素難度平均值如表6所示.

表6 中美教材習(xí)題各影響因素的平均難度對(duì)比

數(shù)據(jù)表明，中國(guó)教材習(xí)題平均難度在6 個(gè)影響因素上均高于美國(guó).各影響因素平均難度值排在前兩位的中美教材都是推理難度和知識(shí)點(diǎn)，后兩位的都是物理過(guò)程、實(shí)驗(yàn)難度.中美平均難度差別比較大的因素為物理情境、知識(shí)點(diǎn)和推理難度，中國(guó)教材習(xí)題情境更復(fù)雜一些，涉及的知識(shí)點(diǎn)較多，推理難度自然也高，而在實(shí)驗(yàn)難度、運(yùn)算難度、物理過(guò)程上差別不大.

各模塊習(xí)題在6個(gè)影響因素上的難度值如圖1所示.中國(guó)教材習(xí)題在“物理情境、知識(shí)點(diǎn)、推理難度、實(shí)驗(yàn)難度”這4個(gè)因素上，整體、各模塊的平均難度值均高于美國(guó).運(yùn)算和物理過(guò)程整體平均難度也高于美國(guó)，但各模塊略有區(qū)別.下面就差異較大的3個(gè)因素進(jìn)行詳細(xì)分析.

在“物理情境”因素上，中美物理情景難度差異較大的是光學(xué)和力學(xué).中國(guó)的光學(xué)模塊情境難度值最高（2.36），熱學(xué)最低（1.98），原因是光學(xué)內(nèi)容涉及反射、折射、干涉、衍射、偏振等內(nèi)容，很多物理情境在生活中并不常見(jiàn)，而熱學(xué)模塊所涉及的溫度、熱等內(nèi)容，多以生活實(shí)例為背景.美國(guó)教材光學(xué)內(nèi)容除了中國(guó)教材內(nèi)容外還包含了平面鏡成像、透鏡的內(nèi)容（這些內(nèi)容被編排在中國(guó)初中物理教科書(shū)上）.習(xí)題物理情境難度相對(duì)低（1.45），因而光學(xué)習(xí)題平均難度低于中國(guó).美國(guó)教材近代物理模塊習(xí)題情境難度最高（2.00），原因是該模塊與科技或物理前沿結(jié)合的比較多，情境較為抽象；力學(xué)習(xí)題情境大多源自生活實(shí)際，難度最低（1.37）.

在“知識(shí)點(diǎn)”因素上，中國(guó)教材習(xí)題難度最高的是力學(xué)模塊（2.59），但和排在第2、3位的電磁學(xué)（2.51）、近代物理（2.50）模塊差異很小.這是由于課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于力學(xué)和電磁學(xué)模塊的要求較高，習(xí)題中涉及知識(shí)點(diǎn)數(shù)量普遍較多，因而難度相應(yīng)較高.美國(guó)教材習(xí)題“知識(shí)點(diǎn)”因素難度最高的是近代物理模塊（1.99），和排在第2 的力學(xué)（1.97）差別不大.近代物理模塊知識(shí)廣度雖不是最高的，但單個(gè)習(xí)題所涉及的平均知識(shí)廣度卻是最高的，習(xí)題綜合程度很高；力學(xué)模塊“知識(shí)點(diǎn)”因素難度較高的原因與中國(guó)相似.

“推理難度”整體、各模塊平均難度中國(guó)教材習(xí)題均高于美國(guó).難度差別比較大的是電磁學(xué).中國(guó)教材電磁學(xué)推理難度為2.87，美國(guó)推理難度為2.15，這是由于兩國(guó)教材電磁學(xué)涉及的知識(shí)點(diǎn)數(shù)量差異較大，中國(guó)教材拓展和應(yīng)用較多，且知識(shí)點(diǎn)深度更深.“推理難度”差異最小的是近代物理.

3.3 習(xí)題難度因素水平分布比較

按照影響習(xí)題難度的6個(gè)因素的水平，進(jìn)行每一水平的百分占比統(tǒng)計(jì)，數(shù)據(jù)如表7所示.中等及其以上水平（水平3～5）的總占比分布如圖2所示.

表7 中美教材習(xí)題難度影響因素水平分布百分占比

圖2 中美教材習(xí)題難度影響因素水平3～5的百分占比

數(shù)據(jù)及圖像顯示，兩國(guó)教材在“物理情境、知識(shí)點(diǎn)、推理難度”3 個(gè)因素上差異較大，這是導(dǎo)致平均難度差異的主要原因，下面著重分析這3個(gè)因素.

3.3.1 “物理情境”因素上的水平分布差異

在“物理情境”因素上，中國(guó)教材主要集中在水平3 和1，美國(guó)教材集中于水平1 和2.在較高水平（水平3～5）上，美國(guó)教材習(xí)題比例比中國(guó)低約30%，中美差異較大的是水平1 和3.美國(guó)教材63%的習(xí)題物理情境涉及對(duì)象單一且常見(jiàn)，而中國(guó)教材習(xí)題接近一半的物理情境涉及多個(gè)對(duì)象，生活中不很常見(jiàn)，比美國(guó)的要較復(fù)雜抽象一些，更注重培養(yǎng)學(xué)生提取信息、抽象建模的能力.

3.3.2 “知識(shí)點(diǎn)”因素上的水平分布差異

在“知識(shí)點(diǎn)”因素上，中國(guó)教材大多集中在水平2和3，而美國(guó)大多是水平1和2.二者在水平1和3上的差異較大.美國(guó)教材除水平1（涉及1個(gè)知識(shí)點(diǎn)）高出中國(guó)約29%外，其他水平上占比都低于中國(guó)，因此習(xí)題的綜合程度相對(duì)于中國(guó)教材要較低一些，側(cè)重對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解與鞏固，中國(guó)教材則注重培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)整合和遷移能力.

3.3.3 “推理難度”因素上的水平分布差異

在“推理難度”因素上，中美教材分布在水平2的比例都最大，但在較難的推理水平3～5（推理過(guò)程為兩步及以上）上，中國(guó)教材占比高出美國(guó)約25%，在水平1和3上的差異依然較大.美國(guó)教材習(xí)題有24.12%的題目無(wú)需推理，而中國(guó)教材推理過(guò)程較多的習(xí)題比例較高，解答習(xí)題需要的思維能力相應(yīng)較高.

在“物理過(guò)程”“運(yùn)算難度”因素上，中美教材都主要集中在水平1 和2，中國(guó)較美國(guó)稍復(fù)雜一些.“實(shí)驗(yàn)難度”因素上兩國(guó)教材習(xí)題約94%以上的習(xí)題不涉及實(shí)驗(yàn)，主要集中在水平1，難度水平相當(dāng).

4 中美教材結(jié)構(gòu)不良問(wèn)題分析

4.1 結(jié)構(gòu)不良問(wèn)題數(shù)量及分布特征

中國(guó)教材共有264 道結(jié)構(gòu)不良題目，占題目總量的29.86%；美國(guó)教材554題，占題目總量的18.14%.中國(guó)教材結(jié)構(gòu)不良問(wèn)題占比高于美國(guó)教材，但在數(shù)量上，美國(guó)教材遠(yuǎn)高于中國(guó)教材.在結(jié)構(gòu)不良問(wèn)題的特征上也存在一定的差異，特征分布如圖3所示.

圖3 中美教材題目結(jié)構(gòu)不良特征分布統(tǒng)計(jì)

由圖3可知，中國(guó)教材結(jié)構(gòu)不良特征占比從高到底排序?yàn)椋篍、G、A、D、F、C、B.美國(guó)教材為：G、D、E、C、A、B、F.中國(guó)習(xí)題結(jié)構(gòu)不良特征占比極差為18.02%，美國(guó)教材為22.88%，可知中國(guó)教材結(jié)構(gòu)不良問(wèn)題特征的分布較美國(guó)教材更均衡，有助于學(xué)生解決問(wèn)題能力的全面發(fā)展.

中國(guó)教材的結(jié)構(gòu)不良問(wèn)題以E（真實(shí)的生活情景，需借助常識(shí)解決）、G（答案多樣開(kāi)放或無(wú)答案，評(píng)價(jià)方案不確定）兩類為主要特征，二者所占比例較高，總計(jì)約43%，這使得題目具有一定開(kāi)放性的同時(shí)加強(qiáng)了物理同實(shí)際生活的聯(lián)系.題目的開(kāi)放性主要來(lái)源于評(píng)價(jià)方案的不確定，側(cè)重于全面思考問(wèn)題能力的培養(yǎng).

美國(guó)教材的結(jié)構(gòu)不良問(wèn)題以G 和D（沒(méi)有公認(rèn)的解決方案）類為主，總計(jì)約49%，具有更強(qiáng)的開(kāi)放性，題目的開(kāi)放性主要有兩方面：一是解題方法不唯一；二是評(píng)價(jià)方案不唯一.無(wú)確定的標(biāo)準(zhǔn)與步驟，引發(fā)學(xué)生對(duì)問(wèn)題的深入思考，促進(jìn)發(fā)散性思維的發(fā)展，同時(shí)有助于學(xué)生養(yǎng)成全局觀念，綜合分析問(wèn)題，尋找最佳方案的習(xí)慣.

4.2 結(jié)構(gòu)不良問(wèn)題編制特征分析

從構(gòu)成問(wèn)題的3個(gè)要素出發(fā)并結(jié)合具有代表性的題目，對(duì)結(jié)構(gòu)不良問(wèn)題編制特點(diǎn)進(jìn)行分析.

4.2.1 問(wèn)題信息的設(shè)置

問(wèn)題信息呈現(xiàn)的是初始條件，涉及A、E 和F類特征的表達(dá)途徑，通常有兩種處理方式：一是過(guò)度呈現(xiàn)信息，形成冗余，培養(yǎng)篩選甄別信息的能力；二是隱藏信息，一類是描述中刻意避開(kāi)解題過(guò)程的中間量，另一類在題目中不呈現(xiàn)與學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)或其他學(xué)科的基礎(chǔ)內(nèi)容有關(guān)的信息，這使得題目具有E或F的特征.

中國(guó)教材傾向于堆疊信息.例如，“有一架照相機(jī)，其光圈（進(jìn)光孔徑）……快門（曝光時(shí)間）是固定不變的.為估測(cè)這架相機(jī)的曝光時(shí)間，實(shí)驗(yàn)者……拍攝石子在空間中的照片……請(qǐng)估算這張照片的曝光時(shí)間”（必修1，51 頁(yè)）該題中“光圈”“快門”的內(nèi)容屬于無(wú)關(guān)信息，需要學(xué)生進(jìn)行甄別，獲取關(guān)鍵信息進(jìn)行解題.

相比中國(guó)教材，美國(guó)教材傾向隱藏信息，讓學(xué)生結(jié)合生活以及其他學(xué)科對(duì)信息進(jìn)行補(bǔ)充.例如，“兩個(gè)棒球均以25 m/s的速度被擊出（水平位移相同），分別畫(huà)出每個(gè)棒球的y t和x t的關(guān)系曲線.”（《物理：原理與問(wèn)題》上冊(cè)，195頁(yè)）該題目中隱去了速度方向，即拋出時(shí)的傾角，結(jié)合數(shù)學(xué)中拋物線的知識(shí)，能分析出應(yīng)該有兩個(gè)符合條件的情況.

4.2.2 問(wèn)題解決途徑的提示

問(wèn)題解決過(guò)程主要有2個(gè)階段：第1階段，確定問(wèn)題的范疇以及歸屬；第2階段，構(gòu)架條件信息與目標(biāo)結(jié)論間的可行道路.這個(gè)過(guò)程指向C 和D類特征的設(shè)置.

在C類特征的設(shè)置上兩國(guó)教材方式相似，均在題目中呈現(xiàn)較多的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，且在一定程度上解釋說(shuō)明問(wèn)題，因而不能簡(jiǎn)單地對(duì)問(wèn)題涉及的范疇進(jìn)行歸類.

在美國(guó)教材中“地球上的幾乎所有能量都來(lái)自于太陽(yáng).那么，太陽(yáng)能以什么形式……運(yùn)轉(zhuǎn)我們的世界呢？ 研究太陽(yáng)能的轉(zhuǎn)變方式，探究它是如何成為一種我們可以利用的形式的.太陽(yáng)能被……跑到哪里去了呢？ 試解釋.”（《物理：原理與問(wèn)題》中冊(cè)，360 頁(yè)）該題目中相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)較多，涉及能量轉(zhuǎn)化、熱機(jī)、耗散等等，且從任意角度出發(fā)均能對(duì)其進(jìn)行說(shuō)明，題目未對(duì)考查知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行較為明確的界定.

D 類特征在中美教材中通常以多種解題途徑這一方式呈現(xiàn)，題目未對(duì)解題方法進(jìn)行限制，基于這一特點(diǎn)設(shè)置具有D 類特征的結(jié)構(gòu)不良問(wèn)題.

在中國(guó)教材中“一束粒子中有帶正電的，有帶負(fù)電的，還有不帶電的.想要把他們分開(kāi)，可以用哪些方法？”（選擇性必修2，20 頁(yè)）這道題目解題的思路不唯一，可以利用磁場(chǎng)或者電場(chǎng)完成題目要求，方法并不唯一.

4.2.3 問(wèn)題結(jié)論及評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)

問(wèn)題的結(jié)論以及評(píng)價(jià)均是在問(wèn)題解決后，其中B類特征在題目中的具體表現(xiàn)為題目的條件明確，但目標(biāo)指向不清晰，對(duì)問(wèn)題的結(jié)論沒(méi)有明確的收斂，存在多種結(jié)論或答案.G 類單獨(dú)出現(xiàn)的情況較少，多和前面幾類特征一同出現(xiàn)，構(gòu)成一個(gè)特定的情景，該情景中問(wèn)題的條件、解決策略以及最終所需怎樣的結(jié)論都需要解題者根據(jù)情境來(lái)尋找、判斷和設(shè)定，問(wèn)題開(kāi)放性和解題空間極大，因此評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)也不唯一.

B類特征，中國(guó)教材數(shù)量較少，且多和其他特征組合出現(xiàn)，無(wú)明顯的編寫特征.

對(duì)G 類特征題目中美教材均采用開(kāi)放性的提問(wèn)方式進(jìn)行編制，設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)類的問(wèn)題較多.“圖12.4-6是某工程師的輕軌車站設(shè)計(jì)方案，與站臺(tái)前后連接的軌道都有一個(gè)小坡度，……站臺(tái)高度比途中軌道高出2cm，列車在途中軌道進(jìn)站前的速度為29.2km/h.……（2）你認(rèn)為工程師這樣設(shè)計(jì)的意圖是什么？”（必修3，99頁(yè)）.題目要求對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行評(píng)價(jià)，可選的切入點(diǎn)較多，且評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)不確定，答案無(wú)正確以及優(yōu)劣的明確標(biāo)準(zhǔn)，回答言之有理即正確，表現(xiàn)為極強(qiáng)的開(kāi)放性.

圖1 中美教材各模塊習(xí)題在6個(gè)因素上的難度值

5 結(jié)論

（1）中國(guó)教材習(xí)題總難度小于美國(guó)習(xí)題，但平均難度高于美國(guó).中國(guó)教材習(xí)題廣度小平均難度高，美國(guó)教材習(xí)題廣度大平均難度低.就知識(shí)模塊而言也是如此，平均難度中美教材差異較大的是力學(xué)和光學(xué)模塊.

（2）在6個(gè)影響因素上的平均難度中國(guó)教材均高于美國(guó).其中物理情境、知識(shí)點(diǎn)和推理3個(gè)因素差異較大.相對(duì)于美國(guó)教材，中國(guó)教材習(xí)題整體的情境涉及的對(duì)象多且復(fù)雜一些，知識(shí)點(diǎn)綜合程度也要高一些，推理過(guò)程較復(fù)雜的習(xí)題較多，在運(yùn)算、實(shí)驗(yàn)和物理過(guò)程方面，兩國(guó)教材習(xí)題差距不大.因此，中國(guó)教材習(xí)題更加傾向于在稍復(fù)雜的問(wèn)題情境中，關(guān)注學(xué)生推理思維和多知識(shí)點(diǎn)的綜合運(yùn)用.

（3）在習(xí)題不良結(jié)構(gòu)上，中國(guó)教材A、E 和F類特征高于美國(guó)教材，D 和G 類低于美國(guó)教材，中國(guó)教材注重物理同生活以及其他學(xué)科的橫向聯(lián)系，美國(guó)教材側(cè)重于題目的開(kāi)放性，注重學(xué)生開(kāi)放性、發(fā)散思維的培養(yǎng)與訓(xùn)練.

（4）結(jié)構(gòu)不良問(wèn)題特征在A 和B 類特征設(shè)置上差異較大，其余5個(gè)類別兩國(guó)教材較為相似.基于結(jié)構(gòu)不良特征的特點(diǎn)存在一定的特定組合，兩國(guó)教材中較為突出的特定組合有D+G、E+G、A+E以及A+F4種.

6 啟示與建議

（1）豐富習(xí)題欄目，體現(xiàn)作業(yè)系統(tǒng)內(nèi)部的層次；適當(dāng)增加題目，既滿足實(shí)際教學(xué)需求，同時(shí)又可避免課外低質(zhì)量的練習(xí)冊(cè)大量涌入.

（2）合理設(shè)置題目難度，采用“問(wèn)題鏈”的形式，體現(xiàn)題目的“進(jìn)階”，豐富題目類型，滿足個(gè)性化需求；增加如“批判性思維”“挑戰(zhàn)題”“編寫問(wèn)題”“分析與總結(jié)”等形式的題目，全方位訓(xùn)練學(xué)生的邏輯思維能力、分析解決問(wèn)題能力、批判性思維能力和證據(jù)意識(shí)等.

（3）靈活編制題目，發(fā)揮題目的育人功能，促進(jìn)核心素養(yǎng)落地.教材習(xí)題關(guān)注育人功能，注重人文關(guān)懷，彰顯中國(guó)特色.挖掘培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣、愛(ài)國(guó)熱情與民族自豪感的素材，發(fā)揮習(xí)題的鞏固與延伸功能.

（4）優(yōu)化題目結(jié)構(gòu)，增加結(jié)構(gòu)不良問(wèn)題的比例，適當(dāng)設(shè)置原始問(wèn)題.與結(jié)構(gòu)不良問(wèn)題相比，原始問(wèn)題更貼近實(shí)際的生活，對(duì)學(xué)生獲取信息、分析推理、建構(gòu)模型的能力要求更高，更能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，促進(jìn)其思維和能力發(fā)展.