臺灣化學教育

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
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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23～26題之間，非選擇題是二～三大題，每一大題又可細分為3～4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

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

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

以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8、51、53、54題，以下就這些題來探討學生的表現。

【104學年度學測—第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。

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—第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。

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—第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。

53. 下列哪些屬於醇類化合物？（應選3項）

(A)甲  (B)乙  (C)丙  (D)丁  (E)戊

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. ABD；54. 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1、2、3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%與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】

由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51、53、54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）〉】