【108課綱】科學素養命題　結合生活和時事 收藏

  北一女中物理科教師／簡麗賢   2018-09-30   2018-09-30    108課綱

十二年國民基本教育強調培養「科學素養（Scientific Literacy）」。什麼是「科學素養」？具有科學素養的人是怎樣的人？筆者嘗試用自己的思維和語言描述這些概念。

科學素養，了解問題的本質

素養，是一個人在日常生活中表現出來的修養和行為，包含內在的思考和外在的表達、行為和技能等。科學素養是一個人在日常生活中表現出來的科學思維和表達能力，包含科學態度和方法，以及科學分析和評論等。一個有科學素養的人，能理解科學觀念，以科學態度運用科學方法探索問題，並能知道科學的侷限性，能求真求實，但不會偏執，能謙卑而非傲慢。

科學素養乃長期耳濡目染所形成，非一蹴可幾，誠如唐朝詩人杜甫的詩句「隨風潛入夜，細雨潤無聲」，短時間內不容易看出來，久而久之，科學素養就在靜觀思維裡，在語言表達中，在生活行為的範疇。

什麼是「科學素養命題」？

觀察與分析大考中心一年來的指考和學測試題，已有部分試題合乎科學素養命題方向，高中教師與學生可以透過這些試題了解什麼是「生活情境的素養導向試題」。筆者舉幾題106指考和107學測題為例，提供參考。

【106年指考物理科試題】

上述題目評量考生是否知道基本的科學定律和生活現象，從新聞報導的科學新聞中取材，經過設計成為情境素養試題，了解考生是否能理解星球表面的重力加速度與星球的質量和半徑有關。

【106年指考物理科試題】


上述題目敘述的情境大抵可從新聞報導空難訊息中獲得，經過命題委員設計成情境素養試題，評量考生是否知道基本的科學現象，了解考生是否了解超聲波波速與波長、頻率的數學關係。

【106年指考物理科試題】


上述題目的情境，無庸置疑，是緊密結合生活情境的素養試題，是登山客熟悉的情境，也是生活知識。山頂上煮食的「壓力鍋」概念，經過命題委員設計成情境素養試題，評量考生是否知道基本的科學現象，是否知道當P=1大氣壓=1.03 x 10³(gw/cm²)時，水沸點為100°C。由 的關係式推論解出答案，並運用物理量與國際單位的科學概念表示答案。

107年學測試題中也有幾道試題具有結合生活情境的科學素養題，包含2017年諾貝爾獎「重力波」相關題組，以及「福衛五號」人造衛星軌道和週期問題等，舉例如後：

【107年學測自然科試題】


上述題目命題概念來自高中課綱的「克卜勒行星運動定律、等速圓周運動、萬有引力與人造衛星」等單元，命題委員取材最新的時事新聞，設計成生活情境的科學素養題，評量考生是否深入理解「克卜勒行星運動第三定律（週期定律）」的內涵，是否能應用基本的數學關係式解出衛星的高度。

據筆者的教學經驗判斷，這一題對一般程度的高中考生應有難度，即使高分群的考生，也未必能解出正確答案，主要是考生要仔細閱讀題目的情境，並且能了解「衛星軌道半徑是從地球中心算起」，因此本題提到「新衛星離地面的高度」，評量考生是否完全理解物理定律的內涵，且必須正確運算。若依循回答問題的順序，考生必須知道「福衛五號距離地表720公里，也就是距離地球球心6400＋720＝7120公里」，再從克卜勒行星第三運動定律思考，若新衛星距地心r，則列出數學關係式如下：
能解出正確的r＝28480公里，最後能再解出「新衛星離地面的高度＝28480－6400＝22080公里」。

以上四題呈現大考中心很典型的生活情境素養試題，高中教師可取材為思考設計期中考模擬考題的範例。

命題趨勢：結合生活和時事

今年學測成績出爐後，大考中心劉孟奇主任表示，未來的命題趨勢將以素養、生活及整合、跨域等理念規劃命題，並呼籲學校應從期中考命題著手，讓學生適應素養命題方向。從學測的「素養題」內涵來看，就是能結合生活議題和時事新聞，誠如劉主任舉例：「飲料罐上也有成分標示，這就是自然，我們的考題就是要引導學生培養看懂生活的能力。」

劉主任進一步說明，針對十二年課綱，命題需要打破學科藩籬，未來世代面對網路等大量文本，同時需要在短時間內簡報，等於需要很強的整合和表達能力；孩子面對的挑戰並非考試，而是現實生活、未來就業等，在考試領導教學的社會氛圍中，命題形式要改變，素養命題要呈現，唯有大考中心改變，才能具體體現課綱的精神。

誠哉斯言，在臺灣「考試領導教學」的氛圍中，大考中心此番「語重心長」的說明，確實必要。

筆者淺見，高中教師面對新課綱與新課程「自然科學探究與實作」，提升結合生活情境的科學素養命題能力，刻不容緩。強化命題表達與敘述能力，廣泛蒐集素材，多實作命題，教師互相觀摩切磋，謙虛接納意見，應是可行作法。

如何研發素養導向題？

究竟如何設計生活情境的科學素養試題，筆者以親身經驗提供參考。

【第一題】：命題靈感來自新聞報導和《科學月刊》，試題設計如下。



以上閱讀題材和題組題是筆者閱讀新聞和科學雜誌報導後設計而成，目的是結合新聞報導和高中物理課程單元「電流磁效應」，設計與生活情境結合的素養試題，引導學生關注身邊的生活議題，並能思考課本單元的內容，將物理生活化，在生活中思考物理。題目難易度屬於「易」與「中」，只要考生能耐心閱讀題目，具有基礎的物理概念，應能選出命題者設計的參考答案。

【第二題】：設計取材自筆者參與2015年在韓國大邱市舉行的科學奧林匹亞競賽之理論試題，並結合2018年2月在韓國平昌舉行的冬季奧運滑雪競賽情境，設計題目如後。



上述試題取材自新聞報導和參考科學奧林匹亞試題素材，設計成生活情境的科學素養試題，結合高中課程的拋體運動與能量守恆概念。第1小題測驗目標層次為「理解」，難易度「中」。考生必須能知道基本的科學現象、規則、學說、定律，知道忽略空氣阻力後的運動學概念，水平方向是等速度運動，垂直方向是等加速運動，列出水平位移(射程)和垂直位移(高度)的數學關係式，以此解出第1小題的答案。

第2小題的設計概念是能量守恆，測驗目標層次為「應用」，難易度「中偏難」，評量學生是否能由圖形、文字敘述等資料找出其特性和關係。考生若能知道「依據能量守恆的概念，減少的力學能等於摩擦力做(負)功」，並能引入動摩擦係數，寫出正確的數學關係式，再解出正確答案，即能得到滿分。

設計生活情境的素養試題，引導與培育學子科學素養，是正確的教育方向。儘管設計素養試題「看似平凡最奇崛，誠如容易卻艱辛」，我們仍要積極投入，鍥而不捨，持續研發科學素養的試題。


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