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摘要：结合化学高考试题特征及已有研究对鲍建生试题难度模型进行修改，制定高考化学试题难度量化工具的基本结构和评定过程，并运用该量化工具对2016年全国新课标卷Ⅰ、Ⅱ进行难度分析。结果显示：该量化工具不仅能衡量试题难度，而且能具体指出试题难度差异的主要表现，这为试题事前难度分析和试题修正提供了新思路。
关键词：试题难度；量化工具；试题分析；高考试题
文章编号：1005–6629（2017）2–0032–05 中图分类号：G633.8 文献标识码：B
教师普遍感觉全国新课标卷Ⅰ难度水平高于新课标卷Ⅱ。但难度到底相差多大？难度特征如何？难度主要表现在哪些方面？这就需要一个量化标准。文献分析表明，目前主要借助事后难度值即通过率或得分率来衡量试题难度。为了保证试题整体性、全面性、覆盖率、知识考查比例的科学性和合理性，避免考试结果出现明显差错，就需要对试题难度进行事前分析。
1 研究工具设计
Nohara（2001）在一份提交给美国国家教育统计中心的报告中，首次提出了总体难度（Overall Difficuity）的概念，其中涉及四个难度因素：（1）包含“扩展性问题”的百分比；所谓扩展性问题是指要求学生自己得出结论，并且对解题过程做出解释的问题；（2）含有“实际背景”的题目的百分比；（3）包含“运算”的题目的百分比，其中不包括属于“数量”部分的题目；（4）包含“多步推理”的题目的百分比。
鲍建生认为该模型对四个难度因素简单地从有无划分显得较为粗糙。此外，“扩展性问题”只是对题型的简单划分，与学科知识内容无关，将此模型应用于数学课程难度分析缺乏一定的相关性。针对以上不足，鲍建生将其参数修改为“探究水平”、“背景水平”、“推理水平”、“运算水平”和“知识综合水平”，构建了试题难度模型，并应用该模型对数学高考试题整体难度进行分析。
从化学视角来看，化学试题难度影响因素主要包括：试题考察能力的层次；试题考察内容的深度，通常认为特殊符号、原理和有关具体事实的定义及其直接描述等，属于知识深度的第一层次，进一步的推论及有关性质的理论等属于第二层次，知识的深部内涵和外延及其与相关知识的内部联系、特殊情境下的性质与特征等属于第三层次；试题考察深度，指试题所考查的知识点多少、知识点跨度和知识点联系的复杂程度；试题情境、试题条件的隐蔽性或干扰性、试题解答的简繁度（解答试题运算或者推理步骤数）、试题开放程度、试题难度的安排顺序等[1]。深入研究鲍建生试题难度模型发现，其对试题难度的预估均涵盖上述影响化学试题难度的因素，同时纪静等在高考数学试题难度评定工具中提出鲍建生数学试题难度模型对有相似影响试题难度因素的高考试题在一定范围内也适用[2]。以此来看，借助鲍建生试题难度模型对化学试题进行事前预估在一定程度上是可行的。
鲍建生试题难度模型主要从五个方面对试题难度进行分析，应用该方法对我国高考化学试题难度分析时仍存在一定的不足：一方面原始难度模型以有无探究这一单一指标来衡量试题开放程度显然不够，张静在化学高考试题难度影响因素研究中指出题目条件和结论是否确定更能表征试题开放程度[3]；另一方面原始难度模型中无阶梯水平这一指标，无法衡量因题目安排次序而造成的试题难度，同时陈燕、王祖浩在高考客观试题量化工具研究中指出阶梯水平从试题的编排次序来表征试题难度[4]。基于此，为了更准确地量化高考化学试题难度，本研究根据化学试题特征结合已有研究，增添了内容水平、开放水平和阶梯水平难度指标，并对各指标的子指标也进行了细化和修改，形成了鲍建生试题难度量化工具。在此工具中包含8个难度指标和23个子指标，具体如下表：
（2）图（a）为丙烯腈产率与反应温度的关系曲线，最高产率对应温度为460℃，低于460℃时，丙烯腈的产率 （填“是”或者“不是”）对应温度下的平衡产率，判断理由是 ；高于460℃时，丙烯腈产率可能降低的原因是 （双选）
A.催化剂活性降低 B.平衡常数增大
C.副反应增大 D.反应活化能增大
（3）丙烯腈与丙烯醛产率与氨气/丙烯关系图如（b）所示，由图可知，氨气与丙烯的物质的量之比约为 ，理由是 。进料氨气、空气、丙烯的理论体积之比为 。 試题解析：①因为两个反应均为放热量大的反应，所以热力学趋势大。该部分属于内容水平中的理解层次，赋值为2；推理水平中的简单推理层次，赋值为2；运算水平无运算层次，赋值为1；开放水平为条件和结论都确定层次，赋值为1；知识综合水平中的一个知识点层次，赋值为1。②该反应为气体体积增大的放热反应，降低温度、降低压强有利于丙烯腈的平衡产率。该部分属于内容水平中的理解层次，赋值为2；推理水平的简单推理层次，赋值为2；开放水平中条件确定而结论不确定层次，赋值为2；运算水平中的无运算层次，赋值为1；知识综合水平中的两个知识点层次，赋值为2。③由图a可知，提高丙烯腈平衡产率的关键因素是催化剂。该反应为放热反应，平衡产率随着温度的升高而降低，反应刚开始时，尚未达到平衡状态，460℃以前是建立化学平衡的过程，所以低于该温度时不是对应温度下的平衡产率，高于该温度时产率降低。该部分属于推理水平的复杂推理，赋值为3；内容水平的理解水平，赋值为2；知识综合水平的两个知识点和多个知识点层次，各1次，赋值为2和3。A催化剂在一定范围内催化活性较高，温度过高，催化活性降低；B平衡常数的大小不会影响平衡产率；C副产物较多时平衡产率降低；D反应活化能的大小不能影响平衡移动。该部分属于内容水平的识记层次，共1次，赋值为1，内容水平的理解层次，共3次，赋值为2×3=6；推理水平中的复杂推理层次，赋值为3；开放水平的条件与结论不确定层次，赋值为4；运算水平的无运算层次，共3次，赋值为1×3=3；知识综合水平的一个知识点层次，共4次，赋值为1×4=4；知识综合水平的多知识点层次1次，赋值为3。④由图b可知，氨与丙烯物质的量之比为1时，丙烯腈的产率最高，而且副产物量最低，有反应方程式可知氨气、氧气、丙烯体积比按1：1.5：1时为最佳状态，空气中氧气含20%，因此比为1：7.5：1。该部分属于内容水平的理解层次，赋值为2；推理水平的复杂推理层次，赋值为3；运算水平的简单运算和复杂运算层次，各1次，赋值为2和3；知识综合水平的多知识点层次，赋值为3。而整个题属于背景水平的生活和生产背景，赋值2；探究水平的非实验探究，赋值为2；开放水平的结论与条件确定层次，赋值为1；各问题阶梯排布层次，赋值为1。赋值结果整理如表3所示。
2.3 信度分析
本研究在鲍建生试题难度模型基础上对其参数进行修改之后建立了鲍建生试题难度量化工具。以10位评定者评定结果一致性为指标检验鲍建生试题难度量化工具的信度。借助SPSS13.0进行一致性分析，得到肯德尔和谐函数为0.878，显著性水平小于0.05，说明研究信度良好。
2.4 数据统计
应用鲍建生试题难度量化工具对2016年全国高考理综（化学部分）卷Ⅰ每道化学试题分别赋值，并统计结果。
2.5 试题难度分析
2.5.1 各难度指标值计算
将上述统计数据代入难度计算公式dJ=∑di/n，计算每一指标难度值。其中n表示整个试卷中各子指标出现总次数，2016年全国Ⅰ、Ⅱ各子指标出现总次数分别为126次和132次，dJ是每一指标的子指标赋值总和，2016全国卷Ⅰ各指标难度值计算结果如下：
背景水平d=∑dJ/n=（2 1 1 1 2 3 2 3 1 1 2 3 3 2 2 3 3 2）/126=0.29
内容水平d=∑dJ/n=（4 2 4 1 6 1 8 8 8 2 4 2 12 1 14 3 12 4）/126=4/126=0.79
推理水平d=∑dJ/n=（4 4 4 3 3 3 4 1 4 6 4 6 2 9 4 9 1 4 3 1 4 12 1）/126=0.77
探究水平d=∑dJ/n=（1 1 1 1 1 1 3 3 2 2）/126=0.06
开放水平d=∑dJ/n=（4 4 4 4 4 4 4 6 3 4 6 2）/126=49/126=0.39
运算水平d=∑dJ/n=（4 4 3 4 4 3 2 3 4 7 5 2 3 4 2 3 1 7）/126=72/126=0.57
知识综合水平d=∑dJ/n=（2 4 4 6 4 3 2 1 1 4 2 3 4 6 5 4 6 4 4 3 9）/126=81/126=0.64
阶梯水平d=∑dJ/n=（2 1 2 2 1 1 2 1 2 1 2 1 1 2）/126=21/126=0.17
2.5.2 总体难度值计算
总体难度值是对每一试题难度指标值求平均值，计算公式为D=∑d/n其中d是每一指标难度值，n是试题难度指标总个数为8，2016全国卷Ⅰ总体难度值计算结果如下：
3 结果与讨论
用同样的方法对2016年全国卷Ⅱ进行统计，计算各指标难度值和总体难度值，全国卷Ⅱ难度值计算结果如表5所示。
从总体难度值来看，全国卷Ⅰ难度大于全国卷Ⅱ。从各指标难度值来看全国两卷在“推理水平”、“开放水平”、“运算水平”和“阶梯水平”差异较为明显。全国卷Ⅰ在“推理水平”层次解题推理过程多为复杂推理，难度值较高，而全国卷Ⅱ以无推理和简单推理为主，这也是致使两卷难度不同的一个重要因素。 相對来说，“开放水平”全国卷Ⅰ、Ⅱ的开放程度都不大，而且开放题题型范围小，查阅近几年高考题发现开放题主要集中出现在选做题“有机化学基础”中，占分约3～4分，也就是说当学生不选“有机化学基础”时，这份试卷的开放水平比原来更低，致使化学试题出现分布不均衡现象。在“阶梯水平”中全国卷Ⅰ阶梯性较明显，良好的阶梯性主要表现在各问题之间次序的安排和知识跨度，这也是造成全国卷Ⅰ、Ⅱ难度值明显差异的主要原因。“运算水平”全国卷Ⅱ难度值大于全国卷Ⅰ，深入研究发现产生这一现象主要是由于全国卷Ⅱ中涉及简单运算内容较多。
4 结论与启示
通过对鲍建生试题难度量化工具的研究和具体应用，可以得到以下启示：
（1）鲍建生试题难度量化工具的信度和效度较好，在实际中具有较好的可操作性。
（2）与事前试题难度认知任务分析相比，鲍建生试题难度量化工具有以下优点：不仅能从各指标难度值和总体难度值来衡量试题难度，而且能更加具体地说明造成难度差异的主要指标及其子指标是什么，这不仅可以达到事前试题难度分析的结果，而且有助于命题者研究不合格试题的主要原因并对试题进行修改，同时也为一线教师试题的编写和修正提供了理论依据。
（3）鲍建生试题难度量化工具的总体难度能较好地反映试题难度。不足之处是鲍建生量化工具难度值的评估实际上是根据试题难度的构成要素分析基础上作出的“预估”，但由于试题难度的构成要素复杂，需要将其与事后测验的难度值进行一致性校正，并结合访谈修订评定工作。
参考文献：
[1]李二夏，邵志芳.试题难度多项指标的认知任务分析[J].心理科学，2009，（32）6：1342～1344.
[2]郭光明.简论高考试题难度控制[J].教学与管理，2011，（10）：83～85.
[3]张静.高考化学试题难度影响因素研究[J].全球教育展望，2014，（5）.
[4]陈燕，王祖浩.高考实验试题“绝对难度”评价工具的研究[J].全球教育展望，2013，42（2）：45～53.
[5]贾安功，安娜，黄翔.上海、重庆两市中考数学试题综合难度比较[J].数学教学通讯，2008，（5）：39～41.
[6]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.
[7]史静琤，莫显昆，孙振球.量表编制中内容效度指数的应用[J].中南大学学报（医学版），2012，37（4）：152～155.
关键词：试题难度；量化工具；试题分析；高考试题
文章编号：1005–6629（2017）2–0032–05 中图分类号：G633.8 文献标识码：B
教师普遍感觉全国新课标卷Ⅰ难度水平高于新课标卷Ⅱ。但难度到底相差多大？难度特征如何？难度主要表现在哪些方面？这就需要一个量化标准。文献分析表明，目前主要借助事后难度值即通过率或得分率来衡量试题难度。为了保证试题整体性、全面性、覆盖率、知识考查比例的科学性和合理性，避免考试结果出现明显差错，就需要对试题难度进行事前分析。
1 研究工具设计
Nohara（2001）在一份提交给美国国家教育统计中心的报告中，首次提出了总体难度（Overall Difficuity）的概念，其中涉及四个难度因素：（1）包含“扩展性问题”的百分比；所谓扩展性问题是指要求学生自己得出结论，并且对解题过程做出解释的问题；（2）含有“实际背景”的题目的百分比；（3）包含“运算”的题目的百分比，其中不包括属于“数量”部分的题目；（4）包含“多步推理”的题目的百分比。
鲍建生认为该模型对四个难度因素简单地从有无划分显得较为粗糙。此外，“扩展性问题”只是对题型的简单划分，与学科知识内容无关，将此模型应用于数学课程难度分析缺乏一定的相关性。针对以上不足，鲍建生将其参数修改为“探究水平”、“背景水平”、“推理水平”、“运算水平”和“知识综合水平”，构建了试题难度模型，并应用该模型对数学高考试题整体难度进行分析。
从化学视角来看，化学试题难度影响因素主要包括：试题考察能力的层次；试题考察内容的深度，通常认为特殊符号、原理和有关具体事实的定义及其直接描述等，属于知识深度的第一层次，进一步的推论及有关性质的理论等属于第二层次，知识的深部内涵和外延及其与相关知识的内部联系、特殊情境下的性质与特征等属于第三层次；试题考察深度，指试题所考查的知识点多少、知识点跨度和知识点联系的复杂程度；试题情境、试题条件的隐蔽性或干扰性、试题解答的简繁度（解答试题运算或者推理步骤数）、试题开放程度、试题难度的安排顺序等[1]。深入研究鲍建生试题难度模型发现，其对试题难度的预估均涵盖上述影响化学试题难度的因素，同时纪静等在高考数学试题难度评定工具中提出鲍建生数学试题难度模型对有相似影响试题难度因素的高考试题在一定范围内也适用[2]。以此来看，借助鲍建生试题难度模型对化学试题进行事前预估在一定程度上是可行的。
鲍建生试题难度模型主要从五个方面对试题难度进行分析，应用该方法对我国高考化学试题难度分析时仍存在一定的不足：一方面原始难度模型以有无探究这一单一指标来衡量试题开放程度显然不够，张静在化学高考试题难度影响因素研究中指出题目条件和结论是否确定更能表征试题开放程度[3]；另一方面原始难度模型中无阶梯水平这一指标，无法衡量因题目安排次序而造成的试题难度，同时陈燕、王祖浩在高考客观试题量化工具研究中指出阶梯水平从试题的编排次序来表征试题难度[4]。基于此，为了更准确地量化高考化学试题难度，本研究根据化学试题特征结合已有研究，增添了内容水平、开放水平和阶梯水平难度指标，并对各指标的子指标也进行了细化和修改，形成了鲍建生试题难度量化工具。在此工具中包含8个难度指标和23个子指标，具体如下表：
（2）图（a）为丙烯腈产率与反应温度的关系曲线，最高产率对应温度为460℃，低于460℃时，丙烯腈的产率 （填“是”或者“不是”）对应温度下的平衡产率，判断理由是 ；高于460℃时，丙烯腈产率可能降低的原因是 （双选）
A.催化剂活性降低 B.平衡常数增大
C.副反应增大 D.反应活化能增大
（3）丙烯腈与丙烯醛产率与氨气/丙烯关系图如（b）所示，由图可知，氨气与丙烯的物质的量之比约为 ，理由是 。进料氨气、空气、丙烯的理论体积之比为 。 試题解析：①因为两个反应均为放热量大的反应，所以热力学趋势大。该部分属于内容水平中的理解层次，赋值为2；推理水平中的简单推理层次，赋值为2；运算水平无运算层次，赋值为1；开放水平为条件和结论都确定层次，赋值为1；知识综合水平中的一个知识点层次，赋值为1。②该反应为气体体积增大的放热反应，降低温度、降低压强有利于丙烯腈的平衡产率。该部分属于内容水平中的理解层次，赋值为2；推理水平的简单推理层次，赋值为2；开放水平中条件确定而结论不确定层次，赋值为2；运算水平中的无运算层次，赋值为1；知识综合水平中的两个知识点层次，赋值为2。③由图a可知，提高丙烯腈平衡产率的关键因素是催化剂。该反应为放热反应，平衡产率随着温度的升高而降低，反应刚开始时，尚未达到平衡状态，460℃以前是建立化学平衡的过程，所以低于该温度时不是对应温度下的平衡产率，高于该温度时产率降低。该部分属于推理水平的复杂推理，赋值为3；内容水平的理解水平，赋值为2；知识综合水平的两个知识点和多个知识点层次，各1次，赋值为2和3。A催化剂在一定范围内催化活性较高，温度过高，催化活性降低；B平衡常数的大小不会影响平衡产率；C副产物较多时平衡产率降低；D反应活化能的大小不能影响平衡移动。该部分属于内容水平的识记层次，共1次，赋值为1，内容水平的理解层次，共3次，赋值为2×3=6；推理水平中的复杂推理层次，赋值为3；开放水平的条件与结论不确定层次，赋值为4；运算水平的无运算层次，共3次，赋值为1×3=3；知识综合水平的一个知识点层次，共4次，赋值为1×4=4；知识综合水平的多知识点层次1次，赋值为3。④由图b可知，氨与丙烯物质的量之比为1时，丙烯腈的产率最高，而且副产物量最低，有反应方程式可知氨气、氧气、丙烯体积比按1：1.5：1时为最佳状态，空气中氧气含20%，因此比为1：7.5：1。该部分属于内容水平的理解层次，赋值为2；推理水平的复杂推理层次，赋值为3；运算水平的简单运算和复杂运算层次，各1次，赋值为2和3；知识综合水平的多知识点层次，赋值为3。而整个题属于背景水平的生活和生产背景，赋值2；探究水平的非实验探究，赋值为2；开放水平的结论与条件确定层次，赋值为1；各问题阶梯排布层次，赋值为1。赋值结果整理如表3所示。
2.3 信度分析
本研究在鲍建生试题难度模型基础上对其参数进行修改之后建立了鲍建生试题难度量化工具。以10位评定者评定结果一致性为指标检验鲍建生试题难度量化工具的信度。借助SPSS13.0进行一致性分析，得到肯德尔和谐函数为0.878，显著性水平小于0.05，说明研究信度良好。
2.4 数据统计
应用鲍建生试题难度量化工具对2016年全国高考理综（化学部分）卷Ⅰ每道化学试题分别赋值，并统计结果。
2.5 试题难度分析
2.5.1 各难度指标值计算
将上述统计数据代入难度计算公式dJ=∑di/n，计算每一指标难度值。其中n表示整个试卷中各子指标出现总次数，2016年全国Ⅰ、Ⅱ各子指标出现总次数分别为126次和132次，dJ是每一指标的子指标赋值总和，2016全国卷Ⅰ各指标难度值计算结果如下：
背景水平d=∑dJ/n=（2 1 1 1 2 3 2 3 1 1 2 3 3 2 2 3 3 2）/126=0.29
内容水平d=∑dJ/n=（4 2 4 1 6 1 8 8 8 2 4 2 12 1 14 3 12 4）/126=4/126=0.79
推理水平d=∑dJ/n=（4 4 4 3 3 3 4 1 4 6 4 6 2 9 4 9 1 4 3 1 4 12 1）/126=0.77
探究水平d=∑dJ/n=（1 1 1 1 1 1 3 3 2 2）/126=0.06
开放水平d=∑dJ/n=（4 4 4 4 4 4 4 6 3 4 6 2）/126=49/126=0.39
运算水平d=∑dJ/n=（4 4 3 4 4 3 2 3 4 7 5 2 3 4 2 3 1 7）/126=72/126=0.57
知识综合水平d=∑dJ/n=（2 4 4 6 4 3 2 1 1 4 2 3 4 6 5 4 6 4 4 3 9）/126=81/126=0.64
阶梯水平d=∑dJ/n=（2 1 2 2 1 1 2 1 2 1 2 1 1 2）/126=21/126=0.17
2.5.2 总体难度值计算
总体难度值是对每一试题难度指标值求平均值，计算公式为D=∑d/n其中d是每一指标难度值，n是试题难度指标总个数为8，2016全国卷Ⅰ总体难度值计算结果如下：
3 结果与讨论
用同样的方法对2016年全国卷Ⅱ进行统计，计算各指标难度值和总体难度值，全国卷Ⅱ难度值计算结果如表5所示。
从总体难度值来看，全国卷Ⅰ难度大于全国卷Ⅱ。从各指标难度值来看全国两卷在“推理水平”、“开放水平”、“运算水平”和“阶梯水平”差异较为明显。全国卷Ⅰ在“推理水平”层次解题推理过程多为复杂推理，难度值较高，而全国卷Ⅱ以无推理和简单推理为主，这也是致使两卷难度不同的一个重要因素。 相對来说，“开放水平”全国卷Ⅰ、Ⅱ的开放程度都不大，而且开放题题型范围小，查阅近几年高考题发现开放题主要集中出现在选做题“有机化学基础”中，占分约3～4分，也就是说当学生不选“有机化学基础”时，这份试卷的开放水平比原来更低，致使化学试题出现分布不均衡现象。在“阶梯水平”中全国卷Ⅰ阶梯性较明显，良好的阶梯性主要表现在各问题之间次序的安排和知识跨度，这也是造成全国卷Ⅰ、Ⅱ难度值明显差异的主要原因。“运算水平”全国卷Ⅱ难度值大于全国卷Ⅰ，深入研究发现产生这一现象主要是由于全国卷Ⅱ中涉及简单运算内容较多。
4 结论与启示
通过对鲍建生试题难度量化工具的研究和具体应用，可以得到以下启示：
（1）鲍建生试题难度量化工具的信度和效度较好，在实际中具有较好的可操作性。
（2）与事前试题难度认知任务分析相比，鲍建生试题难度量化工具有以下优点：不仅能从各指标难度值和总体难度值来衡量试题难度，而且能更加具体地说明造成难度差异的主要指标及其子指标是什么，这不仅可以达到事前试题难度分析的结果，而且有助于命题者研究不合格试题的主要原因并对试题进行修改，同时也为一线教师试题的编写和修正提供了理论依据。
（3）鲍建生试题难度量化工具的总体难度能较好地反映试题难度。不足之处是鲍建生量化工具难度值的评估实际上是根据试题难度的构成要素分析基础上作出的“预估”，但由于试题难度的构成要素复杂，需要将其与事后测验的难度值进行一致性校正，并结合访谈修订评定工作。
参考文献：
[1]李二夏，邵志芳.试题难度多项指标的认知任务分析[J].心理科学，2009，（32）6：1342～1344.
[2]郭光明.简论高考试题难度控制[J].教学与管理，2011，（10）：83～85.
[3]张静.高考化学试题难度影响因素研究[J].全球教育展望，2014，（5）.
[4]陈燕，王祖浩.高考实验试题“绝对难度”评价工具的研究[J].全球教育展望，2013，42（2）：45～53.
[5]贾安功，安娜，黄翔.上海、重庆两市中考数学试题综合难度比较[J].数学教学通讯，2008，（5）：39～41.
[6]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.
[7]史静琤，莫显昆，孙振球.量表编制中内容效度指数的应用[J].中南大学学报（医学版），2012，37（4）：152～155.