根據第二節試題類型的分析結果，研究者發現試題可分為三大類型，分別是 演算與知識回憶、概念理解（含圖形理解、多重或綜合概念）與較高認知技能的 試題，而且，這三大類型的試題與試題難度密切相關，即演算與知識回憶的難度 較低，概念理解在中間，較高階認知的試題則是難度最高。綜合第二節的結果與 第貳章的文獻探討，本研究設計了 6 個影響試題難度的試題屬性，利用 96-100 指考化學考科選擇題的難度為應變數，影響試題難度的因素為自變數，進行迴歸 分析。這6 個影響試題難度的因素是解題所需的知識類別數量（C1）、步驟數（C2）、 認知層次（C3）、選項之間的差異程度（C4）、圖表有無（C5）與試題新穎程度
（C6）。表 4-3-1 是試題舉例的題號與試題屬性的編碼說明。此試題屬性編碼，
由2 位學科專家（含 1 位高中化學教師與 1 位大學化學系教授）再加上研究者 3 人進行判斷。
就試題難度的屬性而言，包括下列幾個向度，分別是：
․解題所需的知識類別數量（C1）
包括陳述性知識（事實、概念或理論）或程序性知識（演算步驟或規則）的 數量，以1 代表 1 種、2 代表 2 種，數目愈高代表所需的知識類別數量愈多。
․步驟數（C2）
指解題中所需的步驟數，1 代表一種步驟，2 代表二種步驟，3 代表三種步驟。
․認知層次（C3）
分為記憶、了解、應用、分析、評鑑、創造。以兩種層次為一層級，共分為 三種層級。以1 代表記憶、了解，2 代表應用、分析，3 代表評鑑、創造。
․選項之間的差異程度（C4）
包括差異小，選項僅有一種類型，以1 表示；差異中等，有 2 種類型，以 2 表示；差異大，有3 種以上的類型，以 3 表示。
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․圖表有無（C5）
題幹或選項均無圖表，以0 表示；題幹或選項具圖表，以 1 表示。
․試題的新穎程度（C6）
包含低、中、高三種，低是指過去曾有類似題、以1 表示；中是指介於新穎 與考古題之間，以2 表示；高是指一般坊間書籍較少出現，以 3 表示。
根據上述兩個面向6 種變因，可將試題進行分類，並與試題的難度（答對率 或得分率）進行迴歸分析，了解這些因素對試題難度變異量的解釋程度。舉例來 說，以100 學年度化學考科的其中兩題的 6 種變因進行分類，說明如下：
表4-3-1 試題難度的因素預估表
題號
解題所需 的知識類 別數量
步驟數 認知層次 選項之間
差異程度 圖表有無 試題的 新穎程度
100-4 2 1 1 2 0 1
100-8 2 2 3 1 1 3
根據表4-3-1，可對試題難度的影響因素進行預估，舉例來說［100-4］的試 題如附錄一所示，是測驗考生對元素標示的理解，並需要了解此元素的電子組態，
以判斷其核心電子組態與氧化數，故其知識類別數量為2 種；因為要寫出電子組 態，故解題步驟是1；認知層次則是屬於知識、理解範疇；至於試題的新穎程度，
此試題屬於一般常見的試題，故以1 表示是過去常見的題型；本題並無圖形或表 格，故以0 表示；就選項差異程度而言，有 2 種異質選項，分別是元素標示法與 電子組態，雖然氧化數與週期表的位置，屬異質選項，但只要寫出電子組態，這 兩項概念也同時獲得解決，故就選項異質性而言，這兩個選項並未增加選項的異 質性。
再以［100-8］為例，試題如附錄一所示。本題可以用兩種方式解題，第一 種是記憶法，因656.3nm 的譜線屬於可見光系列之一，即可知某外殼層電子躍遷 回到第二殼層（即n＝2）所放射的可見光；第二種是計算法，利用E hv h c
， 則可計算出能量與波長的關係，再利用圖1 所示的軌域能量，則可求解。以解題 所需的知識類別數量而言，除了需要知道能量與波長的關係外，尚需了解不同軌 域的能量的差異，故知識類別的數量為2 種；因計算的步驟有 2，故解題步驟是 2；認知層次是屬於應用、分析範疇；至於試題的新穎程度，本題一般坊間書籍 較不易見到，故屬於較新穎的創新題；至於圖表有無，本題有兩張圖，故以1 表 示；關於選項之間的異質程度，五個選項都是不同軌域間的能量差異，故表差異 小，只有一種類型。
根據上述的試題屬性，對 96-100 學年度指考化學考科的選擇題進行估計。
96-100 學年度的選擇題共有 115 題，除了 96 年的第 5 題及與第 6 題，是單選題 有兩個答案，未納入多元迴歸分析之外，其餘113 題皆納入分析。試題的難度指 數是採古典測驗理論的答對率（或稱得分率），故難度值愈大，表試題答對的人 數比例愈高。利用1 位大學教授、1 位高中教師與研究者三者對每一道試題的屬 性判斷。
對試題屬性一致性的計算，是採兩兩之間評分作比較，以113 題 6 種試題屬 性為分母，相同者為分子，分別計算兩兩之間的一致性。大學教授與高中教師的 一致性為0.48，大學教授與研究者的一致性為 0.52，高中教師與研究者一致性為 0.48，顯示三者之間的一致性並不高。
為了解大學教授、高中教師與研究者所估計的影響試題難度變項與試題難度 之間的相關，本研究分別計算大學教授、高中教師與研究者的相關矩陣，其結果 分別如表4-3-2、4-3-3 與 4-3-5 所示。就大學教授所估計影響試題難度變項與試 題難度的相關矩陣而言，與試題難度達顯著相關的變項僅 C6 試題的新穎程度，
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其p 值小於.01；其餘 C1~C5 的相關性，皆未達顯著水準。就自變數之間的相關 性而言，C1 解題所需的知識類別數量與 C4 選項之間的差異程度，以及 C4 與 C6 間的相關達顯著水準。
表4-3-2 大學教授估計影響試題難度變項與試題難度的相關矩陣
變項 難度（P） C1 C2 C3 C4 C5
難度（P）
解題所需的知識類別數量（C1） －.18
步驟數（C2） .00 －.25**
認知層次（C3） －.12 －.07 .31**
選項之間差異程度（C4） －.03 .36** －.08 －.07
圖表有無（C5） －.08 .01 .14 .22* .11
試題新穎程度（C6） －.25** －.02 －.01 .08 .36** .21*
*P＜.05 **P＜.01
就高中教師所估計影響試題難度變項與試題難度的相關矩陣而言，僅C3 認 知層次與難度之間的相關達顯著水準。這兩項結果顯示，大學教授與高中教師所 估計影響試題難度變項與試題難度之間，僅 C6 試題的新穎程度與 C3 認知層次 達顯著相關，其所推估的難度預測模式，能夠解釋試題難度的變異量亦十分有限，
僅能分別解釋9%與 4%試題難度的變異量。此項結果與 Enright 等人（1993）邀 請三位評分者（rater），對NAEP 試題屬性與試題難度的估計的結果相似，Enright 等人發現，有些評分者對知識層級與難度預估對試題的實際難度呈現高相關，但 對選項誘答力的編碼則與試題難度低相關；但有些評分者對知識層級的編碼與試 題難度僅呈中等程度相關，但其選項誘答力的編碼與預估難度卻是試題難度較好 的預測變項。
表4-3-3 高中教師估計影響試題難度變項與試題難度的相關矩陣
變項 難度（P） C1 C2 C3 C4 C5
難度（P）
解題所需的知識類別數量（C1） －.11
步驟數（C2） －.18 .21*
認知層次（C3） －.20* .03 .35**
選項之間差異程度（C4） －.10 .42** －.09 －.01
圖表有無（C5） －.06 －.00 .25** .42** －.21*
試題新穎程度（C6） －.14 .21* .14 .49** .07 .44**
*P＜.05 **P＜.01
為進一步了解不同的學科專家所估計的試題屬性，對試題難度進行多元迴歸 分析後所具有的解釋力。本研究利用四種不同的數值，進行多元迴歸分析。此四 種數值分別由大學教授、高中教師與研究者三者所分別估計影響試題難度的變項，
以及綜合三人所得的綜合法。所謂綜合法是採大學教授、高中教師與研究者三人，
對試題屬性估計綜合而得，即這113 試題的 6 種試題屬性，若 3 者一致者，則採 一致之數值；若有2 人一致者，則採 2 人一致之數值；若 3 人皆不同者，則採研 究者之數值。以這四種方法所得的試題屬性，進行的迴歸分析結果，以研究者估 計的數值模式為最優，各種模式的解釋力請見表 4-3-6。以下為研究者所估計的 試題屬性與試題難度所進行迴歸分析的結果。
表4-3-4 為試題難度的 6 種試題屬性的敘述統計，題數共有 113 題，難度的 平均為50.85，標準差為 17.23，6 種試題屬性的平均值與標準差如表所示。
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表4-3-4 96-100 化學考科難度與 6 種試題屬性敘述統計（題數 N＝113）
變項 最小值 最大值 平均數 標準差
難度（答對率） 8 94 58.3 15.8
解題所需的知識類別數量 1 5 1.88 0.87
步驟數 1 3 1.96 0.78
認知層次 1 3 1.86 0.64
選項之間差異程度 1 3 2.07 0.93
圖表有無 0 1 0.30 0.49
試題新穎程度 1 3 1.86 0.76
表4-3-5 是 96-100 學年度指考化學考科，研究者所估計的 6 種試題屬性與試 題難度的相關矩陣。其中，試題難度與認知層次相關最高，其次是試題新穎程度、
解題所需的知識類別數量、步驟數與選項之間差異程度，都達顯著性，相關較低 的是圖表有無。此外，各試題屬性之間彼此亦有相關性，例如，解題所需的知識 類別數量與認知層次有較高的相關。
表4-3-5 96-100 化學考科試題難度與試題屬性的相關矩陣（題數 N＝113）
變項 難度（P） C1 C2 C3 C4 C5
難度（P）
解題所需的知識類別數量（C1） -.53**
步驟數（C2） -.49** .28**
認知層次（C3） -.74** .53** .43**
選項之間差異程度（C4） -.21* .34** .25** .12
圖表有無（C5） .12 -.08 -.02 .03 .00
試題新穎程度（C6） -.59** .38** .45** .58** .18 .32**
*P＜.05 **P＜.01
本研究是採逐步迴歸分析的方法，逐步檢視不同的試題屬性對試題難度的 R2值，表4-3-6 是利用六種不同的預估模式所得的結果。其中，認知層次（C3）
對試題難度具有最高的R2貢獻，其獨特解釋力約為 55%，其次是試題新穎程度
（C6）、圖表有無（C5）與解題所需的知識類別數量（C1）。由上述四個影響試 題難度的屬性，對試題難度調整後的解釋力約為64%。比較由大學教授、高中教 師與研究者三人所進行試題難度屬性的綜合法，與由研究者本身進行預估所得的 R2，發現綜合法的R2為.41，並未優於研究者本身所進行試題難度預估的迴歸模 式，故本研究採模式5 利用研究者編碼的四種試題屬性來解釋試題難度的變異量，
其解釋力約為64%。
表4-3-6 預測模式的整理結果
模式 R R2 調整R 2 估計標準誤
1 .74a .53 .55 11.57
2 .77b .59 .58 11.14
3 .80c .64 .63 10.50
4 .78d .62 .60 10.90
5 .81e .65 .64 10.38
6 .65f .43 .41 13.27
a：預測因子 C3 b：預測因子 C3、C6 c：預測因子 C3、C6、C5 d：預測因子 C3、C6、C1 e：預測因子 C3、C6、C5、C1
f：預測因子 C3、C6、C5、C1（綜合法）
表4-3-7 是利用 4 種試題屬性，對試題難度進行多元迴歸分析所得的結果，
表4-3-7 是利用 4 種試題屬性，對試題難度進行多元迴歸分析所得的結果，