臺灣化學教育

大學入學考試與化學評量

吳國良

大學入學考試中心
[email protected]

臺灣的教育一向與考試密不可分，《臺灣化學教育》的第七期專題「大學入學考試與化學評量」，嘗試討論大學入學考試中有關化學評量的不同面向，包括：學測和指考的現況、挑戰與省思、評析有機化學試題、探討化學實驗試題與學生表現、融入學測試題於化學App、說明化學考科人工閱卷、介紹個人申請作業、比較化學競賽試題與大學指考題目。

本期專題以大學入學考試和化學評量為題，探討考試、教學與評量的關係，各文章有其不同的觀點與訴求，從不同的角度切入，說明如下。在本專題中，首先由吳國良研究員撰寫的〈大學入學考試的現況、挑戰與省思〉起頭，討論大學入學考試與招生制度的現況，其所遭遇的相關問題以及可能解決之道。

n  大學入學考試

一、學測與推薦甄試

大學入學考試非常受到高中學生、高中教師或高中學生家長的重視。目前的大學入學考試（簡稱大考）是由大學招生委員會聯合會（簡稱招聯會），委託大學入學考試中心（簡稱大考中心）所辦理。大學入學考試中與化學評量相關者，可分成兩大類，分別是學科能力測驗（簡稱學測）和指定科目考試（簡稱指考）。學測的考科是有國文、英文、數學、社會與自然；其中社會與自然是綜合性考科：社會考科包括歷史、地理、公民與社會三科；自然考科則包括物理、化學、生物、地球科學四科。學測目的是測驗考生進入大學的基本知能，考生五科皆須報考，由於其屬基本門檻性質的測驗，因此採級分方式的設計，以避免學生分分計較。各校系可針對其需求，對考生的成績設置各科或總分不同級分的篩選標準，通過這項標準的考生，則可進入各校系第二階段的指定項目甄試。

各校系第二階段甄試的情況有所不同，大部分的校系都會要求備審資料，有些會進行小論文、口試或團體面談，有些校系甚或進行筆試。結合這些學測成績、備審資料（高中成績）、面試、小論文、筆試成績等，作為進入大學校系與否的標準。

二、指定考試

學測是屬於測驗考生基本知能的考試，相對地，指考則是屬於較為進階與專精的測驗。指考共分為十個考科，分別是國文、英文、數學甲、數學乙、歷史、地理、公民與社會、物理、化學、及生物。指考的設計是採校系指定、學生選考，即各校系指定其採計科目，考生選擇科目報考。指考是作為考試分發入學使用，計分方式是採百分計，每一科目的總分都是100分，以原始分數呈現。校系亦可對指考設置不同的檢定標準或加權方式，考生的成績若能通過此檢定標準，即可以該校系為志願，考生錄取該校系與否的唯一標準，是以指考成績總分為依據。在104學年度之前，校系採計指考的科目為3~6科。104學年度開始，為減輕學生的負擔，改為3~5科。

三、與化學試題相關的文章

在《臺灣化學教育》的「本期專題」中，有三篇文章是討論學測和指考試題及其相關的文章，分別是國立臺灣師範大學化學系葉名倉教授撰寫的〈有機化學相關試題之評析〉，作者以有機化學家的觀點，評析近幾年學測和指考有機化學方面的相關試題；以及大學入學考試中心吳國良研究員撰寫的〈學測和指考化學實驗相關試題探究〉，藉由化學實驗相關試題，探討學生的表現與大考納入實驗題對教學的影響及其施測的限制。另外，陳昭錦、江青釗及廖静宜撰寫的〈學測試題融入化學App的開發與教學〉，是藉由化學定性分析實驗的例子，說明大考化學測驗試題與教學的關係，開發沉澱表查詢機及快打沉澱表App作輔助，再以遊戲方式讓學生可充分練習，發展寓教於樂的創新教學模式。

n  大學入學管道

一、學測和指考與入學管道

學測和指考與各項入學管道間的關係，簡化後如圖一所示。基本上，高中學生於高三上學期的寒假會參加學測，有了學測成績之後，就可以進行繁星推薦與個人申請。繁星推薦是為了照顧偏鄉學校而設計的入學管道，學生只要學測成績達到校系門檻的要求，就有資格進行繁星推薦，大學校系錄取與否是取決於學生高中成績的表現。舉例來說，在偏鄉地區非明星級學校的學生，若其高中三年的成績表現優異，會比在都會地區明星級學校表現普通的學生，更有機會進入大學就讀。學測完後，除了繁星推薦外，亦可進行個人申請。

圖一：入學考試與入學管道間的關係

高中學生參加甄選入學管道（繁星推薦與個人申請）後，若對其結果不滿意，則可參加七月份的指考，由其成績的結果進行考試分發入學。指考各科之中，除公民與社會外，皆有非選擇題，非選擇題的閱卷是一項繁複的工作，閱卷委員藉由不斷的溝通和討論，使其彼此之間可達一致性的共識；並且，每一份試卷都要由兩位的閱卷委員評閱，若有差異過大的情況，會再進行主閱，以確保閱卷的信效度。

二、不同招生管道錄取人數和比例

近幾年來，經由各管道進入大學的比例，如表一所示。由此表中得知，各年度間大學招生的員額大致不變，但甄選入學比例逐年升高，幾乎已經與考試分發入學比例相近。再加上，少子化對高等教育的影響已經逐漸浮現。甄選入學比例逐年增加對高中教學現場所造成的影響，以及少子化後對大學招生與入學考試的調整，是現行大學招生和入學考試制度下的兩個重要議題。

表一：100-103學年度大專校院不同招生管道錄取人數和比例

（資料來源：教育部103年版「教育統計」，原始資料取自大學招生委員會聯合會。）

三、與入學管道和人工閱卷相關的文章

個人申請視校系的要求而有不同的方式，此次的專題中國立臺灣大學陸駿逸教授和大考中心吳國良研究員撰寫的〈個人申請作業介紹—以臺灣大學化學系為例〉一文，是介紹化學相關校系的龍頭—臺灣大學化學系，其申請入學方式的申請作業和注意事項。此次專題中國立臺灣大學林英智和吳國良研究員撰寫的〈指定科目考試化學考科人工閱卷的說明〉，即是介紹化學考科的閱卷流程，利用層層的方式保障閱卷的公平性，以及藉其由電腦輔助閱卷後所帶來的便利性。

四、比較化學競賽與大考化學試題

除了入學考試之外，化學競賽也是一種型式的化學評量與測驗。與大考不同的是，並非每位高中生都會參與化學競賽。另外，化學競賽除了筆試之外，通常會包括實驗的實作評量。本期與化學評量相關的化學競賽，是由國立清華大學洪嘉呈撰寫的〈清華盃化學競賽及其試題與大學指考題目之比較〉，是介紹清華大學化學科能力競賽，其命題、進行的方式，比較其競賽試題與大考試題。化學競賽提供了有別於大考的評量方式，這種不同型式的評量，是希望吸引更多優秀的高中學生，藉由競賽的方式，更進一步了解化學並喜愛化學。

大學入學考試與化學評量：
學測和指考的現況、挑戰與省思

吳國良

大學入學考試中心
[email protected]

n  學測和指考

大學入學考試中心（以下簡稱大考中心或本中心）受大學招生聯合會（招聯會）委託，依據《大學法》辦理學科能力測驗（簡稱學測）、指定科目考試（簡稱指考）與高中英語聽力測驗（簡稱英聽）三種考試。學測的考試科目包括：國文、英文、數學、社會、及自然。其中，社會考科與自然考科為綜合性科目，社會考科的內容包括：歷史、地理、公民與社會；自然考科的內容包括：物理、化學、生物、及地球科學。指定科目考試的科目為國文、英文、數學甲、數學乙、歷史、地理、公民與社會、物理、化學、及生物十考科。

臺灣從2002年開始，大學入學制度已由過去聯考的單一方式，改變為多元的入學管道。新的入學方式稱為「大學多元入學新方案」，此項入學的方案經由多年的演變，以目前而言，分成繁星推薦、個人申請與考試入學三種不同的入學管道。這些不同的入學管道，是以學測與指考的成績，作為主要的入學依據。就大考中心所辦理的學測與指考而言，學測主要使用於繁星推薦與個人申請入學這兩種進入大學的管道，指考則於考試分發入學管道使用。不論是考生本身、考生家長、高中教師乃至於大學端，對於這兩種考試成績相當重視，這也說明學測和指考，在大學人才選拔扮演重要的角色。

n  與化學相關的考科

這兩種考試與化學相關的考科是學測自然考科和指考的化學考科。學測自然考科為一綜合科目，化學為其中的四分之一，整份試卷68題中，化學有17題。學測是測驗考生進入大學的基本知能，全體考生皆須報考五考。化學部分的測驗範圍包括基礎化學（一）與基礎化學（二）的課程。這兩項課程皆屬於必修課程。相較於學測，指考則是屬於較為進階的測驗，其測驗範圍除了上述的基礎化學（一）、基礎化學（二）之外，還包括基礎化學（三）、選修化學（上）與選修化學（下），即高中化學的所有內容。除了測驗範圍的不同外，指考化學考科的題型題數與學測自然考科的化學部分有所不同：指考包括23~26題的選擇題和二～三大題的非選擇題，非選擇題的設計有助於評量考生主動表達的能力。

n  招生制度的挑戰

學測是屬於基本型或門檻型的測驗，而指考是屬於進階或精熟型的測驗設計，招生制度和少子化的改變受到相當的挑戰。

一、甄選入學比例不斷升高

不管是申請入學或是近年才興起的繁星推薦，以這兩種合稱為甄選入學管道進入大學比例的學生逐年提升，在104學年就有可能超過考試分發入學管道，成為高中生進入大學的主要管道。在這種情況下，所衍生的問題是，以化學而言，超過50%的高中生是以基楚化學（一）和基楚化學（二）測驗的成績進入大學，反而是完整學習高中所有化學課程的學生為少數。對於這種現象，存有兩種不同的看法：有人認為學測原本就是基本門檻的設計，學生只要擁有基本知能，即使測驗的範圍少，但不管繁星或申請，都需要有高中在校成績，這種在校成績的提供，可以彌補學測測驗範圍的不足，大學校系亦可招收適合的學生。另一種看法則是，若是有超過一半的學生並未完整學習高中課程而進入大學，這對所有的科目都存在相同情況，高中三年課程的設計意義為何？又將如何與大學進行銜接？

在這個討論過程，有專家學者建議：如果將入學考試的時間延後，讓高中課程完整學習之後，即高中課程結束之後，再舉辦大學入學考試以及繁星、申請或分發的作業，這樣或可舒緩高中教學或學習的相關問題。但是，若是綜觀目前的入學考試與入學制度的設計，除了提供學生學測考不好，還可以拼指考的兩次入學考試機會外，還可以藉由繁星或申請了解自我的興趣、性向之後，再由這些資料準備、面試過程，逐漸認識、了解大學校系之後，選擇理想校系就讀。如果將學測、指考合併舉行，考生得到所有的成績之後，再進行相關的申請、分發作業，這樣是否會剝奪了學生兩次考試的機會呢？

二、少子化逐漸衝擊高等教育

以104年度的進入大學，當年的出生人口數約為32萬5千人左右；六年之後，110年度進入大學的出生人口數約為23萬7千人左右。短短六年之間，約少了8萬人。少子化的現實面馬上就會衝擊到臺灣的高等教育。對照目前少子化的現象，愈來愈多的大學在甄選入學比例逐漸提高，如果沒有任何的設限，這種情況會逐漸惡化。在生員不足的情況下，不論是頂尖大學、公立大學、私立大學，無不卯足全力在第一階段先搶學生。按照上述人口減少的事實，未來的高中生幾乎都可以上大學，高中教育幾乎已是大學教育的預備教育，學生進入高中接受教育，是完全為進入大學作準備，換言之，高中教育的獨立性幾乎已經不存在。

n  未來入學制度可考量的方向

就入學考試而言，如果是人人都有大學可就讀的情況，入學考試的簡化勢難避免，加上學生的高中在校成績可以看到學生的長期表現，亦應作為入學考量的一部分。此外，為避免甄選入學名額對高中教學所造成的干擾，適當限縮繁星與申請入學的名額也應是政策上可以考量之處。就長遠而言，入學考試與入學制度或可考量以下幾點方向：

一、簡化入學考試和入學制度

目前的入學考試，除了學測五科、指考十科之外，還包括英聽測驗，這其中，有些科目是重複，如：國文、英文、數學，是否需要短時間之內考兩次相同的科目，可再斟酌。就入學制度而言，或可考量一般大學與頂尖大學採取不同的策略，一般大學使用較少的入學考試科目，而頂尖大學則是使用較多較複雜的科目組合。

二、甄選入學招生名額比例宜審慎評估

繁星與申請進入大學比例大幅提高，已造成高中教學現場困擾，故短時間之內，不宜再提高甄選入學名額比例，宜維持一定比例一段時間後，觀察這些不同管道進入大學的學生，表現是否有明顯差異，藉由較長期的研究與評估，才能進行下一步的政策建議。

三、建立入學考試與招生政策的長期研究

目前，不論是入學考試或招生政策，幾乎是各抒己見，很難找到具共識的焦點。有人主張：恢復以前的聯考，以減輕學生負擔，保障弱勢；有人主張：延後入學考試，以使高中教學完整；有人主張：維持學測與指考，使學生有兩次入學管道的機會；有人主張：宜納入高中在校成績，以了解學生長期的表現。不論是何種發言，其背後的立論證據，都是相當薄弱。這也突顯在教育政策的研究，似乎缺乏實證研究的立論基礎。如何建立以證據為基礎的研究，從研究之中找出適合高等教育可長可久的政策，雖然，這可能會是一條漫長之路，但這卻是能夠突破目前困境唯一之路。

大學入學考試與化學考科：
有機化學相關試題之評析

葉名倉

國立臺灣師範大學化學系
[email protected]

n  化學考科測驗範圍

學測和指考為目前大學入學兩種主要的考試，隨著個人申請及繁星推薦名額逐年增加，學測報名人數約增到14~15萬名之間。而指考報名卻逐年減少，103學年度考化學指考只剩下25,735名。就化學試題內容而言，學測自然科有關化學試題約17題，這些試題主要以高一基礎化學（一）及高二的基礎化學（二）為命題範圍。由於學測的測驗對象包括社會組和自然組同學，因此，出題只能以基本化學知識為主軸，再加綜合題型，整合自然學科—物理，化學，生物，地科的共通概念。整體內容不牽涉過於複雜的衍伸概念和化學計量。相對而言，指考化學考科的測驗範圍，除了基礎化學（一）、基礎化學（二）之外，還包括基礎化學（三）、選修化學（上）、選修化學（下）。內容涵蓋所有高中化學，出題內容較學測深廣很多。

n  有機化學試題評析

筆者個人的專長為有機合成新方法的開發與研究，以下僅就近年來學測和指考中有關有機化學試題，提供個人的淺見。

一、學測中的有機化學

100學年度（有二題）：有機化學相關試題有第38題和第46題，以95課綱基礎化學第五章「生活中的化學」為出題主軸，分別測驗學生對五大營養素中—醣類的了解。第38題是測驗簡單的單、雙及多醣類的區別，而第46題則測驗較深入的多醣中的纖維素。

101學年度（有三題）：首次使用99課綱命題，第35題測驗日常生活的食鹽（離子化合物）、米酒及食醋（分子化合物）的酸、鹼強度、導電度、熔點及揮發性等綜合性問題，這種問題涵蓋一個以上的章節和化學概念，是很不錯的試題類型。這種問題有助人引導教學的完整性，而不是條列式或講義式的教學法。第36題（與100學年度是第38題類似）測驗學生對五大營養素分子組成的概念，第40題為有機化學分子中同分異構物的概念也是基本的化學應有的知識。

102學年度（有一題）：在基礎化學（二）的有機化合物及化學與能源中均涵蓋有機化學，本年度的第49題以測驗學生對不同官能基化合物（烷、烯、炔、醇、胺及酸）分子組成的理解，學生必須了解各種有機化合物（包括核酸）的結構，因此這種題型已較之前95課綱教材難一些。

103學年度（有三題）：第55題，測驗分子式與官能基化合物的聯結關係。第56題則測驗學生對醣類化合物的理解。第57題則是學測第一次測驗較複雜的有機分子（玻尿酸）結構中官能團的認識，其試題見「化學試題舉隅」一節的附件一。

104學年度（有五題）：第35題，測驗學生對生物中大分子—ＤＮＡ單體核酸結構的認識。第48題為一個不錯的綜合題，以酸鹼滴定用的指示劑—酚酞為主軸，不僅測驗酸鹼滴定亦測驗酚酞分子結構的相關問題。第49題測驗汽油的分餾及其成分與分子結構。第51題為常見有機化合物特性及其鑑定方式，較有引導學生動手做實驗的學習方向。第53-54題則是學測中第一次分子模型顯示化學結構，測驗學生對分子模型，官能基團及同分異構物的概念，是一有趣的新型考題，其試題見「化學試題舉隅」一節的附件二。

綜觀最近學測的有機題型以對有機分子結構與官能團的認知為主軸。由於95課綱有機教材中主要涵蓋烷、烯、炔及芳香烴，而99課綱教材已擴充至烷、烯、炔、芳香烴、醇、醚、醛、酮、酸、胺、醯胺及生命中的有機化合物如醣類、蛋白質、油酯與核酸。因此，學測中有機化學可以出題的題材增加很多，此亦可由104年度與有機相關試題共有五題，比往年增加一些看出此趨勢。

二、指考中的有機化學

指考的有機化學範圍則較廣且難度加深，經常可以看到創新的題型，這些題型不容易在高中考題及坊間輔助教材看到。一般而言，試題是經過層層的命題、修題及闈內測試修定而定稿，題型具嚴謹度及綜合性（即將其他章節和不同觀念融合在一個試題中）。另外，95與99課綱內容對高中化學概念整體差異不大（99課綱已無金屬晶格計算），因此，近年來指考化學範疇變化不多。以下僅針對與有機化學相關而較具整合性題材略述以下，對於僅考記憶性有機化學題目，則不在此詳述。

99學年度（有四題）：第5題，是將蛋白質的結構與化學鍵的概念統整在一題，學生必須知道蛋白質結構中的作用力（氫鍵、凡得瓦力或離子鍵……）。第11題將有機及無機化合物的沸點比較，學生必須對各種化學分子有全面了解才能回答。第19題測驗芳香烴的結構及其反應，亦是一個綜合性的有機化學考題。第20題為實驗題，丁烯二酸的順反異構物的純化與再結晶實驗，並測驗其熔點與結構間的關係。具有引導教學需注重實作的功能。

100學年度（有五題）：第5題測驗有機分子的極性（以偶極矩呈現）與沸點的關係。第17題將聚合物與塑膠分類聯結的一個考題，較有生活化學的意義。第18題為定性化學實驗，難能可貴的是將有機物（乙醇和乙炔）及無機物（NaCl、NaBr及NaI）併在一起以實驗方式呈現，是一個好的題型。第19題熔點測試實驗的題目，有引導教學需注重實作的功能，其試題見「化學試題舉隅」一節的附件三。第22題結合時事，測驗2010年諾貝爾獎有關石墨烯的結構與特性。

101學年度（有三題）：第10題將有機化學中氧化還原的觀念與化學計量結合，是良好的整合題型。第13題以保麗龍球組成有機分子模型的題目，引導實作教學。第15題有機分析實驗，多種官能團的化學分析實驗，引導實作教學。

102學年度（有二題）：第12題以瘦肉精時事問題，測驗瘦肉精分子結構及其特性，題目具綜合性，是一好的題型，其試題見「化學試題舉隅」一節的附件四。第22題乙烯和乙炔的化學分析著重實驗及其化學反應。

103學年度（有二題）：第20題測驗有機分子（乙烯、乙烷）與無機分子（、、、）在鍵結與結構上的差異。第24題耐綸-66合成實驗題目，此為經常出現的考題，較無創新的問法。

綜觀近年來指考的有機題型較為分散，並不集中於某一主題。值得一提的是，某些考題與其他章節統整為綜合性題目，如100學年度第18題定性化學實驗中，將有機物（乙醇和乙炔）及無機物（NaCl、NaBr及NaI）併在一起以實驗方式呈現，為統整題型的試題，其試題見「化學試題舉隅」一節附件四。這類型的試題著重於概念的統整與實驗所得結果分析，考生回答試題時，需要逐步分析，了解每個實驗步驟的意涵，才可回答相關試題。

n  結語

綜合來說，化學為實驗科學，近幾年的學測與指考試題，嘗試著重於實驗相關課程的評量，符合高中化學課程的設計。學測中的有機化學可以出題的題材增加很多，最近五年題數有逐年增加的趨勢，但顯少出現實驗和統整題型的試題；指考的有機化學題數卻逐年遞減的趨勢，但經常出現實驗和統整題型的試題。另外，統整不同章節或不同概念的試題類型，可評量考生統整與分析的能力，亦應是未來值得加強研發以納入正式考試的類型之一。

n  化學試題舉隅

附件一：【103學年度學測–第57題】

57. 透明質酸，又稱玻尿酸，最近常被應用在醫藥及美容上，其化學結構如下：

試問此多醣聚合物具有哪些官能基？(應選3項)

(A) 羧基  (B) 鹵基  (C) 酯基  (D) 羥基  (E) 醯胺基

附件二：【104學年度學測–第53-54題】

53-54為題組

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

53.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

附件三：【100學年度指考–第18題】

18. 實驗桌上有五支標明1-5的試管，含有未知成分的溶液，只知其可能為氯化鈉溶液、溴化鈉溶液、碘化鈉溶液、乙醇的正己烷溶液、乙炔的正己烷溶液。某生進行實驗測試，以「+」表示有反應發生，「–」表示沒有反應，空白為未測試，得到的結果歸納如下表。

下列有關測試結果的敘述，哪些正確？

(A)試管1、3與4中，可能含有鹵素鹽類

(B)試管3最可能是氯化鈉溶液

(C)試管2最可能是乙炔溶液

(D)試管4與作用會生成白色的沉澱

(E)試管5的化合物可使的溶液褪色

附件四：【100學年度指考–第18題】

12. 為了增加豬肉中的瘦肉，有些養豬戶會在豬的飼料中，添加禁藥｢瘦肉精｣。瘦肉精可以促進蛋白質合成，增加瘦肉。圖4為某一瘦肉精的結構式。下列有關此化合物的敘述，何者錯誤？

圖4

(A)此瘦肉精分子含有二級醇結構

(B)可形成分子間氫鍵

(C)此化合物的水溶液呈酸性

(D)此化合物的水溶液加入多侖試劑，不會產生銀鏡

(E)此化合物加入氯化鐵酒精水溶液，會造成顏色改變

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
[email protected]

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）〉】

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（下）

吳國良

大學入學考試中心
[email protected]

【承〈學測和指考化學實驗試題與學生表現之探討（上）〉】

二、指考化學考科

相對於學測自然的化學部分，指考化學的範圍加廣、內容加深，屬於進階的考試。指考化學考科是為理工科系所設計，其報考的考生是以第二、三類考生為主。指考從91年施測至今已有13年，本文受限於篇幅，僅以103學年度指考試題作為討論範圍。103學年度的指考化學考科共有26題選擇題，其中與化學實驗相關的試題共有5題，分別是第8、15、16、18與24題，以下就這些試題來探討學生的表現。

【103學年度指考—第8題】

8. 下列哪一種聚合物所製成的樹脂可直接填充於淨水系統的管柱中將硬水軟化？

答案：B

得分率（答對率）：P = 43%

選項分析：A: 1 %、B: 43%、C: 21%、D: 20%、E: 15%。

試題分析：本題屬於選修化學實驗中的硬水的檢測軟化法，實驗內容有特別說明是利用離子交換法軟化硬水。一般實驗課本都會以圖示方式，說明硬水通過陽離子交換樹脂後，可使硬水軟化，如圖三所示。本題的離子交換樹脂以結構式的方式表示，可能使部分考生產生混淆。另外，有不少考生選選項(C)、(D)，是對陰離子與陽離子交換樹脂的定義有所誤解，選(E)的考生則是不了解硬水的定義。本題答對率43%，屬於中間略偏難的試題。本題主要是屬於定義與結構式的認識，不涉及化學實驗的操作。

圖三：離子交換樹脂使硬水軟化的示意圖

（圖片來源：高中選修化學（上）實驗活動手冊，康熹文化，p.17）

【103學年度指考—第15-16題】

15-16題為題組

根據上列實驗步驟，回答15-16題：

16.   在步驟5中溶液混合後的消失速率(M/s)為何？

答案：15. D；16. D

得分率（答對率）：15. P = 66%；16. P = 31%

選項分析：15. A: 7%、B: 15%、C: 10%、D: 66%、E: 2%。

16. A: 31%、B: 16 %、C: 18%、D: 31 %、E: 4%。

試題分析：本題屬於基礎化學（三）秒錶實驗的內容，主要是測驗考生碘酸鉀與亞硫酸氫鈉的反應速率。本實驗的步驟較繁複，學生需要了解各項試劑與其之間的作用關係。在試題設計時，第15題是直接計算反應物的莫耳數，計算較為簡易，答對率為66%。第16題則是計算反應完成時，反應物的消失速率，此題除涉及第15題需要答對外，還要考慮A、B兩試管溶液體積具有加乘性，答對率不及第15題的一半。此題雖屬實驗題設計，實質上是屬於化學計量，從考生的作答狀況而言，試題設計若是屬於直接列式計算就可得到答案，會有較高的答對率，如第15題。若屬於題組，且延續上面的試題，加上計算的轉折，考生的答題狀況較差，如第16題。

【103學年度指考—第18題】

18. 室溫下，王同學在做有機溶劑的特性實驗時，將等體積的三種溶劑：辛烷、水、乙醇共置於同一試管中，塞上試管塞並充分搖晃後，靜置觀察，將結果記錄於實驗本中，並以斜線表示分層情形，假設混合前後溶液總體積不變，試問下列哪一個圖最接近王同學實驗後紀錄的結果？

答案：C

得分率（答對率）：P = 64%

選項分析：A: 11%、B: 6%、C: 64%、D: 14%、E: 5%。

試題分析：本題屬於基礎化學（二）有機物質的一般物性所進行的延伸，實驗的說明內容有提到一般有機溶劑的互溶性。本題是測驗考生三種物質，辛烷、乙醇與水互溶的情況。雖本題屬實驗題，但屬於應用相關化學原理或概念進行推理與判斷，本題判斷的規則是分子極性和氫鍵，本題的答案是(C)，乙醇與水可以互溶，但其與辛烷不互溶。有部分考生誤以為辛烷與乙醇可以互溶，再加上乙醇與水可以互溶，故三者可以互溶，而誤以為(A)為正確答案。大考中心進行實測結果如圖四所示，證明選項(C)正確無誤。

圖四：辛烷、乙醇與水互溶與否的實測結果

【103學年度指考—第24題】

24. 在實驗室中，李同學進行製備耐綸的實驗，所用的反應試劑為己二胺的氫氧化鈉溶液與己二醯氯的正己烷溶液。下列有關此實驗的敘述，哪些正確？

(A)室溫下，此反應必須加熱才可進行

(B)己二胺和己二醯氯進行反應，會產生

(C)此為一聚合反應，己二胺和己二醯氯間會形成醯胺鍵

(D)反應發生於兩溶液的界面，且產生的耐綸為白色薄膜

(E)反應試劑混合後靜置數分鐘，己二醯氯的正己烷溶液位於下層

答案：BCD

得分率（答對率）：P = 46%

選項分析：A: 44 %、B: 65%、C: 86 %、D: 82%、E: 37 %。

試題分析：本題屬於選修化學（下）化學合成實驗耐綸的製備。本題在設計時，除了反應物之間的反應、產物的鍵結外，也包括反應的溫度、產物產生的位置以及溶液分布的狀況，是屬於實驗題綜合的評量，應有利於實際進行操作的學生。本題的得分率為46%，屬中等略偏難的試題，但因屬整合型的試題，加上是高中化學最後的一個實驗，考生有如此表現，已經是相當不錯。

【指考部分小結】

綜合指考化學考科這些實驗題的考生答題狀況，可以得到兩點初步的結論：

1.    若是屬於直接藉由原理進行推論，或是單一列式進行計算的試題，如：第15、18兩題，考生的答對率可以超過五成以上，這兩題的答對率分別是66%與64%。

2.    若是屬於多個概念測試，如：第8題的硬水與陽離子交換樹脂；或是兩個步驟以上的列式計算，如：第31題；或是實驗概念的整合，包括：實驗條件、步驟、結果、產物的特性等，如第24題，考生的答對率會略微下降，大約在30～40%左右。

n  大考實驗題的限制以及對教學影響

化學是一門實驗的科學，實驗課程屬於高中教學一環，大考設計實驗題以評量考生，是值得長期努力的方向。然而，實驗題的設計仍有其限制，舉例來說：

1.        大考是紙筆化的標準測驗，參加人數相當龐大，無法進行真正實驗的操作評量。

2.        以紙筆測驗所設計的實驗亦可呈現不同的風貌，如前述學測和指考的試題，這些試題著重於實驗的觀察、結果分析、原理應用、數據處理等，並不等於實驗的操作能力。

3.        高中化學課綱所涵蓋的內容有限，如果每次的大考都必須包含實驗題，再加上，大考幾乎都不使用過去考過的試題，難免會有題材枯竭的時候。對大考而言，如何設計優良且不重複的實驗題，又能符合課綱的規範，是一項重大的挑戰。

雖然有上述的限制，但是大考納入實驗題對高中教學仍有一定程度正面的影響。104學年度學測考完後，全國高級中等學校產業工會即評論：未來將強化老師對於課綱實驗的教學重點，以利學生得高分；全國教師工會總聯合會亦提到：可能對學生的學習產生的影響，是讓學生更加重視課本實驗。

n  結語

本文是藉由學測和指考實驗相關試題，探討學生的表現，並討論實驗題施測的相關限制，以及對教學的正向回饋。

基本上，每年的學測和指考化學部分試題都應涵蓋實驗的課程內容，以99課綱而言，學測範圍的實驗有8個，指考範圍的實驗則再加13個（見表一和表二），這些內容是課程綱要的內容，屬於大考的命題範圍。就考生的表現而言，以學測為例，若試題是直接採用實驗內容命題，則考生的表現並不如預期，如104學測第8題；若測驗考生實驗結果的推論能力和分子模型的轉化能力，則有不錯的表現，如104學測第51、53、54題。以指考而言，以單一概念或是單一計算步驟的試題，多重概念、兩個以上計算式或是整合型試題比較，考生的表現是前者優於後者。這些試題的設計，是以實驗的材料與概念、計算或統整方面作結合，如果考生沒有進行實際操作，也可回答相關試題。然而，大考進行大規模的實作評量，確實有其限制存在。不過，實驗相關題材的入題，有助於高中教學對實驗課程的重視。

綜合來說，除了相關實驗情境的測試外，利用實驗題進行實驗結果與推論、概念理解、計算、推論分析、分子模型判讀等相關能力的評量，也是實驗題設計目的之一。大考涵蓋這些試題，除了引導高中教學外，也希望能夠為大學選擇合適人才就讀，以達成大學入學考試設計的意義與目的。