113學測自然科探究與實作考題啟示：老師教學要嘗試「後退一步」

今年（113年）大學學測自然科相較往年，多了過往較不常見的幾個「探究與實作」題組，考後有補教業者聲稱「老師被打臉，學生被羞辱」，引發廣大的討論。深究其原因，可能是因為這些教師，不管是補教業或學校現場老師，缺乏相關的授課經驗，且不夠了解108課綱所強調的探究與實作課程意涵。然而，這種新型態的命題思維，後續會為高中科學教育帶來什麼樣的挑戰？現場教師又該如何改變與因應呢？

這次考題帶來的啟示，最重要關鍵是在探究與實作課程、甚至一般學科的教學，老師可以嘗試後退一步，也就是不要急著告訴同學要探索哪些問題、如何設定步驟、甚至直接給答案。換言之，老師要嘗試著透過某些實際現象的安排，讓學生主動觀察而發現問題。未來在備課時，老師要了解這些啟動探索的現象，需具有三個基本特徵：

1. 再現性
2. 可被量化
3. 因不同條件而有差異

如此一來，同學就有機會學習到形成問題的關鍵：掌握變因，並展開後續探究步驟的規劃，進而在整個學習過程中學到了能力與素養。

此類型的課程除了重視學生的參與之外，更希望同學可在學習過程中習得「解決問題的能力」，以期未來能將知識應用在不同場合。這不僅跟過去那種背誦與演算學科知識內容的學習方式，有很大的差異，也與PISA的精神越來越貼近。 

PISA科學測驗的兩大命題特徵：「生活化」和「知識應用」，而台灣大考的命題也開始隨之轉變。

2025年的PISA科學測驗，除了理解知識概念之外，還會透過某些情境問題來檢驗學生，是否具備了能參與未來社會所需的基礎知識和能力。

如下圖所示，PISA試題內容是依據個人、區域或全球性的議題，三種不同的情境（左邊淺藍色）去進行設計。學生若要解決這些情境導向的問題，則需要具備與展現三種科學能力（中間黃色），分別是：

1. 能從科學的角度解釋現象
2. 能建構與評估科學探究活動，並能批判性地解釋科學數據和證據
3. 能研究、評估和使用科學資訊來進行決策與行動

PISA 2025的科學測驗架構。圖片來源：OECD, 2022, PISA 2025 SCIENCE FRAMEWORK (SECOND DRAFT), 53rd meeting of the PISA Governing Board.

然而，這些科學能力的養成又受到哪些因素影響呢？主要是「知識」與「科學認同」這兩個面向（右邊綠色）。知識的面向裡包含了「學科內容知識」，即是我們所熟知的物理、化學、生物、地科等自然科學學科；其次是「程序性知識」，簡單來說，就是知道要如何去探索、解決問題的方法，這也是新課綱探究與實作課程的重點；最後是「認識論知識」，也就是了解科學知識的形成過程與其合理性，簡單來說就是了解科學的本質。另外，「科學認同」則有點類似於過去的「科學態度」。

綜整來說，我們可以發現PISA的測驗核心是能力（素養）的展現，而非過去所熟悉的學科知識的表現。回頭看看台灣的考試，是否有強調PISA測驗的素養呢？

以今年自然科學測試題的第37-39題為為例，取材肉雞育種選擇與養殖的換肉率為情境，題幹的主要敘述如下：

近數十年，高產肉雞育種選拔計畫有著重要的突破，在持續的選拔下，以 56日齡雞隻為例，可從1957年的905克/隻提升到2005年時的4202克/隻（如圖14所示）。

此外，為降低飼養成本，育種過程也會參考肉雞的飼料轉化率，即肉雞每單位肉重所需的飼料重量（如圖15）希望學生從題幹提供的相關數據與證據，去推論肉雞育種的目的與手段。

洪逸文老師提供

第37題是希望學生從題幹提供的相關數據與證據，去推論肉雞育種的哪一個目的與手段是不正確的。第38題則是要同學能進一步地去比較並說明，1970與2000年代的雞隻生長速率、飼料攝取轉化率的變化之間的關係，並藉此說明考生自己對高產肉雞育種計畫是否成功的推論依據。最後第39題，希望同學能以肉雞育種的概念，延伸去評估對賽馬的育種科學探究設計的失敗原因。

此一題組迥然不同於過往知識概念導向的測驗模式，僅考學生的記憶與演算能力，它還想測驗出學生在探究與實作課程中所學到的論證推理能力，且作答方式要用文字敘述，相信學生臨場會面臨相當大的挑戰。但這卻是一個非常貼近真實生活情境的測驗主題，命題概念也跟PISA 2025科學測驗架構中「是否具備批判性解釋科學數據和證據」的能力指標非常貼近。

這個題組的命題情境也正符合PISA設定的問題情境。在現實生活中，不管是全球或在地的農牧業都抱持著追求生產效率的價值觀，也常常使用了基因選擇、改良、重組……等科學方法來進行。因此，科學不僅創造符合這種價值觀的成果，實際上也正在改變我們生活的世界。但我們可曾反思科學的方法與預期的結果之間，是否能一直能滿足我們的期待呢？

如果高中教育現場能正視這樣新穎的題型趨勢，老師也能隨之調整教學模式，相信未來一定能培育出更多具備不同科學思維的學生。