【正文】 試題難度參數(shù)的科學方法，可以幫助解決中學化學教學中任課教師命題時帶有較大的主觀隨意性和自身局限性的問題。 1 關于試題絕對難度及其標定 方法的 研究 概述 國外 關于該課題的 研究 概述 Newell 和 Simon（ 1972）提出了問題搜索空間描述法，其中，問題的搜索空間是影響問題難度的最重要的因素。 Funke(l991)提出了問題特征估計法。信息加工心理學家提出的負荷估計法和 思維步驟估計法 來說明問題難度 。例如， Kotovsky， Hayes 和 Simon(1985)提出問題難度與記憶負荷有關 ， 提出問題難度與學生解決問題時所需要的思維步驟的多少有關 。另外，還有一些心理學家 (尤其是數(shù)學心理學家 )則用題目的結構特點、語 言陳述方式、圖式的可得性等解釋問題難度。例如， DeCorte 和 Verschaffel(l981)從關系復雜性的角度分析問題難度。 國內 關于該課題 的研究 概述 國內也有部分研究者關注 試題 絕對 難度的標定 : 丁金芳（ 20xx）提出用綜合評估法估計試題的絕對難度；漆書青（ 20xx）通過確定影響難度的因素并給每個因素評定等級得分，建立實測難度對人工難度的回歸方程；孫恒（ 20xx）將難度影響因素作為網(wǎng)絡的輸入項，建立神經(jīng)網(wǎng)絡模型對試題難度進行估計；邵志芳（ 20xx）提出了事前認知任務分析 技術 對試題難度進行評估 。 2 認知任務分析方法及程序簡介 影響試題絕對難度的五個因素 本課題 標定 化學試題絕對難度的方法 借鑒 華東師范大學 邵志芳 教授 用于標定數(shù)學試題難度 的 認知任務分析 法 ，此種方法認為影響試題絕對難度的因素有五個： 試題的要素數(shù)量 、要素辨識難度、運用原理數(shù)量、原理辨識難度和認知負荷 ［ 1］ 。其中 要素數(shù) 量 指 題中給出的所有能使用的要素個數(shù) （ 題目提供的解答所需的基本概念、條件以及解答要求 ） ；原理數(shù)量指 題中涉及的所有原理個數(shù) （ 解題所需要的原理、規(guī)則、定理 ） ； 認知負荷指認知能力各個成分（包括注意、記憶、表象、概括、推理、發(fā)散思維和決策能力等）的需要程度。 要素辨識難度指 題目的要素可能是明顯的，也可能是題目中條件或表述語句的變形，需進一步的加工才能成為解題所需的要素。原理辨識難度則因個體對原理的熟悉程度，原 2 理本身的理解難度以及原理間的邏輯關系的不同而不同。本論文對要素辨識難度和原理辨識難度的標準進行 了改進，即題目所給的要素經(jīng)過幾步加工才能成為解題所需的要素，那么此要素的辨識難度就是幾 ；根據(jù)解題過程中運用原理的步驟評定原理的辨識難度 。 試題絕對難度分析 方法與步驟 認知任務分析 技術 的具體操作 方法是 將每道試題的要素 數(shù)量 、要素辨識難度、運用原理數(shù)量、原理辨識難度和認知負荷五個指標相加得到該題的絕對難度 。具體步驟如下： （ 1） 審題，確定題目中給出的有用要素有哪些，分別列舉出每個要素。 （ 2） 根據(jù)要素在題目中出現(xiàn)形態(tài) 與解題所需形態(tài) 的差別評定要素辨識難度。 （ 3） 解題，確定解題過程中運用的原理有哪些，分別列 舉出每個原理。 （ 4） 根據(jù)解題過程中 運用原理的步驟 評定 原理辨識難度 。 （ 5）結合整個解題過程，羅列出解題需要的認知 負荷 。 （ 6） 將每道 小 題的要素 數(shù)量 、要素辨識難度、運用原理數(shù)量、原理辨識難度和認知負荷五個指標相加得到該 小 題的絕對難度 。如果是選擇題，則將各小題的絕對難度相加 再求平均值 ；如果是非選擇題，則將各小題的絕對難度乘以相應的分值比例后再 求和 。 對試題絕對難度的評定舉例 以下 將選擇題和非選擇題各舉一例來說明 事前認知任務分析 這種 難度標定 方法。 表 1 對選擇題第 8 題的事前認知任務分析 選擇題： 8. 設 NA為阿伏伽德羅常數(shù)，下列敘述正確的是 A. 24g 鎂的原子量最外層電子數(shù)為 NA B. L1乙酸溶液中 H+數(shù)為 C. 1mol 甲烷分子所含質子數(shù)為 10NA D. 標準狀況下， 乙醇的分子數(shù)為 NA 分值： 6 權重 %： 6 要素個數(shù)： A： 1（ 24g 鎂） B： 1（ ） C： 1（ 1mol 甲烷分子） D： 2（標況下； 乙醇） 要素辨別難度： A： 1（直接讀題） B： 1（直接讀題） C： 1（直接讀題） D： 1（直接 讀題） 運用原理個數(shù)： A： 3（ n=m/M。N=n NA。鎂原子最外層有 2個電子） B： 2（乙酸為弱酸； N=n NA） C： 2（ N=n NA。1 個甲烷分子含有 10 個質子） D： 1(標況下，乙醇為液體 ) 原理辨別難度： A： 2（ n=m/M。N=n NA） B： 1（乙酸為弱酸） C： 1（ N=n NA） D： 2（標況下，乙醇為液體 — 不能根據(jù)氣體摩爾體積計算其物質的量） 3 認知負荷： A: 2(記憶、推理 ) B: 2(記憶、推理 ) C: 2(記憶、推理 ) D: 3(記憶、推理、注意 ) 絕對難度（∑各項絕對難度分值所占比例） 各項絕對難度 A： 9 B： 7 C： 7 D： 9 平均難度 8 表 2 對非選擇題第 30 題的事前認知任務分析 非選擇題： 30.[化學 —— 物質結構與性質 ]（ 13 分） Q、 R、 X、 Y、 Z 五種元素的原子序數(shù)依次遞增。已知： ① Z 的原子序數(shù)為 29，其余的均為短周期主族元素； ② Y 原子價電子（外圍電子）排布 msnmpn ③ R 原子核外 L 層電子數(shù)為奇數(shù)； ④ Q、 X原子 p軌道的電子數(shù)分別為 2和 4。 請回答下列問題： （ 1） Z2+ 的核外電子排布式是 。 （ 2）在 [Z(NH3)4]2+離子中， Z2+的空間軌道受 NH3 分子提供的 形成配位鍵。 （ 3） Q與 Y 形成的最簡單氣態(tài)氫化物分別為甲、乙，下列判斷正確的是 。 ：甲 乙，沸點：甲 乙 ：甲 乙，沸點：甲 乙 ：甲 乙，沸點：甲 乙 ：甲 乙，沸點：甲 乙 (4) Q、 R、 Y三種元素的第一電離能數(shù)值由小到大的順序為 （用元素符號作答） （ 5） Q 的一種氫化物相對分子質量為 26，其中分子中的?鍵與π鍵的鍵數(shù)之比為 。 （ 6）五種元素中，電負性最大與最小的兩種非金屬元素形成的晶體屬于 。 分值： 13 權重 %： 13 解析： Z 的原子序數(shù)為 29，則 Z是 Cu。 Y原子價電子（外圍電子）排布為 msnmpn，則 n為2， Y 是Ⅳ A 族短周期元素，且 Q、 R、 X、 Y 原子序數(shù)依次遞增，由③知 R、 Q在第二周期，由④知 Q 為 C， X在Ⅵ A 族，原子序數(shù) X＜ Y，則 X為 O， Y 為 Si， R 為 N。 解此題的思維過程： 要素個數(shù)： （ 1）： 1（ Z的原子序數(shù)為 29） （ 2）： 2（［ Z（ NH3） 4］ 2+； Z2+提供空軌道） （ 3）： 2（ Q； Y） （ 4）： 4（ Q； R； Y；第一電離能） 4 （ 5）： 4（ Q； Q的一種氫化物相對分子質量為 26；б；п） （ 6）： 4（五種元素 。電負性 。非金屬元素 。晶體類型） 要素辨別難度： （ 1）： 1（直接讀題①） （ 2）： 1（直接讀題①） （ 3）： 6（根據(jù)示意圖 4 步：題頭、①、③、④得出 Q為 C— 根據(jù)②得出Y 為 Si— 甲、乙） （ 4）： 8（由上題經(jīng) 5步知 Q、 Y— 根據(jù)示意圖 2 步：題頭、 Y、④得出 X－根據(jù)③、 X 得出 R 為 N） （ 5）： 5（ 根據(jù)示意圖 4 步：題頭、①、③、④得出 Q為 C— Q的一種氫化物） （ 6）： 9（根據(jù)示意圖 9 步知五種元素） 運用原理個數(shù)： （ 1）： 2（對于正離子：核外電子數(shù) =原子序數(shù) 核電荷數(shù)；核外電子排布式寫法） （ 2）： 1（ NH3提供孤對電子） （ 3）： 2（由非金屬性判斷穩(wěn)定性；由相對分子質量判斷沸點） （ 4）： 2（同周期中第一電離能逐漸增大；同主族中第一電離能逐漸減少） （ 5）： 1（乙炔含有 2個碳氫б鍵， 1個碳碳б鍵， 2個碳碳п鍵） （ 6）： 2（同周期中電負性逐漸增大；同主族中電負性逐漸減少） 原理辨別難度： （ 1） ： 1（根據(jù)核外電子數(shù)寫核外電子排布式） （ 2）： 1（對于［ Z（ NH3） 4］ 2+， Z2+提供空軌道， NH3提供孤對電子） （ 3）： 2（由非金屬性判斷穩(wěn)定性 — 由相對分子質量判斷沸點） （ 4）： 3（回憶元素周期表－同周期中第一電離能逐漸增大 — 同主族中第一電離能逐漸減少） （ 5）： 3（ Q的一種氫化物相對分子質量為 26－氫化物是乙炔 — 乙炔含有2 個碳氫б鍵， 1 個碳碳б鍵， 2 個碳碳п鍵） （ 6）： 3（回憶元素周期表 — 同周期中電負性逐漸增大－同主族中電負性逐漸減少） 認知負荷： （ 1）： 2（記憶、推理） （ 2）： 1（記憶 ） （ 3）： 3（記憶、注意、推理） （ 4）： 3（記憶、推理、概括） （ 5）： 3（記憶、推理、注意） （ 6）： 3（記憶、推理、注意） 絕對難度（∑各項絕對難度分值所占比例） 各項絕對難度 （ 1） 2分： 7 （ 2） 2分： 6 （ 3） 2分： 15 （ 4） 2 分： 20 （ 5） 2 分： 14 （ 6） 2 分： 21 平均難度 5 3 高考化學福建卷試題難度分析結果 高考化學福建卷試題 相對難度 由于我們所能搜集到的高考試題相對難度并不多， 09 年的高考試題相對難度僅搜集到了福建卷。 對 09 年高考化學福建卷試題 相對難度 ［ 2］ 如下 (按全體考生實考成績統(tǒng)計 )： 表 3 09 年高考化學福建卷試題相對難度 第Ⅰ卷 第 1題 第 2 題 第 3題 第 4題 第 5 題 第 6題 第 7 題 題號 6 7 8 9 10 11 12 相對難度 第Ⅱ卷 第 8題 第 9 題 第 10題 第 11題 第 12 題 題號 23 24 25 30（選考） 31（選考） 相對難度 不難看出 以上相對難度越大， 題目越簡單，和 用認知任務分析法評定出的 09 年高考化學福建卷試題絕對難度（具體見附） 不 一致 （絕對難度越大，題目越難）。因此，需要對相對難度進行轉換。把試題難度 P 作為正態(tài)曲線下的面積，反查正態(tài)分布表，從而將 P轉換以б為單位的等距 Z值。最后使用公式△ =4Z+13 將 Z 轉換為 標準難度 △。 6 表 4 將 09 年高考化學福建卷試題的相對難度轉化為標準難度 △ 第Ⅰ卷 第 1 題 第 2題 第 3 題 第 4題 第 5題 第 6 題 第 7題 題號 6 7 8 9 10 11 12 相對難度 轉換為 標準難度△ 第Ⅱ卷 第 8 題 第 9題 第 10 題 第 11 題 第 12題 題號 23 24 25 30（選考） 31（選考） 相對難度轉換為 標準難度△ 評定高考化學福建卷試題絕對難度 兩名評定者 采用認知任務分析法， 對 影響 每個試題 難度的各個影響因素 進行評定，將每道小題的要素數(shù)量、要素辨識難度、運用原理數(shù)量、原理辨識難度和認知負荷五個指標相加得到該小題的絕對難度。 表 5 兩名評定者對各個題目所評定的絕對難度 題號 6 7 8 9 10 11 12 23 24 25 30 31 評定者 1 8 9 8 10 11 評定者 2 8 9 9 11 9 13 11． 9 12 15 7 兩名評定者間的一致性檢驗 兩名評定者分別對每一試題進行五個指標的獨立評定，最后將五個指標值相加得到試題的事前主觀難度總分?？傮w來看，兩名評定者對試題各指標的把握尺度較一致，從圖 1中我們可以看到明顯的一致性趨勢。 用 對 兩名評定者對各個試題所評的事前主觀難度之間的 相關性 進行了分析， 二者之間的 皮爾遜 相關系數(shù)為 。 表 6 兩名評定者對各個題目所評定的絕對難度 的相關性 C o r r e l a t i o n s. 9 4 2 **. 0 0 012P e a r s o n C o r r e la t i o nS ig . ( 2 t a il e d )NP e a r s o n C o r r e la t i o nS ig . ( 2 t a il e d )N評定者 1評定者 2評定者 1 評定者 2C o r r e l a t io n i s s i g