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 […]