臺灣化學教育

素養導向評量：大學的社會責任：素養題

焦傳金

清華大學生命科學系
ccchiao@life.nthu.edu.tw

 

n  摘要

108新課綱在去年正式啟動，素養導向的教學模式成為主流，素養題也成為大家關注的焦點。大學老師的研究成果通常都發表在國內外專業的科學期刊上，一般學生受限於背景的不足與文句的艱澀，很難理解大學老師的研究發現。若是能鼓勵大學老師與研究生將研究成果改寫成素養題，免費提供給高中生練習，不但能讓素養題內容接地氣，更能發揮大學的社會責任，將研究成果分享給社會大眾知道。因為素養題已成為學測與指考的新趨勢，高中生有極高的動機練習這些題目，因此以大學老師研究成果為主的素養題將成為最有效的科學傳播。

 

n  簡介

兩年前有位朋友將一份北區指考模擬考生物科考題寄給我，其中的41-43題的內容是根據我們實驗室在2016年發表的一篇有關烏賊數感的文章改寫的。仔細閱讀後，發現作者用心的將研究內容，以素養題的形式，來評量學生對實驗設計的理解能力與對實驗結果的推理能力，這個過程其實就是我們當初在研究這個主題的思考過程。當下就覺得這樣的題目形式對學生的科學訓練真的很棒，也能讓更多的高中生認識我們實驗室的研究發現。

去年初在清大校內的招生策略討論時，有一位校外學輔專家提醒我們，素養題是一個重要的趨勢，若是清大老師能主動提供素養題讓高中生練習，這對學生認識清大將有非常正面的幫助。當下我立刻想到北區指考模擬考生物科考題的事，也認為這將是一個對各方面都有益的事。進一步思考後，我發現這個作法不僅對高中生有幫助，也是一個大學社會責任的展現，更是一個有效的科學傳播，因此毫不猶豫，立刻就採取行動，邀請生科院的老師們一起共襄盛舉。

當然一開始沒有太多老師回應，畢竟多數大學老師不知道什麼是素養題，也不太想花時間去設計這些題目，但我找了一些大考中心所提供的素養題範例，也請生物科學科中心的執行秘書新竹高中陳慕璇老師提供一些素養題的核心概念，並告訴我的同事們這件事的意義，也建議他們其實不用自己出題，最好由實際參與實驗的研究生主筆，因為他們不但對實驗設計與結果分析最熟悉，他們也跟高中生的年齡較接近，因此在用詞用語與觀念理解上較能接近高中生的觀點。同時我也向大學老師們保證，研究生所撰寫的素養題一定會經過高中老師的編修與校正，因此可以確保素養題的核心概念會被完整呈現。就在這樣的氛圍下，多數的生科院老師都樂意參與，也才能在去年九月與今年二月順利推出兩波的生科領域素養題。

n  讓素養飛：19位生科院老師響應出題

第一波的素養題呈現了來自生科院19位老師30題的生科領域題目，其中涵蓋了細胞與神經研究、藥物開發、動物行為、生物醫學等領域，多數都來自老師們自己的研究。為了驗證題目設計是符合高中生的生物程度，在素養題正式上線時，我們特別請50位參加清大生科院的青少年科學人才培育計畫的高中生試答，多數試答同學反應，這份試題能充分測驗出學生在實驗上的邏輯思考與分析判斷的能力。

我以我自己實驗室所提供的一題素養題「烏賊的數感」為例，在題幹會先介紹「數感」是衡量數量的概念，再談到為證實烏賊是否也有分數概念的實驗設計，在水箱內放入1隻對1.5隻(一大一小)、1.5隻對2隻蝦子等4組實驗對照，測試烏賊的捕食選擇及所需時間，並附上相關實驗數據圖表，要求學生理解訊息後，據以分析推論，來回答4個問題。

另一個有趣的題目「果蠅的社交與壽命」是由郭崇涵老師實驗室所提供，他也利用題幹介紹果蠅的社交行為，並搭配4組實驗數據以測試果蠅在獨居與群居、行動力強與弱等不同條件下，對其壽命長短的影響，要學生回答哪些變動因子會影響果蠅的壽命長短。陳令儀老師實驗室則是出了一題「大腦神經再生」，以3組實驗來測試4種化合物促進老鼠大腦神經再生的功效，學生必須讀懂實驗結果圖表中的神經細胞癒合率及存活率，才能推論出正確的答案。

參與編修的新竹高中陳慕璇老師表示，高中老師們的責任也重大，她們會先確認題幹是否易於閱讀，控制字數不要太長，並確定出題者想得到的答案是否與選項一致，檢核題目設計邏輯。這些工作其實也花費了相當多的時間，但是這是一個好的素養題不可或缺的要件。

n  擴大參與：加入化學與物理素養題

在第一波生物素養題推出後，收到許多迴響，不僅來自高中生物科老師，也收到高中化學與物理老師的回應，他們紛紛表示希望能將素養題的範圍從生物擴大至其他自然科領域，我也覺得若是能邀請化學系與物理系的老師一起來共襄盛舉，那一定是更棒的。在這樣的期待之下，我積極聯繫化學系與物理系的主任，他們也都承諾會予以協助，並指派一位老師負責收集試題。不過也許兩系的老師真的太忙，又或是化學與物理領域老師們的研究成果比較難用淺顯的文字說明清楚，成為素養考題，因此迴響並不熱烈。所幸清大化學系長期舉辦清華盃化學能力競賽，因此過去十幾年來已累積非常多的試題，有些題型剛好較符合素養題的精神，因此我們除了邀請5位清大化學系老師以自身的研究成果撰寫素養題外，也包含的24題的清華盃化學能力競賽試題，這些素養題提供了高中生自行練習的機會，也讓他們對清大化學系的研究領域與師資更加認識。

五位清大化學系老師的素養題都非常棒，包括了王素蘭老師的「晶型無機孔洞材料的大躍進」、江昀緯老師的「宏觀平衡與微觀分子世界的連結」、黃暄益老師的「半導體的晶面效應」、帕偉鄂本老師的「質譜法」、洪嘉程老師的「膠原蛋白」，其中專研胜肽化學、蛋白質摺疊與設計的洪嘉呈老師，他的素養題發想就是因為大家常聽到膠原蛋白，但不知道它的化學特性，因此他希望能利用這個耳熟能詳的名詞來測驗學生對分子間作用力、氫鍵的理解。

在新增的物理題庫中，有兩題是清大物理系王立邦老師提供的，包括「離子阱與質量的測量」與「宇宙中的暗物質」，另一題「無所不在的揉皺現象」則是由清大物理系洪在明老師出題，他的實驗室曾研究過紙張的揉皺現象，這是很生活化的題目，若是你將一張A4大小的紙張對折再對折，折了7次以後，再用力也折不下去，就算再換更大的紙，也折不過7摺，這是為什麼呢？另外，若是將鋁箔紙也用力揉成團拋在水中，僅管鋁箔比重遠大於水，但仍可浮在水面，裡面有多少空氣呢？要解釋揉皺現象，學生必須要活用高中所學的物理知識，這樣的題目也能激發學生的研究精神，將身邊習以為常的物理現象了解得更透徹。

n  培養學生的科學力

108新課綱的實施是臺灣科學教育的轉捩點，自然科探究與實作課程的現場充滿了老師們各種教學創意，學生不再只是學習課本上所呈現的知識，而是透過設計實驗、親手操作、分析數據、討論結果等過程，將科學內化成生活的一部份。學測與指考中的素養題就是這一波教育改革的主要推手，它不但測驗學生的閱讀能力，更藉由真實的實驗數據，評量學生的科學能力。素養題沒有公式可循，無法反覆練習，學生必須在探究與實作的課程中培養這樣的能力。好的素養題確實不容易出，大學老師的研究題目剛好提供了一個絕佳的機會，將研究設計的思考過程轉換成考題形式，讓學生經歷一場虛擬的實驗旅程，除了能讓高中生更加瞭解大學內各個實驗室的研究發現，也是培養學生科學力的有效方法！

n  參考資料

清華大學 素養題平台http://elte-nthu.hct.tw/