第二節 研究工具
二、 科學素養測驗
根據十二年國民教育基本課程綱要自然科課程手冊針對學習內容與教材與教法的 建議說明，探究與實作課程的主要目標是培養學生探究的能力，實作則是學習的過 程。學生在進行探究的過程中，需要培養許多科學過程的技能，包含觀察、分類、預 測…等，這些能力除了在實作中會實際展現，亦能從討論或閱讀與分析書面資料展 現。劉湘瑤(2016)針對科學探究的評量提出建議，認為探究評量重點可以依探究過程中 提出問題以及研究類型的不同有所差異。例如是從事相關或因果比較的問題，評量重 點應在著力於學生設計的研究流程，是否能有效驗證或回答研究問題。
因此，本研究針對探究與實作課程的探究學習內容與建模歷程的內容各個項目，
設計科學素養測驗，測驗分析如表3-2-3，測驗題目如附錄一。本測驗的素材主要來自 PISA2006的素養試題及全國科展高中組與國中組的學生作品改寫。PISA試題是OECD 組織自從2000年起每3年辦理一次的大規模測驗，其測驗的目的與內容已獲得國際上廣 泛的認同。本研究所設計的測驗題目及評分標準即仿照PISA試題改寫。除由PISA2006 的素養試題改寫部分與本研究相關的測驗題目外，亦從全國高中及國中學生科展學生 得獎作品取材，經由摘要其作品內容、實驗數據、圖表等提供學生必要的訊息，形成 問題請學生進行解釋和推理、分析資料和呈現證據、尋找變因和條件、擬定研究計畫 等。由於學生科展作品則是由實際進行科學探究所得，其研究的題材與作品難度高中 學生比較熟悉，也能被接受。
整份測驗共計8大題、14小題，如表3-2-3所示。設計完畢後，研究者商請兩位科學 教育專家針對整份測驗的內容正確性及措辭給予意見。此外，正式施測前，本問卷另 經某公立高中一年級學生進行預試，預試結果除協助題目的修正定稿外，亦針對學生 答案進行分析，訂定評分標準。
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以下各舉一例分別說明仿照 PISA 改寫試題以及取材自全國科展學生得獎作 品素養試題之試題設計:
(一) PISA 試題仿寫試題：以科學素養測驗第七題為例，本題仿照 PISA2006 試題
改寫，題目提供兩個簡化的食物網圖解，食物網 A 展示的則是高生物多樣性的 體系，食物網 B 呈現的是低生物多樣性的情形。試題設計讓學生開放式填答，請學生利用這兩個食物網的圖解，思考如何說明保持生物的多樣性的重要性。題 目的設計扣合領綱「表達與溝通」之內容，期待學生適當利用文字或圖像的表達 方式，呈現自己或理解他人的探究過程與成果。
試題內容如下：
科學素養測驗－(七) 生物多樣性
圖 7-1 是食物網的圖解。箭頭由食物的方向指向獵食者的方向。雖然比起真 實的食物網，這兩個食物網是陽春了點，但他們還是能夠展示高多樣性與低多樣 性生態體系的差別。其中食物網 A 展示的則是高生物多樣性的體系，食物網 B 呈現的是低生物多樣性的情形。
圖 7-1 食物網圖解
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(二) 取材全國科展學生得獎作品的素養試題
以科學素養測驗第六題為例，本題取材自第 55 屆全國科展高雄女中學生的 作品，題目為「穹頂之下--高雄地區三種空氣汙染物時空特徵之探討」。本題目的 在測驗學生能否提出可驗證的觀點，故從雄女同學作品中提取研究中的實驗資 料，請學生思考雄女的同學在進行研究時，是基於那些預設去蒐集這些資料，想 要驗證什麼觀點。試題內容如下:
科學素養測驗－(六) 空氣汙染
空氣污染一直是受到關心的問題，高雄女中三位同學希望透過實際研究來了 解高雄地區的空氣汙染狀況，關心自身的生活環境。其中一項他們所做的研究是 想比較民國 97 年~102 年間，高雄前金區、前鎮區及美濃區三地測站的 NOX逐時 濃度的比較，比較結果如下表。
表 4-1 97 年~102 年間，前金區、前鎮區及美濃區測站 NOX逐時濃度的比較表
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