一、指考化學考科學生答題較困難試題定義
第四部分是關於學生作答分析研究，首先針對高分組考生對於誘答選項的表 現與試題難度的依據，作為學生答題較困難試題的考量標準。以高分組對誘答選 項，超過20%選答的選項。根據大考中心所提供的選項分析數值（附錄三），過 去五年指考化學考科，高分組考生在誘答選項的選答率超過20%者，共有 26 題 31 選項，結果如表 4-4-1，其試題請參見附錄一。以 100 學年度的化學考科為例，
共有8 題 10 個選項對高分組的誘答率超過 20%，試題的題號分別是：3、15、18、
19、20、21、22、23。
表4-4-1 96-100 化學考科高分組誘答選項選答超過 20%的試題 年度 題數 選項數 題號（選項）
96 2 2 3(E)、20(D)
97 4 5 7(C)、15(C)、17(A)、19(C、D) 98 3 4 20(D)、21(B)、22(B、D)
99 9 10 2(C)、3(E)、8(B)、9(B)、10(C)、17(A)、19(A)、22(A、E)、24(C) 100 8 10 3(E)、15(B)、18(D)、19(D)、20(D)、21(B)、22(B、C)、23(B、C)
除了高分組對於誘答選項，其選答率超過20%外，試題難度也是考量的另一 項重點。本研究是以全體學生的答對率（P）小於 50%作為篩選的另一項標準，
96-100 年難度在 50%以下的試題如表 4-4-2 所示。交叉比較誘答選項大於 20%或 難度值小於 50%的試題。以答對率小於 30%或高分組考生在誘答選項超過 20%
的試題，作為學生答題較困難的試題，則這近五年共有23 題。以此 23 題設計問 卷，邀請3 位高中教師與 3 位大學教授，請這 6 位學科專家對學生答題較困難的 試題提供想法與意見。
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表4-4-2 96-100 化學考科難度值小於 50%的試題
年度 難度
P 30% 30% P 50% 96 22* 7, 9, 11, 12, 14, 17, 19, 20*, 21
97 3*, 19* 2, 4, 7*, 9, 10, 11, 14, 15*, 16, 17*, 21, 22 98 14* 11, 12, 15, 16, 22*
99 3*, 8*, 9*, 10* 2*, 11, 13, 14, 15, 16, 17*, 19*, 20, 22*, 24*
100 3*, 7, 8, 13, 15*, 18*, 20*, 23*
*表示誘答選項大於 20%或難度值小於 30%的試題
二、學生作答較困難試題分析
根據第三節試題難度的分析，影響試題難度的屬性有四：分別是1.解題所需 的知識類別的數量、2.認知層次、3.圖表有無與 4.試題的新穎程度。其中，第 1、
2、4 項與難度（答對率）呈負相關，第 3 項則呈正相關（表 4-3-5）。此結果意 謂當解題所需的知識類別數量愈多、認知層次愈高、試題愈新穎的試題，答對率 愈低；若試題提供圖形作為答題的資訊，答對率也會提高。
針對第三節的結果，本研究設計一項問卷，以 96-100 學年度學生答題較困 難的試題共23 題，以 3 位高中教師與 3 位大學教授的觀點，分析其答對率較低 或高分組對誘答選項選答比例較高的原因。本研究所設計的九項原因，分別如 下：
（1）考生未學過相關概念
（2）不熟悉相關名詞
（3）有兩種以上的綜合概念
（4）考生的迷思概念
（5）不了解化學名詞的基本定義
（6）計算過於複雜
（7）認知層次較高，需推理、分析與綜合能力
（8）試題較新穎，考生未曾見過
（9）其他，請說明原因
就此九項原因而言，第1、2、3、5、6 項與試題難度的屬性中的解題所需的 知識類別數量較為相關；第7 項與認知層次，第 8 項則與試題新穎度相近。分析 此6 位學科專家對這 23 題問卷的結果，由於問卷是採可以多選的方式進行，本 研究針對每一題中最多學科專家選填的原因作整理，結果如表4-4-3。
表4-4-3 6 位學科專家對學生答題較困難試題原因分析結果
原因 題號 題數
（1）考生未學過相關概念 0
（2）不熟悉相關名詞 98-22、99-10、100-20 3
（3）有兩種以上的綜合概念 97-3、98-14 2
（4）考生的迷思概念 97-7、97-15、97-17、99-3、99-17、99-24、
100-3、100-23
8
（5）不了解化學名詞的基本定義 0
（6）計算過於複雜 96-20 1
（7）認知層次較高，需推理、分 析與綜合能力
96-22、97-19、99-9、100-15、100-18 5
（8）試題較新穎，考生未曾見過 99-19、99-22 2
（9）其他，請說明原因 99-2、99-8 2
針對表 4-4-3，6 位學科專家所選的選項中，學生的迷思概念有 8 題、認知 層次較高有5 題、試題的較新穎有 2 題；若加上不熟悉相關名詞 3 題、有兩種以 上的綜合概念2 題、計算過於複雜有 1 題，這 6 題應與解題所需知識類別數量有 關。整體來說，這項結果大致呼應影響試題的難度的變項，主要是認知層次、試
132
統計數值：P＝39%，Ph＝74%，Pl＝13%，D＝0.61 選項分析：
［9
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統計數值：P＝43%，Ph＝73%，P1＝11%，D＝0.62 選項分析：
第三題高、低分組選項分析圖 0
20 40 60 80 100
未答 A *B C D E 選項
百 分 比
H L
［99-3］
3.下列化學鍵，哪一個最短？
(A)C–C (B)O–H (C)C=O (D)CC (E)CN
統計數值：P＝11%，Ph＝7%，Pl＝17%，D＝－0.10
選項分析：
題號 未答 A B C D E
3
T 9 4 *11 2 21 53 H 1 0 7 0 17 74 L 18 10 17 5 22 28 參考答案：B
分析說明：本題的答對率P＝11%，有 74%的高分組選(E)。學科專家認為，此題 同時考了影響鍵長的兩個因素。但一般教科書在論及鍵長時，都以鍵 數愈多，鍵長愈短為優先，其次才考慮比較原子大小。大部分的考生 對於氫原子很小，這個概念並不熟悉，使得 74%的高分組誤選(E)為 正確答案。
［9
24.
9-24］
以M nO2催
2KClO3(s)
雖然上列反
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第廿四題高、低分組選項分析圖 0
20 40 60 80 100
未答 *A *B C D *E 選項
百 分 比
H L
統計數值：P＝35%，Ph＝54%，Pl＝16%，D＝0.38 選項分析：
題號 未答 A B C D E
*24
T 10 *52 *71 23 30 *64 H 2 64 81 24 17 79 L 18 43 59 26 44 49
參考答案：ABE
分析說明：本題的答對率P＝35%，有 24%的高分組選(C)。學科專家的問卷中，
認為高分組選(C)臭氧的原因，可能是 1.考慮O 在高溫產生2 O 的可能3 性，且題幹「異常的氣味」及實驗(1)的結果，有誘答的可能性。2.
是考生沒有鍵能的概念，以為加熱可以裂解所有的化學鍵。也有兩位 學科專家認為，考生可能不了解質譜圖中，強度比約為3：1 的意義。
不過，因有 79%的高分組選(E)，故質譜圖的強度比，並未造成高分 組考生答題的困境。
第三題高、低分組選項分析圖 0
20 40 60 80 100
未答 *A B C D E 選項
百 分 比
H L
［100-3］
3. 若壓力不變，溫度由27℃升高為327℃時，理想氣體分子間的平均距離會增為 原來的幾倍？
(A)1.26 (B)1.41 (C)1.73 (D)1.85 (E)2.00
統計數值：P＝32%，Ph＝60%，Pl＝12%，D＝0.48 選項分析：
參考答案：A
分析說明：本題的答對率P＝32%，有 25%的高分組選(E)。學科專家大都認為高 分組考生選(E)的原因，是忽略「體積」與「距離」的三次方關係，
也就是說，知道絕對溫度變為2 倍，體積也變為 2 倍，但並不了解氣 體體積與距離的關係，即不了解距離是一度空間而體積是三度空間的 關係。
題號 未答 A B C D E
3
T 0 *32 16 14 4 34 H 0 60 13 2 0 25 L 0 12 15 28 9 35
140
統計數值：P＝38%，Ph＝58%，Pl＝18%，D＝0.4 選項分析：
綜合來說，這 8 題由學科專家所挑選所謂迷思概念的特質，除了［97-15］
可能是學生對SF 八隅體概念的迷思外，其餘都是比較兩種或三種化合物性質，6 或是結合兩種以上的概念，整理結果如表4-4-4 所示。從表中可知，考生除了對 某些不熟悉的化學名詞，如：化學電鍍、雷射元件可能造成迷思概念外，對於需 要區分與比較兩種以上物質的性質或概念時，亦常造成回答問題的盲點，這種區 分與比較實屬於較高階認知能力，再加上處理不熟悉的名詞或概念，是屬於後設 認知的知識，利用已知的內容推論至未知的情境，例如：鐳與雷射元件的關係、
有機化合物（丙烷）與水的密度比較等。這些測驗的情境與方式，可以藉由考生 在這方面的表現，進一步了解考生綜合、分析與推理等高階認知能力的表現。
表4-4-4 迷思概念試題的特質
年度-題號 試題特質 迷思概念
97-7 比較三種濃度相同溶液的沸點 蔗糖（雙醣）溶於水中，會水解 成單醣
97-15 分子電子點式與八隅體規則
SF6符合八隅體規則
97-17 區分含水過氯酸鎂與無水過氯酸鎂 可用含水過氯酸鎂吸收水蒸氣 99-3 比較兩種不同的因素對化學鍵長的
影響
化學鍵長：CN 小於 O–H
99-17 比較有機化合物與水的物理性質 丙烷的密度大於水 99-24 分析KClO3熱分解所產生的副反應 KClO3分解會產生O3
100-3 結合溫度、氣體體積與距離的關係 絕對溫度升高 2 倍，分子間的平 均距離也變為2 倍
100-23 比較鐳與雷射元件的關係；比較游 離能與放射性的關係
鐳是製造雷射元件的材料；鐳的 第一游離能低，故具有放射性
142
三、非選擇題考生作答分析
除了選擇題的難度與學生概念的分析外，本研究亦針對考生在非選擇題的答 題表現進行分析。
主要針對各題的統計數值、評分標準說明與錯誤類型分析，96-100 學年度各 年度都有三大題非選擇題，故共有十五大題的非選擇題，然96 學年度的資料無 法獲得，共計分析四年十二大題，詳細的分析內容請參見附錄七。本節就各年度 的代表性試題舉例說明，共計有四題，分別是100 學年度第一大題氫氧化鈉溶解 的溫度測定、99 學年度第一大題含結晶水草酸鎂加熱、98 學年度第一大題氧化 物的組成與原子量計算、與97 學年度第三大題氧化還原滴定實驗。就此四大題 的分析結果，輔以考生的作答情況作說明，最後綜合各大題考生作答的錯誤類型，
提供結構性的分層方式，以作為未來教學、命題與研究的參考。
（一）100 學年度指考化學非選擇題考生作答分析
100 學年度化學考科的非選擇題共三大題，第一大題共 3 小題占 6 分，第二 大題共4 小題占 8 分，第三大題共 3 小題占 6 分，合計共占 20 分。以考生的得 分狀況而言，選擇題的平均得分率高於非選擇題，而非選擇題各大題的平均得分 率，則以第一大題最高，第二大題與第三大題相近（表4-4-5）。
表4-4-5 100 學年度指考化學考科各大題得分情況（N＝1038）
項目 占分 平均 標準差 得分率（%）
總分 100 52.69 17.58 53
選擇題 80 46.82 14.43 58
非選擇題 20 5.87 4.14 29
非選一 6 1.90 1.20 32
非選二 8 2.34 2.30 29
非選三 6 1.63 1.92 27
第一大題
在室溫20℃時，用燒杯稱取氫氧化鈉固體 2.0 克，然後在燒杯沒有加以絕熱的情 況下，加入20℃的水 50 克，使氫氧化鈉溶解，並測定溫度（假設在實驗的過程 中，熱量的散失速率一定）。每隔60 秒所測定的溶液溫度，其變化如表 1 所示：
表1
時間（s） 0 60 120 180 240 300 360 480 溫度（℃） 20.0 25.3 28.0 28.8 28.6 28.0 27.4 26.2 1. 試以時間為X坐標（橫軸），溫度為Y坐標，在答案卷上方的方格上以適當的
大小，將實驗結果繪製成圖。（2分）
2. 如果此實驗在絕熱條件下進行，則氫氧化鈉在溶解過程中，溫度共升高幾度？
（2分）
3. 已知此溶液的比熱為4.2（J/g·℃），而攪拌所導致的熱量變化可以忽視。試 求氫氧化鈉在溶解過程中所放出的熱量（單位kJ）。（2分）
【統計數值】
本題的總分是6 分，抽樣考生的平均得分是 1.90 分，標準差是 1.20，平均 得分率是32%，屬於中等偏難的試題。大部分的考生得分是 2.00-2.99，占 37.96%，
其次是1.00-1.99，占 34.39%，4 分以上的人數占 8.96%左右，高分的人數不多。
此題解題有層次性，有基本作圖第 1 小題，推理思考的第 2 小題，第 3 小題則 是涉及計算。這樣有不同程度的設計，有助於鑑別各類階層的考生。
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表4-4-6 第一大題人數及分數百分比（100）
分數 人數 百分比（%）
0.00 60 5.78
0.01 - 0.99 41 3.95 1.00 - 1.99 357 34.39 2.00 - 2.99 394 37.96 3.00 - 3.99 93 8.96 4.00 - 4.99 49 4.72 5.00 - 5.99 19 1.83
6.00 25 2.41
合計 1038 100.00
【評分標準說明】
本題測驗考生對數據的分析整理能力，並由分析所得的結果，來判斷溫度
本題測驗考生對數據的分析整理能力，並由分析所得的結果，來判斷溫度