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。 […]