本節將介紹試題類型分析的結果，分為兩個部分，分別是統計分析與學科專 家對試題類型判斷的結果。並由五個年度，觀察年度間的相同或相異之處。
一、100 學年度試題類型的分析結果
（一）統計分析方法所得的結果 1. 因素分析法
利用探索性因素分析的主軸因素法（principal axis factoring）分析 100 學年度指考化學考科的選擇題，以第參章第四節中1038 位抽樣學生的作 答情況，進行因素分析。以主軸法萃取潛在因素，有關因素數目的決定，
採初始特徵值（eigenvalue）大於 1.0（表 4-2-1）、陡坡圖（圖 4-2-1）與 專家判斷法等三種方法，評估後選取了三個因素。因素一解釋變異量最高 為18.36，因素二與因素三的解釋變異量分別是 5.21 與 4.97，三個因素可 解釋的累積變異量為 28.53（表 4-2-1）。就各試題在三個因素的因素負荷 量，3、5、6、7、8、9、10、11、13、15、18、20、22 題在因素一的負 荷量大於其他因素，第4、12、14、16、17、19、21、23 等題在因素二的 負荷量大於其他因素，第1、2 題在因素三的負荷量大於其他因素。另外，
有二題的因素負荷量並不明顯，分別是第14、15 題，可用因素一或因素 二的成分解釋。仔細審視這些試題的內容與型式，發現因素一應是屬於較 高階認知層次（含圖形理解）；因素二應是概念理解（含演算問題）；因素 三則是知識回憶。因素二與因素三所代表的應屬於較低階認知層次的試題，
這類試題所需的認知技能屬於較低階的記憶、理解與應用，且考生較熟悉 試題所使用的情境。因素一所代表的應屬於較高階認知層次，這類試題除 專 業 領 域 知 識 （ domain-specific knowledge ） 與 一 般 領 域 知 識
（domain-general knowledge）的要求較高外，是屬於情境化的試題，即試
表4-2-1 因素分析的結果（樣本數＝1038）（100）
因素一 因素二 因素三
初始特徵值 4.22 1.20 1.14 解釋變異（%） 18.36 5.21 4.97 累積變異（%） 18.36 23.57 28. 53
因素負荷量*
題號 因素一 因素二 因素三
3 .68 -.18 -.10
5 .32 .16 .16
6 .50 -.07 -.08
7 .38 .00 .09
8 .42 -.04 -.06
9 .36 .13 .18
10 .19 .05 .12
11 .47 -.13 .12
13 .30 -.09 .06
15 .30 .28 -.16
18 .49 .01 -.01
20 .36 .17 -.24
22 .22 .05 .07
4 .09 .39 -.14 12 .18 .29 .06 14 .24 .25 .09 16 -.06 .60 .04 17 .08 .28 .07 19 -.20 .28 .00 21 -.03 .40 -.14 23 .12 .21 -.03 1 -.06 -.11 .40
2 .05 .18 .20
*以最大變異化（Varimax）進行常態化；因素負荷最大者以粗體表示
92
2. 階層性集群分析（hierarchical cluster analysis）結果
本研究所採用的是階層集群的華德法（Wards Method）分析，華德法 是指最小變異數和的方法，即同一群內觀察值的變異數和應該較小，不同 群之間觀察值的變異數和應該較大，觀察值之間的距離採用歐幾里德距離 平方。分析所得的樹狀圖結果，如圖4-2-2 所示。由上到下的分析，第 1、
2、12、16 為一集群，第 4、5、9、11 為一集群，第 6、7、8、10、14、
19 為一集群，第 3、13、15、17、18、20、21、22、23 為一集群。若以 集群分析與因素分析的結果來說，第1、2、12、16 是屬於演算與知識回 憶的試題，此類試題解題所需的認知層次較低，故試題難度是屬於易（答 對率P＞70%）；第 4、5、6、7、8、9、10、11、14、19 是屬於概念理解 的試題，這類試題解題所需的知識屬於概念性知識，且認知層次要求比上 述集群要高，故就考生答題時，難度應是屬於中偏易（50% ≤ 答對率 P
＜70%）或中偏難（30% ≤ 答對率 P＜50%）；第3、13、15、17、18、20、
21、22、23 是屬於較高階認知層次的試題，這一類試題，在解題時，除 了認知層次的要求比前一集群要高外，亦需要利用所謂後設認知的知識。
即考生可能不熟悉試題本身的情境，需要利用過去所學的知識與能力，進 行解題所需的推理與分析，故這類的試題，大都屬於中等偏難甚或是難 題。
（二）學科專家對試題類型分類結果
表4-2-2 是 100 學年度指考化學考科，選擇題的試題類型判斷所得的結果。
利用試題表面形式與解題所需的認知技能層次，將試題進行分類。試題的表面形 式是指文本敘述、圖表理解、演算問題解決與實驗問題解決；解題所需的認知技 能，則指較高階認知技能與較低階的認知技能。表4-2-2 是綜合高中教師、大學 教授與研究者三者所得的結果。
圖4-2-2 階層性集群分析法的樹狀圖（100）
易
中易
中易
演算與知識回憶
概念理解
中難
較高階認知
94
表4-2-2 學科專家對 100 化學考科試題類型分類結果
分類標準 試題類型 題號
試題表面形式 文本敘述 1, 2, 4, 5, 6, 7, 9, 12, 14, 15, 16, 17,21, 22, 23 演算問題解決 3, 10, 11, 13
圖形理解 8, 18＊, 20 實驗問題解決 18＊, 19
解題所需認知技能 較高階認知技能 3, 7, 8, 13, 15, 18, 20, 22, 23
較低階認知技能 1, 2, 4, 5, 6, 9, 10, 11, 12, 14, 16, 17,19, 21
＊第18 題亦具有圖形理解的特質
根據表4-2-2 可知 100 學年度的化學考科，就試題的表面形式而言，文本敘 述有15 題，演算問題解決有 4 題，圖形理解有 3 題，實驗問題解決有 2 題。若 依解題所需認知技能進行分類，屬於較高階認知技能有9 題，屬於較低階認知技 能有14 題。就試題表面形式而言，文本敘述占最大宗，意謂化學考科的概念呈 現是以文字敘述為主，考生需要讀懂文字敘述的內涵，方能正確作答，並說明閱 讀理解是解題的重要關鍵。除了文本敘述外，其他演算、圖形和實驗都是學習化 學概念的重要方法或媒介，有助於學生在巨觀現象過渡到次微觀的表徵，故這些 試題類型亦成為測驗的重點。至於較高階認知技能試題，是指學生較不熟悉的試 題情境，需要應用綜合和分析的能力，以及進行聯結和評價思維，有助於高中化 學的學習往較高階認知方向作提昇。至於較低階認知技能試題，需要簡單知識回 憶或是應用已知的原理於熟悉的情境，或是藉由演算步驟解決問題者。
表4-2-3 100 化學考科試題類型分析的結果比較
分析法 題號
因素分析法
（主軸法）
因素一 3, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 13, 15, 18, 20, 22 高 階認知（含圖形理解）
因素二 4, 12, 14, 16, 17, 19, 21, 23 概念理解 因素三 1, 2 演算/知識回憶
階層性集群分析法
分枝1 1, 2, 12, 16 演算與知識回憶 分枝2 4, 5, 9, 11 概念理解
分枝3 6, 7, 8,10, 14, 19 概念理解
分枝4 3, 13, 15, 17, 18, 20, 21, 22, 23 較高階認知 專家判斷法 LOCS 1, 2, 4, 5, 6, 9, 10, 11, 12, 14, 16, 17,19, 21,
HOCS 3, 7, 8, 13, 15, 18, 20, 22, 23
本研究採用統計分析與學科專家判斷兩種方法進行試題類型的分類。首先，
採用因素分析，此法是利用少數幾個因素去描述試題之間的關係，即將關係比較 密切的幾個試題歸在同一類別之中，每一類別成為一個因素。以100 學年度為例，
分析後以三個因素來代表試題的大部分資訊。因素分析雖可以將關係密切的變數，
歸在同一類別之中，但卻無法將個別試題之間的關係，作層次的分類與排列。故 本研究採取階層性集群分析，首先將每個試題視為一類，然後根據兩類之間的距 離逐步合併，直到所有的變數合併為一大類為止。但集群分析並無法說明這些變 數會聚集在一起的原因，這時再藉由專家判斷法補充之。專家判斷法是屬於主觀 分類，不管是試題的外在型式或是解題所需的認知層次皆然。
結合此三種方法，因素分析法可以三個因素反映原資料的大部分訊息，階層 性集群分析法的樹狀圖，顯示試題主要是以不同難度集群或分群，專家判斷法的 四大題型，包括：本文敘述、圖形理解、實驗問題解決與演算問題解決，除演算 與知識回憶題型可作分類外，其餘並未呈現特殊的聚集情況。另外，較高階與較 低階認知技能試題則可與統計分析法相互配合。此為 100 年的情況分析，後面 96-99 年則是依此法則，決定試題類型的分析模式。
二、
表4-2-4 因素分析的結果（樣本數＝1021）（99）
*以最大變異化（Varimax）進行常態化；因素負荷最大者以粗體表示
98
2. 階層性集群分析結果
本研究所採用的是階層集群的華德法分析，分析所得的樹狀圖結果，
如圖4-2-4 所示。由上到下的分析，第 3、9、10、17、24 為一集群，第 2、
11、13、15、18、20 為一集群，第 8、14、16、19、21、22、23 為一集 群，第1、4、5、6、7、12 為一集群。若以集群分析與因素分析的結果來 說，第1、4、5、6、7、12 是屬於演算與知識回憶的試題，此類試題解題 所需的認知層次較低，故試題難度是屬於易或中間偏易；第 2、8、11、
13、14、15、16、18、19、20、21、22、23 是屬於概念理解的試題，這 類試題解題所需的知識屬於概念性知識，且認知層次要求比上述集群要高，
故就考生答題時，難度應是屬於中偏難；第3、9、10、17、24 是屬於較 高階認知層次的試題，這一類試題，在解題時，除了認知層次的要求比前 一集群要高外，亦需要利用所謂後設認知的知識，故這類的試題，大都屬 於難題。
圖4-2-4 階層性集群分析法的樹狀圖（99）
難
中易演算與知識回憶 概念理解 中難
較高階認知
中難
（二）學科專家對試題類型分類結果
表 4-2-5 是 99 學年度指考化學考科，選擇題的試題類型分類的結果。利用 試題表面形式與解題所需的認知技能層次，將試題進行分類。試題的表面形式是 指文本敘述、圖表理解、演算問題解決與實驗問題解決；解題所需的認知技能，
則指較高階認知技能與較低階的認知技能。表4-2-5 是綜合高中教師、大學教授 與研究者三者所得的結果。
表4-2-5 學科專家對 99 化學考科試題類型分類結果
分類標準 試題類型 題號
試題表面形式 文本敘述 2,3,5,6,9,10,14,17,19,21,22,23,24 演算問題解決 1,7,8,12,13,18
圖形理解 4,11, 實驗問題解決 15,16,20
解題所需認知技能 較高階認知技能 3,8,9,10,11,14,15,16,19,21,22,24 較低階認知技能 1,2,4,5,6,7,12,13,17,18,20,23
根據表 4-2-5 可知 99 學年度的化學考科，就選擇題的表面形式而言，以文 本敘述題有13 題，演算問題解決有 6 題，圖形理解試題有 2 題，實驗問題解決 有3 題。若依解題所需認知技能進行分類，屬於較高階認知技能有 12 題，屬於 較低階認知技能有12 題。
100
表4-2-6 99 化學考科試題類型分析的結果比較
分析法 題號
因素分析法
（主軸法）
因素一 4, 9, 11, 14, 15, 16, 19, 21, 22, 24 概念理解
（含圖形理解）
因素二 1, 2, 5, 6, 7, 12, 13, 18, 20, 23 演算與知識 回憶、概念理解
因素三 3, 8, 10, 17 較高階認知
階層性集群分析法
分枝1 3, 9, 10, 17, 24 較高階認知
分枝2 2, 11, 13, 15, 18, 20 概念理解（含圖形理解 與實驗問題解決）
分枝3 8, 14, 16, 19, 21, 22, 23 概念理解 分枝4 1, 4, 5, 6, 7, 12 演算與知識回憶 專家判斷法 LOCS 1, 2, 4, 5, 6, 7, 12, 13, 18, 20, 23
HOCS 3, 8, 9, 10, 11, 14, 15, 16, 17, 19, 21, 22, 24 三、98 學年度試題類型的分析結果
（一）統計分析方法所得的結果 1. 因素分析法
利用探索性因素分析的主軸因素法分析98 學年度化學考科的選擇題，
以1105 位抽樣學生的作答情況，進行因素分析。以主軸法萃取潛在因素，
有關因素數目的決定，採初始特徵值大於1.0（表 4-2-7）、陡坡圖（圖4-2-5）
有關因素數目的決定，採初始特徵值大於1.0（表 4-2-7）、陡坡圖（圖4-2-5）