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113學年度分科測驗【物理】考科試題特色

一、前言

113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10~12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將物理與生活情境作結合,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)試題取材廣泛,結合生活情境

本次測驗試題取材廣泛,例如第3題(P=62%D=0.59)的低軌衛星、第9題(P=66%D=0.64)的101大樓減震系統、第17題(P=48%D=0.38)的電力傳輸能量消耗、第19-20題的綠能-風力發電、第24-26題的腳踏車驅動原理,都是物理學在生活情境中應用的例子,將物理原理用於解釋生活中觀察到的現象,與108課綱核心素養強調「學習不宜以學科知識及技能為限,而應關注學習與生活的結合」的精神相互呼應。

(二)注重概念統整與真實情境應用

大考中心的素養導向命題重點:試題素材情境化,其用意是希望評量考生將物理知識活學活用於情境中解決問題的能力。

題組第19-20題為風力發電動能電能轉換,解題過程中考生需要具備動能功率為能量隨時間的變化率等概念,再結合題幹中「功率P與單位時間內空氣流向風機的氣流動能成正比」並加以統整,最終求得出風機的功率P與風速三次方(v3)成正比的結論。

題組第24-26題為腳踏車驅動,整合應用靜力平衡相關概念,特別是非選擇題的解題過程中,考生需要理解第25題題幹中如何由腳踩踏板使腳踏車產生驅動向前的力,藉由一步步的推論與計算,以求得當腳踩踏板的垂直力為F且車輪相對於路面為靜止狀態的情況下,腳踩踏板所產生之最大驅動力。以上兩題組均是希望考生能於真實情境中將觀察到的現象以物理原理解釋或分析、應用,希望考生能融會貫通所學的物理知識與概念。

(三)第壹部分測驗物理基本觀念

本次分科測驗的第壹部分有相當比例的基本題,包含評量考生了解基本的物理規則、學說、定律及原理。舉例說明如下:

1題(P=56%D=0.60)評量考生對於守恆定律的基本認識,並且考生要能判斷在原子核反應中哪些守恆定律是成立的;第2題(P=55%D=0.77)綜合測驗考生對於光的性質之理解,光有反射、折射、干涉、繞射以及波粒二象性等性質,考生需要能對各種光學現象正確判斷是由光的哪種性質所產生;第13題(P=39%D=0.35)則綜合評量近代物理中的X射線以及量子現象的基本認識與理解,量子現象是物理學中重要的一部分,考生需對相關內容具備一定的基本觀念。對物理學的基本知識與概念具備一定的認識與理解,是進一步應用物理知識於情境中解決問題的基礎。

(四)實驗題重視實驗操作與實驗目的之聯結

「電流天平」實驗為電流磁效應及載流導線在磁場中受力的實際應用,得以測定螺線管磁場強度及電流之關係。單選第7題(P=56%D=0.72)評量考生對電流天平實驗的物理原理之理解,若考生對此實驗有一定程度的理解甚至實際操作過此實驗,相信本題對考生並不困難。

「認識電磁波」實驗為108課綱新增的實驗,旨在以微波實驗驗證電磁波的性質,例如:波長、能量、電場和磁場的作用、偏振等。混合題組第21-23題以「認識電磁波」實驗中的偏振為命題主題,綜合評量學生對偏振現象的理解,以及如何由偏振板來驗證電磁波為橫波的實驗操作。考生需要理解電磁波為橫波所具備的性質,藉由說明實驗裝置的安排與實驗步驟的設計,得出電磁波不是縱波而是橫波的結論。此混合題組不僅評量實驗原理與操作過程,更是與實驗目的緊密結合,展現物理理論需由實驗驗證的科學精神。

三、回饋高中的教與學

(一)將物理與生活中現象聯結

本次測驗有許多素材來自於生活情境,其用意是希望同學不僅能多加留意生活中的物理,同時也期許同學將課本中的物理知識能用以解釋生活中的物理現象或是解決物理問題。此外,對於科學學習的方法,同學可從既有經驗出發,進行探索、實驗操作與多元學習。因此觀察生活中的各種現象,閱讀各種科學文章,思考物理知識與生活之間的聯結,相信對物理的學習會有很大的幫助。

(二)落實實驗教學,培養實作及問題解決能力

物理是一門實驗科學,所有物理現象的探討與物理理論是否為真,都需要經由實驗的驗證。在實驗過程中,會遇到許多問題,同學必須想辦法克服,解決問題。實驗後的數據分析,以及探討實驗結果與實驗目的之間的關聯性、是否支持原先的假設,有助於同學對物理學理的理解。

踏實地完成每個加深加廣選修物理實驗,並仔細思考實驗結果與實驗目的之間的關係,可以培養實作的科學素養,也有助於分科測驗的準備。

四、結語

綜觀上述,本次分科測驗物理考科試卷取材範圍廣泛,將物理學與生活情境相結合,重視物理觀念的統整與真實情境中應用物理知識的能力,試題兼顧基本觀念與素養導向的評量。此外,實驗題重視實驗操作與與實驗目的之間的聯結。

對於分科測驗物理考科的準備,考生在準備上仍應以課程內知識為主,多閱讀課外科學資訊例如科學相關新聞、科技應用與科普書籍,思考物理學與生活的關係。平時大量閱讀的習慣將有助於提升閱讀理解能力,考試時便能冷靜閱讀較大量的文字,從中有條理地表達出自己的看法。

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