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以108課綱架構比較八年級自然科學教科書跨科議題內容 / 鐘建坪

Thursday , 3, September 2020 Comments Off on 以108課綱架構比較八年級自然科學教科書跨科議題內容 / 鐘建坪

以108課綱架構比較八年級自然科學教科書跨科議題內容 鐘建坪 新北市立錦和高中國中部 hexaphyrins@yahoo.com.tw     12年國民教育已於108學年度正式實施。自然領綱搭配總綱的課程目標期待啟發學生科學探究的熱忱與潛能、建構科學素養、奠定持續學習科學與運用科技的基礎、培養社會關懷與守護自然之價值觀與行動力,以及為生涯發展做準備等項目(國家教育研究院,2018)。雖然國民中學七至九年級同屬於第四學習階段,生物、理化、地球科學可依照特定比例分配教學節數,不必限定在特定年級,然而因為學校排課、教師專長等因素,教科書的內容編排目前國一以生物為主,國二以理化為主,國三則為理化與地球科學搭配。     自然領綱規定自然領域學習時數為每周3節,教科書須依照生物、理化與地球科學不同比例編制,且規定教科書每學期應至少包含1個跨科單元,用以實施跨科主題整合的探究與實作學習。實務上,教科書是許多教師教學參考的重要依據,因此教科書編撰的內容與呈現方式,影響各校教師的選納與採用。本文首先探討探究與實作的內涵,說明四階段13步驟的內容,接著說明自然領綱與美國下一代科學標準(Next Generation Science Standards, NGSS)提及的跨科概念(crosscutting concepts),最後分析最新(2020年9月)國二上學期的不同版本自然教科書跨科主題單元內容,作為教師教學參考與未來單元編修建議。 n   探究與實作     自然領綱認為探究與實作的目的,在於培養學生針對物質與生命世界,發現待解決的問題,提出適切的問題解決策略,進而提出結論與精煉溝通表達的能力。關於探究與實作的實施,領綱在普通型高中增列跨科目之主題式探究與實作課程內容(國家教育研究院,2018),強化高中階段探究能力的培養。雖然其他學習階段未有相同明確的課程內容,然而領綱亦期待各個學習階段應重視並貫徹探究與實作的精神與方法,提供學生統整學習的經驗,強調跨科或跨領域間的整合。領綱同時揭示在國民中學教育階段,每學期應該包含至少一個跨科單元,藉以施行跨科主題的探究與實作學習(國家教育研究院,2018)。     探究與實作區分出探究學習內容與實作學習內容兩部分,其中探究學習內容著重在發現問題、規劃與研究、論證與建模、表達與分享,而實作內容強調對應探究學習內容進行可操作的科學活動,例如:針對觀察所得,提出適合的探究問題(國家教育研究院,2018),摘要探究學習內容如表1。 表1:自然領綱探究學習內容(國家教育研究院,2018) n   跨科概念     跨科概念是指可以橫跨科學領域應用的概念,用以連結不同的科學領域(NGSS Lead States, 2013)。美國下一代科學標準(NGSS)認為跨科概念具有:模式(Pattern)、因果關係(Cause and Effect)、尺度、比例與數量(Scale, Proportion, and Quantity)、系統與系統模型(Systems and System Models)、能量與物質(Energy and Matter)、結構與功能(Structure and Function)、穩定與改變(Stability and Change)等。NGSS提供不同跨科概念在不同的學習階段須達成的學習內涵,以及跨科概念所含涉特定科目的核心概念。以系統和系統模型為例,NGSS認為6至8年級應該認識模型是作為系統與系統交互作用的表徵,系統可與其他系統產生交互作用,以及模型僅呈現有限度地呈現目前系統的樣態等。而9至12年級,則要求需要界定系統的範圍與邊界,不同的模型可用於模擬系統與其交互作用,以及模型可有限度的預測系統的行為等。     自然領綱認為跨科概念具有物質與能量、構造與功能、系統與尺度、改變與穩定、交互作用、科學與生活與資源與永續等。同時期待能夠藉由探究與實作精神與方法,透過議題或是主題方式進行跨領域或是跨科的統整,讓學生理解與運用相關的跨科概念(國家教育研究院,2018)。領綱提供3個跨科主題作為參考,包括:從原子至宇宙、能量與能源、全球氣候變遷與調適。以全球氣候變遷與調適為例,牽涉的次主題及涵蓋能量的形式與轉換,溫度與熱,生態系中能量的流動與轉換,生物與環境的交互作用,科學技術及社會的互動關係,環境汙染與防治,與氣候變遷之影響與調適(國家教育研究院,2018)。 n   不同版本跨科主題     與先前課程綱要不同之處在於,自然領綱要求新編制的教科書,每學期至少包含1個跨科主題,透過跨科主題的探索,連結不同學科,打破學科知識之間的藩籬。由於今年(2020年)9月是新綱關於國二理化教科書跨科主題的首次呈現,因此本文嘗試分析市售包括:康軒、翰林與南一三個版本教科書的跨科主題(見表2)並進行比較,以下分別簡稱為K版、H版以及N版進行說明: 表2:不同版本跨科主題比較 註:市售三家版本分別以K、H、N代表康軒、翰林與南一。     K版跨科主題為水與空氣的重要性。區分為兩個次主題,包括:水的淨化與再利用,及空氣的組成與空氣汙染(圖1),連結的學科包括化學與地球科學。首先,水的淨化再利用接續混合物分離的概念,於此規劃先讓學生動手自製1個簡易濾水器,蒐集資料了解作為過濾物質的棉花、活性碳、石英砂與麥飯石各有何功用。當學生已有製作經驗之後,再思考如何優化自製濾水器。課本提供假設、變因設定、設計濾水器與觀察紀錄結果的引導,讓學生完成之後,再與班上同學交流分享,並嘗試統合全班實驗結果,重新設計過濾效果最佳的濾水器。藉由提問自製濾水器可否處理家庭廢水,引導出家庭汙水的處理方式,並思索水資源的再利用與珍惜水資源。     第二個內容次主題為空氣的組成與空氣汙染。在此先介紹空氣中主要氣體的成分與性質,再進行氧氣的製備與性質探討的實驗。氧氣的製備實驗是藉由雙氧水與二氧化錳反應,以排水集氣法收集,再用點燃的線香分別置入氧氣瓶與空氣瓶,比較燃燒情況,並說明二氧化碳的製備與性質。接著,說明空氣汙染與空氣品質指標,最後探索活動了解口罩與生命吸管的構造,用以理解過濾原理的應用。 […]

108課綱–核心素養試題評量:以半導體3D封裝技術為例 張佑祥 工業技術研究院 機械與機電系統研究所 研究員 yhchang@itri.org.tw 為符合108課綱強調的「核心素養」[1],很多專家學者們認為,若要達到核心素養的目標,不只是要從教學的角度著手,也需要從試題評量上同步進行相關的搭配[2],所以核心素養試題評量在最近教育界是一個非常熱門的話題。根據臺灣師範大學教育系陳佩英教授對素養的詮釋:素養結合知識、能力與態度,是一種持續的自我學習改變的能力[3]。綜合上述詮釋與筆者自身經驗,筆者認為若要達到「素養」的目標,除了需要給予學生足夠的空間與時間進行自我探索,同時要搭配扎實基礎科學知識學習,以及大量閱讀與動腦思考習慣的建立。更重要的是,要如何培養學生能具備國際化的視野,並建立自己的觀點與看法也是同等重要的。筆者多年來從事產業應用的技術研發,為響應素養試題評量的開發,希望透過這次拋磚引玉的素養試題評量設計,讓更多領域的專家學者與產業先進也能一同參與,畢竟教改要成功是需要每一位國民相互的配合與參與,這樣才能真正有效的翻轉教育。因此,以近年來最熱門的高科技話題,透過先進半導體封裝技術中的3D封裝(3D packaging)技術作為題材,設計以下素養試題評量提供給大家分享與參考。 試題設計緣由與背景 截至目前為止,電子產業在台灣可說是舉足輕重的重要產業,上游從晶片設計(IC design),再到晶片製造(IC foundry)、晶片封裝與測試(Outsourced Semiconductor Assembly and Test, OSAT)、印刷電路板製造(PCB manufacturing),最後到下游的系統整合商(System integrator),可見台灣的電子產業可說是非常完整。雖然,台灣有世界級完整且垂直整合的電子產業供應鏈。但是在基本國民教育中,尤其是在科學教育的領域裡,很少深入探討基礎科學對於電子產業的重要性與關聯性。 其原因很多,很大一部分可能是因為國民教育中的老師與同學,沒有機會接觸到產業界的專家、學者或工程師。也或者是因為許多產業界的知識過於深入與專業,甚至很多知識與科技應用已經超出基本國民教育內的範疇,因此導致學生常常不太清楚基礎科學知識對於科技產業界的重要性與關聯性。所以,筆者認為若能透過適當的素養試題導引,除了使學生更深一層認識產業之外,同時也認知到基礎科學知識的重要性以及和產業之間的關聯性。這樣才更有機會使學生自覺基礎學科的重要,並提升學生的自身的學習動力與動機,以達到核心素養、終身學習的目標。因此,筆者針對高中化學科的範圍,以半導體3D封裝技術為例設計出符合高中程度與當今電子科技產業實務的核心素養評量題組。 素養試題:以半導體3D封裝技術為例 半導體3D封裝(3D packaging)技術中,「Heterogeneous Integration」已是下世代半導體產業最主要的發展方向[4]。最主要的特色在於,利用中介層的大平台,同時搭配晶片堆疊技術[5],將不同功能應用的晶片整合在一起,因此稱為異質整合。並可利用矽穿孔(Through Si Via, TSV)技術,將不同晶片的訊號連結在一起,傳遞到下方的載板,如下圖1所示。然而,為了使晶片的訊號能上下傳遞連結,又要符合輕薄短小的需求以及配合材料性質上的限制,因此需要藉由TSV技術建構一個「深寬比較高的立體導線」。一般而言,TSV中的材料,會以銅為主,因為銅具有極低的電阻率,且銅可以透過電鍍填充的方式(一般電鍍銅溶液沸點:110℃~130℃),將銅由TSV底部向上沉積填入到矽穿孔中,而這種先進的電鍍技術亦稱為填孔電鍍(Via filling)。 圖1:3D封裝技術、TSV結構和填孔電鍍缺陷種類示意圖。 TSV技術是一種在矽晶圓上製作立體導線的技術。在製作流程中需要整合很多尖端的半導體製程技術,如圖2所示。首先,必須先將TSV設計圖形透過黃光微影(Photolithography)製程,將設計好的電路圖案定義在矽晶圓上,再利用深反應性離子蝕刻(Deep Reactive Ion Etching, DRIE)製程,將TSV的結構蝕刻製作出來,後續以化學氣相沉積(Chemical Vapor Deposition, CVD),將介電材料(SiO2)沉積在具有TSV結構的晶圓上,接續再以物理氣相沉積(Physical Vapor Deposition, PVD),將以鈦(Ti)材料為主的擴散阻擋層和以銅為主的晶種層(導電層)沉積在具有介電材料的TSV結構晶圓上,之後再利用填孔電鍍製程,將銅填充到TSV的結構中,透過化學機械研磨(Chemical Mechanical Polishing, CMP)製程,將多餘的晶圓表面上的金屬材料去除,最後再透過晶圓薄化等相關後續製程技術完成 TSV立體導線的製作。 圖2:TSV製程流程示意圖。 但由於深寬比較高,填孔電鍍容易產生缺陷,如空洞或裂縫,如圖1所示。一般而言,在工程上通常會盡量避免這樣的缺陷產生,若有這些缺陷存在,通常在進行有關溫度衝擊或高溫存放/操作試驗(升溫速率:40℃/min;最高溫度為150℃並持溫1小時)的可靠度測試時,會因為這些缺陷的存在,會導致電子產品可靠度下降的風險。因此如何避免這些缺陷產生,在工程上是一大挑戰。 了解TSV的基本製造流程後,聰明的小平想到一個好方法,他想利用課本有機化學中檢驗醛官能基的方法。透過斐林試劑(Fehling’s reagent)與含醛的有機化合物,在水溶液中產生的銅鏡反應(亦稱為無電鍍銅反應),來製作銅晶種層(導電層),如化學反應方程式(二)所示。來取代目前現有且昂貴的晶種層製程技術。與專家學者討論後,小平發現若想要在具有以鈦(Ti)為主材料(擴散阻擋層)的矽基板上產生銅鏡反應,需要再透過特殊化學表面的改質技術,將催化劑吸附在基板上方,經過強烈水柱清洗乾淨後,將試片放入化學反應槽內以利銅鏡反應的進行,如圖3所示。但是,若沒有催化劑吸附在基板上方,則銅鏡反應無法發生。順帶一提,在進行銅鏡反應時,在TSV的洞口常會有大量的氣體產生。此外,此催化劑為一種奈米金屬的水溶液且照光後會產生廷得耳效應,被稀釋後可呈現布朗運動的現象。而且,若將少量的明礬(KAl(SO4)2‧12H2O)加入到催化劑中,則催化劑會產生凝析沉澱的現象。 圖3:小平與專家討論後的新製程流程示意圖。 一般而言,因電負度差異,使成鍵電子雲在原子鍊上被推向某一方向偏移的效應,稱為誘導效應(Inductive effect)。有趣的是,含醛有機化合物的結構上,其碳鍊(烷基)的長度(R)不同,則使無電鍍銅的銅離子還原反應機制也同樣受到誘導效應的影響,其詳細反應方程式如下所示。[提示:烷基為較弱的推電子(官能)基,如圖4所示]。在一般情況下,無電鍍銅反應算是一種無法停止的反應。換言之,它會不斷地進行化學反應,所以亦稱為自催化反應(Autocatalytic reaction)。 ²  化學反應方程式(一): ²  […]

「化學元素週期表環島之旅」特展借展後記: 元素週期表的演進介紹與教學運用 廖酉鎮1、夏小雅2 雲林縣立麥寮高中 1prohamer@gmail.com  2smalljar35@gmail.com n   前言 延續2019年國際元素週期表年(Ineternational Year of the Periodic Table of Chemical Elements, IYPT)之活動,2020年由國立臺灣師範大學科學教育研究所辦理「化學元素週期表環島之旅」特展活動,將「國際化學元素週期表年(IYPT)特展」之教育資源,經由各級學校申請借展途徑,擴大展覽教育功能。本校趁此良機申請借展,並針對此特展規劃導覽解說,希望經由導覽解說,讓觀展師生更進一步了解元素週期表的相關歷史、門得列夫的週期表為何較同時期他種週期表地位更高,知悉元素週期表的多元性以及相關的一些元素知識概述等等,在一節課的導覽解說中,能對週期表與生活中常見的化學元素有更多的認識。 n   導覽解說設計發想 借展之初規劃展品陳列動線時,打算依門得列夫1869年週期表的原型以及其他各類週期表為開端探索元素週期表,緊接著元素大事記、元素命名與翻譯等為導覽主軸,輔以美國化學會(American Chemical Society, ACS) 元素海報、稀缺元素週期表、化學元素與女性科學家等延伸說明,最後參觀學生海報競賽得獎作品、IYPT 公益彩繪列車等展品。 導覽解說稿內容部分,在探索元素週期表的部分,筆者認為僅介紹門得列夫的週期表,少了一些元素概念的演進史可惜了些,也希望能說明門得列夫的週期表相較其他同時期週期表更被廣為接受的原因。 對於元素大事記的部分,則針對部分元素提供相關說明以增加趣味性。稀缺元素週期表的解說重點在於落實廢棄電子產品回收,化學元素與女性科學家部分著重於兩性平權、學生海報競賽得獎作品強調自我創意發想等。 n   導覽活動增設展品 導覽時,教師會提供學生學習單,其中包含週期表與元素之最等知識性的問題,以及金字塔型週期表紙模供學生製作,將學習單最後轉變為的擺飾品。 配合解說元素概念的演進與各類週期表,本校自行增加部分海報與金字塔週期表、物理學家週期表實體模型(Stowe’s physicist’s periodic table) (Wikipedia, 2018d);同時,配合國一學生尚未接觸理化課程中原子模型,利用鋁線製作氫原子、鋰原子以及碳原子模型輔助,以說明Stowe的週期表;再自製現存密度最高的鋨金屬─重量模擬體驗裝置,讓學生感受高密度金屬的重量感與理解密度的概念。 n   週期表的演進導覽:從煉金術到週期表 本展覽重心在化學元素週期表,導覽便由化學(Chemistry)的字源煉金術(Alchemy)與古代的元素概念導入,以下為各項導覽解說概略內容。 1.              四元素說(Empedoclean elements):由介紹西元前四世紀亞里斯多德所建立的四元素說展開序幕(唐登鋼,2008,頁50),介紹風、火、水、土四元素構成萬物的概念(圖1),煉金術士希冀經由添加其他物質與提煉過程,調整物質中四元素比例,達到將物質轉為黃金的效果。可引入哈利波特電影第一集「哈利波特:神秘的魔法石」,以及冰雪奇緣電影第二集中出現風、火、水、土四元素場景的相關說明,增加學生共鳴。              圖1:四元素說 (Wikipedia,2019b) (圖片來源:https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Four_elements_representation.svg) 圖2:神學與煉金術圖(Alchemical emblem),包含四元素、三原素、與七大金屬(Wikipedia, 2018a) (圖片來源:https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Fotothek_df_tg_0007129_Theosophie_%5E_Alchemie.jpg)  2.              五元素說:一樣由亞里斯多德提出,認為風、火、水、土四元素之外,有稱為乙太(Aether或Ether)的中間性元素(趙匡華,1998,頁51),能藉由提煉提取,並協助物質的轉化(唐登鋼,2008,頁50)。 3.              七大金屬:七大金屬(Seven […]

《臺灣化學教育》第三十八期目 錄 / 2020年7月

Thursday , 9, July 2020 Comments Off on 《臺灣化學教育》第三十八期目 錄 / 2020年7月

《臺灣化學教育》第三十八期(2020年7月) 目  錄 n  主編的話 u  第三十八期主編的話/邱美虹〔HTML|PDF〕 n  本期專題【專題編輯/吳國良】 u  素養導向評量專題簡介/吳國良〔HTML|PDF〕 u  素養導向評量:化學科素養導向命題之我見/楊吉水〔HTML|PDF〕 u  素養導向評量:大學的社會責任:素養題/焦傳金〔HTML|PDF〕 u  素養導向評量: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〔HTML|PDF〕 u  素養導向評量:素養導向試題–以國中教育會考為例/田鎧豪〔HTML|PDF〕 n  教學教法/化學課程與教學【專欄編輯/鐘建坪】 u  有機物定義與乾餾的探究課程/鄭志鵬〔HTML|PDF〕 n  化學實驗/化學活動推廣【專欄編輯/鐘建坪】 u  化學元素週期表環島之旅 元素實驗動手做設計與活動辦理分享/廖旭茂〔HTML|PDF〕

第三十八期 主編的話 / 邱美虹

Wednesday , 8, July 2020 Comments Off on 第三十八期 主編的話 / 邱美虹

第三十八期 主編的話 邱美虹 國立臺灣師範大學科學教育研究所特聘教授 國際純粹化學與應用化學聯盟(IUPAC)執行委員會常務委員 中國化學會(臺灣)教育委員會主任委員 美國國家科學教學研究學會(NARST)前理事長 mhchiu@gapps.ntnu.edu.tw          108國民基本教育課程綱要即將在2019年8月正式實施,學校教育除了課程內容要符合新課綱的要求外,還必須著重以素養導向為主的教學和評量,凡事起頭難,首要之事便是要釐清何謂「素養導向」的教育。根據2014年公布的「十二年國民基本教育課程綱要總綱」中揭示,「核心素養」是指一個人為了適應現在生活及面對未來挑戰,所應具備的知識、能力與態度。核心素養強調學習不局限於學科知識及技能,而應關注學習與生活的結合(教育部國民及學前教育署,無日期)。由前述定義可以得知,單單知識的獲得已不再是學習的核心價值,而是習得的知識與技能可以如何用在問題解決和生活情境應用上,以及發展一種能面對未來瞬息萬變的科技世代之應變能力。經濟合作暨發展組織(The Organisation for Economic Co-operation and Development, OECD)在2015年以評量科學素養為主後,未來在2025年將再次評鑑世界各國學生所發展的科學素養水平,其評量重點除科學外,還有一項對外語的評量。同時,也將評量學生在數位世界中對新興科技的學習能力,亦即自律(self-regulated)學習數位工具的能力(OECD,無日期)。在此原則下,OECD增加兩項新的能力以及拓展兩項之前就已涵蓋的能力,前者是使用科學知識做判斷和採取行動,並能使用機率性的思考(probabilistic thinking),來進行決策的制定,因為科學議題中是會牽涉機率與風險。而擴充的能力是指科學探究的評鑑與設計,以及科學性的解釋資料和證據(OECD, 2020)。從在地的課程綱要到國際評比的素養期待,可以看出自主性學習與生活連結的目標是相互呼應。俗話說:「給他魚吃,不如教他釣魚的方法」,若學校教育能將教學的重點從知識的灌輸到知識與技能的應用,引領學生發展個人適應環境所需的能力,進而創造提升生活品質之法,即使科技始於人性,不斷影響人類的生活,學生也能適應與調整良好,這也是素養導向與成就導向的教學與評量不同之處。 教育改革的挑戰–素養導向的課程已在發生了,這些變化讓現場教師忙得焦頭爛額,在顧及學科內容外,還必須兼顧學生的學習表現是否能發展出具素養的內涵,這一切不僅是要在教學上有大幅度的調整外,也要能反映在評量的內容和形式上。傳統總結性評量著重於知識的記憶與理解,已不足以滿足新世代課程的要求與社會的期待。故本期特別邀請大考中心吳國良研究員擔任「素養導向的評量」專題客座主編,吳客座主編長期致力於大考中心的業務,相當精熟命題方向與重點,近年並致力於素養試題的研發,此次由吳主編邀請數位專家學者針對該議題進行解析,除針對育四篇專題提出個人總結性的觀點外,其中還包括楊吉水教授精闢的解說與分析,將大學入學中心邀請其命題的經驗,現身說法提出卓見,文中以科學性文章或創新研究結果為主幹去發展適合高中生程度的評量試題為例,不僅可以檢測學生在高中所發展的科學閱讀和解題能力外,也可以透過評量讓學生習得新知識、新研究法、與科學推理論證的過程。其次是焦傳金教授的素養題開發實例經驗分享,焦教授以清大教授們的研究出發來研發素養導向的試題,並與高中教師合作,由上(學理)而下(實踐),再由下(實踐)而上(學理),雖從學理出發,但也能更接地氣。而技職教育在這一波教育改革中也未被邊緣化,葉瀞月副研究員根據技術型高級中學課程綱要強調「核心素養」出發,論及新的評量試題提供技職學校在未來規畫課程與評量時,應從提升學生閱讀能力,到利用題目中的線索進行抽絲剝繭進而達到解題的目的作為教學的重點。最後,田鎧豪研究員以國中教育會考的情境式考題為例,說明如何從核心素養的學習內容和學習表現來設計素養導向的試題。若指標明確,設計出的評量試題較能有效的檢測出學生的能力,此部分可提供教師參考。 此次課程改革讓整個教育系統動起來,將科學活動的真正內涵與學校科學教育更密切的結合,回歸到科學教學的本質上,另人興奮,也令人相當期待。而考試領導教學至今仍是王道,那為何不在評量上多與教育理念結合並落實呢?所以如何教,如何考,都是學問,尚待有智慧的人來開創新局面。 最後,本期常態性文章有鄭志鵬老師以三本教科書中既有的內容進行評析並提出可以精煉其內容的取向,以更符合12年國民基本教育總綱中所著重的探究精神。教科書內容是固定的,因材施教,調整教科書內容,且讓教法可以是更多元,此文可以激發教師們就手邊的教學素材設計更多探究與實作的活動。另一篇文章是繼2019年國際化學週期表年後,本人開始將展品在全臺不同地區的學校進行元素週期表的移展活動,廖旭茂老師針對其搭配展品而辦理的元素相關實驗活動進行分享,讓學生可以對化學元素有更深入的認識,值得參考。 參考文獻 教育部國民及學前教育署(無日期)。108課綱資訊網。網址https://12basic.edu.tw/12about-3-1.php查詢日期:2020年7月30日。 OECD(no date)。https://www.oecd.org/查詢日期:2020年7月30日。 OECD (2020).PISA 2024 Strategic Vision and Direction for Science, March.下載於https://www.oecd.org/pisa/publications/pisa-2024-assessment-analytical-framework-science-strategic-vision-proposal.htm,2020年7月30日。

素養導向評量專題簡介 / 吳國良

Tuesday , 7, July 2020 Comments Off on 素養導向評量專題簡介 / 吳國良

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.

素養導向的評量:化學科素養導向命題之我見 / 楊吉水

Monday , 6, July 2020 Comments Off on 素養導向的評量:化學科素養導向命題之我見 / 楊吉水

素養導向評量:化學科素養導向命題之我見 楊吉水 國立台灣大學化學系 jsyang@ntu.edu.tw n  摘要 配合民國107年教育部發布之十二年國民基本教育課程綱要之實施,大學入學考試中心(以下簡稱大考中心)也針對111學年度大學入學考試提出試題精進方案,於是「素養導向命題」一時成為眾所矚目的焦點,而各方對「素養」一詞的不同解讀,造成不少的疑慮與困惑。儘管大考中心已召開多次說明會與工作坊,試圖讓第一線的高中老師們明白何謂素養導向命題,但受限於時空因素,無法擴及每一位教師。因此,我以參與大考中心試題研發者的身分,針對化學科素養導向命題的一些重要面向與觀點,以本文與大家分享。 n  素養定義 首先,要釐清「素養」是什麼?國家教育研究院的核心素養發展手冊的定義:「素養是一種能夠成功回應個人或社會的生活需求,包括使用知識、認知與技能的能力,以及態度、情意、價值與動機等。」站在教師和學生的立場,簡單的說:素養 ≡ 能活用知識。學習的本質和目的就是要獲得知識並能活用,亦即讓學到的知識成為有用的工具。工具可解決問題(生活上與專業上),工具也可開創新的工具(舉一反三並自我學習)。其相反就是死記死背的知識,存放在腦中,只在考試時才知道使用。學習的本質和目的想必人人皆知,只是大考當前,追求高分成績儼然成為首要目標,學習的樂趣與素養發展漸被遺忘,新課綱中核心素養的呼籲只是要喚回學習的本質和目的罷了。既然大家重視大考,若大考試題植入素養的精神,不啻可達到選才(能活用在校所學者)的目的,亦有助於教學端與學習端重回學習的本質。 明白素養的精神後,如何將試題素養化是下一個挑戰。一般「直問直答型」的題目,無論是僅含一個概念的簡單問題,或是綜合多個概念而成的較高難度問題,出題的困難度並不高。如何將同樣的問題轉化成具有素養成分的問題,則是過去一段時間大家在討論與探究的議題。一個常見的誤解是將「素養題」解讀成「閱讀測驗題」!會有這樣的誤解,與「試題素養化必會伴隨題幹變長」和「考題內容必須是課外知識」的錯誤認知有關。其實,題幹字數增加不是要將選項中的答案藏在題幹中讓考生擷取出來(閱讀測驗題型的概念),而是提供問題本身的情境(課本中未出現過的生活情境或專業情境)和課外的專業資訊(事實上,這些資訊有時會以圖式或表格方式呈現),而且內容不必然是課外知識。換言之,素養題的形成需要建構一座「舞台」─一座情境的舞台或一座新樣貌的舞台,舞台的建構自然需要文字,題幹字數自然會增加。考生必須能夠無懼這些課堂上從未接觸過的情境或新資訊,並能以課內所學為基礎,加以消化理解,便可正確答題,這是素養導向命題的主要原則與方向。 n  素養題設計 如何選擇合適的課外的情境與專業課題來建構一道素養題?化學與相關之自然科學雜誌是最佳的取材來源,畢竟其內容較一般報章雜誌的報導嚴謹與完整。然而,並非所有的科學論文都適合被轉化成素養題,關鍵在於內容與高中化學知識的連結是否能達到上述素養命題的原則。若學術論文部分內容是高中程度可理解的,便可直接轉成試題提問,此時考生若(1)具備相關課本基本知識,同時(2)能理解題幹提供之新資訊,即可作答。此二要件,缺一不可,方達素養精神。若是試題本身僅利用第(2)點而不必結合第(1)點之先備知識便可答題,便偏向一個閱讀測驗題,失去了考化學專業的目標。若論文題材有趣,但內容對高中程度稍嫌艱澀,可用於情境題型─題目不問論文本身的內容,而是問與該論文題材相關的課本基本知識。換言之,是否具備相關課本基本知識才是考題的核心,是否具備素養精神(能否活用知識)則是得分關鍵。素養導向命題可跳脫課內題材之束縛,使題目更活潑多樣,以達到測試知識是否靈活掌握之目的。以下各舉一例說明: n  示例 例一(大考中心研發試題): 二氧化碳被公認是造成全球暖化的主要溫室氣體,科學家正在開發能大量吸收二氧化碳的化合物。科學家測量甲、乙、丙、丁四種液態化合物對二氧化碳的吸收量,其化學式、結構式與代號如表1所示。在50℃時,一大氣壓的二氧化碳氣體中,此四種液體對二氧化碳吸收的重量百分比與時間的關係如圖1所示。 表1 化學式   結構式   代號   [ ][ ]       甲   [    ][  ]       乙   [  ][ ]       丙   [    ][   ]   […]

素養導向的評量:大學的社會責任:素養題 / 焦傳金

Sunday , 5, July 2020 Comments Off on 素養導向的評量:大學的社會責任:素養題 / 焦傳金

素養導向評量:大學的社會責任:素養題 焦傳金 清華大學生命科學系 ccchiao@life.nthu.edu.tw   n  摘要 108新課綱在去年正式啟動,素養導向的教學模式成為主流,素養題也成為大家關注的焦點。大學老師的研究成果通常都發表在國內外專業的科學期刊上,一般學生受限於背景的不足與文句的艱澀,很難理解大學老師的研究發現。若是能鼓勵大學老師與研究生將研究成果改寫成素養題,免費提供給高中生練習,不但能讓素養題內容接地氣,更能發揮大學的社會責任,將研究成果分享給社會大眾知道。因為素養題已成為學測與指考的新趨勢,高中生有極高的動機練習這些題目,因此以大學老師研究成果為主的素養題將成為最有效的科學傳播。   n  簡介 兩年前有位朋友將一份北區指考模擬考生物科考題寄給我,其中的41-43題的內容是根據我們實驗室在2016年發表的一篇有關烏賊數感的文章改寫的。仔細閱讀後,發現作者用心的將研究內容,以素養題的形式,來評量學生對實驗設計的理解能力與對實驗結果的推理能力,這個過程其實就是我們當初在研究這個主題的思考過程。當下就覺得這樣的題目形式對學生的科學訓練真的很棒,也能讓更多的高中生認識我們實驗室的研究發現。 去年初在清大校內的招生策略討論時,有一位校外學輔專家提醒我們,素養題是一個重要的趨勢,若是清大老師能主動提供素養題讓高中生練習,這對學生認識清大將有非常正面的幫助。當下我立刻想到北區指考模擬考生物科考題的事,也認為這將是一個對各方面都有益的事。進一步思考後,我發現這個作法不僅對高中生有幫助,也是一個大學社會責任的展現,更是一個有效的科學傳播,因此毫不猶豫,立刻就採取行動,邀請生科院的老師們一起共襄盛舉。 當然一開始沒有太多老師回應,畢竟多數大學老師不知道什麼是素養題,也不太想花時間去設計這些題目,但我找了一些大考中心所提供的素養題範例,也請生物科學科中心的執行秘書新竹高中陳慕璇老師提供一些素養題的核心概念,並告訴我的同事們這件事的意義,也建議他們其實不用自己出題,最好由實際參與實驗的研究生主筆,因為他們不但對實驗設計與結果分析最熟悉,他們也跟高中生的年齡較接近,因此在用詞用語與觀念理解上較能接近高中生的觀點。同時我也向大學老師們保證,研究生所撰寫的素養題一定會經過高中老師的編修與校正,因此可以確保素養題的核心概念會被完整呈現。就在這樣的氛圍下,多數的生科院老師都樂意參與,也才能在去年九月與今年二月順利推出兩波的生科領域素養題。 n  讓素養飛:19位生科院老師響應出題 第一波的素養題呈現了來自生科院19位老師30題的生科領域題目,其中涵蓋了細胞與神經研究、藥物開發、動物行為、生物醫學等領域,多數都來自老師們自己的研究。為了驗證題目設計是符合高中生的生物程度,在素養題正式上線時,我們特別請50位參加清大生科院的青少年科學人才培育計畫的高中生試答,多數試答同學反應,這份試題能充分測驗出學生在實驗上的邏輯思考與分析判斷的能力。 我以我自己實驗室所提供的一題素養題「烏賊的數感」為例,在題幹會先介紹「數感」是衡量數量的概念,再談到為證實烏賊是否也有分數概念的實驗設計,在水箱內放入1隻對1.5隻(一大一小)、1.5隻對2隻蝦子等4組實驗對照,測試烏賊的捕食選擇及所需時間,並附上相關實驗數據圖表,要求學生理解訊息後,據以分析推論,來回答4個問題。 另一個有趣的題目「果蠅的社交與壽命」是由郭崇涵老師實驗室所提供,他也利用題幹介紹果蠅的社交行為,並搭配4組實驗數據以測試果蠅在獨居與群居、行動力強與弱等不同條件下,對其壽命長短的影響,要學生回答哪些變動因子會影響果蠅的壽命長短。陳令儀老師實驗室則是出了一題「大腦神經再生」,以3組實驗來測試4種化合物促進老鼠大腦神經再生的功效,學生必須讀懂實驗結果圖表中的神經細胞癒合率及存活率,才能推論出正確的答案。 參與編修的新竹高中陳慕璇老師表示,高中老師們的責任也重大,她們會先確認題幹是否易於閱讀,控制字數不要太長,並確定出題者想得到的答案是否與選項一致,檢核題目設計邏輯。這些工作其實也花費了相當多的時間,但是這是一個好的素養題不可或缺的要件。 n  擴大參與:加入化學與物理素養題 在第一波生物素養題推出後,收到許多迴響,不僅來自高中生物科老師,也收到高中化學與物理老師的回應,他們紛紛表示希望能將素養題的範圍從生物擴大至其他自然科領域,我也覺得若是能邀請化學系與物理系的老師一起來共襄盛舉,那一定是更棒的。在這樣的期待之下,我積極聯繫化學系與物理系的主任,他們也都承諾會予以協助,並指派一位老師負責收集試題。不過也許兩系的老師真的太忙,又或是化學與物理領域老師們的研究成果比較難用淺顯的文字說明清楚,成為素養考題,因此迴響並不熱烈。所幸清大化學系長期舉辦清華盃化學能力競賽,因此過去十幾年來已累積非常多的試題,有些題型剛好較符合素養題的精神,因此我們除了邀請5位清大化學系老師以自身的研究成果撰寫素養題外,也包含的24題的清華盃化學能力競賽試題,這些素養題提供了高中生自行練習的機會,也讓他們對清大化學系的研究領域與師資更加認識。 五位清大化學系老師的素養題都非常棒,包括了王素蘭老師的「晶型無機孔洞材料的大躍進」、江昀緯老師的「宏觀平衡與微觀分子世界的連結」、黃暄益老師的「半導體的晶面效應」、帕偉鄂本老師的「質譜法」、洪嘉程老師的「膠原蛋白」,其中專研胜肽化學、蛋白質摺疊與設計的洪嘉呈老師,他的素養題發想就是因為大家常聽到膠原蛋白,但不知道它的化學特性,因此他希望能利用這個耳熟能詳的名詞來測驗學生對分子間作用力、氫鍵的理解。 在新增的物理題庫中,有兩題是清大物理系王立邦老師提供的,包括「離子阱與質量的測量」與「宇宙中的暗物質」,另一題「無所不在的揉皺現象」則是由清大物理系洪在明老師出題,他的實驗室曾研究過紙張的揉皺現象,這是很生活化的題目,若是你將一張A4大小的紙張對折再對折,折了7次以後,再用力也折不下去,就算再換更大的紙,也折不過7摺,這是為什麼呢?另外,若是將鋁箔紙也用力揉成團拋在水中,僅管鋁箔比重遠大於水,但仍可浮在水面,裡面有多少空氣呢?要解釋揉皺現象,學生必須要活用高中所學的物理知識,這樣的題目也能激發學生的研究精神,將身邊習以為常的物理現象了解得更透徹。 n  培養學生的科學力 108新課綱的實施是臺灣科學教育的轉捩點,自然科探究與實作課程的現場充滿了老師們各種教學創意,學生不再只是學習課本上所呈現的知識,而是透過設計實驗、親手操作、分析數據、討論結果等過程,將科學內化成生活的一部份。學測與指考中的素養題就是這一波教育改革的主要推手,它不但測驗學生的閱讀能力,更藉由真實的實驗數據,評量學生的科學能力。素養題沒有公式可循,無法反覆練習,學生必須在探究與實作的課程中培養這樣的能力。好的素養題確實不容易出,大學老師的研究題目剛好提供了一個絕佳的機會,將研究設計的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大學內各個實驗室的研究發現,也是培養學生科學力的有效方法! n  參考資料 清華大學 素養題平台http://elte-nthu.hct.tw/

素養導向評量: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 財團法人技專校院入學測驗中心基金會副研究員 yeh@mail.tcte.edu.tw   n  前言 因應108課綱實施,技專校院招生策略委員會已於108年7月公告新課綱考試範圍及調整內容,雖多數科目考試範圍未變動,然仍須針對各科的學習內容進行比較及分析,並研發試題示例,以符應新課綱的課程調整。而十二年國教技術型高級中學課程綱要強調核心素養的能力,以培養具備務實致用及終身學習能力之人才,在因應新課綱實施之技專校院考試及招生制度整體方案中提及:統測考科於111學年度實習科目命題朝實務導向、能力統整及術科筆試化為原則進行。(技專校院招生策略委員會,2019) n   核心素養的主要內涵 國家教育研究院依據研發「臺灣學生學習成就評量資料庫」試題經驗,針對素養導向「紙筆測驗」評量,已提供簡易書面說明及題型示例,供各界參酌。《十二年國民基本教育課程發展指引》定義「核心素養是指一個人為適應現在生活及未來挑戰,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」。(國家教育研究院,2014) 國家教育研究院在《十二年國民基本教育課程發展建議書》亦指出「核心素養是指知識、能力和態度的綜合表現。…素養的培養應該適當的結合情境學習、專題導向、生活實踐等教學」。且「核心素養的培養有賴課程、教學與評量的有效連結」。素養導向評量旨用以評估、回饋與引導素養導向課程與教學之實施。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。(國家教育研究院,2014) n   素養試題應有的基本要素 依據國教院對於核心素養的定義及建議,財團法人技專校院入學測驗中心基金會整理出統一入學測驗素養考題應具備的特性為: 一、測驗目標:具備學科主體性,亦含跨領域能力。素養導向重點之一在強調跨領域/學科的能力,期使學生能運用各領域習得的能力解決情境中的問題。試題設計含跨領域連結、統整能力時,測驗目標應掌握學科的主體性。 二、題幹設計:在適當的情境中解決問題。主要在題幹設計中提供適切的資訊、適當的情境,評量學生轉換、應用該學習階段所具備解決問題的能力。 三、題材選擇多元:以課綱訂定之學習內容為基礎,試題取材及文本類型多元化,強調評量學生對於基本知識的理解、應用、統整能力。 n   養導向題型示例規劃 經由文獻探討與相關資料之收集、分析,先研擬素養導向題型發展方向,然後遴聘化工群相關領域之技專端及技高端教師籌組命審題團隊,召開共識會議說明題型發展方向與確認評量架構及題型特徵。接下來由技專端委員開發試題示例,透過專家座談諮詢會議的方式由命審題團隊委員共同修審試題,再委由技高端學校進行小規模施測,同時進行技高端教師及學生問卷調查,以蒐集素養導向題型之意見回饋,然後彙整問卷調查結果,召開施測後之檢討會議,獲致初步素養導向題型雛形。 n   初步成果 在符合化工群新課綱的架構下,依據111學年度統一入學測驗化工群專業及實習科目考科之命題範圍,發展素養導向之試題示例,共有標準題型5題;題組題型7大題,每大題含有子題目2至5小題不等,總題數共計27題。為了解這些題型是否合宜,需進行小規模施測及問卷調查。 透過小規模施測主要目在蒐集學生對於素養導向題型作答過程中,是否暸解題意,及檢測學生對於閱讀理解及綜合應用學科知識的能力,施測對象為中南部三所公立技術型高級中等學校高三學生共計40名學生。同時透過施測的三所學校各5位現任技高教師填寫問卷,以提供對於素養導向題型之相關意見,做為回饋命題團隊參酌修正。 茲試舉其中一題題型作為說明:   葡萄糖(glucose)是生物體内新陳代謝不可缺少的營養物質,它的氧化反應放出的熱量是人類生命活動所需能量的重要來源。人體血液中約含0.1%葡萄糖,稱之為血糖,血糖濃度失調會導致多種疾病。如持續血糖濃度過高的高血糖和過低的低血糖。而由多種原因導致的持續性高血糖就會引發糖尿病,這也是與血糖濃度相關的最顯著的疾病;而低血糖則會出現頭暈、注意力不能集中甚至休克等症狀。葡萄糖是醛糖,其鍊狀與環狀分子結構如下列圖(三)、所示:                            圖(三)、葡萄糖之結構式 下列對於葡萄糖(Glucose)的敘述何者不正確?   (A) 水溶液中添加氧化劑(CrO3/H+),易被氧化成葡萄糖酸 (B) 具有還原性,於水溶液中添加多侖試劑(Tollen’s reagent ),會生成氧化亞銅紅色沉澱 (C) FTIR光譜分析,於3300-3500cm-1附近有吸收峰 (D)屬於單醣,分子內部含有OH基(hydroxy group),和水產生分子間氫鍵,易溶於水 正答:(B) 學習表現      化工–專–普化-1:了解化學的基本概念,並能自我精進、分析與探索科學。      化工–專–普化-2:運用化學的基本知識,解決日常生活相關的問題,並能進行化學資訊的識讀與批判。      化工–實–普化-3 […]

素養導向的評量:素養導向試題−以國中教育會考為例 / 田鎧豪

Friday , 3, July 2020 Comments Off on 素養導向的評量:素養導向試題−以國中教育會考為例 / 田鎧豪

素養導向評量:素養導向試題−以國中教育會考為例 田鎧豪 臺灣師範大學心理與教育測驗研究發展中心自然科研究員 bigsavage@rcpet.ntnu.edu.tw n  前言 十二年國民基本教育課程綱要(以下簡稱課綱)於108學年度開始實施,希望能解決過去國中小九年一貫與高中課綱的銜接落差,以助於國小、國中及高級中等學校課程連貫發展,以及各領域/科目間的統整。為配合以核心素養為主軸之課綱,發展素養導向評量勢在必行。參酌國家教育研究院對研發素養導向試題的建議,未來國中教育會考(以下簡稱教育會考)除了維持「學科基本素養題」,評量學科重要的核心概念,也會持續精進「生活實踐題」之設計,以強調應用核心知識與技能,解決真實情境脈絡中的問題,逐漸改變學生的學習和思考習慣、培養學習策略。 n  核心素養的試題 所謂「生活實踐題」,其題幹設計應盡可能符合日常生活或學術探究的真實情境,而提問也應該是在此情境脈絡下會問的真實問題,此外,適時選用跨領域素材或課綱所列相關議題作為題幹情境將更能反映課綱精神。透過這類試題的引導,有助培養學生思考、探究課堂所學與生活的關聯性,這也正是發展素養導向評量的目的。 檢視歷年教育會考的試題,符合課綱核心素養的試題,主要有幾項特點: 1.試題情境主要以解決真實生活問題為主,不僅有學科知識,也包含學習概念延伸的判斷與應用。 2.為了能清楚描述問題情境,有些試題的閱讀量高,也常需配合圖表或數據資料,或是以題組的方式呈現。 例如過去的教育會考數學科試題,就曾把生活常見的通訊軟體情境,融入數學素養後,拿來評量學生是否具備理解溝通的能力,並能應用直角坐標系的概念找出兩地點位置的關係。 以下列舉教育會考自然科數題符合課綱核心素養的試題,作為第一線國中老師教學的參考,期望能達到拋磚引玉之效,呼應課綱素養導向之精神。 題目 如圖(七)所示,部分救護車車頭的「」字樣會以「」方式印製,目的是當前方車輛的駕駛透過後視鏡(平面鏡)觀看時,可以看到正確的「」字樣,此現象主要與下列何者最相關?                                                                                         圖七 (A)光的折射 (B)光的反射 (C)光的色散 (D)光可在真空中傳播 答案 B 核心素養 自-J-A2 能將所習得的科學知識,連結到自己觀察到的自然現象及實驗數據,學習自我或團體探索證據、回應多元觀點,並能對問題、方法、資訊或數據的可信性抱持合理的懷疑態度或進行檢核,提出問題可能的解決方案。 學習表現 tr-IV-1 能將所習得的知識正確的連結到所觀察到的自然現象及實驗數據,並推論出其中的關聯,進而運用習得的知識來解釋自己論點的正確性。 學習內容 Ka-IV-9 生活中有許多運用光學的原理的實例或儀器,例如:透鏡、面鏡、眼睛、眼鏡及顯微鏡等。 試題概念與分析 本題評量學生是否能知道平面鏡的反射情形。學生的學習表現符合[tr-IV-1]中,「能將所習得的知識正確的連結到所觀察到的自然現象,並推論出其中的關聯」。此題對應核心素養[自-J-A2]內涵中,「能將所習得的科學知識,連結到自己觀察到的自然現象」。   題目 在沿海的紅樹林地區,某些水位過淺的區域會立起竹竿作為警示,提醒船隻勿往此處航行,如圖(九)所示。為了讓航行的船隻清楚看到竹竿,在一般情況下,竹竿在任何時刻都應露出水面至少2公尺。圖(十)是直立於水中的竹竿示意圖,已知此地區的水深皆不為0,若想得到符合上述條件的竹竿之「最短」長度,採用下列何者的計算結果最恰當? (A)土中的長度+潮差+2公尺 (B)土中的長度+乾潮時的水深+2公尺 (C)土中的長度+滿潮時的水深+2公尺 (D)土中的長度+乾潮時的水深+滿潮時的水深+2公尺 答案 C 核心素養 自-J-A2 能將所習得的科學知識,連結到自己觀察到的自然現象及實驗數據,學習自我或團體探索證據、回應多元觀點,並能對問題、方法、資訊或數據的可信性抱持合理的懷疑態度或進行檢核,提出問題可能的解決方案。 學習表現 tr-IV-1 能將所習得的知識正確的連結到所觀察到的自然現象及實驗數據,並推論出其中的關聯,進而運用習得的知識來解釋自己論點的正確性。 學習內容 Ic-IV-4 潮汐變化具有規律性。 試題概念與分析 本題評量學生是否能應用潮汐的概念,得知在符合條件之下的竹竿長度。學生的學習表現符合[tr-IV-1]中,「能將所習得的知識正確的連結到所觀察到的自然現象,並推論出其中的關聯」。此題對應核心素養[自-J-A2]內涵中,「能將所習得的科學知識,連結到自己觀察到的自然現象,並能對問題進行檢核,提出問題可能的解決方案」。 […]