大考中心物理科研究員/蔡亦涵 撰
107學年度指定科目考試物理科依據103學年度實施之「修正『普通高級中學課程綱要』數學、物理、化學、生物、基礎地球科學學科綱要」（簡稱「99課綱微調」）命題。整份試卷題目兼具理論知識與應用，測驗學生基礎知識的認知、概念分析與推論、閱讀理解以及實際應用等能力，讓學生不僅僅只是考試，更能在作答的過程中，增進學識。
整份試卷題數為26題，分為兩個部分。第壹部分為選擇題，單選題有20題，每題3分，多選題有4題，每題5分，共計24題，占80分；第貳部分為非選擇題，共有二大題的題組，每一大題10分，占20分。
今年試卷有許多「融入情境」的題目，涵蓋生活情境與學術情境，取材多元。融入情境的題型是素養導向命題的重點，將所學的知識應用在生活與學術探究中，符合「測驗考生資料閱讀、判斷、推理、分析的能力」與「測驗考生應用學科知識的能力」的測驗目標。未來素養導向命題的比重會更加提升，此趨勢呼應未來十二年國教課綱所強調的「核心素養」為學習主軸，課程的學習不僅僅只是課本內與考卷上的「知識」，更應該是能應付瞬息萬變的社會所具備的「能力」。以下對物理科試題特色進行初步分析，說明如下：
一、試卷各課程單元的占分與授課時數比例相當
表一是試卷占分與授課時數比例的比較，圖一則是將資料數值轉換成座標系的點，由圖一可以清楚看到，試題配分與授課時數的分布相當接近，卡方值為17.36。但值得注意的是課程內容項次十二—實驗，試題配分偏少，這是因為實驗課程在命題上難度較高，同時測驗層次也較高，一但出現在試卷中，較容易是難題，未來會繼續精進試題內容，增加實驗題的配分比重。
二、測驗層次高，題目多著重綜合分析
表二為107指考物理科試題的雙向細目表，縱向為99課綱微調高一至高三的物理課程內容（一～五屬於高一基礎物理課程，六～十一是綜合高一到高三的課程，十二則是高一～高三所有的實驗課程），橫向為美國教育學者布盧姆(Bloom)對認知層次所做的分類，表格中打*的題號，代表該題橫跨多個課程內容。
由表二可以觀察到這份試卷題型分布多數為「分析層次」的題目，占總分43分。分析層次的題型測驗學生資訊分析的能力，以多種概念解題。例如第18題，學生必須瞭解運動學與動量的觀念，結合多種關係式才得以解題；非選擇題第二大題電偶極與微波爐原理的試題，結合化學當中的電偶極與物理電場中受力的觀念，綜合運用各種科學知識的跨科整合試題。
此外，這份試卷也有相當多「應用層次」的題目，應用層次的題型測驗學生物理原理的應用。例如第14題，此題是關於電鰻產生電流的題目，利用物理學到的串連與並聯電路，用來解釋鰻魚的發電，學生須利用電路學的相關知識，方能解題。
表一、試題配分與授課時數百分比
（註：若題目涵蓋兩個以上課程內容，配分計算以均分為原則。）
|
課程內容
|
試題配分 / 總分
|
授課時數百分比
|
|
一、緒論
|
1.5 / 100
|
1 %
|
|
二、物質的組成
|
1.5 / 100
|
1 %
|
|
三、物質間基本交互作用
|
0 / 100
|
1 %
|
|
四、能量
|
0 / 100
|
2 %
|
|
五、宇宙學簡介
|
3 / 100
|
1 %
|
|
六、力學
|
31 / 100
|
30 %
|
|
七、熱學
|
6 / 100
|
5 %
|
|
八、波動(含聲波)
|
7 / 100
|
8 %
|
|
九、光學
|
8 / 100
|
9 %
|
|
十、電磁學
|
22 / 100
|
18 %
|
|
十一、近代物理
|
16 / 100
|
11 %
|
|
十二、實驗
|
4 / 100
|
13 %
|
圖一、試題配分與授課時數百分比的散布圖
表二、指考物理考科雙向細目表
|
測驗層次
課程內容
|
理解
|
應用
|
分析
|
| 一、緒論 |
物理學簡介
|
|
|
|
|
物理量的單位
|
|
7*
|
|
| 二、物質的組成 |
物質由原子組成
|
|
7*
|
|
|
原子與原子核的組成
|
|
|
|
| 三、物質間基本交互作用 |
重力
|
|
|
|
|
電力與磁力
|
|
|
|
|
強力與弱力
|
|
|
|
| 四、能量 |
能量的形式
|
|
|
|
|
能量間的轉換與能量守恆
|
|
|
|
|
核能
|
|
|
|
|
能量的有效利用與節約
|
|
|
|
| 五、宇宙學簡介 |
宇宙結構的認識及哈伯定律
|
2
|
|
|
|
宇宙起源
|
|
|
|
| 六、力學 |
靜力學
|
|
8
|
|
|
運動學
|
|
|
21
|
|
牛頓運動定律
|
|
22
|
19,20
|
|
動量與牛頓運動定律的應用
|
|
|
16,17*,18
|
|
萬有引力定律
|
1
|
|
|
|
功與能量
|
|
|
17*
|
|
碰撞
|
|
|
|
| 七、熱學 |
溫度
|
|
|
|
|
物質的三態變化與潛熱
|
|
3
|
|
|
理想氣體方程式
|
|
|
|
|
氣體動力論
|
4
|
|
|
| 八、波動(含聲波) |
波的傳播
|
|
|
|
|
振動與波
|
|
24*
|
|
|
波的重疊原理
|
|
|
|
|
波的干涉與繞射
|
|
|
9*
|
|
駐波
|
|
|
|
|
水波的反射與折射
|
|
|
|
|
聲波
|
|
11
|
|
| 九、光學 |
幾何光學
|
23
|
10
|
|
|
物理光學
|
|
|
|
| 十、電磁學 |
靜電學
|
|
13
|
二
|
|
電流
|
|
14
|
|
|
電流磁效應
|
|
|
|
|
電磁感應
|
|
15
|
12
|
| 十一、近代物理 |
電子的發現
|
|
|
一*
|
|
X射線
|
|
|
|
|
量子論的發現
|
|
24*
|
一*
|
|
原子結構
|
5
|
|
|
|
物質波
|
|
|
9*
|
|
原子核
|
|
6
|
|
| 十二、實驗 |
實驗
|
|
|
一*
|
三、取材生活化，題型創新
這份試卷融入許多生活情境。例如第10題，介紹攝影曝光三要素之中「光圈」與「快門」之間的關係，測驗學生閱讀理解的能力，且可以將這份知識帶入生活之中；第24題，介紹耳溫槍的工作原理和黑體輻射相關，並且利用電磁波的波長和溫度的關係，推論可能量測到的體溫。生活情境試題不僅僅可以跟學生產生共鳴，更可以讓學生瞭解到課本所學的知識是如何應用在生活中。
這份試卷也不乏創新的題型。例如第12題，介紹電磁流量計的工作原理，並測驗學生感應電動勢與流速、管徑、外加磁場之間的關係；非選擇題第一題，利用亥姆霍茲（Helmholtz）線圈做光電效應的實驗，測驗學生運動中的帶電粒子在磁場中的受力情形，以及光電效應的觀念。創新的題型更能激發學生思考，測驗學生是否真的瞭解物理觀念。
四、題目強調素養導向，需要對物理知識融會貫通
學生除了要有基本物理知識之外，更必須能夠擷取題目中的資訊，運用所學知識加以分析，最後推論出結果。例如第9題，結合物質波與波動干涉的知識，擷取題目給定的電子動能、狹縫寬度、電子密度分布的間隔等資訊，才能推論出答案；非選擇題第一大題，利用移動中的電荷在磁場中的受力、光電效應等知識，推論出電子運動軌跡半徑與入射光頻率之間的關係式，再對方程式圖形做出解釋；非選擇題第二大題，利用電荷在電場中的受力，推導出電偶極矩的力矩，並且運用電磁學、力學、熱學等知識，解釋微波爐的加熱原理。
若沒有對物理知識融會貫通，這些題目將不容易作答，而這些擷取資訊並加以分析的能力，正是面對未來世界快速變遷的重要能力。
五、難易度適中，鑑別度維持一貫水平
表三為近五年指考物理科的五標分數以及鑑別度，今年五標成績略為下降，但和近五年平均的差距不到1題分，並無如外界預測般困難，然而鑑別度則維持一貫水平，和近五年的平均相當。
這份試卷也有相當多的基本題，例如第1、4、8、10、11、15、17、24等，答對率都超過六成；另外，有些題目鑑別度相當高，例如第10題，攝影曝光三要素的題目，鑑別學生的閱讀理解能力，第11題是音階與管子長度的關係，測驗學生是否理解達成駐波的條件；然而第13題，測驗學生導體內的電場值，若只知道電場公式，則會落入陷阱，必須考慮到導體內的電子是自由電子，靜電平衡時電子不再移動而產生電流，因此電場量值應該為零，許多學生落入陷阱，誘答率相當高的一個選項。
表三、近五年指考物理科五標分數與鑑別度
綜觀來看整份試卷，試題符合「99課綱微調」的命題範圍，且課程內容的配分與授課時數分配相當一致。再進一步分析可以發現，測驗層次相當高，將近一半的配分都達到「分析」層次。
從試題內容的觀點來看，試題內容取材多元，涵蓋許多生活情境的試題，讓學生瞭解物理學的知識並不會與生活脫節；除此之外，試題強調素養導向，需要對物理知識融會貫通，才有足夠能力綜合所學的知識加以分析題目。
試題的難易度與鑑別度維持一貫水準，五標分數與近五年的平均並沒有顯著差異。試卷中不乏基本題，只要有基本的物理觀念就可以得到分數，若要取得高分，必須對物理學充分理解。這份試卷不僅可以評鑑學習成效，更可以引導學生走向學習物理的正確方向。
