所有科學研究都從一個「咦？」開始：為什麼窗邊的麵包先發霉？為什麼同一條街上，有人得霍亂、有人沒事？但「好奇」和「可以研究」之間還隔著一步：要把模糊的疑問，變成可以蒐集證據來回答的問題。這一關就練這一步。
本關重點
- 分清觀察（直接看到、量到的）與推論（根據觀察做出的解釋）。
- 好的科學問題要可檢驗：能設計觀察或實驗、能測量；價值判斷型問題不屬於科學探究能單獨回答的範圍。
- 假說要能推出明確的預測：「若假說成立，則在某條件下應該看到某結果」。
- 同一現象常有多個假說；先檢驗與現有資料最吻合、最關鍵的那一個（po-Ⅴc-2）。
- 想像力很重要（ti）：大膽提出可能的原因，但每個原因都要能被檢驗。
核心觀念
一、觀察 vs 推論
| 觀察（看到、量到） | 推論（解釋、猜測原因） |
|---|---|
| 鐵釘放在濕棉花上 3 天後出現紅褐色物質 | 鐵和水、氧氣反應生成鏽 |
| 雨後操場的水窪在中午前就乾了 | 太陽照射使水加速蒸發 |
| 螞蟻排成一列沿同一路線來回 | 螞蟻靠氣味標記路線 |
| 某路口傍晚的 PM2.5 讀數比清晨高 | 下班車流排放較多廢氣 |
判斷方法：問自己「這句話需要另外做檢測才能確認嗎？」需要的話，它就是推論。題目常把推論包裝成觀察，讓你誤以為是「已知事實」。
二、什麼是「可檢驗」的好問題？
| 類型 | 例子 | 能不能科學探究？ |
|---|---|---|
| 可測量的比較 | 三種顏色的屋頂漆，哪一種讓室內溫度最低？ | 能，測室溫 |
| 可觀測的關聯 | 河川下游的水是否比上游混濁？ | 能，測濁度 |
| 價值判斷 | 古典音樂比流行音樂高級嗎？應不應該禁用塑膠吸管？ | 不能單獨回答 |
| 無法觀測 | 人死後靈魂會去哪裡？ | 不能 |
要特別小心「應不應該禁用塑膠吸管」這種題：科學可以提供塑膠污染、替代品碳排放等資料，但「應不應該」還牽涉經濟、社會與價值選擇，所以它不是適合以科學探究單獨回答的問題。
把模糊問題變好問題的訣竅是操作型定義：把抽象的詞換成可以測量的量。例如「這種屋頂漆比較好」→「同樣大小的模型屋，在相同日照 2 小時後，室內溫度比較低」。
三、從假說到預測
假說是對現象的暫時解釋，好的假說要能推出可以被推翻的預測。標準句型是：
若「假說」成立，則在「某個操作條件」下，應該觀察到「某個可測量的結果」。
例：假說「螞蟻靠氣味標記路線」→ 預測「用酒精棉擦掉螞蟻路線中間一段的地面（其他條件不變），螞蟻走到該處時應出現迷路、四處徘徊」。
注意這個預測只改變「氣味」這一個因素。如果改用「在路線上放一塊石頭擋路」，螞蟻繞路可能只是因為有障礙物，就無法檢驗氣味假說。提出假說時，同時想想還有哪些替代解釋，這是想像創造（ti）與推理論證（tr）一起運作。
四、真實案例：艾克曼的雞與白米
1890 年前後，荷蘭醫師艾克曼（Christiaan Eijkman）在印尼研究腳氣病（一種造成神經麻痺、無力的疾病）。當時盛行「細菌致病」的想法，他原本也想找出致病的細菌。
- 怪現象：研究所養的雞突然出現走路不穩、麻痺的症狀，幾個月後又自己好了。
- 追查線索：他發現雞發病的那段期間，飼料改成了醫院剩下的精白米；後來新任主管不准再用精白米餵雞，改回糙米，雞就康復了。
- 兩個競爭假說：
- 甲：精白米中有某種毒素或病菌，會使雞生病。
- 乙：糙米外層含有某種必要成分，精白米磨掉了這一層。
- 定出可檢驗的問題：只吃精白米的雞發病、再餵米糠（糙米外層）後能否康復？若乙成立，補充米糠應能預防或改善症狀。
後續研究（包括其他學者）支持了乙：米糠中含有身體必需的微量營養成分，後來被命名為維生素 B₁。艾克曼也因此在 1929 年獲得諾貝爾生理醫學獎。
這個案例示範了：意外的觀察可以變成好問題；同一現象可以有互相競爭的假說；而最有價值的實驗，是讓兩個假說預測出不同結果的那一個。
五、多個假說時，先檢驗哪一個？
| 判斷標準 | 說明 |
|---|---|
| 與現有資料吻合度 | 時間點、地點、條件和資料對得上的，優先 |
| 可檢驗性 | 能用手邊資源檢驗的，優先 |
| 重要性 | 若成立影響最大、最需要立即處理的，優先 |
「優先檢驗」不等於「確定是它」；資料較不吻合的假說只是排後面，不代表被排除。
素養怎麼考
- 找研究問題：給一段研究文本，問「研究者想回答的核心問題是什麼」，誘答常是文中提到的背景或細節。
- 辨別可檢驗的問題：多選題列出幾個問題，選出適合科學探究的（排除價值判斷、無法測量）。
- 假說與預測配對：給一個假說，問哪個預測或哪個觀察結果可以檢驗它。111 學測曾出海階上穿孔貝的情境，學生提出「凹壁由大地震抬升造成」的假說，再用高程與定年資料檢驗。
- 擇定優先假說：給多個假說與一些資料，問哪個最值得先檢驗。
- 觀察與推論：選出哪一句是觀察。
真題考法對照（以下真題皆為本站改寫描述，題號依大考中心公布的試卷；原題請見大考中心「歷年試題」頁。）
| 真題 | 情境（改寫） | 考點 |
|---|---|---|
| 111 學測第 43–45 題 | 海階凹壁上有只活在潮間帶的穿孔貝，學生推論凹壁由大地震抬升造成，再用高程與碳-14 定年檢驗 | 生物的生存高度可當「當時海平面」的標記；假說要能推出可檢驗的預測（階梯狀抬升） |
| 115 學測第 9 題 | 平原與高山湖泊岩芯的蕨類孢子、鐵杉花粉比例隨深度變化；題幹給「蕨類喜潮濕、鐵杉喜冷涼」 | 照題幹給的定義推論古氣候；選項另外引入「人為伐木」是文中沒有證據的替代解釋 |
| 111 學測第 35 題 | 鰻魚幼魚隨黑潮漂到東亞各地 | 找「有顯著錯誤的推論」：用黑潮流速估算，臺灣與九州的漁汛差距不可能只有一兩天 |
解題技巧
- **找核心問題時，看研究「比較了什麼、測量了什麼」。**研究測量的應變變因，通常就是核心問題的答案所在；背景介紹不是研究問題。
- **判斷觀察或推論：問「需要另外檢測嗎？」**需要的就是推論。
- **檢驗假說時，用「若…則…」句型寫出預測。**再看選項中哪個操作能讓這個預測被推翻或被支持，而且只改變假說中的那個因素。
- **「能區分兩個假說」的證據最有價值。**兩個假說預測相同結果的觀察，對區分它們沒有幫助。
- **多選題（應選 N 項）：先選最有把握的，猶豫的那個把握過半才加選。**學測多選題每個選項獨立計分，5 個選項中錯 k 個得 (5 − 2k)/5。以應選 2 項為例：只選 1 個確定對的，漏 1 個，得 60%；若加選一個猶豫的，選對得 100%，選錯則錯選 1、漏選 1，只剩 20%。所以加選的那個，你判斷答對機率要超過一半才划算。「應選 N 項」只是提示正解數量，不強迫選滿。
真題拆解：用資料檢驗假說（改寫自 111 學測第 43–45 題）
情境：海階凹壁上有只能活在潮間帶的穿孔貝，學生推論凹壁是大地震抬升造成。
- 把假說翻成預測：若是偶發大地震抬升，凹壁應一階一階出現，兩次地震之間高度幾乎不變。
- 找題目給的「標記」：穿孔貝只活在潮起潮落之間 → 貝殼的高度＝當時的海平面位置，定年＝當時的時間。
- 比對資料與預測：每階的高程差與年代差，能否畫成階梯狀？能的話支持假說。
- 誘答檢查：與凹壁形成無關的作用（第 43 題正解是「變質作用」影響最小）要能刪掉。
常見陷阱
- 把推論當觀察：「這是下班車流造成的」聽起來像事實，其實是推論。
- 以為價值判斷也能做實驗：可以研究「紙吸管在飲料中多久會軟化」，但不能研究出「該不該禁用塑膠吸管」。
- 預測寫成必然會發生的事：「螞蟻最後總會找到食物」不論假說對錯都成立，所以檢驗不了假說。
- 預測比假說說得更多：假說說「影響」，預測卻寫「一定在 10 秒內迷路」，就超出假說了。
- 「優先檢驗」誤讀成「已證實」：資料最吻合的假說，還是需要檢驗。
- 總數當比率：比較兩群人時，要看「每萬戶」「每百人」的比率，不是死亡總數。
BOSS 戰
瘴氣迷霧怪會用一團模糊的疑問罩住你。把它拆成可以檢驗的好問題，迷霧就散了！
BOSS 戰：瘴氣迷霧怪
從怪現象到好問題 擋住了去路！共 8 題。
計時從進入每題開始，看詳解時暫停；同分比時間。
延伸閱讀與資料來源
- John Snow, On the Mode of Communication of Cholera（1855）：Internet Archive，公有領域（Table IX 數據）。
- John Snow：Wikipedia，CC BY-SA 4.0（BOSS 戰題組素材）。
- Christiaan Eijkman：Wikipedia，CC BY-SA 4.0（白米與腳氣病）。
- 十二年國民基本教育課程綱要 自然科學領域：國家教育研究院，政府公開文件（學習表現 po、ti 原文）。
- 大考中心歷年試題：大考中心公開試題（多選題計分方式見各年試卷封面）。