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114學年度分科測驗試題特色-【物理】

一、前言

114學年度分科測驗物理考科係依據108學年度實施之「十二年國民基本教育課程綱要國民中小學暨普通型高級中等學校—自然科學領域」(以下簡稱自然領綱)之第五學習階段—物理科學習內容命題。全卷分為兩個部分,第壹部分為選擇題,其中單選題有12題,每題3分,多選題有6題,每題5分,共計18題,占66分;第貳部分為混合題或非選擇題,共有三大題的題組,每一大題8~14分不等,占34分。

本次試卷取材多元化,基本題與素養導向試題兼顧,重視物理觀念的統整以及與生活情境結合,也注重實驗操作與實驗目的之間的聯結。以下為本次物理考科試題特色的分析與說明。

二、試題特色

(一)取材融入生活情境與時事

本次測驗試題取材廣泛,部分試題結合生活情境,例如:第7題(P=40%D=0.34)為無人駕駛電動車,是結合電功率的應用問題;第9題(P=38%D=0.49)為智慧監控運送機台,是結合電磁感應的應用問題;第16題(P=48%D=0.36)為簡易單極馬達,是結合電流磁效應的應用問題;第19題(P=49%D=0.73)、第20題(P=36%D=0.62)為腳踏車煞車系統,是結合摩擦力與功能定理的應用問題。本次試題多採取情境化的素材,強調將物理知識活學活用於真實情境之中。

本次部分試題取材自科學時事,例如:第1題(P=64%D=0.52)提到今年為國際量子科學與生活科技年(IYQ);第24題(P=66%D=0.55)、第25題(P=54%D=0.23)、第26題(P=33%D=0.58)以半導體製程為主題,將光學概念融入試題。本次試題呈現物理學在最新科學與科技發展的應用,強調運用科技與解決問題的精神,為適應科技時代之生活奠定良好基礎。

(二)強調實驗操作與表達能力

自然領綱中「等電位線與電場」實驗為電位量測與電場分布的實際操作,透過電源供應器與電極提供電位差,再利用檢流計與探針描繪出等電位線,最後根據電力線與等電位線垂直的特性描繪出電力線。

混合題組第21題(P=51%D=0.57)、第22題(P=61%D=0.54)、第23題(P=45%D=0.48)以「等電位線與電場」實驗為主題,綜合評量考生對實驗設計、實驗流程與實驗原理的理解。考生不只要明白實驗架構的內容與原理,也要清楚表達實驗操作的步驟與設計,正確闡述電力線與等電位線的繪製方式,並根據實驗結果說明電場強度的判別依據。

此混合題組不僅評量實驗原理與操作過程,也強調科學論述與表達的能力,展現物理實作與溝通分享並重的科學精神。

(三)重視近代物理的發展脈絡

本次試題涉及近代物理與量子現象的各種主題。部分試題著重近代物理的發展脈絡,強調近代物理實驗結果與學說建立間的關聯性,例如:第1題(P=64%D=0.52)關於近代量子物理之發展,考生要知道各種量子物理學家提出的理論與解釋;第3題(P=76%D=0.47)為粒子散射實驗,考生要理解實驗的現象與結果的關聯;第18題(P=46%D=0.42)為陰極射線的荷質比實驗,考生要理解如何透過實驗結果去支持基本粒子的假說。

部分試題則評量考生對於基本量子物理理論之瞭解,例如:第11題(P=48%D=0.61)為光電效應實驗,考生需透過愛因斯坦的光電方程式進行解題;第12題(P=51%D=0.52)為波耳氫原子模型,考生要理解原子能階的概念與原理。

本份試卷對於自然領綱中的近代物理與量子現象有全面性的取材,側重近代物理史的發展歷程與量子物理的核心知識。

(四)試題著重核心的基本概念

本次分科測驗有相當比例的基本題,包含評量考生是否了解基本的物理規則、學說、定律及原理。部分試題屬於科學史的瞭解,例如:第1題(P=64%D=0.52)、第3題(P=76%D=0.47)、第18題(P=46%D=0.42),考生若知道物理學的發展進程即可回答。部分試題屬於基本原理的定性判斷,例如:第2題(P=70%D=0.58)、第17題(P=56%D=0.66)、第24題(P=66%D=0.55),考生仍需具備完整的物理概念,但不須計算即可判斷答案。部分試題屬於一般基礎練習題,例如:第4題(P=36%D=0.49)、第10題(P=70%D=0.55)、第13題(P=67%D=0.48),在各版本之教科書習題中均屬常見。

本份試題的設計避開複雜計算與推理,著重各章節核心基本觀念,有效評量學生所具備的物理知識與學科素養。考生對物理學的基本知識與概念具備一定的認識與理解,是進一步應用物理原理於情境中解決問題的基礎。

三、回饋高中的教與學

(一)著重學科基本知識,理解科學發展脈絡

本卷雖涉及各個物理單元主題,但並不強調複雜的物理計算,其用意在於希望同學可以著重物理學科的基本知識、強調核心概念,避免鑽研瑣碎細節的數學推導,轉而掌握物理學追求以簡馭繁的中心價值。

對高中授課教師而言,要引導學生理解整個物理學演繹的邏輯架構,而非單向灌輸片斷的知識名詞,要讓學生知道重要物理史的發展進程。物理教師在教學過程中,可透過實驗結果與自然現象,藉此幫助學生建構物理理論,讓學生在應考時能應對情境化的命題設計。

(二)強化物理實驗操作,發揮探究實作精神

本卷從自然領綱中的十一個選修物理實驗,挑選了一個實驗,設計成混合題第21-23題組(共14分),其用意在於鼓勵老師與同學在高中物理的學習階段中,能確實進行物理實驗的操作。同學應理解實驗設計的原理、數據的處理方式,並正確解讀實驗數據所代表的意義。同學完成實驗後,也應學習如何溝通、表達與分享實驗過程與結果,體現108課綱中探究與實作的核心精神。

對高中教師而言,除了確實進行自然領綱中的十一個物理實驗,也可以透過實驗操作,引導學生學習相關的物理原理,使學生瞭解抽象理論背後所代表的意義。除了自然領綱中規定的實驗外,教師可以透過科學小實驗(例如單極馬達),讓學生能更具象化地理解生活情境中的物理應用。

四、結語

綜觀上述,本次分科測驗物理考科試卷,取材多為情境式命題,強調物理學的實際應用,並結合科技時事,呈現物理學在科技上的發揮。試題強調物理實驗的操作,考生必須融合物理知識與物理實驗之關聯。

在近代物理的發展脈絡上,考生必須瞭解科學實驗與科學理論如何相輔相成,進而建構出量子力學的發展。分科測驗物理試題著重核心的基本概念,考生應避免記憶背誦與繁瑣計算的試題演練,需融會貫通物理原理與自然現象之間的關係。

考生要學習如何使用文字,清楚地表達物理概念並進行解釋。若考生能在物理理論、物理實作、語言表達上都能進行加強,相信對物理的學習與考試的準備都會有很大的幫助。

 

 

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