2010年2月24日 星期三

考訊報馬仔-14》99 學年度學科能力測驗試題初步分析─自然

自然考科─【物理】─ 大考中心學科研究員 程暐瀅
今年的自然考科試卷仍然維持取材貼近生活與合科統整的特性,就物理試題而言,有一些題目是基本概念的應用,也有一些試題取材自日常生活現象。對於今年物理試題的設計,本人有以下三點看法:
一、測驗基本概念的題目較多,著重測驗推理能力的題目較少
整體看來,今年的物理試題測驗基本概念的題目較多,著重測驗推理能力的題目較少。例如第25題測驗核融合反應的過程;第27題測驗變壓器的的原理;第36 題測驗直流電與交流電的電流與時間關係圖,前述三題都是直接敘述所測概念內容,沒有再加特殊的包裝。有一些試題則是引入特殊的情境,例如第26題引用沈括在《夢溪筆談》中所記載的一段話,試題主要測驗地球磁場的特性,雖然該史料並不能提供答題的線索,但也使試題風貌更為活潑。不過,去除了試題的包裝,多數的試題仍是在測驗測驗物理基本原理或概念的內容。有少數的試題在測驗考生的推理能力,例如第59題引用羅馬酒杯對於不同色光的透射與反射的情況,讓考生推求酒杯中的金屬奈米顆粒對不同色光的反射能力,能代表測驗推理能力的物理試題。
二、今年物理的科學推理題較少,文字的閱讀量下降
往年物理科的科學推理題會選定一個主題,設計一篇閱讀文章,形成3~5題的題組。今年第貳部份的物理試題為第53、57、58、59、62題,其中能算是科學推理題的大概只有第59題。所以與往年相比,今年的科學推理題沒有形成閱讀文章與題組,科學推理題較少,文字的閱讀量下降。
三、判讀圖表的試題偏少,需要計算或套用數學式的試題偏多
與往年相比,物理科判讀圖表的試題明顯變少;另一方面,需要計算或套用數學式的試題稍微多了一些(有6題,題號為11、16、20、22、57、58)。例如第16 題,考生首先要判斷出手臂上舉會使測得的血壓比一般值要低,要算出降低的數值,要考慮水銀密度與血液密度的比值,還要注意單位的換算;又如第58題,考生要能知道只有選項(D)的函數才有週期性,以致於能形成來回的擺動,要能判讀數學式的考生才能答對。這些需要計算或套用數學式的試題不算簡單,難度應是中等以上。
與去年相比,此份試卷較著重測驗考生的基本物理知識;雖然文字閱讀量下降與判讀圖表試題減少,取而代之的是需要計算或套用數學式的試題增多,因此難度可能沒有降低。即使考試前再精心計較的試題內容,考試後還是會有需要改進的地方,然而對於作為測驗考生基本能力的初步篩選工具,此份考卷的物理試題應已達到前述目標。

【化學】─ 大考中心學科研究員 吳國良
99學年度學科能力測驗(簡稱99學測)自然考科的試卷延續過去的傳統,分為兩部分。第壹部分48 題佔96分,第貳部分20題佔32分,總分128分。第壹部分的試題每題均計分,第貳部分考生的得分若是超過32分以上,則以滿分32 分計。自然科四個領域,物理、化學、生物與地科的試題分配如表二,第壹部分各科12題,第貳部分各科5題,各科合計17題。本年度的試題除了傳統的單選題、多選題外,命題者還設計了綜合題的題型(第43-48題)。這個題組以深海熱泉為主題,包括深海熱泉的起源、生態系以及生物遷移作結合。就學科的內容而言,包括地科、生物與化學,屬於合科性質的試題。這種整合型式的題組,有助於考生就不同學門之間的知識作統整,並從整體的觀點出發,來審視自然世界。就命題而言,亦提供給不同學科的教授,了解其他學科內容的機會。此種科際整合的方式,符合大考中心將自然考科作為合科性質的宗旨。
除此之外,亦配合時事與新聞的相關內容,出現莫拉克颱風、地震、日蝕、阿凡達、能源、 CO2 濃度等議題入題,讓學生面對生活的議題時,亦能對其學科內涵作更深一層的思考。以下就各分科的淺析作介紹:

表二、99 學測自然考科試題分配
科目
第壹部分
題數
第貳部分
題數
生物
1,2,3,4,5,6,7,9,34,35,45,48
12題
49,50,51,52,54
5題
地科
8,10,12,13,14,15,18,21,24,30,43,44
12題
55,56,60,61,68
5題
物理
11,16,17,20,22,25,26,27,33,36,37,38
12題
53,57,58,59,62
5題
化學
19,23,28,29,31,32,39,40,41,42,46,47
12題
63,64,65,66,67
5題






99學測自然考科化學部分的試題共計17題,題號如表二所示。其中,有基本概念的簡易題,如第17、23題;也有屬於化學計量方面的試題,如第28、29題。化學部分的試題特色如下:
一、著重基本概念與課程內容
不論是第 17題的雙氧水的分子式,或是第23題混合物概念的試題,都是相當簡易的試題。另外,多選題第40題熱化學反應式、第41、42題的藥物與能源都是屬於高一基礎化學中的課程內容,考生只要熟悉這些基本概念與課程內容,應可拿到基本分數。
二、實驗相關內容的命題
第 31-32題是酸鹼指示劑顯色的相關實驗,測驗的概念並不複雜,考生只要能夠了解實驗的程序與指示劑變色的原因,應可掌握解題的關鍵。第39題氣體製備是屬於教科書課程內容的實驗,對真正有作實驗的考生,比較能夠記住相關內容,掌握解題的線索。本題的反應物是氯化銨(NH4 Cl)與亞硝酸鈉(Na2NO),選項(A)的硝酸鈉與氯化鈣,雖然不容易判斷是否正確;但因題幹最末已註明應選3項,可由其他三個正答選項(C)(D)(E)來排除選項(A)。
三、化學計量相關試題
學測屬基本能力的測試,試題大多以定性的測驗為主。但每年也都會有幾題定量計算。今年的第28、29兩題是屬於此類試題,第28題是化學平衡與計量相關的試題,第29題則是波以耳定律的應用。考生除了需寫出相關的反應式外還需記助P1V1 = P2V2的波以耳公式,才能進行解題,本題組對文組的考生而言,可能比較不容易作答。
四、第貳部分的試題難度升高
學測自然考科第貳部分的試題,原本的構想是採科學推理題的設計,以減輕考生對學科知識的負擔。今年的試題則是較注重學科的概念,例如:第64題的芳香烴化合物的分子式是屬於高二的學科內容;其他如:第65-66題的價電子與鍵結電子對,以及第67題微粒中的質子數、電子數的探討,則是高一課程中較抽象的部分,考生可能不易作答。另外,第66題臭氧分子的鍵結電子對,因涉及臭氧的共振結構,會屬於難度較高的試題。
整體而言,本年度自然考科化學部分的試題,有簡易試題也有屬於課本內容與實驗相關的試題,這些應是考生較容易掌握的部分;至於某些涉及化學計量與抽象概念部分的試題,對文組考生而言,為難度較高的部分,對於想拿高分的文組考生而言,這些試題將成為影響的關鍵。另外,就第貳部分而言,自然考科的設計重點是在科學推理題,今年此類型的試題則比較欠缺,對文組考生來說,若欲在第貳部分爭取較高的得分,將會是蠻大的挑戰。

【生物】─  大考中心學科研究員 夏蕙蘭
前言
99學測自然考科生物部分基本上是在評量學生在學完高中基礎生物課程後是否具有基本的科學素養,能知道基本的科學現象、規則、學說、定律,能整理分辨事物的異同,能根據圖表作解釋、歸納、延伸、推論、或結論等,與其強記死背生物知識,或反覆練習過多模擬考題,不如增強自己分析及應用的能力。
本年度自然考科生物的部分,整體考題屬中偏易,重視基本分類概念,加強對生物學的基本認識、理解與推理能力。
一、各界反應
1. 學測自然活潑多元具鑑別度
有生物老師指出,日常生活中提到的牛樟芝、湖泊優養化、地震、能源議題,連「阿凡達」都入題,看出花時間設計題目。補教生物老師表示,新流感議題也考到,但輕描淡寫,沒有把疫苗製作流程一併考出,實屬可惜。
2. 自然科題型生活化 阿凡達也入題
生物科出現實驗題,對於不強調死記的正常教學,是一大鼓勵。自然科考試有以牛樟樹為題材的題組,甚至出現整合化學、生物、生科三個範疇的問題,強調跨領域整合,讓人印象深刻。
3. 99 學測自然難度適中
學測自然考科試題也相當生活化,新流感疫苗接種的優先順序都有入題,有高中生物老師說,考題相當靈活,也有不少圖表題,如果考生觀念清楚,應該不難作答,另外,學測自然科出現綜合題,一篇短文同時包含化學、生物、地科的內容,重視跨領域的統整思考。
4. 難易度適中 自然考《阿凡達》
學測自然考全球最賣座的電影《阿凡達》,連H1N1新型流感(新流感)疫苗、颱風、地震等時事都入題,考生多認為不難作答,補教及高中老師皆表示,自然科難易度適中、具有鑑別度,預估頂、前、均、後標和去年一樣,底標則可能不變或減一級分。亦有老師認為,生物考題強調圖表及統整概念,第五十二題考新流感疫苗施打順序,有「置入性政策宣傳」意味,史上首見,但學生也可藉此了解政策內涵。
5. 命題/生物考疫苗 生物和公民結合
今年生物考了一題疫苗,老師認為是「常識題」,像「置入性政策宣傳」;此外,全國教師會對部分生物、地科試題有意見,建議送分。
自然考科出現跨科整合題,獲得不少老師認同。第四題是生物和公民的結合,如果考生不會分「阿姨」、「姑姑」和「堂」、「表」,這題八選五就選不出來;從第四十三到四十八題的綜合題裡,地科、生物和化學各考兩題,大讚出得漂亮。全教會認為,如果可以把同科的試題連續排列會更好。
6. 自然科跨領域 考生大嘆題目太多
其實答案在題目中多有提示,但敘述長容易分心,除單選及多選題外,還出現集合物理、化學、地科等綜合題型,從達爾文百歲冥誕開端,問物種起源發現的島嶼等題組,這是以往考古題從沒出現過的。考題結合許多時事,例如H1N1流感疫苗施打對象先後順序,莫拉克颱風
路徑圖,對臺灣哪個位置影響最大,還有日蝕針孔成象概念,這些全與生活息息相關,必須融會課本知識才能解答。
自然考科,無論自然組或社會組考生普遍都覺得試題偏難,物理科或生物科都有不少專有名詞看不太懂。
二、試題取材特色
生物考題比歷年簡單許多,承襲學測的基本精神,題目結合圖表,卻又不落窠臼。圖表分析(第2、5、9、54題)、閱讀題、綜合題等,也多取材自學生較為熟悉而簡單的主題(牛樟芝、海底熱泉、粒線體DNA、新流感、複製牛),雖涉及生物科技新知,學生也可以根據簡單的生物知識,很容易地推理解出答案。
三、試題內容著重的面向

表三、自然考科生物學科內容分布表
學科內容



類型
高一
高二
一、生命的特性
二、生物多樣性
三、生物與環境
五、動物的協調作用
六、動物的生殖和遺傳
七、生命科學和人生
生命現象
細胞的構造
生物的分類
細菌和病毒
藻類和真菌
植物
群集
生態系
陸域生態系
水域生態系
免疫反應
動物的生殖
人類的遺傳
生物技術及其應用
第一部分試題
1
4


5
6,9
7
2
3





科學推理題

34
48
45



51

35
52
49
50
54

生物科著重「基本能力」,試題範圍包含基礎生物:一、生命現象、細胞的構造、探討活動生物細胞的觀察;二、生物的分類、病毒與細菌、藻類與真菌、植物;三、群集、生態系、陸域生態系、水域生態系、人類對生態環境的影響,各章試題平均分佈,尤其注重基本分類概念與生態學。高二生物則有免疫反應、動物的生殖、生物技術及其應用等單元(表三)。
四、題型特色
生物題目除敘述性的選擇題外,仍有閱讀、圖表分析等必考題型,唯第4、34兩題屬實驗題,顯然對有實驗經驗的學生較為有利。學生如果有確實操作過基礎生物探討活動1-1,必然會發現洋蔥表皮細胞沒有葉綠體或保衛細胞,當然也沒有澱粉顆粒,而水蘊草細胞的葉綠體流動現象應該也是許多學生難忘的經驗,因此這兩個題目,對教學正常化注重實驗活動的老師,有正向鼓勵作用。而今年特別出現了綜合題,一篇短文後同時囊括了化學、生物、地科三個範疇的問題,題目生活化也重視跨領域的統整與思考。

【地球科學】─ 國立台中一中 藍秀茹
本年度學科能力測驗(簡稱學測)自然考科地球科學試題共 17題,第壹部分有12 題,第貮部分有5 題。只用基礎地球科學所學得的知識內容,即可回答地球科學的17個測驗題。九五「基礎地球科學」暫行課程綱要共分有六個大主題,其試題出處及配分如下表。

表四、地球科學試題出處配分表
主題
人與地球環境
太空中的地球
變動的地球
天然災害
地球環境變遷
地球資源與永續發展
題號
15
12,18,30,55
8,10,13,14,24,43,44, 56,60
21,24,56, 60,61
68

參考節數
4
4~5
11
4~5
6~7
3~4
配分
2
8
15
7
2
0

由出處配分表可看出,「變動的地球」這個主題的配分較重,其次為「太空中的地球」和「天然災害」,而「地球資源與永續發展」這個主題在課綱的建議的授課時數為3~4節,且在現今國際重視永續發展的理念下,此主題在本此次學測的配分為0是有些可惜。
依課綱的建議授課時數11節來看,「變動的地球」其配分是有些過重,而其中的試題有第24、56、60題結合了「天然災害」主題中的「地震」概念,所以大致看一下題目會覺得「地震」、「斷層」的出題率太高,但仔細檢視題目,會發現第60、61題其實是藉著車籠埔斷層的古地震事件和斷層滑移量大小,來測驗學生的科學技能,而不是測驗學生「地震」的相關學科知識。
一、試題取材特色
1.時事入題:多年來,學測地球科學的考題,常常以時事為題材來測驗學生地球科學相關的知識與能力。本年度的試題中,有第18題2009 年7月發生台灣可見的日食現象,以此事件來測驗學生是否知道日食必發生在初一,而當日的月相為新月(朔);第21題2009年8月的莫拉克颱風,測驗學生能否依據颱風路徑圖判斷莫拉克颱風在那一段時間最可能為台灣帶來豪雨,造成八八水災。
2.與生活經驗結合:地球科學的學科知識與自然現象關係密切,舉凡火山、地震、雲霧形成⋯等都是學科內容,以生活經驗中的一些自然現象為題材,測驗學生能否將生活中經驗的自然現象與所學的地球科學知識相結合,並運用於試題的分析與推論。如試題中的第13題即是利用水氣飽和曲線圖,來解釋自然現象中”露”的形成,這種與生活經驗結合的試題,是地球科學科考題的一大特色。
二、題型特色
1.跨科「綜合題」:本年度的自然考題特別在第43~48題設計了結合地球科學、生物和化學三科的綜合題,以加拉巴哥群島發現的深海熱泉為主軸,測驗學生相關的概念,屬於地球科學範疇的是第43題與44題。這類的試題需要各科學學科的基本概念,也需要各科學學科間的統整概念,這類的綜合考題出題不易,但此類綜合題是有助於提醒學生在針對科學事件或議題時,不以單一科學學科的面向去思考問題,能夠就各科學學科間的知識作融貫性的思考與了解,如此更有助於學習科學能力的培養。
2.情境化的試題:平舖直述式的題目,的確是能夠直接地測驗學生是否瞭解題目所要考的概念,但此類考題多半是較為枯燥沒有生命張力的科學考題。若在有情境的敘述下,學生可以模擬用學過的科學概念、學科的知識內容來解決問題。如此不僅題目趣味性提升,更能啟動或提升學生問題解決的能力。本次試題的第8題,以考察濱海國家地質公園,拍攝公園內古火山口為情境,測驗學生是否知道每日潮汐發生的時間延後50分鐘,並推論7天後的潮汐時間,即是個很好的例子。另外,第30題藉著到特洛伊城旅遊的情境,發現木馬的影子大小和方位有變化,進而去找出夏至當天的太陽軌跡,這樣的情境也提醒了學生在旅遊時,看到的不只是與台灣不同的景觀而已,有很多的景觀或事物,其中也蘊含許多的科學奧秘在其中。至於第55題,則是利用虛擬設置立體星座儀,來測驗學生天球的概念;第56題是個虛擬因正斷層滑動產生地震,而在台北盆地可能造成的災害。
三、試題內容著重的面向
1.閱讀理解能力:地球科學試題題幹敘述或圖表內容較為冗長,此部分需要學生具耐心仔細閱讀,循著題幹所提供的線索,不難得到正確的答案。如第44題,學生只要認真地閱讀圖12的內容,答案就呼之欲出。
2.圖表判讀能力:圖表判讀與推理分析能力,是很重要的科學技能。地球科學的資訊常以圖表的型式呈現,以避免單純閱讀文字所帶來的不足或誤解。本次的地球科學試題仍呈現相同的特色,在第壹部分12題的試題中,有9題的題目或答案具有圖表;第貮部分5題試題中,有4題的題目或答案具有圖表。如第12題的恆星資料表是個非常傳統的表格,其題目要求學生回答的答案,則是需要思考過才能選出正確的選項;第60、61題利用題目所附的圖來作適當的科學推理,測驗的正是學生的科學技能。
歷屆的科學試題多秉持著「不需死背地科知識,只需足夠的基本地球科學知識,活用科學知識與能力,就能順利地回答問題」的命題精神。今年的地球科學試題,仍延續此命題精神。試題中有一半以上屬於基本概念題目,沒有直接記憶的題目,多為基本概念及其衍生,沒有太複雜或太艱難的題目,著重學科推理能力及科學技能。

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