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Psychometric properties of the Chinese version of the Autism Spectrum Quotient (AQ)

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大學入學考試地理資訊試題分析

A Study on the Geographic Information Exam Questions

of the College Entrance Examination

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Fang-Yu Lin Jinn-Guey Lay

面臨資訊時代來臨及國際競爭,高中學生的地理資訊技能是未來公民的基本 素養,然而相關研究尚不普遍。本研究以近年大學入學考試中心的測驗結果為素 材,探討地理資訊受重視的情形、學生的認知成就、試題的適切性以及教學可提 升之處。本研究從相關大學入學考試中挑選出地理資訊相關試題,針對題目內涵 及作答情形進行統計,探討地理資訊類試題之比重、通過率、鑑別度與概念的配 置情況。研究結果顯示地理資訊試題的通過率與鑑別度均略高於整體試題平均, 然無顯著差異。透過個別試題的選項分析,本研究進一步找出教學難點、迷思概 念,並提出高中地理資訊教學之相關建議。

ABSTRACT

Facing the information era and increasing international competitions, the proficiency of geographic information of senior high school students is a fundamental quality of future citizens. Yet, such issues have not attracted much research interest. This research uses the test result of College Entrance Examination as material to explore the ratios, accomplishment of students, and adequacy of questions related geographic information subjects. We first identified and selected questions related to geographical information from the questions sheets. The difficulty, discrimination, and distribution of items of these selected questions were further analyzed. The results of such analysis indicate that the difficulty and discrimination of the questions are slightly higher than the average while not significant statistically. Based on analysis of individual questions, we further identified the difficult concept and myths of geographic information subject and made suggestions to high schools geography education.

* 國立臺灣大學地理環境資源學系碩士班研究生

Graduate Student, Department of Geography, National Taiwan University **國立台灣大學地理環境資源學系副教授

Associate Professor, Department of Geography, National Taiwan University. 地圖

第十六期,第 167-190頁,民國 95 年 6 月 Journal of Cartography

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關鍵詞

Key Words

地理教育 Geographic Education 地理資訊 Geographical Information 測驗分析 Test Analysis

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為迎接資訊化時代的來臨,世界各國皆在積極推動教育改革,台灣在此教改的脈動中, 近年來也展開了一連串的教改方案,從較早制度面與政策面的教育改革,至後期教科書的開 放及課程重心的革新。教育部在民國84年頒布了「高級中學選修科目地理課程標準」(以下 簡稱84課綱),自民國88年開始實施的高中地理新課程,高三上學期選修地理的課程納入了 地理資訊系統(Geographic Information System, GIS)的相關概念。這項新課程標準呼應美 國聯邦地理課程標準─「生活化地理」所揭示的地理技能目標,包括:提出地理問題、收集 地理資訊、組織地理資訊、分析地理資訊、回答地理問題等五項技能(AAG,1994)。84課 綱在高三的選修地理所納入的地理資訊主題,偏重在地理研究方法及地理學應用內容,包括 地理資訊、自然地理的應用和人文地理的應用等。 以往地理課程中的技能部分,主要強調地圖技能,而隨著資訊時代來臨,這種技能已經 擴展成更普遍的資訊技能,包括:地圖、遙測、計量地理、地理資訊系統等,都是地理資訊 的概念與技能項目。新課程受到近代地理學科在學理、技術及其應用發展的影響,加入了許 多地理資訊的新課題,包括地理資訊的獲取、地理資訊的處理與地理資訊系統的建立等(教 育部,1995)。地理資訊的相關課程總計21小時,為高三上學期總上課時數的60%,顯示地 理資訊題材在新課程中的重要性。配合國民教育九年一貫課程向上延伸,教育部於民國94年 公佈「普通高級中學地理課程暫行綱要」(以下簡稱94暫綱)(教育部,2005),這套課綱進一 步強化地理資訊教育的地位,將「地理資訊」相關課程從高三移至高一,由此可知,地理資 訊的概念及應用已普及至日常生活中,且是所有高中生所必須學習的主題。 地理資訊在課程上的重視也反映在入學考試上,近幾年來,地理資訊試題陸續見於入學 考試的地理科上。現行大學多元入學考試測驗目標在於檢測考生應具備的學科知識,以及對 於資料的閱讀、判斷等能力,推理、分析等思考能力,表達能力及學科知識的應用能力。而 地理資訊試題是否能適切地反應教學目標和教材內容,達到真正檢驗學生是否具備「地理資 訊」的能力?入學考試的結果必然會對高中地理課程的教與學雙方產生檢驗與評鑑的作用, 因此,如何提升入學考試的試題品質,使其在有效發揮公平客觀的選才作用外,也能帶動高 中地理教學的正常化,這應該是所有關心地理教育的地理學者所期望的目標。 地理資訊大都具有圖像特質(graphic nature),地圖是以圖形方式來傳播具有圖像特質

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的地理資訊,在資訊的紀錄和傳播上具有良好效果(賴進貴,1999)。地圖和地理資訊是一 體的兩面,兩者都是空間資訊、地表現象的紀錄。而用圖、讀圖能力的測試應該是地理科評 量的重點(賴進貴,1999)。地理資訊和地圖學、地理學的關係甚為密切,故在討論地理資 訊試題時,地圖試題將一併納入地理資訊試題之範疇。 高中地理資訊技能的教學成效,關係到未來國人是否能善用地理資訊技能來解決問題, 屬於國民地理素養的重要指標。然而針對這種國民基本素養的指標,目前尚未見學術界加以 探討。坊間除大考中心的試題分析報告外,對高中地理科地理資訊試題的相關研究則付之闕 如。基於此,本文將分析大學入學考試地理考科中的地理資訊試題的比重、通過率、鑑別度 等,並利用卡方檢定與單一樣本T檢定歷年地理資訊題通過率與鑑別度跟整體試題是否有顯 著差異,進而分析地理資訊試題各主要測驗概念的配置情況,最後再提出幾個試題做個別範 例分析。期望能給大考中心在地理資訊試題研發上提供一些參考,並讓高中地理教師更瞭解 地理資訊議題與試題,進一步希望能有助於關心地理教育的地理界相關人士,對當前大學入 學考試地理資訊試題品質之認識與瞭解。

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Martin(1996)提出,地理資訊(geographic information)是指空間位置之相關資訊, 其中包含可以直接觀察而得的自然環境,如植生及建物位置等資訊,另外社會經濟環境等資 訊無法直接觀察,也是重要之地理資訊,包含服務設施之提供及失業率等資訊。亦即在資訊 的場域中,若是用以呈現空間差異或區域特殊性,具有空間意涵者,即能夠表示空間位置之 相關資訊,可稱之為地理資訊。Goodchild(1999)則認為,地理(geography)是以地球表 面或接近地球表面為主要研究範圍,地理資訊(geographic information)則是地球表面或近 地球表面之資訊,其中應該包含地理座標資料、時間及當地之特徵及屬性資料。因此,地理 資訊是指具有特定地理意義,以凸顯空間或區域差異及獨特性的資訊。 現行高中選修科目地理課程標準明確指出高三教材應包含「地理資訊」的相關概念有: 地理資訊的獲取、地理資訊的處理與地理資訊系統的建立(表1)。又地圖是地理資訊傳播的 重要媒介,在現今強調學生收集、分析資料能力的教學中,地圖的功能當會更加重要(賴進 貴,1997)。而地圖能夠呈現不同尺度之地球表面上空間關係及現象,因此在討論空間關係 的過程中,地圖是最基本且不可被忽視的工具之一(王淑芬,2001),地圖學在地理資訊中 扮演十分重要的角色。故於本研究中,除了討論高三課程中包含之地理資訊相關課程,高一 通論地理中的地圖單元也一併納入「地理資訊」的範疇,課程標準所列之單元內涵如表2。 承上,若試題欲測驗的概念涉及地理資訊的蒐集、分析或展示者,亦即命題出處或測驗 目標是以考上述地理資訊相關章節為試題主要評量目標者,即為本研究所指之「地理資訊試

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題」。現行大學入學考試分為學科能力測驗及指定科目考試兩種測驗類型,學科能力測驗之 測驗目的為檢定考生的基本學科能力與接受大學教育的基本智能,用來初步篩選考生。其測 驗範圍包括高一地理與高二世界文化(地理篇),本研究欲探討之地理資訊相關試題,即是 以地理(一)「地理網線和地圖」範圍為試題者,其於課程標準中所佔之時數為高一高二課 程之2.1%。指定科目考試測驗目的為評量考生具備選擇校系要求之特定學科或術科智能,側 重進階選才。其測驗範圍包括高一地理、高二世界文化(地理篇)、高三選修科目地理,而 本研究欲探討之地理資訊相關試題,即是以地理(一)地理網線和地圖;地理(三)地理資 訊的獲取;地理資訊的處理;地理資訊系統的建立與應用範圍為考題者,其於課程標準中所 佔之時數為總課程之14%。 表1. 高三選修地理課程標準與地理資訊相關的單元內涵簡表 表2. 高一通論地理課程標準地圖單元內涵簡表

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(一)試題分析理論

試題分析是評鑑試題品質優劣的方法,在整個測驗編製過程中,扮演著一個相當重要 的角色。其目的是在了解試題是否能有效的區別考生的學科能力,進而推論其能否促進高中 地理教學的正常化;不僅能夠提供客觀的試題特徵指標供測驗使用者參考,作為評鑑測驗良 窳、驗證測驗效度和增進命題技巧(余民寧,1995)。 個別的試題分析方法可分為質的分析與量的分析等兩大類。質的分析乃針對試題的內容 和形式,從取材的適切性與編製試題的技術方面加以評鑑(張春興,1994)。試題必須能符 合課程的內容,也就是說試題在質的方面的分析,可由試題的內容審查、有效命題原則及教 學目標等評鑑工作來進行(余民寧,1997)。量的分析根據試題的統計特徵(statistical characteristics)進行量化分析(quantitative analysis),包括試題難易度(difficulty)、鑑別 度(discrimination)與受試者對各選項的反應情形等,幫助命題者了解試題的品質,以做為 修改和選擇試題的依據。 難易度顯示試題困難或簡單的程度,亦指該試題的通過率,或稱為答對率(以下皆統一 以通過率代表試題之難易度指標)。通過率就是該試題答對人數佔總人數之百分比。通過率 愈高,表示答對該題的人數愈多,試題就愈容易;反之亦然。一般而言試題的難易度指數以 0.50最為合宜,但有實際的困難,因此Chase(1978)建議以0.4至0.8之間的難度值範圍作為 選擇題挑選之標準。一般會將難易度分成五個等級,如表3所示。 表3. 試題難易度等級表 鑑別度分析的目的在於確定試題是否具有區分學生能力高低的作用(余民寧,1995)。 鑑別度高,則表示試題能區別不同能力學生的功能越強;反之亦然。美國測驗學者Ebel & Frisbie(1991)提出的鑑別力評鑑標準(表4)可供試題分析時參考。

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表4. 鑑別力的評鑑標準 從 統 計 學 觀 點 而 言 , 試 題 的 難 度 指 標 與 鑑 別 度 指 標 之 間 , 具 有 密 切 的 關 係 ( Ebel, 1967)。其間的關係可以從圖1中清楚看出:難度與鑑別度之間的關係大致呈菱形的分佈;亦 即,當難度值趨向兩極端(即P=0.00或P=1.00)時,鑑別度值亦將趨近於0;但當難度值愈 接近0.50時,此時的鑑別度值將可能達到最大(即D=1.00)。由此可見,若要使試題品質保 持在某種水準以上,則選擇試題時,應該儘可能選擇難度值接近0.50的試題為宜(余民寧, 1995)。 圖1. 難度指標與鑑別度指標的關係

(二)布魯姆認知分類

試題分析是用以檢視學生學習成就高低以及教學目標是否達成的一種工具,而學生的成 就差異反應在不同層次的認知發展。布魯姆等人在1956年出版研究專書「教育目標分類,第 一冊:認知領域」(Bloom et al., 1956),該書將教育目標在認知領域上分為為六個主要類 別,分別為知識(Knowledge)、理解(Comprehension)、應用(Application)、分析 (Analysis)、綜合(Synthesis)與評鑑(Evaluation)。數十年來這套理論一直被教育研究者

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所廣泛採用。2001年,Anderson等人(2001)提出布魯姆認知分類修正版,針對原來的布魯 姆認知分類做了一些修改,主要的改變在於布魯姆認知分類法的「知識」認知層次改為「記 憶」認知層次,並形成一個「知識」分類向度,如圖2所示。

以評量的角度來說,二向度的分類表不只擴大地強調在評量中所需要的抽象的知識元素 和獨立的認知歷程,關注於較複雜的學習與思考,也是能夠了解更廣泛的評量模式和應用的 方法(Airasian & Miranda, 2002)。布魯姆認知分類修正版更強化了1956年版的洞察力,不 同型式的目標需要不同型式的評量,即相似的目標型式(與學科內容無關)亦需相似的方法 來評量(Anderson & Krathwohl, 2001)。布魯姆認知分類修正版可用來增進課程與教學或課 程標準與評量之間的一致性,也可讓教師將焦點置於標準上,而不是為了考試而教學。由於 布魯姆認知分類修正版的焦點在於學生的學習過程而不是學習成效,因此強調的是學生要達 到標準所需要的認知歷程和知識的類型而不是在評量中所呈現出來的特定題型或普遍的題型 (Airasian & Miranda, 2002; Mayer, 2002)。

布魯姆認知分類法可用來幫助教師分析蘊含在測驗中的目標層次,最簡單的作法便是確 定各主要類目所佔的試題比例,即可幫助教師判斷測驗試題的適當性(Bloom et al., 1981)。 此外,布魯姆等人(1956)宣稱布魯姆認知分類法中認知歷程是具階層性和累積性的,所謂 階層性是指六個類目的行為是由簡單到複雜的;而累積性是指每個層次的行為包含所有較低 層次的行為(Harrison, 1984)。而累積性在布魯姆修正版的分類規則中消失,導致一個題目 可能同時屬於多個認知層次。布魯姆修正版逐漸引起世界各國學術界的重視,並逐漸轉化到 實際的測驗與評量,我國2005年國中基本學力測驗的命題與分析亦參酌此分類,若能善用此 分析,將其納入教學與評量,應可擴展學生學習的廣度與深度。 圖2. 布魯姆認知分類結構改變示意圖

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(一)研究對象與問題

大學入學考試是評量完成高中階段的學生整體學習成果,因此相關入學考試的試題是檢 驗高中生學習成就的重要參考。84課綱推動以後,涵蓋地理資訊考題的考試至今共四個年 度、八份試題,分別為91、92、93、94之學科能力測驗與指定科目考試地理科。本研究以這 八份試題為對象,取得所有地理試題及各份試題的相關統計資料。另外抽取其中有關「地理 資訊」試題作為分析對象,並由大考中心取得個別試題之詳細資料,包括:通過率、鑑別 度、選項分析等,進行更深入的分析。 本研究所探討的問題如下: 1.地理資訊試題的比重與分配是否合理? 2.試題知識類型與認知階層能力分布情形如何? 3.地理資訊試題的通過率與鑑別度是否有特殊之處?學生在地理資訊上的學習成就如何? 4.由地理資訊試題的命題、作答,反映出高中地理教學上的哪些問題?

(二)研究方法

本研究結合兼採量的分析與質的分析。在量的分析方面,採用描述性統計與檢驗性統 計。檢驗性統計利用卡方檢定與單一樣本T檢定歷年地理資訊題通過率與鑑別度跟整體試題 是否有顯著差異,進而分析地理資訊試題各主要測驗概念的配置情況,最後再提出幾個試題 做個別範例分析。 在質的分析方面,由研究人員針對各地理資訊試題的題目主題、題幹敘述、選項、作答 情形(通過率、鑑別度、選項分布),加以檢討與分析。透過這些方法的綜合,本研究嘗試 回答上述的研究問題,並提出整體建議。

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(一)地理資訊試題的比重與分配

1. 學科能力測驗:由四個年度學科能力測驗社會科試題中擷取地理科部分,以下為各年度地 理資訊試題的題號與比例(如表5與圖3)。 (1) 91學年度的地理資訊試題有:第36∼37題組,共計2題,佔所有地理試題(25題)的 6.9﹪。 (2) 92學年度的地理資訊試題有:第36∼37題組與58題,共計3題,佔所有地理試題(26題)

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的11.5﹪。 (3) 93學年度的地理資訊試題有:第32題,共計1題,佔所有地理試題(29題)的3.4﹪。 (4) 94學年度的地理資訊試題有:第36題與40∼41題組,共計3題,佔所有地理試題(25題) 的12﹪。 這四個學年度地理資訊試題平均佔所有地理試題的8.3%,在現行高中課程標準中,地理 資訊相關課程之時數占高一高二課程之2.1%。整體而言,地理資訊試題在學科能力測驗上所 佔比例較教材中所佔之比例還高。 表5. 歷年學科能力測驗地理資訊試題題數與比重 圖3. 歷年學科能力測驗地理資訊試題比例統計圖 2. 指定科目考試:由四個年度指定科目考試地理科試題中擷取地理資訊試題,其題號與比重 如下(如表6與圖4)。 (1) 91學年度的地理資訊試題有:a.選擇題部分:第10、11、13、15、25、26、35題與37 ∼38題組。b.非選擇題部分:第二大題(含三小題)。共計12題,佔整份試題(46題) 的26.1﹪。 (2) 92學年度的地理資訊試題有:第5、13、36與49∼50題組,共計5題,佔整份試題(50

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題)的10.0﹪。 (3) 93學年度的地理資訊試題有:第23∼24題組、25∼26題組、27∼28題組與37∼38題 組,共計8題,佔整份試題(47題)的17.0﹪。 (4) 94學年度的地理資訊試題有:第11∼12題組、20∼21題組、31∼33題組,共計7題佔所 有試題(49題)的14.3﹪。 這四個學年度地理資訊試題平均佔所有地理試題的16.7%,在現行高中課程標準中, 地理資訊相關課程時數占三年總課程之14%。由此可知,地理資訊試題在指定科目考試上所 佔之比例很能呼應教材的章節比例,並有稍微偏高的情形。 表6. 歷年指定科目考試地理資訊試題題數與比重 圖4. 歷年指定科目考試地理資訊試題比例統計圖 3. 綜合比較 在「學科能力測驗」與「指定科目考試」試題中,歷年地理資訊試題之比重比較如下 圖5。由圖中可看到歷年的比重變化大致呈「忽高忽低」的情況,指考第一年首次納入地 理資訊試題,比重拿捏尚未恰當,故91學年度才有高達26.1%的地理資訊試題比例。受到 學校、師生、家長甚至是教育相關部會與媒體的關注,於次年地理資訊試題比重即修正至

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11.5%。93學年度地理資訊試題比重又稍微提高,94年又微幅下降。而學科能力測驗雖尚 未受到地理資訊課程的納入的影響,但逐年比重呈現的型態也與指考相似。顯示出指考與 學測的命題團隊逐年累積經驗與修正,讓地理資訊試題的比重趨向平衡和穩定的狀態。 圖5. 歷年地理資訊試題之比重比較

(二)試題知識類型與認知歷程分布情形

以布魯姆分類修正版分類歷年之地理資訊試題,統計出學科能力測驗與指定科目考試知 識類型與認知歷程分布情形(表7、表8)。 表7. 歷年學測試題知識類型與認知歷程分布情形

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表8. 歷年指考試題知識類型與認知歷程分布情形 如表7所示,學測地理資訊試題共9題卻包含4種類型的試題。但了解的層次佔55.6%,且 認知歷程皆未達「評鑑」與「創造」層次,因學測試題均為選擇題,較難測驗到高層次的目 標。如表8所示,指考試題類型的呈現多元,有9種類型的試題。但各項比重不均,多著重在 記憶、了解與應用層次,尤其是了解層次佔了近70%,且認知歷程亦未達「評鑑」與「創造」 層次,可能的原因和指考的題型也幾乎為選擇題有關。且知識向度也以概念知識為主。在設 計試題時,需考慮到試題的知識類型,以便能真正評量出學習這項知識所需的認知層次。

(三)學生成就分析

將四個年度指定科目考試的地理資訊試題之通過率與鑑別度的分別整理如下表9及表 11,並利用Excel製成所有試題與地理資訊試題之通過率與鑑別度分佈圖(圖6)。由於學科 能力測驗之地理資訊試題過少(四個年度共9題),於此部分省略。 表9. 指考地理資訊試題與整份試題的通過率比較通過率

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1.通過率 將歷年指定科目考試整份試題及地理資訊試題的通過率指數分別計算平均,得到整份 試題的通過率平均值為0.59,而地理資訊試題的通過率平均值為0.56,可得知地理資訊試 題的通過率平均略低於整份試題,表示地理資訊試題的難度略高於整份試題。 依據Chase(1978)的通過率分級,以卡方檢定歷年指定科目考試的地理資訊試題, 其通過率在各個等級的比例是否與整份試題的比例有差異。結果發現P = 0.230 > 0.05 所以 不棄卻虛無假設,表示地理資訊試題的通過率在各個等級的比例與整體試題的通過率並無 顯著差異。但因為樣本數太少,所以為了降低誤差,所以把原本的五個等級改成四個等級 (表10),即依照大考中心的分類,以卡方檢定歷年指定科目考試的地理資訊試題,其通過 率在各個分級的比例是否與整份試題的比例有差異。結果發現P = 0.150 > 0.05 所以不棄卻 虛無假設,表示地理資訊試題的通過率在各個分級的比例與整體試題的通過率並無顯著差 異。 再根據歷年整份試題及地理資訊試題的通過率指數,以「單一樣本T檢定」分析結果 發現,P = 0.491 > 0.05,故不棄卻虛無假設,表示地理資訊題通過率平均值跟整體試題並 無顯著差異。 表10. 指考地理資訊試題與整份試題的通過率(修改成四個等級) 2. 鑑別度 將歷年指定科目考試全部試題及地理資訊試題的鑑別度指數分別計算平均,得到全部 試題的鑑別度平均值為0.3037,而地理資訊試題的鑑別度平均值為0.32,可得知地理資訊 試題的鑑別度平均略高於整份試題。

依據Ebel & Frisbie(1991)的鑑別力評鑑標準,以卡方檢定歷年指定科目考試的地理 資訊試題,其鑑別度在各個等級的比例是否與整份試題的比例有差異,結果發現P = 0.104 > 0.05 所以不棄卻虛無假設,表示地理資訊試題的鑑別度在各個等級的比例與整體試題的 鑑別度並無顯著差異。

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發現,P = 0.389 > 0.05,故不棄卻虛無假設,表示地理資訊題鑑別度指數平均值跟整體試 題並無顯著差異。 表11. 指考地理資訊試題與整份試題的鑑別度比較 3. 歷年通過率與鑑別度分布情形 為了比較四年所有試題與地理試題的分布情形與變化,將通過率設為X軸、鑑別度設 為Y軸,並用不同符號分辨全部的試題與地理資訊試題,便可得到四年指考的試題分佈如 下圖6。大致上來看,發現地理資訊試題的難易度範圍較寬,鑑別度則有愈來愈趨於穩定 與漸入佳境的趨勢。

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(四)地理資訊試題各概念比較

王淑芬(2001)參照地理資訊相關學科內涵,將地理資訊能力中重要地理技能分成五大 部份,分別是地圖學、遙測學、計量學、地理資訊系統、地理調查研究法。本研究參考其架 構並呼應高中地理課程標準,稍加修改及補充,將大學入學考試中的地理資訊試題分成五大 主要測驗概念如表12。而學科能力測驗則全部試題均屬於地圖學之概念。 表12. 歷年指考地理資訊試題主要測驗概念配置情況 由表12中可知各概念的試題比重相當不平均,40%的試題集中在測驗學生計量學的概 念。而地圖學的概念在這四年的指考中均有考題,歷年分佈平均。遙測學則僅出現在91學年 度的指考中,並於當年度即有五題的相關試題,相當集中。計量學則於各年度分布均有考 題,且為地理資訊試題中最常考之概念。地理資訊系統概念則僅見於近兩年之指考,表示其 可能愈見重視,為出題之趨勢。地理調查研究法則僅除94年未出現試題。 將各概念分別計算出平均的通過率與鑑別度(表13),由表中可看出地理資訊系統概念 的鑑別度最高、地圖學概念的鑑別度最低;地理調查研究法的通過率最高、遙測學的通過率

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最低。但因各概念之試題數相差甚多,若干概念由於樣本數過小,數據可能略顯偏頗,此為 研究之限制所在。但仍可看出這四年對於地理資訊相關概念的出題情形分布,以供參考。 表13. 各概念之通過率與鑑別度

(五)個別試題分析

本研究進一步選擇代表性的題目,利用個別題目的題綱、選項以及學生作答情形的選 項分析,來檢討資訊試題的適宜性、學生學習的難點以及教學改進之處。

【範例一】91學年度指考地理資訊試題(第37-38題)

表14. 91_37題之選項分析 表15. 91_38題之選項分析 ◆ 遙測衛星影像的解析度代表一個像元(pixel)涵蓋地面範圍的邊長,預計於2003年 底升空的中華衛星二號,其影像解析度可達2公尺。請問: 37. 某學校長方形操場面積40,000平方公尺,需要幾個像元才能完全涵蓋? (A)4,000 (B)10,000 (C)20,000 (D)40,000 38.目前普遍使用的法國SPOT衛星(解析度10公尺),其資料量為華衛二號資料的幾倍? (A)25倍 (B)4倍 (C)0.25倍 (D)0.04倍

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第37題討論分析

本題為【地理資訊的處理】的概念。由題幹敘述學生應可推知中華衛星二號解析度的方 塊面積為4平方公尺(像元涵蓋地面的邊長2公尺),所以面積為40000平方公尺的操場,需要 10000個像元才能完全涵蓋。通過率有67%,屬難度偏易的試題;且鑑別度0.47,為高鑑別度 試題。 由選項分析中,可發現高分組學生高達89%能選出正確答案。有四分之一的低分組學生 選了選項(C),可推測學生未將邊長2公尺算成面積4平方公尺,而是直接用2公尺去做運算。 顯示仍有部分學生對於網格模式與解析度的概念不甚清楚。低分組學生未答比例高達28%, 顯示低分組學生對此題目仍感到恐懼;而高分組學生未答僅有5%,且選答其他選項也僅有 5%。故此題很能區別高低分組學生之能力。

第38題討論分析

本題亦為【地理資訊的處理】的概念。由題幹敘述學生亦可推知法國SPOT衛星解析度 的方塊面積為100平方公尺(像元涵蓋地面的邊長10公尺),所以面積為40000平方公尺的操 場,需要400個像元才能完全涵蓋。故法國SPOT衛星的資料量為華衛二號資料的0.04倍。本 題通過率僅有14%、鑑別度0.18,是個難度高且鑑別度低的試題。 此小題與前一個小題為類似的概念,為何學生的作答情形會有如此大的差異?由選項分 析中,超過一半的高分組考生均選了選項(A),且低分組也有三分之一的考生選此選項。由 選項分析可以推知,學生對於「資料量」的關念有誤解。正確觀念是是網格愈小解析度將愈 大,而資料的數量也愈大。學生誤將網格與資料數量關係當成正比,才會造成多數考生選填 選項。資料量的概念及其和解析度大小的關係,應是資料使用的重要概念,卻也是教學上的 疏漏點。這個概念其實不難,在指考出現過這樣的考題之後,相信教學上應該不至於再被忽 視。

【範例二】92學年度指考地理資訊試題(第49-50題)

◆ 下圖是某狹長河谷地之聚落與人口分布示意圖,該地居民正計畫在其間興建一座活動 中心,供全體居民集會使用。興建原則是要使所有居民至活動中心的總距離最小。請 問: 49.活動中心應該興建在下列哪一個聚落? (A)甲 (B)乙 (C)丁 (D)戊 50.若將庚聚落居民遷至距甲聚落右側15公里處,則活動中心應該興建在下列哪一個聚落? (A)甲 (B)乙 (C)丁 (D)戊

(19)

表16. 92_49題之選項分析 表17. 92_50題之選項分析

第49題討論分析

本題屬於計量分析之集中趨勢分析的概念。考生必須從題目中找到解題關鍵「總距離最 小」即為中位區位,並能了解中位數與中位區位的關係。題木通過率42%,屬難度適中的試 題;且鑑別度0.32,為中高鑑別度試題。 由選項分析可看出,高分組考生有60%能正確選答,但有將近40%的考試均選答選項 (C),且低分組亦有高達60%的考生選答選項(C)。可推知學生未將人口數量的因子納入計 算,而忽略比重直接找出七個聚落中最中間者,即為丁。故學生對於中位數的概念仍不盡然 瞭解。

第50題討論分析

本題測驗概念和上題相似,然而多一層變化。故基本上,上題選答錯誤之考生,此題亦 無法答對。題通過率35%,屬難度偏高的試題;且鑑別度0.33,為中高鑑別度試題。較上題 通過率降低,而鑑別度幾乎相等。 由選項分析可看出,除正確答案的選答率高分組有54%、低分組21%外,選項(C)與選項 (D)的選答比例亦高,尤以低分組選項(C)與選項(D)的選答比例均高於正確答案。可知學生對 於中位數的概念不瞭解。

【範例三】93學年度指考地理資訊試題(第27-28題)

◆ GIS疊圖分析時,布林運算元(含AND,OR,NOT,XOR四種運算)被利用來篩選符合條件 的資料。圖2為布林運算元的示意圖,A、B二圓代表兩種資料,經布林運算後,灰色 區域為符合條件的資料,白色區域為不符合條件的資料。若某地區有林地、保育地、 坡地和建築用地四種土地利用類型。請問:

(20)

表18. 93_27題之選項分析 表19. 93_28題之選項分析

第27題討論分析

此題測驗概念是GIS常用的分析功能--「疊圖分析」,且以考生陌生之「布林運算元」為 考題。本題通過率44%,鑑別度0.35,為一個難度稍高且鑑別度高的試題。 以指考命題以來有限考題,「疊圖分析」顯然是命題的重點,在91年和93年重複出現。 由於「布林運算元」是疊圖的重要概念,而課綱及部分教科書並未提及,故本題目之題綱針 對此一概念先做解釋,再進一步測試學生的應用判斷能力。在本質上,這樣的題目已經屬於 理解和邏輯能力的檢測。在大部分考生都沒有學過的前提下,聰明的考生可以理解和分析, 自然可以答對題目。筆者認為本題外觀雖是GIS題,實質內容則比較偏重在閱讀、理解、邏 輯思考的基本素質題目。

第28題討論分析

本題是上述邏輯分析能力的延伸。本題通過率50%,鑑別度0.36,為一個難度適中且鑑 別度高的試題。從選項分析來看,低分組學生各選項選答人數均有11%∼13%,推測應是考 27.下列敘述何者符合「XOR」的關係? (A)坡地的建築用地,但非林地 (B)林地或非坡地的保育地 (C)林地或坡地,但非坡地的林地 (D)林地的非保育地 28.某公司要興建一個觀光飯店,用地的條件為「林地中的非保育地,且為非坡地的建築 用地」,要滿足這些條件需使用那兩個布林運算元?

(A)AND、NOT (B)AND、OR (C)OR、NOT (D)OR、XOR

(21)

生猜題的因素導致。高分組未選答比率佔19%,低分組更高達34%,顯示考生對於未曾接觸 過的題型亦感到恐懼,進而放棄做答,以免倒扣。 在概念分析上,學生若能看到「且」及「非」等兩個關鍵字,其實從英文翻譯上就可以 對應到「AND」及「NOT」的選項。然而,整體的通過率並不高,顯示地理教學中對於培養 學生的邏輯思考和解析能力,還有待加強。

【範例四】94學年度指考地理資訊試題(第11-12題)

表20. 94_11題之選項分析 表21. 94_12題之選項分析 ◆ 小明前去參觀資訊應用展中有關GIS在政府部門和民間廠商的應用情形。請問: 11. GIS「疊圖分析」已被公部門普遍使用。下列哪項業務最適合用此法來處理? (A)找出位在水源保護區內的養豬戶 (B)界定鄰近工地50公尺的噪音影響範圍 (C)分析最佳視野的遊客觀景台位置 (D)規劃交通尖峰時間避開塞車的替代道路 12.小明發現大部分地圖出版商皆採用GIS作為輔助製圖工具,下列是他寫的有關新舊製 圖差異之心得,其中哪段敘述不正確? (A) 當地圖需要更新時,GIS只要將更新部份重繪即可,傳統手工繪圖則必須全部重 繪 (B) GIS可用不同圖層來管理不同主題的大量資料,傳統繪圖在一張紙圖上僅能有少 數主題 (C) 瀏覽GIS中的電子地圖時,可利用放大和縮小工具改變地圖的比例尺,傳統紙圖 則只有一個固定的比例尺 (D) 不同來源的舊紙圖經過數化後,使用GIS便可以不經投影和座標系統的轉換,將 不同的地圖整合在同一底圖上

(22)

第11題討論分析

本題為GIS應用層面的問題,學生需理解GIS「疊圖分析」功能的意義,並進一步判斷 其實際的時機。通過率僅有34%,屬中偏難的試題;但鑑別度0.41,為高鑑別度試題。 除了大考中心所公布的正確答案選項(A)之外,本試題的其他選項分別對應環域分析、 地勢分析、網路分析等功能。如表13之選項分析所示,各選項的選答比例皆在18%以上,顯 示學生對於GIS主要分析功能的瞭解與辨別能力不高。 在另一方面,大考中心所公布之標準答案其實也有檢討的空間。要「找出位在水源保護 區內的養豬戶」,其實只要透過簡單的空間/屬性查詢即可,並不需要進行疊圖分析。高分組 學生之所以會選這個答案,不見得是真正理解疊圖的意義,而是因為部分教科書提供類似範 例來說明疊圖功能。學生作答情形所反應有關教科書編撰、聯考命題、老師教學,是真正值 得關心的問題。

第12題討論分析

本題測驗學生能否了解GIS製圖與傳統製圖之差異,以及GIS基本功能與需經過投影和 座標轉換的基本概念。通過率67%且鑑別度0.40,屬於中間偏易題目。「座標轉換」是地理 資訊處理的重要概念,然而在84課綱中並未明確標示,也並非所有版本的教科書皆有提及, 所以學生不見得學過此一概念。 筆者認為本題的通過率較高的可能原因之一是,在選項設計上,標準答案選項中「可以 不經...」的闡述方式,明顯有別於其他三者採「可以...」的正面表述,考試技巧純 熟的學生有可能看出此一差異,並利用刪去法將其他三個基本概念的選項排除,在交叉比對 的雙重對照之下便會選(D),而答對此題。

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(一)結論

本研究分析近四年大學入學考試中的地理資訊試題後,得到如下的結論: 1.地理資訊試題在學科能力測驗上所佔比例,略高於其在課綱中所佔的時數比例;在指定科 目考試中,地理資訊試題所佔比例則較接近於課綱中的時數比例。 2.地理資訊試題的鑑別度平均略高於全部試題,通過率則略低於整份試題平均,然而以卡方 檢定及以單一樣本T檢定,則並未顯示出地理資訊題的鑑別度與通過率平均值和整體試題 有顯著差異。兩項指標皆沒有到達統計上的顯著差異。表示地理資訊試題難度和鑑別度只 是略高於整份試題。

(23)

3.地理資訊試題於各概念的比重相當不平均,40%的試題集中在測驗學生計量學的概念。在 認知能力的測驗上,也較多集中在知道、理解等低階的能力,對於分析、綜合、評鑑等高 階能力的試題則較為有限。

(二)建議

本研究在完成既定的工作項目之後,提出下列建議: 1.由考試目標來分析考科定位,學科能力測驗是以評鑑學生是否通過門檻能力為目標,指定 科目地理考科則以鑑別學生能力以提供選才依據為目標,所以指定科目考科應該涵蓋更多 元的試題,測試學生不同層次的認知能力以達到測驗目標。 2.雖然課綱中並未要求學生上機,然而老師在教學時如果可以利用GIS軟體來展示GIS的功 能,並以議題式或小論文來呈現實際應用,當有助於學生真正理解GIS功能與應用,而不 是刻板印象或記憶性的概念。 3.越來越多試題偏重在理解、邏輯思考能力的測驗,顯示長期以來社會大眾對地理學科以背 誦、記憶為主的刻板印象逐漸在改變中。高中師生在地理教學上,應該要正視這樣的發展 趨勢,多強調資訊分析、邏輯思考等能力的培養。如此,不僅有助於考試分數的提高,也 提升未來公民的地理素養和解決問題的能力。

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收件日期:95.04.15 修正日期:95.05.05 接受日期:95.05.15

參考文獻

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