鋁罐保溫
老師教完「熱的傳播」單元後，交給學生一個回家作業：利用生活中常見的材料(色紙、鋁箔紙、泡泡紙、保麗龍)，使鋁罐達到良好的保溫效果。
文本設計說明
本題以生活常見的「保溫」為情境，利用鋁罐、鋁箔紙、色紙等常見的物品為材料，探討影響保溫的可能因素，作為問題探究的情境，了解學生科學探究歷程應具備的能力，以及相關的科學知識概念。本題主要評量的能力包括觀察實驗設計，進而由變項間的關係思考可能出現的現象，接著針對研究的問題與方法進行檢核並提出可能的改善方案，並運用應具備的知識概念說明實驗可能發生的結果，最後則了解學生是否能藉由探究所得的資訊提出可能的解釋。
問題 1.
小傑準備兩個規格相同、容量皆為245 mL 的空鋁罐，用鋁箔紙包覆鋁罐，其中一個鋁罐包覆的鋁箔紙亮面朝外(A組)；另一個則是鋁箔紙霧面朝外(B組)，如圖(一)所示。
圖(一) A、B兩組鋁箔紙包覆鋁罐示意圖
實驗步驟如下：
1.在A、B兩組鋁罐中各裝入200 mL的80℃ 熱水
2.以溫度計持續測量兩組鋁罐中的水溫
※每隔1分鐘測量一次水溫，實驗紀錄如下
實驗紀錄：
根據實驗步驟和紀錄，寫出小傑想要研究的問題是什麼？
| 學習內容 |
Bb-Ⅳ-1熱具有從高溫處傳到低溫處的趨勢
Bb-Ⅳ-4熱的傳播方式包含傳導、對流與輻射 |
|---|---|
| 學習表現 | 問題解決：計劃與執行 pe-Ⅳ-1 能辨明多個自變項、應變項並計劃適當次數的測試、預測活動的可能結果。在教師或教科書的指導或說明下，能了解探究的計畫，並進而能根據問題特性、資源（如設備、時間）等因素，規劃具有可信度（如多次測量等）的探究活動。(此題僅針對「能辨明自變項、應變項，預測活動的可能結果」) |
| 題型 | 建構題 |
| 滿分 |
代碼1:寫出變項之間（鋁箔表面性質、水溫）的關係
作答實例
|
| 零分 |
代碼0：未寫出變項之間（鋁箔表面性質、水溫）的關係
作答實例
|
| 說明 | 本題評量學生依據實驗設計，研判實驗所探討問題的變項：觀察實驗設計（實驗步驟、紀錄形式與內容），了解實驗所關心的變項，以及變項之間的關係。 |
問題 3.
在室溫維持25℃的環境中，小傑得到0至40分鐘的水溫數據，40分鐘時，水溫降低了26℃，他繪製的水溫與時間關係如圖(二)。若鋁罐繼續放置在實驗桌上，試在圖(二)中，畫出一條曲線，呈現40分鐘至200分鐘，鋁罐內水溫可能的變化趨勢？
| 學習內容 | Bb-Ⅳ-1熱具有從高溫處傳到低溫處的趨勢 |
|---|---|
| 學習表現 | 思考智能：推理論證 tr-Ⅳ-1能將所習得的知識正確的連結到所觀察到的自然現象及實驗數據，並推論出其中的關聯，進而運用習得的知識來解釋自己論點的正確性。（此題僅針對「能將所習得的知識正確的連結到所觀察到的自然現象及實驗數據，並推論出其中的關聯」） |
| 題型 | 繪圖題 |
| 滿分 | 代碼1:曲線須包含兩個特徵： 1.曲線隨著時間持續下降 2.曲線最後和虛線重疊，但不低於虛線（熱平衡溫度為25℃） |
| 零分 |
代碼0：未符合上述曲線兩個特徵中任一特徵
圖形呈現
1.畫成斜直線往右下
2.25℃未維持水平線 代碼0X：沒有作答 |
| 說明 | 本題評量學生運用科學知識原理解釋現象的能力：依據熱學知識原理預測實驗結果（溫度變化）應有的趨勢（鋁罐放置時間愈久，水溫愈接近室溫，但不會低於室溫；隨著放置時間增加，降溫情形逐漸趨緩）。 |
有任何建議，歡迎來信賜教：
自然科學領域： 陳姿潔命題專員 message@mail.naer.edu.tw