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110學年度學科能力測驗自然考科【地球科學】試題特色

國立羅東高級中學地球科學科教師/蘇敬怡、大考中心研究員/周建儒

、前言

110年度學科能力測驗(簡稱110學測)自然考科的地球科學試題共有17題,占自然總題數的1/4,以題型分類來說:單選題14題(題號:1617181920212237626364656667)、多選題3題(題號:353668),單選題比例較往年高。

二、試題特色

(一)各領域題目題數相近

地球科學學科涵蓋領域可分為五大類:天文、大氣、地質、海洋與環境變遷(含地球起源),前四個領域題數幾近平均,環境變遷領域2題,並分別跨大氣及地質領域。

(二)具有一定比例的基礎題,著重理解及判斷

本次學測地球科學試題基本題仍維持一定比例,如第20題由北極星仰角判斷該地的緯度、第64題由恆星光譜型中判斷哪顆恆星的表面溫度最高。這些都是課本基礎知識的內容,考生多能掌握到這些分數。

另一特色為重視理解與判斷。對應到測驗目標中的知識、理解、應用、分析分別有第81164題;部分題目可同時測驗兩種目標,如第63題,由視星等與絕對星等判斷恆星距離。依題目所給星等數值,不易快速判斷出距離;不過題目中給予公式:
mM = 5 (d)5
,不需依賴背誦,將公式移項後可發現,距離(d)正相關於視星等(m)與絕對星等(M)的差值,即可獲得答案。

(三)生活經驗入題

生活中常常需要運用地科知識,本次測驗有部分試題將政府各單位公開的地科量測相關資訊,與地科教科書內容結合,引導考生參考實際情境進行分析與歸納,亦提醒考生科學知識不是死板生硬的條文公式,而是與生活環境之變化息息相關。

21題颱風侵襲臺灣前後,全台各地降雨量不同的差異;第22題選擇可兼顧安全及避免中暑的時間,到海岸潮間帶活動……等,這些試題強調生活應用、關心環境問題,與地球科學的核心價值切合。

除生活經驗之外,試題中所選的數據多為實際觀測資料:包含2010年凡那比颱風侵臺時的時雨量變化、臺東(富岡)潮位站潮高預報圖、水利署統計1949年至2009年間的年降雨量,將這些觀測地球環境的真實數據運用於題目中,符合素養命題的真實情境架構。

(四)地球科學整體難易適中且具有鑑別度

本次學測地球科學試題在難、易的試題僅各一題,中偏難、中偏易的試題共15題,顯示整體難易度適中。鑑別度方面,高、中、低鑑別度分別有782題,高鑑別度的題數為近5年來最多,顯示試題具有相當不錯的鑑別度。

以第19題為例,此題難度不高且鑑別度佳(P=71%D=0.56)。科氏力造成的風向偏轉是課堂中的重要知識,本題以科學史上出現過的白貝羅定律出發,請考生判斷隨著科學發展此定律在使用上具有侷限性的原因,是一道有特色、具有科學史意涵、難度不高又具有鑑別力的試題。

(五)正視觀測的侷限性

雖然可以運用多種技術觀測宇宙,但觀測宇宙仍存在許多限制。在天文領域星等的章節中(如第63題),考生習得恆星的視星等包含恆星的距離與發光能力兩個因子。天文學者實際進行多波段觀測時,就如同第66題的情境,無法由單一波段判斷該恆星的顏色(表面溫度),此題充分展現出觀測宇宙的侷限性。

三、回饋高中的教與學

(一)深化圖形與資料判讀

圖表是地球科學研究或教學很重要的表述素材,一張好的圖表勝過千言萬語,這次地球科學的17題之中,有11題有附屬的圖片或是表格,且從簡單到複雜的資料皆有,是具備相當多面向素材的一份試題。

簡單的資料舉例來說:第 16題的地震波走時曲線圖,是課本中地震災害章節常見的圖片,可提供判斷地震波速度的重要參考資訊。第貳部分第63-64題組,則是測驗考生是否了解光譜型態、視星等及絕對星等概念,再綜合題幹資訊推敲出答案,的確深具探究之意涵。

複雜的資料舉例來說:第21題的凡那比颱風路徑和時雨量圖,考生必須藉由颱風風雨、迎風面背風面、臺灣地形等知識,分析颱風時雨量的先後順序。第貳部分第68題的大氣穩定度,雖然圖片是兩張簡單的線條圖,但分析不容易,測驗考生對於大氣穩定度、垂直運動及其與雲雨的關係。

除了測驗考生判讀圖表的能力之外,更有許多試題具有學術探究情境。例如第35題的豐枯水年統計圖,提供考生臺灣歷來的降雨趨勢,這是大氣領域結合生活的重要內容,且和近年的水資源利用議題有所結合,更與去年至今年的缺水議題有所呼應。以第62題為例,題目中已說明煤層的走向與傾角,示意圖也展示出該地的縱剖面示意圖,在教學時以教具輔助,幫助考生建立岩層位態的立體空間概念。

(二)跨科整合

跨領域是教學趨勢,生活上有趣或值得探討的議題往往都不只侷限在單一科目領域中。教學取材上可以跨出課本,從生活中擷取教學素材,或與其他科目搭配,讓不同學科的專業角度帶入共同情境,考生也可以活用更多各學科知能。例如第3題結合地科的季節與植物的光週期,考生需要同時運用到這兩個領域的知識解決問題。

四、結語

110學測地球科學試題特色,具有從生活情境出發、與使用真實觀測資料的試題特色,基礎題數維持一定比例,在在顯示地球科學就是一門生活中的知識,期許考生在學習的過程中,能多關懷生活環境,將學科知識活用在生活之中。

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