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從資訊教育出發,創新高中教育

活躍星系核_96
・2016/07/20 ・2631字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 489 ・五年級

本文為作者 2016 年 7 月 7 日在逢甲大學舉辦的「高中課程創新教育論壇」擔任與談人,當場以此為題對現場的高中主管們做的 10 分鐘意見分享。

文/洪士灝|台灣大學資訊工程學系

首先我發表免責聲明:

● 大學教授未必充分理解高中教育現場,我所提出的想法或建議列入參考就好,各位需要做進一步思辨。就算是中研院院士的話,也不是聖人之言,不要緊抓著不放。

● 台大是研究型大學,而且沒有教育學院,對於高中教育的貢獻是有限的。坦白說,台大只想要最好的學生,而台灣大部分最好的學生都會到台大,所以請不要期待大多數的台大教授會致力於普及教育,他們有很多自身的教學研究工作要忙。

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那我來這裡做甚麼?(笑)

身為台大教授,我能做的是突破框架

我可能稍微另類一點……雖然另類的程度遠遠不及葉丙成教授,頭髮也沒有他長,但我們以各自的方式對國民教育提出一些建言。我個人覺得台大對國民教育不能置身事外,因為國教的品質與大學教育息息相關,有些教授抱怨大學生素質每況愈下,或許可以出來為中學教育做點事情。

其實我覺得台大教授雖然不甚瞭解高中教育現場,但應該可以在創新方面注入一些能量。不是教育科班出身的好處是,我們的著眼點和思考比較不會被現有的教育框架所限制住,對於如何翻轉和創新中學教育這件事,或許可以較為天馬行空地做腦力激盪,或許可以因此激盪出一些火花。

如我在免責聲明所說的,各位不要把我們當成教育專家,而我們談創新中學教育,真正需要的是激發在座每一位教育專家的創意和創新的企圖心,才能有自發的改革和創新,而不是一直處於保守的上行下效的框架裡。

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在這個時代,標準化教育面臨考驗

Teaching_in_Da_Ji_Junior_High_School_2006-12-13
圖/By Flickr user enixii. – flickr, CC BY-SA 2.0, wikipedia commons.

有人可能會問,保守有甚麼錯?

現在的教育體制,源於西方工業革命之後對於大量專業人力的需求,因此開辦學校,制定標準教材,舉辦學位或技能檢定考試,讓業界得以有效率的雇用人力。然而,業界已經進化到高度自動化的工業 4.0,以及所謂人工智慧的時代,而教育的形式也受到資訊網路和線上學習的影響,許多國家已經在重新檢視標準化教育的意義性。

各位為人師長的,是否知道這社會十年後職場上所需要的能力?很會背書、記公式、考高分的學生,是否能適應未來的社會?從我教大學生以及與業界合作的經驗,好學生未必懂得自學、團隊合作、求新求變,而這些能力到了大學再練習是否太晚?

很抱歉,各位先進從過去照本宣科、數十年如一日的教學生涯,轉為現在這種需要翻轉和創新的日子,罪魁禍首是我們這些搞資訊科技的,但我們自己也得在這個的潮流中日新又新,而且潮流影響所及,各行各業也都從數位化、網路化,進到自動化、智慧化,不斷有新的挑戰,也不斷有新的機會。

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所以,資訊科技教育應該做什麼改變?

因此,資訊科技和資訊教育實在太重要了,但千頭萬緒,在有限的時間內,我想摘要幾個我所認為的重點與各位分享:

● 教育如何善用資訊科技?

● 如何以資訊教育啟發學生新時代所需的能力?

● 資訊科技是提升數理人文各領域的利器!

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圖/photograph by Greg Anderson, college.library@flickr.

首先,教育如何善用資訊科技?方式很多,以下只是幾個例子:

翻轉教學、線上學習:老師不需要重複教同樣的課,學生可以按自己的進度學習,透過網路與世界接軌。

蒐集資訊、分析資料、跨領域學習:各個學門都可以結合資訊科技做資料的蒐集與分析,進行專題研究。

數位校園、個人化學習:根據每位學生的學習狀況,提供適合的課程與進度。

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其次,如何以資訊教育啟發學生新時代所需的能力?

資訊教育不是教工具的使用,不是教用電腦做簡報、也不是教用電腦畫圖……而是讓學生在資訊科技改變人類生活的時刻,理解其幕後的原理和現象,可以巨觀和微觀去看待資訊科技與人類的互動,這是所謂的計算思維。

由寫程式入門去了解計算思維,是一種方法,但不是唯一的方法。好比我們教數學,如果不會列方程式,如何學習用數學解應用問題?但光會解方程式,並不是學數學的目的,但我們因為要應付考試,往往過度強調解題技巧;同樣的道理,在中學教育中,學習寫程式只是敲門磚,如果我們過度強調程式寫作,也會迷失了焦點。

中學資訊教育絕對不是為了培養資訊專業人才,重點在於具體訓練「語言理解與表達能力」、「抽象思考」、「解決問題」等能力。我們不要重蹈覆轍,像某些科系以自我本位的想法把過多的材料塞進中學教育裡面,造成學生貪多嚼不爛、因噎廢食的結果。

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資訊科技教育不只是為了培養資訊人才

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新時代所需的能力有很多,包括:

● 自學的能力

● 跨學門解決問題的能力

● 在開放原始碼的時代同中求異的能力

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● 在人工智慧時代尋找出路的能力

最後,除了啟發上述能力之外,資訊科技是提升理工人文各領域的利器,所以現在台大許多科系都希望學生能夠寫程式、做資料分析。例如台大正在成立資料科學(Data Science)學程,而台大也逐步加強計算設備,因為計算模擬和資料分析對學術研究越來越重要。

幾年前,我到台大理學院、到教育部的課綱委員會談中學資訊教育,必須花力氣向與會人士解釋推動中學資訊教育不是資訊系的私心,還好這幾年進步了,我不用多說大家也懂了。剛才有先進提到考招聯動,我想將來不少科系可能採計資訊課程,不會只是資訊系。

舉個現成的例子,來台中的路上,我看到網路上有一則用機器學習技術分析紅樓夢八十回前後差異的文章。這個例子告訴我們,文學的研究也可以有創新的做法,而使用資訊科技做跨領域研究可以產生很多創新和突破,這也是為何我說資訊科技可以幫助老師和學生在中學階段進行跨領域的教學研究。

最後,我想再次強調,中學資訊課程不是為培養資訊人才而設,不是幫資訊科老師搶飯碗,應該是學校主管和所有科目的老師都需要關心的事。資訊課程的重要性與日俱增,我們在教學場域中,看的應該不僅是現在的需求,我們必須看遠、創新,研究如何為了學生的未來而教。

本文轉載自洪士灝老師臉書

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活躍星系核_96
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活躍星系核(active galactic nucleus, AGN)是一類中央核區活動性很強的河外星系。這些星系比普通星系活躍,在從無線電波到伽瑪射線的全波段裡都發出很強的電磁輻射。 本帳號發表來自各方的投稿。附有資料出處的科學好文,都歡迎你來投稿喔。 Email: contact@pansci.asia

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快!還要更快!讓國家級地震警報更好用的「都會區強震預警精進計畫」
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/01/21 ・2584字 ・閱讀時間約 5 分鐘

本文由 交通部中央氣象署 委託,泛科學企劃執行。

  • 文/陳儀珈

從地震儀感應到地震的震動,到我們的手機響起國家級警報,大約需要多少時間?

臺灣從 1991 年開始大量增建地震測站;1999 年臺灣爆發了 921 大地震,當時的地震速報系統約在震後 102 秒完成地震定位;2014 年正式對公眾推播強震即時警報;到了 2020 年 4 月,隨著技術不斷革新,當時交通部中央氣象局地震測報中心(以下簡稱為地震中心)僅需 10 秒,就可以發出地震預警訊息!

然而,地震中心並未因此而自滿,而是持續擴建地震觀測網,開發新技術。近年來,地震中心執行前瞻基礎建設 2.0「都會區強震預警精進計畫」,預計讓臺灣的地震預警系統邁入下一個新紀元!

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連上網路吧!用建設與技術,換取獲得地震資料的時間

「都會區強震預警精進計畫」起源於「民生公共物聯網數據應用及產業開展計畫」,該計畫致力於跨部會、跨單位合作,由 11 個執行單位共同策畫,致力於優化我國環境與防災治理,並建置資料開放平台。

看到這裡,或許你還沒反應過來地震預警系統跟物聯網(Internet of Things,IoT)有什麼關係,嘿嘿,那可大有關係啦!

當我們將各種實體物品透過網路連結起來,建立彼此與裝置的通訊後,成為了所謂的物聯網。在我國的地震預警系統中,即是透過將地震儀的資料即時傳輸到聯網系統,並進行運算,實現了對地震活動的即時監測和預警。

地震中心在臺灣架設了 700 多個強震監測站,但能夠和地震中心即時連線的,只有其中 500 個,藉由這項計畫,地震中心將致力增加可連線的強震監測站數量,並優化原有強震監測站的聯網品質。

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在地震中心的評估中,可以連線的強震監測站大約可在 113 年時,從原有的 500 個增加至 600 個,並且更新現有監測站的軟體與硬體設備,藉此提升地震預警系統的效能。

由此可知,倘若地震儀沒有了聯網的功能,我們也形同完全失去了地震預警系統的一切。

把地震儀放到井下後,有什麼好處?

除了加強地震儀的聯網功能外,把地震儀「放到地下」,也是提升地震預警系統效能的關鍵做法。

為什麼要把地震儀放到地底下?用日常生活來比喻的話,就像是買屋子時,要選擇鬧中取靜的社區,才不會讓吵雜的環境影響自己在房間聆聽優美的音樂;看星星時,要選擇光害比較不嚴重的山區,才能看清楚一閃又一閃的美麗星空。

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地表有太多、太多的環境雜訊了,因此當地震儀被安裝在地表時,想要從混亂的「噪音」之中找出關鍵的地震波,就像是在搖滾演唱會裡聽電話一樣困難,無論是電腦或研究人員,都需要花費比較多的時間,才能判讀來自地震的波形。

這些環境雜訊都是從哪裡來的?基本上,只要是你想得到的人為震動,對地震儀來說,都有可能是「噪音」!

當地震儀靠近工地或馬路時,一輛輛大卡車框啷、框啷地經過測站,是噪音;大稻埕夏日節放起絢麗的煙火,隨著煙花在天空上一個一個的炸開,也是噪音;台北捷運行經軌道的摩擦與震動,那也是噪音;有好奇的路人經過測站,推了推踢了下測站時,那也是不可忽視的噪音。

因此,井下地震儀(Borehole seismometer)的主要目的,就是盡量讓地震儀「遠離塵囂」,記錄到更清楚、雜訊更少的地震波!​無論是微震、強震,還是來自遠方的地震,井下地震儀都能提供遠比地表地震儀更高品質的訊號。

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地震中心於 2008 年展開建置井下地震儀觀測站的行動,根據不同測站底下的地質條件,​將井下地震儀放置在深達 30~500 公尺的乾井深處。​除了地震儀外,站房內也會備有資料收錄器、網路傳輸設備、不斷電設備與電池,讓測站可以儲存、傳送資料。

既然井下地震儀這麼強大,為什麼無法大規模建造測站呢?簡單來說,這一切可以歸咎於技術和成本問題。

安裝井下地震儀需要鑽井,然而鑽井的深度、難度均會提高時間、技術與金錢成本,因此,即使井下地震儀的訊號再好,若非有國家建設計畫的支援,也難以大量建置。

人口聚集,震災好嚴重?建立「客製化」的地震預警系統!

臺灣人口主要聚集於西半部,然而此區的震源深度較淺,再加上密集的人口與建築,容易造成相當重大的災害。

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許多都會區的建築老舊且密集,當屋齡超過 50 歲時,它很有可能是在沒有耐震規範的背景下建造而成的的,若是超過 25 年左右的房屋,也有可能不符合最新的耐震規範,並未具備現今標準下足夠的耐震能力。 

延伸閱讀:

在地震界有句名言「地震不會殺人,但建築物會」,因此,若建築物的結構不符合地震規範,地震發生時,在同一面積下越密集的老屋,有可能造成越多的傷亡。

因此,對於發生在都會區的直下型地震,預警時間的要求更高,需求也更迫切。

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地震中心著手於人口密集之都會區開發「客製化」的強震預警系統,目標針對都會區直下型淺層地震,可以在「震後 7 秒內」發布地震警報,將地震預警盲區縮小為 25 公里。

111 年起,地震中心已先後完成大臺北地區、桃園市客製化作業模組,並開始上線測試,當前正致力於臺南市的模組,未來的目標為高雄市與臺中市。

永不停歇的防災宣導行動、地震預警技術研發

地震預警系統僅能在地震來臨時警示民眾避難,無法主動保護民眾的生命安全,若人民沒有搭配正確的防震防災觀念,即使地震警報再快,也無法達到有效的防災效果。

因此除了不斷革新地震預警系統的技術,地震中心也積極投入於地震的宣導活動和教育管道,經營 Facebook 粉絲專頁「報地震 – 中央氣象署」、跨部會舉辦《地震島大冒險》特展、《震守家園 — 民生公共物聯網主題展》,讓民眾了解正確的避難行為與應變作為,充分發揮地震警報的效果。

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此外,雖然地震中心預計於 114 年將都會區的預警費時縮減為 7 秒,研發新技術的腳步不會停止;未來,他們將應用 AI 技術,持續強化地震預警系統的效能,降低地震對臺灣人民的威脅程度,保障你我生命財產安全。

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高中入學管道越來越多元了?——數據打破理想:學科能力仍是關鍵分水嶺
研之有物│中央研究院_96
・2021/12/15 ・5994字 ・閱讀時間約 12 分鐘

本文轉載自中央研究院研之有物,泛科學為宣傳推廣執行單位。

  • 採訪撰文|周玉文
  • 美術設計|林洵安

高中升學制度的跨時、跨國比較

2000 年台灣廢除高中聯招,此後多次改革,希望破除只用考試成績決定學生的未來,也減少教育機會的階層不公平。時至今日,我們的制度足夠公平嗎?升學考試篩選了哪些家庭背景、能力的學生?「研之有物」專訪中研院歐美研究所研究員黃敏雄,他針對學校之內與學校之間在認知能力、非認知能力及家庭社經地位上的差異,比較國中與高中階段的差別,並進行跨時期和跨國比較,檢視台灣升學考試制度對教育機會均等的影響。

從戶籍轉向考試入學,產生什麼改變?

不只人人有機會上學,學校教育應該創造有利的條件,竭力減少家庭背景對學習的不利影響,讓所有學生都有機會最大限度地發揮潛力──這是教育改革多年的目標。教育制度能實現這個願景嗎?中研院研究員黃敏雄試圖透過數據尋找解答。

臺灣從小學至國中依照「戶籍入學」,到了高中則採行「考試入學」,舉辦全國性學力考試,依照個人志願、表現和測驗成績分發。理論上,前者涉及居住地區的社經水準,各校會呈現社經地位的落差。後者則僅以學習表現和測驗分數決定,理當打破「階級世襲」,廣泛被視為更公平、有利於弱勢家庭。

但現實真的如此嗎?為了驗證高中入學制度,是否有利於「不分貧富、同讀一校」的公平性,黃敏雄運用兩個資料庫數據,進行國內跨時性、跨國性的比較研究,資料橫貫聯考、基測及會考三個入學政策時期。

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就在地數據而言,他採用由中央研究院、教育部和科技部共同規劃的一項全國性「臺灣教育長期追蹤資料庫」(Taiwan Education Panel Survey, TEPS)。在 2001 年,TEPS 針對各約兩萬名隨機抽樣的臺灣國一及高二學生進行調查,並持續追蹤直到高中畢業,藉此可以評估聯考與基測入學政策下的差異。

跨國及跨年數據的比較,研究則運用每三年針對全球 15 歲學生抽樣調查的「國際學生能力評量計畫」(Programme for International Student Assessment, PISA)。臺灣在 2006 年加入,至今累積五輪調查資料,橫跨基測與會考階段。

透過 TEPS、PISA 數據,黃敏雄針對國中與高中生在「認知能力」、「非認知能力」、「家庭社經地位」三面向,分析各校之間是否有明顯差距,或者校內的異質性更大?也就是說,經過升學考試篩選後,家庭背景較好、認知能力較高、情緒管理較佳的學生,是分散到各校或集中在所謂的明星高中呢?

臺灣的高中入學前會舉辦大型學力測驗。這道篩選機制是否讓同一類型的學生集中,因而擴大各校之間的差距?篩選基礎是家庭社經地位、學科表現或者非認知能力?能否促進社會公平性?這些皆是尚待研究的議題。圖|iStock
臺灣的高中入學前會舉辦大型學力測驗。這道篩選機制是否讓同一類型的學生集中,因而擴大各校之間的差距?篩選基礎是家庭社經地位、學科表現或者非認知能力?能否促進社會公平性?這些皆是尚待研究的議題。
圖|iStock

不同背景、能力的學生,分散在各國中

首先,來看看依照戶籍入學的國中狀況。

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根據 TEPS 數據,2001 年國一生的家庭社經背景,各校差異占總差異的 23%,相對而言,校內差異佔總差異的 77%;升上國三後,數據沒有改變。再看看學生的認知能力,結果也很相似,2001 年的國一生,認知能力的差異校內大約占 8 成;到了國三,情況也差不多。

大體來看,國中學生的家庭社經地位、認知能力,各校之間的差距不算大,校內的差異相對較高。

國中生的家庭社經地位、認知能力,學校之間差異約占總差異的 2 成,學校內的差異則佔總差異的 8 成。 (TEPS 認知能力評量包含兩部份:第一部分是和學科相關,如數學、科學、語言能力;第二部分和課程無直接相關,如分析、生活應用、創造能力)圖|研之有物(資料來源|黃敏雄)
國中生的家庭社經地位、認知能力,學校之間差異約占總差異的 2 成,學校內的差異則佔總差異的 8 成。
(TEPS 認知能力評量包含兩部份:第一部分是和學科相關,如數學、科學、語言能力;第二部分和課程無直接相關,如分析、生活應用、創造能力)圖|研之有物(資料來源|黃敏雄)

進一步和其他各國地區做比較。檢視 PISA 調查(2018) ,九年級學生家庭社經地位的各校差異,臺灣為 22%,在全球 32 個國家或地區中排名倒數第 4。最高是墨西哥的 64%,明顯區隔出貴族和平民學校;最低則是南韓 16%,各校差異小。

與其他國家相比,臺灣國中階段校與校之間在家庭社經地位上的區隔,相對較不嚴重。

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考試更公平?數據打破迷思

從國中升高中,對臺灣學生是第一道門檻。大家不再如同國中小時期,多數人和鄰居共讀同一間學校,學生進入哪一所高中就讀,需要經過篩選再分發。

過往二十年,這套篩選制度歷經多次改革。大致可以分成三大階段:1958-2000 年為「高中聯考」時代,一試決勝負,各校只依照聯考成績決定錄取與否。2001 年後走向多元入學,入學測驗為「國中基測」。2014 年後實施十二年基本國民教育,朝向免試入學,統一考試也更改為以級距評分的「國中會考」。

圖|研之有物(資料來源|黃敏雄)
圖|研之有物(資料來源|黃敏雄)

跨過這道升學門檻後,各校高中生的認知能力、家庭社經地位,出現哪些變化?不同「年代」的入學方案,究竟是越趨公平或擴大階層差距?

就家庭社經地位而言,依據 TEPS,2001 年的臺灣國一學生,各校的家庭社經地位差異佔總差異的 23%;2005 年當他們經過基測進入高中、升上高二後,各校間的差異僅降至 22%,變化非常微小。PISA 數據(2018)也顯示,九年級生的家庭社經校際差異是 22%,經過會考的十年級生則是 25%,不降反升。

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那麼,年代更久遠的聯考是否比較公平?2001 年 TEPS 調查的高二生,屬於末代聯考生,他們的家庭背景各校差異為 21%,幾乎等同以戶籍入學的國中階段。

這一串數據顯示,研究結果恐怕將打破「考試更公平」的迷思!經過考試入學後,高中各校之間的社經階層差距,與國中階段相近,甚至些微高於國中階段。

戶籍分發的國中生,家庭背景的校際差異大約在 19%~23%,不論聯考、基測或會考時期,升高中後則在 21%~25%,顯示經過考試分發,並未縮小各校之間的社經差距。圖|研之有物(資料來源|黃敏雄)
戶籍分發的國中生,家庭背景的校際差異大約在 19%~23%,不論聯考、基測或會考時期,升高中後則在 21%~25%,顯示經過考試分發,並未縮小各校之間的社經差距。
圖|研之有物(資料來源|黃敏雄)

原本以為能「重新分配」的升學考試,並沒有提高不同家庭社經背景學生就讀同一學校的機會,包括被認為較有利於社經弱勢的聯考,也未縮小各校的社經階層差距。

「我們會認為按照居住戶籍分發,有可能造成貧富區隔;考試應該更公平,能讓社經弱勢學生有同等機會。但數據結果並不是如此,聯考和戶籍分發相比,並沒有更有效地促成不同背景學生共讀一校。」黃敏雄分析。

聯考、基測或會考,「學科能力」都穩居重點標準

考試制度並沒有提高不同背景的學生共讀一校,那麼,升高中後同學換成了誰?從認知能力差異度的轉變,可以給出部分答案。

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根據 TEPS 數據,2001 年的國一生經過基測後升上高二,在綜合學科表現上,各校差異從國一的 19% 大幅跳升至高二 63%,分析能力的校際差異從 16% 升至 45%。PISA (2018)也呈現同樣結果,不論數學、科學或閱讀能力,十年級和九年級生相比,各校差異幾乎都增加兩倍,研究顯示出:高中階段認知能力的各校差距,明顯拉大。

再透過 PISA 的跨國調查,便能突顯出這項另類的「臺灣特色」。

2006 年,臺灣十年級學生數學、科學、閱讀能力的校際差異,從國中時期 25%、21%、25% ,激增至 65%、63%、60%。2014 年實施十二年國教後,差異遽升的情況雖有趨緩,但 2018 年高中各校差異仍高達 43%、43%、40%。攀升的程度,在 32 個國家中排名數一數二!

換言之,臺灣的「高中升學制度」是一套鮮明的篩選機制,明顯依照學科能力分配到不同的高中,在世界各國顯得相當特殊。

黃敏雄解釋,2014 年後數據趨緩,來自於國中會考計分方式的改變。計分不再是鑑別度極高的精密分數,改用級距,各科只區分七個等級,增加了總分重疊的比例,鑑別度降低,因此縮小了校際差異。

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從跨年度的數據來看,不論是聯考、基測或會考,高中升學以「學科表現」作為篩選分類的標準,始終沒有太大改變。

「數據會說話,我們的高中升學制度,仍然是以學科表現作為最重要的分水嶺。」黃敏雄分析,儘管十二年國教實施後,政府同時推動免試入學、繁星高中等教育改革措施,希望打破明星高中的傳統迷思,也降低學科考試的重要性,但數據反映結果並非如此。

以國中會考入學制度來看,如果某一所高中的免試入學登記者多過可以錄取的額度,北北基會採用三大計分項目進行超額比序:志願序、多元學習表現與會考成績各占 36 分。志願序絕大多數人可以得滿分,就算不慎選填失手,多數只被扣 1 分,最離譜的選填失手,也僅扣 4 分;多元學習表現涉及升學前途,早有準備的多數學生可以拿到滿分。於是,最終還是考試成績決定學生的分發。

黃敏雄進一步解讀:臺灣升學考試明顯以學科能力做篩選,但沒有提高不同家庭社經背景學生同讀一校的機會,等同間接篩選了學生的家庭社經背景。

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臺灣高中升學考試對「學科能力」,會產生明顯篩選分類,且高居世界前位。2018 年,數學和科學表現的校際差異升高幅度,在 32 個國家中高居第一;閱讀能力的校際差異升高 22%,名列第二,僅次於俄羅斯的 24%。圖|研之有物(資料來源|黃敏雄)
臺灣高中升學考試對「學科能力」,會產生明顯篩選分類,且高居世界前位。2018 年,數學和科學表現的校際差異升高幅度,在 32 個國家中高居第一;閱讀能力的校際差異升高 22%,名列第二,僅次於俄羅斯的 24%。
圖|研之有物(資料來源|黃敏雄)

學科強=情商高?高情緒技能沒有集中在明星高中

近年越來越多研究指出,學生的「非認知能力」(或稱社會情緒技能),對於未來成就、幸福感、健康、工作表現有顯著影響, PISA 也在 2018 年納入非認知能力的學生自評調查,例如:對失敗的負面想法、自我日常感受、努力做好工作的決心、在學校歸屬感等,總計十個面向。

幾十年來,臺灣學生日夜念書補習,為了要搶進明星高中窄門,除了必備的認知能力,也得兼顧高競爭、長時間努力、抗壓性。因此研究假設,明星學校的高中生,除了認知能力較強,也屬於社會情緒技能較佳的族群。

不過 PISA(2018)卻顯示,臺灣九年級與十年級學生自評的各項非認知能力,校際差異都低於 5%。也就是說,學校內的差異非常大,「情商」高的學生是平均分散在各學校,國中如此,高中也是如此。

黃敏雄對數據結果稍有保留,原因是,學生自評時可能拿班上、校內的同儕當作參照對象,各校標準不一,較欠缺客觀精準的依據。但 PISA 的資料仍顯示,不論是在學校或個人層次,認知能力和非認知能力的相關微弱。

未來需要的能力超出教科書之外

總的來說,這項研究反映出:臺灣的升學制度始終高度偏重認知能力,特別是學科表現;分析、解決問題等類型的認知能力,各校的差異相對較小。

原因在於,考試成績強烈左右升學結果,學校和補習班會猜題、訓練答題技巧,以及加強考題演練或背誦,因此測出的往往是學生可以專注預備考試的資源條件、意願、努力及能力,而非真實呈現出全面的認知能力。

此外,在升學主義掛帥下,教育體制對學生的期待和訓練,都集中在考試表現上,非認知能力便難以獲得重視,包括對自我的主動探索、社會價值、情緒技能。

然而黃敏雄提醒,全世界政府都積極改革學校課程,期盼培育主動學習、有創新力、具備團隊合作技能、重視內在修為,同時兼備人文關懷及環保意識的新公民,以因應全球化與科技變遷帶來的問題與挑戰。例如,OECD 的「未來教育與技能,2030」計畫(Future of Education and Skills 2030)。

「懂得溝通、相互合作,能主動尋找問題與解方,都是很重要的能力。我們也應該讓學生有機會走出學校,看見社會需要,讓學校教育跟真實世界接軌。」

OECD 網站可見到許多跨國孩子,積極表達他們對環境、社會的關切與期待。好比一名 17 歲哈薩克中學生努拉(Nurai)設定未來志向是成為「窮人的建築師」:與非營利組織仁人家園(Habitat for Humanity)合作,協助世界上人人都有房子可以住。

黃敏雄語帶關切地說:「我希望我們的學生也有這樣的機會,好奇心、充滿關懷,能和社會、國際連結,嘗試多探索自己想做的事情。教育制度應該讓學生有更多機會被啟發。」

你心中的教育應該是怎樣?17 歲的哈薩克學生 Nurai 說:「現在的學校教育偏重科學的學習,卻忘記向年輕的世代闡述社會問題,其中包括居住問題,這個問題已經擴及全世界,相當重大。」資料來源│OECD Future of Education and Skills 2030 (黃敏雄譯)
你心中的教育應該是怎樣?17 歲的哈薩克學生 Nurai 說:「現在的學校教育偏重科學的學習,卻忘記向年輕的世代闡述社會問題,其中包括居住問題,這個問題已經擴及全世界,相當重大。」
資料來源│OECD Future of Education and Skills 2030 (黃敏雄譯)
「我們不應該錯誤的貼標籤,給一些人希望,又讓一些人絕望。」黃敏雄長年研究教育社會學,核心關懷環繞著制度政策的合理性。他強調,學生未來的成就並不只是依靠學科表現,教育制度不能讓孩子因為測驗分數,便被貼上負面標籤。圖|研之有物
「我們不應該錯誤的貼標籤,給一些人希望,又讓一些人絕望。」黃敏雄長年研究教育社會學,核心關懷環繞著制度政策的合理性。他強調,學生未來的成就並不只是依靠學科表現,教育制度不能讓孩子因為測驗分數,便被貼上負面標籤。
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學測數學怎麼考?分程度測驗或許是正解——《科學月刊》
科學月刊_96
・2021/03/05 ・2863字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 516 ・六年級

今(2021)年的學測數學科被評為「史上最難」。事實上,數學科每年的難易度呈現出週期性震盪,一下容易一下難的考試,不只出題者傷透腦筋,考生更是無所適從。張鎮華認為,學測作為「基本學科能力測驗」,考題不能太過艱澀;而學測也是各大學校系初步篩選的門檻,因此各校學系更不該害怕超額篩選。不同學生對於數學的學習差異不小,只用同一份試卷進行測驗可能出現各種問題,若使用分程度測驗的方式,設計 A、B 兩卷,或許能有效解決每年難易不均的問題。

108 年與 109 年的大學學科能力測驗(以下簡稱學測),數學科滿級分人數連續兩年暴增,109 年更高達 1.4 萬人,大考中心前主任張茂桂因此下台。在下台事件過後,各界猜想今年 110 學測數學科將增加難度。果不其然,今年學測數學科被高中及補教老師評為「史上最難」,預估滿級分人數將大幅下降,五標也會比去年下修 2~5 級分左右。而讓人擔心的是,今年的考題將會打擊社會組考生。

圖/Pixabay

週期震盪一年簡單一年難,考生心累累

根據歷年的學測數學科滿級分人數百分比,其中 102 年的 1.95% 與 106 年的1.41% 都是數學科困難的年度,再加上本次 110 年的難度,可以發現學測數學科的難易度呈現週期性震盪,容易之後轉難,難了之後又變容易。

一般對於以上現象的解讀是,考題容易的結果引發滿級分人數太多,造成前面志願學系的超額篩選,因此大考中心思考下次提升考題難度;反之,考題困難將使大量考生受挫,為了安定人心,大考中心思考下次降低考題難度。但考題難易並不容易掌控,出題團隊更是年年不同,單憑「比去年難」或「比去年簡單」的理念,無法掌控社會上對於難易度的期望。

從最根本來看,大考中心因應社會輿論(正確來說其實是少數人的看法),讓數學科考題在難易之間反覆,是因為他們忽略了學測的目標。根據大考中心網站所示:「學科能力測驗包括國文、英文、數學、社會、自然五考科,旨在測驗考生是否具有接受大學教育的基本學科能力,是大學校系初步篩選學生的門檻。」定位在「基本學科能力」,考題就不應該太難;「初步篩選門檻」就代表各學系不要怕超額篩選。

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圖/Imgflip

大學入學考前世今生說給你聽

要討論上述的現象,需要了解現行的大學入學選才制度。大學聯合招生從民國 43 年起至 72 年期間,大學聯招採「先填志願、後考試、再分發」的辦法,報考科系分為甲(理工)、乙(文)、丙(醫農)及丁(法商)四組。到了民國 73 年,大學聯招制度做了重大改革,其一是填志願的方式改為「先考試再填志願」,再則允許跨組選考,並將乙、丁組合併為第一類組。

第二次較重大改革是從民國 83 年開始試辦,到 91 年全面正式實施的多元入學制度。除了保留傳統的考試分發(指定科目考試,簡稱指考),83 年開始試辦「推薦甄選」入學,87 年試辦「個人申請」入學。前者由學校推薦,後者由學生自行決定,但都有推薦與申請學校數額的限制。

民國 95 年,清華大學有感於學生集中來自少數高中,向教育部提出「發掘人才、縮短城鄉差距」的繁星計畫單獨招生;從 96 年實施以來,越來越多大學加入,繁星計畫遂從試辦轉為正式的入學方式;民國 100 年以後,因為推薦甄選與繁星計畫近似,遂合併為繁星推薦。隨著歷年來制度上的演變,臺灣目前的大學多元入學包括繁星推薦、個人申請與考試分發三種主要管道。最近還有一種由 104 年臺大數學系提出的「火星人計畫」所發展出來的「特殊選才」。

圖/Pixabay

數學就數學,又不是走迷宮

大家都說 109 學測的數學考題容易,筆者也花時間做了一遍,發現並不如想像中容易,還是需要用心作答才能完卷,只是大多不需要拐彎抹角,算是基本的題目。讀者可參閱 109 學測各科級分人數的百分比分布圖,會發現這份試卷是可以把學生區分開來的。

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學測採用 15 級分制,平均來說每一級分應有 6~7% 人數,數學的分布大致如此,只是 15 級分的人略多,可以解讀為我國學生的數學程度不錯。套用筆者女兒的疑問:

「學生考好了老師為何要不高興?」

反觀國文科的級分百分比分布,有六成的人集中在 10~13 級分,這樣擁擠的程度,在許多學系應該更造成超額篩選的現象,不知為何大家並不關心。

109 學測數學科若造成超額篩選,也只是對前面志願的學系影響,對大部分其他學系的影響不如國文科嚴重。學測不光只是服務前面志願的學系,不能只在乎前面志願學系的抱怨,忽略其他學系的影響。

事實上,超額篩選並不是一個嚴重的問題。申請入學制度實施多年,各學系早就有一套選才機制,以學測成績為門檻的候選人進來之後,各學系應當以自己的特色機制篩選,候選人多反而是選擇增多,對學系只有好處沒有壞處。基於此觀點,我認為 109 學測數學科能真正忠實反應學測的目標,應該嘉許,前中心主任根本不應該為此下台,做正確的事情反而獲罪,並不公道。

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另外我也做了 110 學測的數學題目,整體來說,算是一份靈活的好題目。但是其中有許多問題需要多方轉折,並不算基本的題目,已經超出學測設定「基本學科能力」的目標。這樣的題目相信能解除前面志願學系的超額篩選現象,但相對要付出的代價太高。對於數學能力超群的學生必然能如魚得水;不過對於大多數的學生來說,這是一份令人感到挫敗的考題,可能成為他們日後害怕數學的原因之一。

數學是一個密度極高的學科,縱使是一個簡單的式子,也代表極多的內涵,需要多方解讀才能通曉,不同的人對其吸收能力也有極大差異。為此,數學是在中學教育中,唯一從高二就要分流教學的科目。目前學測數學科用同一份試卷測驗差異性很大的一群人,本來就會造成種種問題。出得容易,分辨不出最好的那些人;出得難,則會打擊眾多學生。希望這樣的困難,在 108 課綱後,學測改考數學A、B兩卷後能得到適當的紓解。

順帶一提,與此類似的是指考的數學。現階段數學分為數學甲、乙,分程度測驗,是正確的分流測驗。可是,不知以何根據,111 年後的指考只有數學甲,沒有數學乙。這種開倒車的作法,可以預見將產生許多後遺症。據一些朋友告知,商管學群的學系現在為了設定考科,逐漸發現問題。數學甲太難不適合他們要的學生,但是又沒有數學乙,選來選去都不合適,最後只好含淚選了公民科。

在此呼籲,招聯會和教育部應該及時修正指考的數學考科,才不會釀成大錯。

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延伸閱讀

  1. 109學年度學科能力測驗統計圖表
  2. 學科能力測驗統計資料
  • 〈本文選自《科學月刊》2021 年 3 月號〉
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