自然科學探究與實作試題初探 翁群評、吳國良*、周建儒 大學入學考試中心 學科研究員 kl0001@ceec.edu.tw* 前言 探究與實作是科學研究的必經歷程,也是培養國民科學素養的重要環節。新課綱期待透過探究與實作的學習方式,讓國民具備科學知識、能力與態度,以面對日常生活中各種與科學有關的問題。課程、教學和評量彼此關係密切,屬於總結性評量的大學入學考試(以下簡稱大考),因在大學選才中佔有一定比例的成績計算,故如何因應新課綱的變革亦受到關注。大學入學考試中心(以下簡稱大考中心)在素養導向命題上有四個重點方向,分別是情境化、整合運用能力、跨領域或跨學科、表達說明能力,在此架構下的自然科學探究與實作試題的命製亦奠定了基礎,未來的挑戰則是持續精進命題與如何測驗考生更多元的能力表現。 簡介 十二年國民基本教育(以下簡稱十二年國教)下的自然科學領域課程綱要(以下簡稱自然領綱)(教育部,2018),強調各學習階段應重視並貫徹「探究與實作」的精神與方法,提供學生統整的學習經驗,並強調跨領域科目間的整合。為強化上述目標,自然領綱特於高級中等學校教育階段增列「自然科學探究與實作」課程內容,並規定應佔自然科學領域部定必修學分數三分之一。 課程的實施有賴教學與評量的相輔相成。在自然科學探究與實作的教學上,課綱提出了綜合理解運用的七項跨科概念(物質與能量、構造與功能、系統與尺度、改變與穩定、交互作用、科學與生活、資源與永續性),自然科學領域課程手冊亦提供不少教學單元案例。在自然科學探究與實作的評量上,和教學一樣都強調多元與適性,課程手冊也告知自然科學探究與實作課程宜用多元評量,才能同時評量學生學習的探究歷程與成果,更提及可採用實作評量(Performance Assessment)和檔案評量(Portfolio Assessment)方式進行。 然多數人提到評量就會直接聯想到考試,也就是常見的紙筆測驗,無論是學校的小考、段考、模擬考,或是與升學有關的大考,都以紙筆測驗方式進行。紙筆測驗行之有年,是一個相對純熟的評量機制,其試題的形成與施測皆有標準化流程可以依循,並透過測驗統計來檢視其結果的信度與效度。大考中心每年都會分析試卷的信度與效度,以學測自然考科為例,信度指標(Cronbach’s alpha)更在0.9以上,屬於相當好的表現,另透過專家判斷亦具有良好的效度。但是,過於單一或不當的評量方式是影響學生學習動機與興趣的因素之一,雖本文聚焦於紙筆測驗的命題精進,但在自然科學探究與實作課程的教學上,是鼓勵老師採多元評量的。 題型規劃與命製 為呼應自然科學探究與實作的課程精神,大考中心召集自然科學領域各學者專家(含大學教授與高中教師)執行學測自然考科試題研發計畫,依循本中心素養導向命題的四個重點方向:(1)情境化、(2)整合運用能力、(3)跨領域或跨學科、(4)表達說明能力,進一步精進學測自然考科試題的命製。 試題研發小組在發展自然科學探究與實作試題時,認為除了傳統的選擇題與非選擇題外,「混合題型」亦適合發展自然科學探究與實作的試題。所謂混合題型是在題組各小題的組合上,混合選擇題與非選擇題,此一設計能涵蓋較多面向的測驗目標,加強測驗考生的統整、歸納、分析、說明、表達等重要核心能力,也較能對應到自然領綱中自然科學探究與實作的學習內容。而混合題型亦是大考中心在研究素養導向命題時,提出有別以往學科能力測驗與指定科目考試的新題型。 自然科學探究與實作試題的命製與發展素養導向試題一樣,其過程可概分為三階段(如圖1)。階段一:在掌握學測自然考科測驗目標與熟悉課綱探究與實作學習內容的前提下,尋找合適的命題素材(生活情境、媒體報導、期刊論文等);階段二:設想素材如何轉化試題,試題形式不受限於單一類型,例如可單題或題組,而題組又可區分為選擇題題組、非選擇題題組及混合題題組。若為題組則需進一步適當配置試題的提問順序,例如第1小題先引導解題所需的思考方向,第2小題則深化提問內容,以結構化設問來測驗考生不同層次的能力;階段三:在命題原則的規範下完成試題的初步命製後,須經過計畫小組多次會議進行試題的討論與審修,除了試題文字校對與雙向細目表(測驗目標與學習內容)檢核外,也確保試題可以達到原先設定的測驗目標與測驗效果。另須強調的是,自然考科測驗目標的擬定是試題研發小組整合了自然領綱的「學習表現」和自然科學探究與實作的「學習內容」而成的,志在掌握新課綱的科學素養精神。 圖1、試題命製三階段 試題研發小組在自然科學探究與實作的命題方向上,亦能與外界呼應。大考中心於2017年選才電子報第278期,以專題型式邀請各領域專家分享對自然科學探究與實作的看法。臺灣大學陳竹亭教授(2017)在文章中認為紙筆測驗下的「非選擇題」可以呈現較寬廣的檢測彈性與空間。非選擇題的設計主要在於評量考生的表達說明能力,關於資料彙整、作圖、製表、論述、解釋、分析、建模等核心的學習表現,皆屬非選擇題的重要評量方向。如何設計合宜的非選擇題以評量考生的學習表現,以及如何提供適當的評分標準作為閱卷的基礎,在經由閱卷的評分標準訂定會議,以及試閱會議達成評分者間的一致性。這些命題與閱卷的操作流程,是在設計非選擇題時,所需要深思與考量的地方。當然,「探究與實作」也並非不可以使用選擇題,但若能伴隨以題組、題群增加內容的思考連結或思辨過程,必然會更切合學習時的情境。 另外,國立臺灣師範大學附屬高級中學洪逸文老師(2017)在文章中認為探究與實作不僅是科學研究必經的歷程,也是培養個人科學素養的起點,所以在思考怎麼對「探究與實作」進行測驗,就與素養導向的命題方式脫離不了關係。素養導向的測驗則是檢測學生在一個較開放的系統中,是否能運用其已經習得的知識、能力,在情境中進行推理、分析與統整來解決問題。因此,素養導向的考題便具有「情境化」與「生活化」的特徵。 試題舉例與分析 在試題研發小組奠定自然科學探究與實作試題的命製基礎後,本中心的108年學測自然考科研究用試卷、111學年度起適用之學測自然考科參考試卷、109試辦考試學測自然考科則依循此三階段流程進行相關試題的命製。以109試辦考試自然考科試題為例(大考中心https://www.ceec.edu.tw/ 首頁/學科能力測驗/109試辦考試),物理和地科跨科共同命製了海洋冰(第49-52題),生物和化學跨科共同命製了塑膠材質(第53-56題),這兩道題組皆為混合題型,每道題組為2道選擇題+2道非選擇題。這兩個題組的題幹議題亦符合自然領綱中綜合理解運用的跨科概念,涵蓋了物質與能量、交互作用、資源與永續性。 進一步解析這兩道題組,可測驗考生部分的自然科學探究與實作能力,一是測驗考生是否具備探究學習內容中「發現問題–蒐集資訊」所對應的實作學習內容「閱讀與理解資訊內容,整理並提取適當的資訊」;二是測驗考生是否具備探究學習內容中「規劃與研究–尋找變因或條件」所對應的實作學習內容「判定與研究問題相關的影響因素,並分析因素間的關係」;三是測驗考生是否具備探究學習內容中「論證與建模–分析資料和呈現證據」所對應的實作學習內容「由探究過程所得的資料數據,整理出規則,提出分析結果與相關證據」。 上述能力可透過選擇題或非選擇題方式命題,然而非選擇題可進一步測驗考生是否真的理解問題並能有條理且具科學性的陳述答案,而不像選擇題有猜答的機會,或不確定答對的背後思考邏輯是否正確,這是學測自然考科導入非選擇題,並進一步整合成混合題型的主要原因。唯檢視混合題組下非選擇題的提問設計與評分原則,避免考生的作答情形過於開放不易計分,試題的提問仍偏向封閉式的簡答。 結論 僅從紙筆測驗結果是無法得知考生自然科學探究與實作能力的全貌,如劉湘瑤教授(2017)文章中所提,紙筆測驗雖能檢測學生形成問題、設計研究和推理的能力,但較缺乏診斷解題的動態過程以及溝通互動的能力。不過,本中心在試題的命製上會不斷改善與精進,例如在非選擇題的提問上,既會兼顧評分的公平性,又能讓考生發揮更多的探究思考與統整表述能力。 對於學生自然科學探究與實作能力的培養,我們希望依循課綱的精神往共同的方向前進,讓學測自然考科的命題不會牽絆了教學,也期待教學不以考試成績為唯一的目標。未來,⼤學招⽣選才機制會納入學生的在校學習歷程,將有助於⾃然科學探究與實作課程在⾼中落實,也可看見學生在自然科學探究與實作的多元表現。 參考資料 1. 洪逸文(2017)。「探究與實作」怎麼考?-以溫室效應為例。大學入學考試中心選才電子報,第278期專題。 2. 陳竹亭(2017)。探究與實作的課程評量。大學入學考試中心選才電子報,第278期專題。 3. 劉湘瑤(2017)。探究與實作重在培養學生帶得走的能力而不是考試。大學入學考試中心選才電子報,第278期專題。 4. 教育部(2018)。十二年國民基本教育課程綱要(國民中小學暨普通型高級中等學校)─自然科學領域。
素養導向評量專題簡介 吳國良 財團法人大學入學考試中心研究員 Kl0001@ceec.edu.tw n 前言 十二年國民基本教育課程綱要已於108學年度開始實施(以下簡稱108課綱),這套以核心素養為主軸的課綱,與以往的課綱有所不同。就核心素養而言,國家教育研究院於《十二年國民基本教育課程發展指引》的定義為:個人為適應現代生活及未來挑戰,所應具備的知識、能力與態度。核心素養的表述可彰顯學習者的主體性,不再只以學科知識作為學習的唯一範疇,而是關照學習者可整合運用於生活情境,強調其在生活中能夠實踐力行的特質。這段核心素養的陳述,除了點明知識、能力與態度的學習外,更重要的是能夠於生活情境中實踐的特質。 眾所周知,教學與評量是密不可分,故國教院於〈素養導向「紙筆測驗」要素與範例試題(定稿版)〉特別提到「素養導向評量之『導向』二字意味著期望透過適當的評量實務,引導並落實能夠培養學生核心素養和領域/科目核心素養的課程與教學」。也就是說,透過適當的評量方式,達成核心素養的課程與教學目標。 n 專題簡介 本次的專題共計收納四篇文章,基本上,都是以素養導向評量有關,分別為:〈化學科素養導向命題之我見〉(楊吉水)、〈大學的社會責任:素養題〉(焦傳金)、〈技術型高級中等學校化工群108課綱素養導向題型初探〉(葉瀞月)、以及〈素養導向試題-以國中教育會考為例〉(田鎧豪)。四篇文章中,共同的特色就是介紹作者或各測驗中對所謂素養導向試題的定義,以及提供各類型的範例,可供各級學校的教學或學生學習的參考。 細部言之,楊吉水教授的文章是以參與大學入學考試中心(簡稱大考中心)試題研發計畫的研究人員,就大學入學考試中心(大考中心)化學科素養導向的試題範例進行介紹。楊教授文章的重點在於:素養題並不是閱讀題,亦即不要把長篇大論無關作答的訊息包裝在一起,就當成素養題;另外,試題情境的取材可以從期刊雜誌,只要相關的內容是考生可以理解的內容,其中,有一題關於史來姆的探究與實作的試題,是取材於國外的化學教育期刊(J. Chem. Educ., 1986)。無獨有偶,清大焦傳金教授的文章,則是介紹清大讓素養飛的平台,焦教授的文章是以清大幾個科系的教授,包括:生科、化學、物理,他們的研究內容,改寫成高中生可以理解的型式,再加上試題設計而成的素養題的平台,除了可供高中師生參考外,亦有善盡社會責任的味道。 測驗中心也分別提供了文章,技專測驗中心的葉瀞月研究員與心測中心的田鎧豪研究員,分別就兩個測驗中心,對於素養導向的基本要素或特點提供介紹,並就素養導向題型進行簡介。兩個測驗中心所舉的範例,包含試題評量所涵蓋的學習內容與學習表現的課綱內容。除此之外,心測中心的例子,亦涵蓋所評量的核心素養。 整體而言,這四篇文章的表達方式不同,但都涵蓋素養基本定義的知識與能力。雖然,就態度面向而言,一般紙筆測驗較難達成,但就教學而言,此一面向應是不可或缺。除此之外,素養導向評量的情境設計,不論楊教授、焦教授或翁研究員的文章,都提到期刊論文是一個可以嘗試的方向,焦教授的文章中提及:「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各個實驗室的研究發現,也是培養學生科學力的有效方法!」總結來說,如何找到高中生可以理解的科學期刊,經由適當的改寫而成為合宜的試題,應可作為素養導向命題的研究方向。 n 結語 本次素養導向評量專題,雖僅有四篇文章,文章內所提供的試題範例,受限於篇幅,也相當有限。但是,就各篇文章的內容,已明確傳達素養導向評量的要義。除此之外,各篇的參考資料中亦提供相關的連結,提供讀者作進一步了解之所需。108課綱已實行一年,希望此次的專題,有助於各級學校的教師與學生,就評量的部分,能夠有更具體的認識,讓108課綱能順利推展,落實培養學生帶得走的能力。 n 參考資料 1. 國家教育研究院。素養導向「紙筆測驗」要素與範例試題(定稿版),取自https://www.naer.edu.tw/ezfiles/0/1000/img/67/159548289.pdf 2.Lagowski, J. J. (1986). The educational continuum: A demographic perspective. Journal of Chemical Education, 63(1), 57-60.
北京化學教學交流:兩岸大學入學考試與高中教學交流心得 吳國良 大學入學考試中心kl0001@ceec.edu.tw n 緣起 2016年的年初,筆者接到博士班指導教授臺灣師範大學科學教育研究所邱美虹教授的邀請,於5月下旬至北京參加北京師範大學高端備課工作坊,便不加思索答應。後來,邱教授又來電,希望我介紹一些自己的研究。剛好,當時有一篇論文正在發表,就野人獻曝不知量力,跟著邱教授參加這一趟學術與實務交流的旅程。 n 行程 此次工作坊主辦單位,包括:臺灣師範大學科學教育研究所、北京師範大學化學系、高中化學學科中心。參與人員除邱教授外,還包括:臺灣師範大學科學教育研究所所長許瑛玿教授、臺灣師範大學科學教育研究所楊芳瑩教授,以及物理、化學、生物及地球科學學科中心的高中教師共12位。北京師範大學則是以王磊教授的研究團隊為主。除此之外,也接受了北京大學前校長周其鳳院士的邀請,參訪了北京大學的化學學院與教育學院。此次工作坊主要討論的議題有:1. 兩岸高中課程的差異;2. 兩岸高中教師備課方面的異同;3. 兩岸科學教育研究議題交流。 在5月23日~27日之間,訪問團參訪了3所高中,分別是北京十四中學、101中學、北師大二附中,以及北京師範大學和北京大學兩所大學。相關的行程如下表所示。行程可謂是相當緊湊而豐富。 日期 活動內容 5月23日 北京十四中學進行交流 兩岸學科教師進行課程介紹 化學電池實驗教學觀摩 5月24日 北京101中學進行交流 元素週期表同課異構 (即相同課程內容由海峽兩岸不同教師授課) 5月25日 【上午】專題報告 邱美虹教授-學生建模能力的探究與課程設計 吳國良研究員-大學入學考試化學考科非選擇題分析與推論模式 許瑛玿教授-大學統整課程之研發與實例 楊芳瑩教授-眼動儀的相關論文的後設分析 【下午】觀摩 化學院本科生教學設計與模擬教學訓練小組課程 5月26日 北京師大二附中進行交流 觀摩有機化合物的結構式推導與製備實驗 參觀科學實驗室 5月27日 北京大學參訪 教育學院與化學院參訪交流 n 心得 筆者過去幾年已多次參訪大陸,但大多以考試招生單位為主,加上各地的重點大學。這次有機會跟多所高中接觸,實際與高中第一線教師面對面溝通交流,並且實際進到課堂觀課,收穫頗豐。由於筆者任職的單位是大學入學考試中心,更加關注大陸的入學考試與課程改革,因此本次的心得分享是由這幾個面向作出發。 一、大陸各方面已有長足的進步 不論是高中的各項設備、教學方式或是大學培養人才的方式,大陸已是迎頭趕上臺灣,甚至超越。5月27日訪問北京大學化學學院,接待我們的裴堅教授。裴教授提到10年前訪問臺大化學系或中研院化學所時,還感覺大陸是落後臺灣,現在則不然,就化學領域的研究,臺灣已經趕不上大陸。對臺灣而言,如何創造屬於自己的優勢,是值得思索的課題。尤其,讓筆者印象頗為深刻的是北京師範學院化學系的「教學設計與模擬教學訓練課程」,這是針對即將進入職場的大四學生所設計的教學預演課程。學生選擇某項特定的主題後,再結合課本或生活情境的內容進行教學或演示(見圖1左),教學完後再由同儕或任課教授進行點評(見圖1右)。這種教學即時回饋的方式,對初任教師的訓練可謂完整且紮實。 圖一:學生教學或演示(左),教授點評(右) 二、大陸的高考(大學入學考試)對高中教育與教學扮演舉足輕重的角色 6月7~8日即將登場的普通高考,是大陸每年全國最矚目的一件大事。接近1000萬名左右的考生,牽動著所有政府部門、考生、學校、家長的神經。因為高考的成績左右著考生的未來,高中的教育幾乎是以此項考試為終極目標。原本高中三年的課程,高中是以兩年的時間授完,剩下一年的時間進行複習。這種情況,幾乎存在於所有的高中,是一種普遍的現象。高中辦學的績效,大致是以有多少學生能夠進到北大、清華為主要的評比。北京幾所著名的高中,例如:人大附中、四中、八中、101中、北師附中、二附中,皆是以進北大、清華作為名校的標準。在這種情況下,高考改革的呼聲不斷湧現。 目前,調整的方式在於:除了高考之外,希望可以參照其他的標準,作為高校的入學方式,例如:學業水平考試、綜合素質評價等。此外,就某些考試,希望能夠提供多次考試的機會,成績擇優。只是,這種方式,對學生是否可能造成更大的應試壓力,有待進一步的觀察。 三、新一波的課程即將啟動 大陸新一波的課程綱要或稱課程標準,即將於2017年實施。此次課綱的修訂,與臺灣相似,是以素養為導向,這種以素養為核心的課程設計,強調培養學生帶得走的能力,希望學生不僅具備專業知識外,亦能夠具備探究能力與思考智能。但是,這種以素養為基本核心的課程,對入學考試的評量會是一項重大的挑戰。也就是說,如何評量素養,以紙筆測驗的方式可否評量素養,這可能是未來3-5年之間,海峽兩岸都會共同面對的問題。 四、大學培養人才的方向 以北京大學化學院而言,他們人才的培養主要有兩個重要的方向:分別是獲得和分析信息(information)的能力;以及書面和口頭表述的能力。能進到北大化學學院的學生而言,大體上都應具備相當的專業知識,因此他們的學習方向,是以資訊的獲得與分析,以及口語和書面的表達能力為主要目標。這兩項能力,不單只是優秀的化學家所須具備,也是一般現代公民所應該擁有的基本能力。不管是資訊的獲得與分析或是口語或書面的表達能力,其先決的條件,應是閱讀能力。能夠讀懂相關的資料或資訊,才能進行相關的分析、研究、溝通與表達,因此閱讀能力的培養,是大學四年訓練中所不可獲缺者。 n 結語 從這幾天的參訪之中,可以發現到大陸與臺灣都同時在進行課程改革與大學入學考試的改革,也就是說人才的培育的省思,尤其是高等教育的人才培育是現階段兩岸教育最重要的課題之一。最近,臺灣也持續進行大學招生及入學考試的規劃及研議,許多專家學者與高中教師都對入學考試的方式提供相當多的建言。 […]
大學入學考試與化學評量 吳國良 大學入學考試中心 kl0001@ceec.edu.tw 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 入學年度 項目 繁星推薦 個人申請 考試入學 其他管道 總計 100 錄取人數 6,790 34,247 66,683 5,467 113,187 (比例%) (6.00) (30.26) (58.91) (4.83) (100) 101 錄取人數 8,213 39,587 59,696 5,837 113,333 (比例%) (7.25) (34.93) (52.67) […]
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 kl0001@ceec.edu.tw 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 cheyeh@ntnu.edu.tw 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 […]
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 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 […]
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 kl0001@ceec.edu.tw 【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 […]
大學入學考試與化學評量: 學測試題融入化學App的開發與教學 陳昭錦*、江青釗、廖靜宜 國立臺灣師範大學附屬高級中學 *t35116@ntnu.edu.tw n 「化學尋寶」與學測試題 「化學尋寶」是常見的定性分析實驗,最早出現於遠哲科學趣味競賽中,經國立臺灣師範大學化學系蕭次融教授的研發並積極推廣,屢見於各校或各區的化學能力競賽中,也有許多化學教師發展實驗試題,應用於教學現場中的實作評量。「化學尋寶」這類實驗題材,涉及陰、陽離子的沉澱反應和鑑定分析,有助於刺激學生活用既有的化學知識,並培養學生分析和解決問題的能力。在高中化學或是國中科學奧林匹亞的國手訓練營中,也常列入「化學尋寶」和離子鑑定分析為培訓課程。「離子沉澱反應」是現行高中課綱中《基礎化學》的必修內容,103學年度以前,編於《基礎化學(一)》,屬於學科能力測驗(簡稱學測)自然科第一部分之命題範圍。自103學年度起,因應課綱微調,編於《基礎化學(二)》,屬於學測自然科第二部分之命題範圍。回顧歷年的學測自然科試題,「離子沉澱反應」出現的頻率相當高,單題或題組型式都有,測驗的內容不限於基礎知識,透過命題者的巧思,不僅測驗考生基本的科學知識和概念,進而測驗考生分析、應用與推理的能力。 以93年和104年學測自然科試題中兩個代表性題組為例,其試題內容如下「學測化學試題舉隅」所示。這兩個題組分屬兩種類型的化學尋寶,第一種是藉由外加物質(如酸鹼試紙或指示劑等)與未知溶液反應後,從反應結果尋找線索並歸納推理,綜合各項發現完成鑑別。第二種類型則是不使用任何外來物質,純粹由未知溶液彼此相互反應,由反應結果進行推理,此類型較注重對實驗者對各未知溶液性質的掌握及解題策略的有效性。 n 學測化學試題舉隅 【93年學測自然科–58-60為題組】 58-60. 有一已磨成粉末的混合物試樣,是由下列六種物質中的數種等量組成: (A)NaCl (B)KCl (C)CaCl2 (D)CuSO4(無水) (E)Na2SO4 (F)Na2CO3 為了要確定該粉末試樣的成分,王同學先查了資料後,自己研擬了一個檢驗粉末試樣的流程圖,並請李老師指導。李老師認為整個實驗都相當安全,基於鼓勵學生多做「探究學習」,同意王同學在化學實驗室中進行實驗,並要求王同學確實記錄實驗過程,並檢討每一實驗的必要性。以下是報告的一部份: 實驗一:用燒杯取粉末試樣約2克,加蒸餾水約100毫升,攪拌後形成無色的透明溶液X。 實驗二:在溶液X中加了鹽酸,則見在溶液中陸續產生氣泡,至溶液不再冒氣泡,溶液仍為無色透明(貼上標籤Y)。 實驗三:在無色透明的溶液Y中,滴加BaCl2溶液,即見白色沈澱。 實驗四:繼續滴加BaCl2溶液,至白色沈澱不再產生後,過濾分離出白色沈澱,得到透明的無色濾液Z。 實驗五:在濾液Z中,滴入AgNO3溶液,則見白色沈澱,加入稀硝酸,沈澱不溶解。 58. 根據上述報告,原粉末中一定沒有哪兩種物質?(從(A)-(F)中選兩項)。正解:CD。 59. 原粉末中,一定含有哪兩種物質?(從(A)-(F)中選兩項)。正解:EF。 60. 若王同學只需回答問題58與59,你認為王同學不需要做哪兩個實驗?(應選兩項)。正解:DE。 (A)實驗一 (B)實驗二 (C)實驗三 (D)實驗四 (E)實驗五 【104年學測自然科–9-10為題組】 9-10. 濃度均為0.1 M的五種水溶液,其溶質為、、、、。這五種溶液彼此間的關係如圖2。圖中每條連線表示兩端的溶液可以發生化學反應,產生沉澱或氣體,均以肉眼就可辨識。請先確定代號1~5是什麼溶液後,回答9與10題。 9. 已知與溶液2的反應,可以產生氣體或沉澱,則溶液2的溶質是什麼化合物?正解:D。 (A) (B) (C) (D) (E) 10. 已知與溶液4的反應皆為沉澱反應,且其中有一種沉澱的顏色為黃色,則溶液4的溶質是什麼化合物?正解:E。 (A) (B) (C) (D) (E) n 學測試題融入化學App的開發 93年學測試題出現的題組屬於第一類型,在當時令人耳目一新,解題關鍵有二,其一是實驗一中混合物溶於水且呈無色,由此可排除有色離子及共存後會沉澱的組合,其二則是混合物可與酸反應產生氣泡。題目的設計確實能鑑別學生是否具備基本化學概念,進而探測其分析及推理能力。104年學測的題組屬於第二類型,五種未知溶液彼此相互反應,其中一種可與其他四種發生肉眼可見的化學變化,此題組成功將化學尋寶實驗轉化為學測考題,一方面滿足學測試題要求的鑑別度,另一方面則展現引導高中實驗教學的企圖。因應學測自然科試題中實驗題型的多樣化,化學教師除了加強學生的化學知識和實驗技能外,更關心的是,如何協助學生能將課堂所學的化學知識與能力正確地展現在升學考試上。大考中心對學測試題中實驗題型的積極研發,促使教學現場的教師體認實作評量的必要,並亟思如何克服實驗教學的限制。 相信高中化學教師都認同培養實作能力和真實性評量的重要性,然而受限於課綱編製的食譜式實驗與教學時數,且各校提供教師的實驗支援程度不一,再者綠色化學對實驗室藥品減量呼聲日切,有心發展這類能提升學生應用、分析與推理能力實驗教學的老師們,很可能心有餘力不足。有鑑於此,國立臺灣師大附中自然科教學團隊與校內資訊中心合作,102學年度在「信望愛文教基金會」的贊助下,自行研發三款以陰、陽離子沉澱反應為主軸,可供免費下載的化學App,分別為化學尋寶、沉澱查詢機及快打沉澱表,並在103學年度修訂完成後公開上架,參見圖一~圖七。 […]
大學入學考試與化學評量: 指定科目考試化學考科人工閱卷的說明 林英智1, *、吳國良2 1國立臺灣大學化學系 2大學入學考試中心 *yclin@ntu.edu.tw n 前言 化學是一門實驗的科學,需要歸納許多觀察的實驗結果,整理之後形成定律,這些定律再作為推理並邏輯思考的基礎,藉此,對未知領域做開發與深入的探索,逐漸形成廣博又精深的專業學門。經過長年的累積,許多科學家的努力,化學不只發展出應用的領域,並因此對許多應用科學與技術提供重要的基礎知識。因此化學的學習,除了建立對化學定理的認識,還要熟悉推理並思考的邏輯。 大學入學考試的指定科目考試化學考科的重點,在於評量考生對化學專業知識的基礎認識,正確的推理與思考邏輯,以及化學實驗的實作經驗。因此除了選擇題之外,通常還有一部分非選擇題。選擇題包括單選題和多選題,採電腦閱卷,但非選擇題的閱卷,則是採人工閱卷。由於考生人數動輒上萬,參與閱卷的人數也就需求眾多,如何提供精準並一致的標準,確保閱卷的公平性,顧到考生權益,成為閱卷工作的重要指標。指考化學考科的人工閱卷牽涉考生的權益,一直是早期招生委員會與近年來大學入學考試中心(大考中心)非常重視的工作。也是多年來,一些大專院校化學專業教師暑期一項艱鉅的工作。本文將就此人工閱卷部分,由早期完全是人工管理,轉換成為電腦輔助閱卷與管理的過程,作簡要的敘述。 n 閱卷過程 一、評分標準訂定 指考化學考科的人工閱卷,由招生委員會或大學考試中心成立閱卷委員會,由一位主閱委員擔任召集人,與四至五位協同主持人組成,成員都是資深的化學教授,每個小組再另聘請十多位在大專院校任教的各級教授。早期採人工紙面閱卷時,全國答案卷收齊後,再依各考場彙整編組成冊。目前,使用電腦螢幕閱卷系統之後,答案卷就會先經過掃描,影像檔輸入電腦儲存。同時,閱卷主持人與協同主持人就非選擇題的解答部分進行討論。特別對於因考生不同的推理方式,造成答案的表達不夠明確,而造成閱卷委員的誤判,進行深入的探討,以訂定一套評分標準與明確的扣分原則。 一般而言,非選擇題可以大略分為計算、作圖、簡答或其他。就計算題而言,有些考生觀念正確,卻因為計算過程疏忽,而得到錯誤答案,考生因為觀念與列式正確應可得到部分的分數。化學的發展包含許多的數據處理或進一步用圖形呈現,因此圖形的判讀與製作,也是這些年來出題的重點之一。然而在評定有關圖形的製作或判讀,這一類之考題的答案上,往往會有許多不同的狀況,如何一方面顧到考生權益,一方面又能持守公平原則,通常都要花費許多時間討論。至於簡答部分,有些需要考生提供獲得答案的推理過程,有些則是可以直接寫出答案即可,端看試題設計的要求。這些不同類型的非選擇題,具有不同的評量功能,以符合大學專業選才的需求。 待評分標準訂定後,主持人與協同主持人會進行試閱。試閱過程中,會發現考生在回答問題時,會有種種不同的思考脈絡或表達的方式。閱卷小組會再開會,以進行第二次的討論,製作一份確定的評分標準。此外,也會針對可能會造成爭議的答案,選出一些典型特例,考慮學生答題的不同表達形式而產生容易誤判的答案型態,盡量列出所能收集到的各種比較特殊形式的答案,並列出計分的方式,以作為正式閱卷前的標準卷與試閱卷,這些答案卷是作為隔日正式閱卷使用。 二、正式閱卷 正式閱卷開始前,會先召開全體閱卷委員的大會,所有閱卷委員對主持人與協同主持人所討論出來的評分標準,再做一次的討論與溝通,務必尋求正確且考慮學生權益,並具有一致性、公平性的評分方式。評分標準說明完畢後,主持人接著說明標準卷,這些標準卷是作為說明評分原則的答案卷,明確說明各種答案的給分原則。接著是試閱,試閱卷則是提供全體閱卷委員試閱的答案卷,通常有學生典型與非典型的作答樣態,委員需通過試閱卷的檢驗後,才可進行正式閱卷。若在試閱過程中產生疑義,協同主持人與各小組的成員需要再溝通,以取得一致的標準,然後才進行開始正式閱卷。 在閱卷過程中,每份試卷都經過兩次不同閱卷委員的評分。若有評分差分過大者,則再經主持人或協同主持人進行主閱,以確保考生的權益。早期,未實施電腦閱卷前,閱卷工作是直接在答案試卷上進行,分數也直接打在試卷上方的特定區塊,第一次閱卷的成績,經工作人員處理彌封後,再進行第二閱。原則上,第二次的閱卷委員無法得知第一次閱卷的成績,以達到獨立閱卷的原則。完成兩次閱卷後,由行政人員用人工方式作管控,檢視兩次評分的一致性,有差異就需要主閱。這種使用人工處理與校對,不僅耗費人力也容易出錯。民國95年大考中心資深顧問蕭次融教授,開始推廣使用電腦螢幕閱卷的系統,由大考中心依閱卷的過程來設計軟體。答案卷集中後,全部以快速掃描的方式,將影像檔存入電腦,閱卷人員則在電腦螢幕閱卷,評分直接輸入電腦系統中。一方面,答案卷上沒有任何註記,順利達成兩次獨立閱卷的程序,另外又可以迅速以軟體管控分數有差異的試卷,再決定是否需要主閱。比較早期完全使用人工作管理校對的工作,這種在電腦上閱卷的系統,確實提高了行政效率,因此也就一直沿用至今。 三、電腦輔助閱卷 使用電腦輔助閱卷,還有一些其他優點。例如部分考生,為了選擇自己感覺較容易回答的題目先作答,因此會將一些試題答案,寫在答案卷最後,而將不同題之答案分開寫在答案卷上不同的區域,造成答案卷中間,可能有部分空白。閱卷委員有時會疏忽,看見空白以為已經沒有答案在後,而漏閱後面部分的答案。為了確保考生的答題,都完整經過閱卷委員的評分,閱卷組行政人員有一重要作業,就是確定整份答案卷,都有完整的評過分數。早期未電腦化的閱卷系統,為了不造成第一次閱卷的成績影響第二次閱卷的給分,因此答案卷上通常都是沒有任何註記,行政人員不易判定閱卷者是否完整閱完整份答案卷。改用電腦閱卷系統,就很容易提醒閱卷委員要閱完整份答案卷。 此外,有些考生使用較細或者顏色較淡的筆,以致書寫不清楚,或者使用立可白塗改過,再經電腦掃描影像檔,造成螢幕上不易辨識的答案卷,通常每年總會有極少部分這樣的答案卷。這些答案卷的內容,無法在電腦螢幕上清楚呈現,就必須改用完全人工閱卷,通常由大考中心整理出這樣的答案卷,再由人工紙面的閱卷程序,以保障考生的權益。 n 結語 大學指定考試使用電腦系統協助人工閱卷,明顯且大幅的提升了閱卷的效率,減低了錯誤發生的機率。在人數眾多,需要多人參與閱卷的考試系統中,是一項很好的選擇。硬體設備的使用率,則視考試頻繁的程度來決定。以現有的網路技術,資料也可以保存在很好的保密環境中,不至於造成資料外流。由於指定科目考試每年只有一次,目前大考中心是以租用設備進行電腦人工閱卷。使用電腦協助人工閱卷後,閱卷時程明顯縮短,統計工作也更有效率,未來預計將持續執行。