吳舉宏

(江蘇省教育科學研究院 南京 210013)

江蘇省義務教育學業(yè)質(zhì)量監(jiān)測(以下簡稱“質(zhì)量監(jiān)測”)已經(jīng)組織實施了六屆，而獨立命制試題始于2014年。試題難度是教育測量的重要技術指標，直接關系到質(zhì)量監(jiān)測的結果是否科學有效，因此對試題難度影響因子和認知診斷屬性進行系統(tǒng)研究非常重要和必要。

1 試題難度預估的分析方法簡介

1.1 試題難度影響因子分析 以過去歷屆質(zhì)量監(jiān)測試題為樣本，對預估難度、試測難度和實測難度進行對比分析發(fā)現(xiàn)，難度影響因子主要有：情境復雜性和新穎性、知識綜合性、能力層次性、思維過程性、條件顯隱性和干擾性、題型設問等[1]。

情境復雜性。一般來說，試題情境越復雜、越陌生，試題難度越大。

知識綜合性。學生從條件出發(fā)到問題解決過程中涉及知識的回憶與再現(xiàn)、遷移與應用，如果涉及的知識點越多，上述過程的難度越大。

能力層次性。安德森教育目標分類(修訂版)將認知分為6個維度：記憶、理解、應用、分析、評價和創(chuàng)造[2]。通常情況下，能力層次水平要求越高，試題難度越大。當然，這兩者之間并不是一個簡單的正相關關系，有時記憶水平的試題難度可能也很大，特別是在考查的知識內(nèi)容非常冷僻和瑣碎的情況下。

思維過程性。試題解答都需要經(jīng)過縝密的思維過程，要求學生能夠基于試題中呈現(xiàn)的事實、證據(jù)或條件，運用歸納與概括、演繹與推理、質(zhì)疑與批判等思維方法解決問題。思維鏈條中的環(huán)節(jié)越多、跨度越大，試題難度就越大。

條件干擾性。試題中條件信息越隱蔽，越具有干擾性和迷惑性，學生解題就越困難，試題難度就越大。

題型設問性。不同題型設問方式不同，相同題型的不同設問方式，都會影響試題難度。從題型角度來說，是非判斷題、選擇題、填空題 、簡答題和問答題，其難度一般是逐漸加大的。在問答題中實驗設計題或分析評價題，學生普遍感覺到非常棘手，常常力不從心，這主要與教學難點、薄弱點，以及試題能力要求較高有關。

1.2 基于認知診斷的學習進階法 2005年美國國家研究委員會(NRC)首次明確提出“學習進階”(Learning Progressions,簡稱為“LPs”)，并認為學習進階“是促進課程標準、課堂教學與考試評價三者一致性的有效工具”[3]。學習進階理念認為，學習是一個逐漸累積、不斷演進的過程，學生對同一內(nèi)容主題的理解存在多個不同的中間水平。測量理論中新興的認知診斷屬性層級模型可以更精細、客觀地刻畫學習進階，它通過界定某一知識或核心概念下的若干屬性及屬性層級關系，利用認知診斷屬性層級模型測量出學生掌握模式及知識狀態(tài)，再應用包含關系原則刻畫出知識狀態(tài)的層級結構(學習之路)[4](表1)。

表1 初中生“結構與功能觀”學習進階表

(注：水平一、二、三具有遞進關系)

2 試題難度的調(diào)控策略

2.1 從“情境”維度調(diào)控試題難度 例1：美洲沙漠地區(qū)生長著仙人掌“叢林”，其中生活著收割機螞蟻、欺壓蜥蜴、得克薩斯角蜥、響尾蛇、山狗和老鷹。請畫出該沙漠地區(qū)上述生物組成的食物網(wǎng)，并分析收割機螞蟻棲息地被破壞所帶來的后果。

簡要分析：顯然初中學生對于試題中的“異域風情”感到遙遠而陌生，他們根本無法知曉其中各種動物的食性，因此也就不能梳理和構建該生態(tài)系統(tǒng)中的食物網(wǎng)，從而對于以食物網(wǎng)為基礎的后續(xù)問題分析與解答也就無從談起。降低這道試題難度的方法有三：①補充說明學生未知的條件信息，特別是情境中6種動物的食性要交待清楚。②用學生比較熟悉的情境替換，如“草原上生活著兔、鼠、蝗蟲和吃草籽的鳥，還有狐貍和大型猛禽鷹”，然后再設問。③降低情境復雜程度，減少情境中信息量，減少生物種類及其相互之間的復雜關系，如“草原上生活著兔、鼠和大型猛禽鷹”然后繼續(xù)設問。

從“情境”維度調(diào)控試題難度的策略，如圖1所示。

圖1 從情境維度調(diào)控試題難度的策略

2.2 從“知識”維度調(diào)控試題難度 例2：王曉波家屋后長著一棵桃樹，今年結滿了一樣鮮嫩可口的桃子，而每朵花雌蕊受粉的花粉不盡相同。請問這棵桃樹不同年份所結桃子的口味會顯著不同嗎？為什么？(不考慮氣候變化、蟲害影響和花芽突變等異常情況)

簡要分析：該試題解題過程中涉及的知識點多，跨度大，而且對學生思維能力要求高。僅從知識點角度分析，解題過程主要涉及的知識內(nèi)容有：①桃子的食用部分是果肉；②果肉是子房壁發(fā)育而來；③子房壁是母本(這棵桃樹)體細胞組成；④這棵桃樹體細胞都是同一個受精卵分裂產(chǎn)生的。同時，上述知識點也就構成一個解題思維鏈條，從而得出結論：這棵桃樹不同年份所結桃子的口味一樣鮮嫩可口，不會因為受粉的花粉不同而產(chǎn)生顯著改變。當然氣候變化、蟲害或花芽突變，可能會影響桃子的口味，這些因素已在試題中被排除在外。該試題難度大，降低難度可以從減少知識點數(shù)目、降低知識點之間跨度、增加思維過程中的鋪墊等方面入手。

如將原題分別調(diào)整為：“植物學知識告訴我們，果肉是子房壁發(fā)育而來，而子房壁是這棵桃樹部分體細胞直接形成。請問這棵桃樹不同年份所結桃子的口味會顯著不同嗎？”“這棵桃樹所結桃子食用部分是果實的哪一部分？這食用部分是由花的什么結構發(fā)育而來？”經(jīng)過上述調(diào)整，試題難度從“難”調(diào)整為“中”“易”。從“知識”維度調(diào)控試題難度策略如圖2所示。

圖2 從知識維度調(diào)控試題難度的策略

2.3 從“能力”維度調(diào)控試題難度 例3：在燒杯中加入半杯清水，然后將幾片新鮮綠色菠菜葉浸在水中，在陽光下照射1～2 h。

(1)請描述葉表面發(fā)生的現(xiàn)象，并分析其原因。

(2)請在顯微鏡下觀察比較菠菜葉背面、腹面氣孔的多少？

(3)為了進一步定量比較分析菠菜葉背面、腹面氣孔的多少？請寫出實驗方案。

簡要分析：該試題以“氣孔”為探究實驗主題，依次從觀察現(xiàn)象、基于證據(jù)的分析推理、設計實驗方案等實驗能力層次，對實驗能力和認知能力進行了分步驟、全過程的考查，3個小題的能力要求越來越高，因而其試題難度逐漸增加。

該試題可以作為不同能力層次考查、不同難度試題命制的參考題例，供大家體會和借鑒。從“能力”維度調(diào)控試題難度可從認知能力和實驗能力兩個方面進行，而這兩個方面又會經(jīng)常交織在一起共同調(diào)節(jié)，具體調(diào)控策略如圖3所示。

圖3 從能力維度調(diào)控試題難度的策略

2.4 從“思維”維度調(diào)控試題難度 例4：番薯為旋花科植物，短日照條件下開花，原產(chǎn)于美洲的熱帶地區(qū)，現(xiàn)在我國各地都廣泛種植。你在江蘇地域見過它開花嗎？請猜一猜番薯花是什么形狀？并說明你猜測的理由。你去不了美洲，又該到我國大致什么地域去尋找驗證你猜想的證據(jù)？如果你不能去外地，又該如何通過實驗驗證你的猜想？

簡要分析：思維亦可歸入“能力”維度，這里之所以將“思維”從“能力”維度中抽取獨立出來，有如下考慮：①從操作層面考慮，“能力”維度內(nèi)涵很豐富，如果涵蓋的要素和路徑過多，會導致邊界模糊、思路混亂，不利于試題難度調(diào)控時清晰界定和準確定位。②這里的“思維”專指解題的思維鏈條，即問題解決過程中歸納與概括、演繹與推理等理性思維的過程。該題重點考查了學生類比推理能力，首先需要借助番茄的形態(tài)、結構特征尋找具有相似屬性的類比物，然后類比推理出未知屬性特征，目標物與類比物的相似屬性越多，那么類比推理得出的結論就越可靠[5]。解題思路主要如下：表征目標物(番薯為旋花科植物，草本，莖柔軟、細長，不能直立生長，葉心臟形等)→尋找類比物(根據(jù)日常觀察，牽牛等具有相似特征)→建立映射關系(將番薯和牽牛各自的屬性進行匹配)→進行類比推理(牽牛開喇叭狀花，番薯也可能開喇叭狀花)→采集證據(jù)驗證(去我國南方采集實物標本或人工模擬短日照條件培育取證)。

影響解題思維過程的主要因素有：知識點之間的混淆，前科學概念的干擾，思維障礙和解題步驟多少等，因此從“思維”維度調(diào)控試題難度可從上述因素加以考慮(圖4)。

圖4 從思維維度調(diào)控試題難度的策略

2.5 從“設問”維度調(diào)控試題難度 例5(2014年質(zhì)量監(jiān)測試測)：你聽說過這句諺語嗎？“陰茶花，陽牡丹，半陰半陽四季蘭?！闭埢卮鹣铝袉栴}：

(1)這句諺語說明這些花卉的生長發(fā)育受哪一種因素影響較大？

(2)為探究光照強度是否會影響開花，科研人員選擇鳳仙花、萬壽菊和一串紅進行對照實驗，結果如下：

從播種到開花所需天數(shù)光照較弱光照較強鳳仙花2220萬壽菊2418一串紅2721

分析表中數(shù)據(jù)，你可以得出什么結論？

(3)秋季日照時間短，萬壽菊盛開在秋季。為了美化環(huán)境，要使萬壽菊適當提早開花，你會采取什么措施？

簡要分析：本題重點考查學生運用知識解決實際問題，并對實驗結果進行分析解釋的能力。根據(jù)諺語中的“陰”“陽”“半陰半陽”可推知光照是影響花卉生長發(fā)育的較大因素。根據(jù)萬壽菊盛開在秋季，而秋季日照時間短，據(jù)此可推知，若要使萬壽菊提前開花，可用縮短日照時間的方法來處理，如暗處理、遮光。根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，可發(fā)現(xiàn)這三種花卉具有這樣的規(guī)律：光照較強時，從播種到開花所需天數(shù)較短；光照較弱時，從播種到開花所需天數(shù)較長。因此，可得出如下結論：光照強度會影響植物開花，而且光照較強可使花卉提早開花。

經(jīng)過試測發(fā)現(xiàn)，本題區(qū)分度、難度、擬合度都不錯，但不同得分點與總分沒有按從低到高遞增。試測后專家進行研討，并結合學生訪談情況，大家一致認為：與第(3)小題相比，很多學生作答第(2)小題更有難度，直接影響作答第(3)小題的信心，特別是第(2)小題的答案會明顯誤導學生作答第(3)小題，學生對光照強度和光照時間的概念混為一談。于是，專家組決定在正式測試時將第(2)、(3)小題在順序上進行對調(diào)。

正式測試后發(fā)現(xiàn)，經(jīng)修改的試題各項數(shù)據(jù)表現(xiàn)良好，試題區(qū)分度和難度都有比較明顯的上升，且不同得分點與總分的點二列相關呈現(xiàn)由負到正逐級遞增的理想變化趨勢。由此可以說明，試題設問的序列是非常值得研究的話題。

其基本要求是：各小題之間不能有強烈的提示作用、不能相互干擾而產(chǎn)生負遷移。

設問方式不同，試題難度不同，不僅表現(xiàn)在系列設問的序列和跨度上，還表現(xiàn)在題型設計、設問的指向性和開放性。從“設問”維度調(diào)控試題難度的具體策略如圖5所示。

圖5 從設問維度調(diào)控試題難度的策略

需要特別說明的是，由于情境、知識、能力、思維和設問每個維度下還存在數(shù)個子要素，因此各子要素不同程度上相互之間搭配組合，可以使試題難度產(chǎn)生不同的中間狀態(tài)，而不是上述5個調(diào)控策略示意圖中僅僅只有難度大、中、小3種狀態(tài)，命題者可以根據(jù)需要選擇組合。

除了上述調(diào)控策略外，還可借鑒PISA國際評價項目的有關技術方法，通過學生訪談、試測、分層分級代碼評價等方法調(diào)控試題難度。