大學入學考試與化學評量:學測和指考化學實驗試題與學生表現之探討(上)/ 吳國良

星期日 , 10, 五月 2015 1 Comment

大學入學考試與化學評量:
學測和指考化學實驗試題與學生表現之探討(上)

吳國良

大學入學考試中心
kl0001@ceec.edu.tw

n  前言

大學入學考試是學生進入大學的重要依據,其測驗內容對高中教學的影響十分深遠。就高中化學的教學而言,通常可分為課本的講解和實驗操作兩部分。實驗部分因各種因素考量,又可分為演示實驗和動手操作實驗。不論是課本或實驗的內容,皆是屬於課綱規範的內容,都是大學入學考試(大考)學科能力測驗(學測)和指定科目考試(指考)的命題範圍。本文藉由大考之中的化學實驗相關試題,分析學生的表現、對高中教學的影響以及實驗內容命題的相關限制。

目前的大考可分為學測、指考及英語聽力測驗(英聽),與化學相關的考科有學測的自然考科和指考的化學考科。學測自然考科共有68題,化學方面有17題,皆為選擇題;指考化學考科包括選擇題和非選擇題,選擇題題數有2326題之間,非選擇題是二~三大題,每一大題又可細分為34小題。學測自然考科的測驗範圍是基礎化學(一)和基礎化學(二),指考化學考科的測驗範圍則是除了上述基礎化學(一)和基礎化學(二)之外,再加上基礎化學(三)、選修化學(上)、及選修化學(下)。這些測驗範圍,除了教科書的內容外,也包含實驗的內容,由於各教科書版本的實驗內容受教育部所頒布課程綱要的規範,其內容大致相同,因此在命題上不會受到某一版本內容不同而有所限制。

n  課程綱要的實驗內容

大考的命題需符合課綱的規範以免產生超綱情形,此稱為「不超綱」,此為大考命題的重要原則之一。就課綱中化學實驗的相關內容如下,其中表一是屬於學測化學實驗命題的相關內容;表一加上表二則是指考化學實驗命題的相關內容。

表一:基礎化學(一)和基礎化學(二)的實驗內容

實驗編號

實驗名稱

基礎
化學
(一)

1

物質的分離

2

硝酸鉀的溶解與結晶

3

化學反應熱

4

化學電池

基礎
化學
(二)

5

示範實驗:常見化學反應的形態

6

示範實驗:分子在三度空間的模型

7

有機物質的一般物性

8

界面活性劑的效應

由於學測的命題範圍較小,涵蓋的實驗內容只有8個,因此在命題時有相當的侷限。

相對於學測的實驗內容,指考的試題內容加深加廣許多。表二是基礎化學(三)和選修化學的實驗內容,這二個部分的實驗共計有13個,指考的實驗命題較有發揮的空間。

表二:基礎化學(三)和選修化學的實驗內容

實驗編號

實驗名稱

基礎

化學
(三)

9

秒錶反應

10

平衡常數與勒沙特列原理

11

溶度積測定

選修
化學
實驗

1

烴類化合物的性質

2

酸鹼滴定

3

電解電鍍、非電解電鍍

4

氧化還原滴定

5

凝固點下降的測定

6

示範實驗:錯合物的形成

7

奈米硫粒的合成

8

硬水的檢測軟化法

9

醇、醛、酮的性質

10

化學合成

課程綱要除了提供實驗名稱外,還有說明的內容。舉例來說,基礎化學(二)實驗7:有機物質的一般物性,有三項說明,分別是:葡萄糖、碘、硫酸銅在一般有機溶劑中的溶解度;一般有機溶劑的互溶性;有機化合物的揮發性及氣味。這些內容說明,是教師教學和實驗操作的重點,也是大考設計試題的重要參考內容之一。

n  大考化學實驗試題與學生表現

大考已實施多年,學測從83年到104年,有21年的十歷史;指考從91年開始,也有13年的經驗。就99課綱而言,也有三年的施測經驗。本文擬就今年的學測與去年的指考試題,舉出代表性化學實驗相關的例題,並討論學生的表現。

一、學測自然考科化學部分

104學年度學測而言,在17題的考題中,與實驗內容相關者共有4題,分別是第8515354題,以下就這些題來探討學生的表現。

104學年度學測8題】

8. 下列哪一種容器較適合用來測量酸鹼中和之反應熱?

(A)玻璃燒杯  (B)紙杯  (C)瓷杯  (D)保麗龍杯  (E)不鏽鋼杯

答案:D

得分率(答對率):P = 8%

選項分析:A: 73%B: 2%C: 12%D: 8%E: 6 %

試題分析:本題是屬於基礎化學(一)編號3化學反應熱的測量實驗。本題的正確答案為(D),只有8%的考生選答此選項,故答對率(得分率)P值只有8%。有73%考生選(A)玻璃燒杯,可能是沒有進行實驗操作或是連實驗課本都未曾翻閱。實驗相關的裝置如圖一所示,以兩層的保麗龍杯加上杯蓋作為測量化學反應熱的裝置。考生答題狀況不佳,是化學實驗教學的一項警訊。

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圖一:反應熱的測量裝置

(圖片來源:高中基礎化學(一)實驗活動手冊,南一書局,p.30

104學年度學測51題】

51. 黃同學將5種液體分別置於1-5號試管後,分別進行測試,結果如下:

(1)以藍色石蕊試紙測試,發現只有5號試管的液體呈現紅色。

(2)測試液體的揮發性,4號試管的液體最易揮發。

(3)以手輕搧液體,嗅聞結果,1號試管的液體與家中所使用的去漬油味道相似;2號試管的液體,則有類似水果香味。

(4)食鹽於3號試管中液體的溶解度最高。

依據上述測試結果,則這5種液體依序為何?

(A)丙酮、乙醇、水、乙醚、乙酸

(B)乙醇、丙酮、乙醚、水、乙酸

(C)己烷、乙酸乙酯、水、乙醚、乙酸

(D)己烷、乙酸乙酯、水、乙酸、乙醚

(E)己烷、丙酮、水、乙醚、乙酸乙酯

答案:C

得分率(答對率):P = 68%

選項分析:A: 17%B: 8%C: 68%D: 5%E: 2%

試題分析:本題是屬於基礎化學(二)編號7有機物質的一般物性所作的變化而衍生的試題,所檢驗的物質與實驗課本所使用的物質有所不同。課本所使用的物質包括葡萄糖、碘、硫酸銅在一般有機溶劑的溶解度,以及有機溶劑的互溶性,有機化合物的揮發性及氣味。有機化合物的揮發性與氣味的操作,如圖二所示。本題所使用的物質,則是己烷、乙酸乙酯、水、乙醚與乙酸,檢測的性質包括物性和化性。考生有相當不錯的答題狀況,得分率(答對率)68%。此結果顯示,對一般的考生而言,這種以實驗結果進行推論的試題,並不會太困難。

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圖二:有機物質的一般物性和化性檢驗

(圖片來源:高中基礎化學(二)實驗活動手冊,龍騰文化,p.35

104學年度學測53-54題】

53-54為題組

53-54. 下圖為甲、乙、丙、丁、戊五種有機化合物的分子模型。圖中黑、灰球分別代表碳、氫原子,斜線球代表氧原子。圖中連結兩球間的單棍代表單鍵,而連結兩球間的雙棍代表雙鍵。試回答53-54題。

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53. 下列哪些屬於醇類化合物?(應選3項)

(A)  (B)  (C)  (D)  (E)

54. 下列何者互為同分異構物?

(A)甲與乙  (B)乙與丙  (C)丙與丁  (D)丁與戊  (E)乙與丁

答案:53. ABD54. B

得分率(答對率):53.P = 65%54.P = 64%

選項分析:53. A: 83%B: 78 %C: 29%D: 83 %E: 21%

54. A: 10%B: 64 %C: 13%D: 4%E: 9 %

試題分析:本題屬於基礎化學(二)示範實驗:分子在三度空間的模型所衍伸的變化題,在實驗課本的教學上,利用有機分子的球棍模型,可以觀察兩原子間的棍棒數目,以123根棍棒分別代表單鍵、雙鍵與參鍵,進而了解分子在鍵數與鍵結情況。兩題之中,第53題是測驗考生官能基的概念,考生只要知道醇類化合物所具有的官能基,即可作答。第54題則是測驗考生對同分異構物定義的了解,考生需要將分子模型轉化成分子式,才能比較五種化合物,哪兩種的分子式相同,但結構式不同。這兩題皆有不錯的答對率,分別是65%64%,可見大部分考生對分子模型及其所代表的意涵有一定程度的了解。

【學測部分小結】

104學測自然考科化學部分這4題實驗相關的試題,由考生答題的結果可知:

1.    並非所有的學校每一個實驗確實進行,以學測的實驗範圍而言,所有學生都必需修習的內容。學校可能受限於人員、場地、經費、以及時間的考量,無法安排每個實驗都能順利進行,這點可由104學年度第8題考生的作答結果推論得知。

2.    考生對於化學實驗相關結果的推論能力和分子模型的轉化能力,有不錯的表現。由第515354這三題,考生答題的結果得知,大約都有六成左右的學生可以答對,也就是說,就分析推理與模型認知能力而言,學測大部分學生都已具備這種基本能力。

 

【續〈學測和指考化學實驗試題與學生表現之探討(下)〉

 

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One Comment
  • Deon 說:

    Always the best content from these priodgoius writers.

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