臺灣化學教育

高中化學科教材教法專書導讀：
第十二章 大學學測和指考試題與化學教學

馮松林¹、陳映辛²

國立竹山高中

¹[email protected]

²[email protected]

n  前言

大學學測是目前高中升大學的重要篩選依據，對高中化學教學而言，學測試題不僅是用來檢測學生對化學知識的理解，也是指引教師教學內容的重要方向，雖然說考試的目的，並不是用來領導教學，但是命題的內容與方向，卻是教學重要的參考。

一般對試題的分析，往往著重題目考了那些化學概念、學生的答對率和試題的難度等。化學教材教法專書第12章中，則針對學測化學試題的內涵談教學，從學測題目怎麼考，反省我們教學要怎樣教，提供初任教師省視自我的教學內容與方法（馮松林，2020）。本文則將依此架構，討論110年學測（大學入學考試中心，2021）中試題所反映的教學意義。

n  學測試題與教學

110學測化學試題中，包含化學反應的類型、質量守恆、莫耳生成熱、倍比定律、氧化還原、pH值、官能基、平均原子量、莫耳數的計算、方程式的判斷、折線式的表示法、莫耳生成熱的計算、層析法實驗、路易斯結構和石英等。

試題中包含了高中化學許多重要的概念，不過學測化學才17題，不可能一次涵蓋所有的化學概念，儘管每年考題會有不一樣的選材，我們不需要去猜會考什麼，該檢視的是題目中，有那些重要該教的化學概念。面對考題，我們應反省的是，我們的教學是否足夠讓學生有能力去解題、去做判斷。

本文將依學測測驗目標(大學入學考試中心，2011)，粗略將題目分成以下四部分進行討論，其中學測試題以方框呈現，方框內之紅色標示為正確答案。

一、測驗考生基本的化學知識和概念

第一部分是基本題，題目是大部分考生所該具備的學科知識，以學測第4題為例，本題用分子模型為題幹，學生要解讀所代表的化學意義，判斷反應的類型、質量守恆、倍比定律、莫耳生成熱和反應熱等，學測大致上是一種總結性評量，很常在一個題目中，綜合考很多基礎化學概念。

本題考到反應熱是吸熱或放熱的判斷，通常知道反應溫度的變化，是可直接判斷反應熱的變化，或者一般以斷鍵需吸收能量，鍵的結合則需放熱降低能量，再綜合總能量的變化也可以，所以有時會以反應的型態推論，分解反應吸熱情形居多，化合反應則放熱多。

本題反應是一種分解反應，依反應型式推論，大概會認為這是吸熱反應，選項C變得很有誘答力，在沒有確切數據下的判斷，其實不一定是對的，解離反應大致是吸熱的論述，有時模糊了學生的判斷，所以教反應式時，除了教基本的判斷外
，亦要提醒學生，一個反應中大致包含鍵的斷裂和生成，大部分的反應，不可能單純從反應式看出反應熱，同樣的亦無法從反應式直接得知反應速率、達平衡的位置和是否自發反應等。

 

       第5題傳統考題氧化還原的判斷，一般反應式中有元素參與就屬氧化還原反應，這類題目有的會直接給反應式，有時如本題只給中文敘述，選項中的反應也不是常見反應，對反應的說明也會不說明完整的反應式，如選項A就沒提到呼吸作用有氧的參與，像呼吸作用、燃燒、酸鹼中和、氧化還原、酯化、皂化、聚合等等，這些基本的反應，學生就要了解其重要的參與物質。

       很多與反應式相關的考題，大都以符號或文字說明反應的情形，化學物質的表示也有一樣的情形，如KNO₃寫硝酸鉀，學生解題就需要在文字與符號間轉換，題目的難度就增加了。對教學而言，到底那些要記要背，對學生是很困擾的，學生不一定要背很多反應式，但對反應主要反應物和產物要充分理解，對化學式的表示也要熟悉，看中文命名要能寫得出化學式。

      第6題考指示劑的變色，本題不難，B選項制酸劑是鹼性，上課都會提到，其中A選項雖不影響選答，但血漿略鹼性的資料，常出現在課文圖表中，教學時不要忽略課文提供資料的解讀及圖表的判斷。另一個值得注意的是變色範圍4.5至8.3的意義，本題不用變色範圍描述，題意明確指出pH值與變色的關係，避開了變色範圍的用詞，但變色範圍從文字上易誤解4.5至8.3間才變色，所以教學上要注意釐清變色範圍指稱的意義，說明與一般習慣字意之不同。

 

       第7題同第4題一樣是模型題，不要認為學生一看模型就看懂，上課時讓學生動手實作，增加學生對模型的辨識，尤其是用模型去組成多鍵，有助於學生了解多鍵的形成。本題主要是官能基的判斷，醇的官能基是OH，但很多學生會有疑問，
COOH中同樣有OH結構，為什麼不能算是OH官能基，教官能基時其實要強調，分子的性質是整體結構的表現，COOH結構展現的主要是酸的特性，雖然有一個OH結構，分類時不屬於醇類，COOH中同樣有CO羰的結構，分類時亦不歸類為醛或酮。

 

        第10題與半導體相關的元素是矽，人體不可缺的是氧，答案是石英，石英在課本中出現的不多，但是考試卻常出現，從實驗式是SiO2，網狀共價化合物，每個矽周遭有4個氧，矽與氧以四面體結構鍵結等等，屢屢在考試中出現，相關概念教學時不能輕忽。

二、測驗考生理解化學資料和圖表的能力

       化學考題常需要學生能瞭解、整理及判讀科學資料和圖表。例如第8題要從原子序及原子量的數值，去判斷價電子數、同位素、中子數、八隅體規則和是否為離子化合物等，本題因為硼的原子量不是整數，學生要從這裡推論硼元素有同位素，這提醒我們在教平均原子量時，也要注意提到原子量不是整數的原因。

此外，其它選項中NH₄⁺離子易形成離子化合物，硼不易符合八隅體的結構，這些概念往往被當特例教，但考特例常是大學聯考的慣例。

 

第27題考莫耳數的計算，學測一般要計算的問題不多，很少用到假設未知數X，很少考不代表不會考，過去這種需用到未知數X的範例很多，平常教學不必也不要鑽研太偏太難的題型，以本題給學生練習即足夠。再來前面提過，學測考題常不直接給反應式，學生要先寫出反應式才能計算，對很多學生而這很難，不過可告訴學生，這類題目大都會給充分的資訊，足以讓學生來列反應式。

 

第48題有4個選項考由反應方向判斷反應物和產物的量，判斷不是很難，只是題目及選項都很長，閱讀題的情境學生容易被繞暈，遇到這種題目要提醒學生，先看選項問什麼再看題目，這樣比較容易聚焦，還是有其道理在的。

本題前4個選項只對2個，應選三項所以E選項一定對，只是學生很難判斷E為什麼對，E選項說三氧化錳受熱會轉化成二氧化錳，課程中沒有這個反應，我們知道二氧化錳可還原成三氧化二錳，但逆向反應可以嗎？本題選答是可以用消去法找到答案，這是答題技巧，用這樣選答不代表理解化學知識，題目並沒有給足夠的資料讓學生判斷，這題可能要查維基百科才看得到答案，是有超出教學大綱之疑慮。

考試不想領導教學，這話說的太高調，老師不針對考試準備才有問題，考題中的概念老師沒教到也不好，只能用消去法去解題，倒失去教學的意義，面對教學上有疑義的大考題目，教師應在教學中加入對題目批判，引導正確的思
考及命題方向。

最後要注意，反應式中物質的狀態標示，目前國際上教科書或學術論文中，已經不採下標，直接列在物質右方。

第51-52題考鍵線式的表示法，舊課綱可能沒有鍵線式，但新課程有機化學就提到了骨架式（=鍵線式），未來鍵線式會是一種重要描述化學結構的方法和考題，值得詳實教一點。此外，考試為了有鑑別度和難度上的變化，有時會給複雜的化學結構，像本題畫了7個複雜結構，一個一個數原子可能要花較長時間，但基本上要是知道有一雙鍵會少2個H，有一個環也會少2個H，就能很快找到同分異構物，這是教有機分子結構很好的例子。至於幾何異構物的判斷，以往很少考環結構上的異構，教學生判斷時，只要注意雙鍵兩端的碳，同一碳上不能有相同鍵結，就比較好分辨順反結構。

至於芳香烴，學生可能容易誤解為不飽和烴，因為看起來有雙鍵結構，教學時可以從鍵級來分析，芳香烴上的碳碳鍵其實是1又1/2鍵，與不飽和烴的雙鍵並不相同，因此不屬於不飽和烴。

三、測驗考生應用與推理的能力

第三部分是指對科學方面的學習全盤融會貫通後，進而能舉一反三，如第9題，巧妙的以相同碳數和氫數化合物比較莫耳生成熱大小，本題有創意也有難度，學生只要列出用莫耳生成熱計算反應熱的式子，是可以輕易的做比較。

但反應熱有正負值，99有比-100熱量交換的多嗎？我們知道，反應熱的正與負只代表吸放熱，非數字的正負，所以在比較反應熱大小時都會很小心，命題時如果要比較熱量通常比其值的大小，可是本題只指明比大小，當然大小也是可以比，但要不要比正負值，有時會造成學生判斷上的兩難，本題可以拿來當作教學上比較反應熱的例子，讓學生分別以數字的大小與值的大小做比較。

   

第28題考濾紙層析法，108年也考過層析，學測每年至少有一題實驗題，本題取材於課本實驗，中規中矩的反映實驗中重要概念，實驗題有時則是創新實驗，有時考實驗器材，雖然實驗考題方向不易掌握，不管考的是實驗原理或方法，教學上讓學生動手操作每個實驗之外，提供學生做探究實驗的機會，對學生實驗能力絕對有幫助。

       第50題考了一系列的反應式，有三個選項與物質的性質有關，考了共振結構、氧化物的酸鹼性、反應熱，只有B選項跟題目的反應有關，最後問對流層的臭氧能不能補臭氧層的破洞，這有大氣高度上的問題，與化學倒是無大關係。綜言之，這種題型只是拿題目中出現的物質考綜合各種概念，在命題上是非常方便，與前面提到第4題相似，教學時適合給學生做複習及綜合演練用。

 

四、測驗考生分析的能力

最後一部分題目要學生能根據科學事實進行合理的分析及判斷。解題所需的認知層次較高。如第49題考分子結構，題目定義價電子數相等的物質常有相似的結構，以此做為解題的中心，學生要從H₃BNH₃與乙烷有相同的價電子數，推論H₃BNH₃與乙烷有相同的結構。

本題考H₃BNH₃這種少見的物質和敘述內容，題目的難度就高了許多，況且畫分子的結構對很多學生而言，不是很簡單，其中配位共價鍵在課堂講的也不多，本題有難度、有鑑別度，要解這一題，學生要會畫各種分子的路易斯結構，畫分子結構的基礎練習不能太少，可將本題列為配位共價鍵的範例。

 

      第53題是判斷純物質與混合物的新題目，本題將小分子A放入C60空腔中與外界隔絕，所謂隔絕是說A被包在裡面，A分子的特性被阻擋， 所以A@C60所表現的只是C60的化學性質，所以A@C60是一種純物質。本題從分子結構層次談純物質與混合物，是課程中沒有提及的觀點，為區別純物質與混合物帶來分子層次的見解，是未來教物質分類很好的延伸教材。

      第54題像是閱讀測驗題，除了D選項要由氧化數的變化判斷氧化產物，其它選項是文字邏輯的判斷，而非關化學，未來考試可能會愈來愈多類似的閱讀題，有文意的解讀或是科學的推理分析，這類問題立意良好，但命題考學生時，要注意內容與文意表達上是否完備，不要以為某些內容是常識，認為學生都可理解。教學生閱讀理解這樣的題目，對未來教學是一大挑戰，初任教學除了著重概念的講解或題目的演練，不妨所充實自己，並練習在內容上旁徵博引，將日常生活中的事與物融入化學教學中，活化自我的教學，方能提供學生更好的化學學習。

 

n  結語

測驗考試的目的是要去評量學生的理解，命題有其技術和概念的核心，題目所引導的脈絡與情境，有時與教學取向並不相同，在化學教材教法專書第12章中（馮松林，2020），試圖從過去幾年學測題目架構和思考邏輯，提供一種教學面向的討論。

沿續著這樣的方式，本文重新檢視110年學測化學試題，僅管每次考試都有不一樣的化學概念，但同樣可看到試題所反映，教學上老師應有的認知與策略，對初任教師而言，從問題的內涵去解構教學，更是可省視自我教學內容，本文期盼能有助於化學教師建構更寬廣的化學視野。

n  參考資料

大學入學考試中心（2011）。學科能力測驗自然考科考試說明（適用於99課綱）。臺北市：大學入學考試中心。

大學入學考試中心（2021）。110學年度學科能力測驗試題自然考科。臺北市：大學入學考試中心。

馮松林（2020）。大學學測和指考試題與化學教學。於邱美虹主編，素養導向系列叢書：高中化學教材教法(195-221頁)。臺北市：五南。