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LV.08 素養與探究能力

讀圖說故事

軸、單位、斜率、趨勢:從圖表讀出資料真正說了什麼

BOSS
截斷縱軸幻影龍
時間
約 30 分鐘
題數
7 題
建議先過
LV.05 設計一個公平的實驗

114、115 學測的化學,一半以上的題目和圖表有關;生物、地科的題組幾乎每題都附圖。圖表判讀已經不是「附加技能」,而是拿分的主戰場。這一關教你一套固定的看圖流程,以及把數據整理成圖、從圖推出結論時最常犯的錯。

本關重點

  • 看圖固定流程:標題 → 軸 → 單位 → 刻度起點 → 圖例 → 才看資料。
  • 分清值、變化量、變化率(斜率):題目問哪一個,就算哪一個。
  • 小心截斷的縱軸與對數刻度,它們會讓差異看起來比實際大(或小)。
  • 內插(資料範圍內推估)較可靠;外插(超出範圍)要說明假設。
  • 同一份資料可能同時有長期趨勢與週期起伏,不能混為一談。
  • 相關不等於因果;要想到可能的干擾因素(pa-Ⅴc-2)。

核心觀念

一、選對圖表

課綱 pa-Ⅴc-1 要求能「製作圖表,有效整理資訊或數據」。不同資料適合不同的圖:

想呈現什麼適合的圖例子
隨時間(或連續變數)的變化折線圖每年平均氣溫、反應物濃度隨時間
不同類別之間的比較長條圖四種肥料下的番茄產量
兩個變數的關係散布圖身高與體重、溫度與溶解度
組成比例圓餅圖或堆疊長條圖大氣成分、發電來源比例
累積量累積曲線累積雨量、累積病例數

二、看圖的固定流程

  1. 標題:這張圖在講什麼?
  2. 軸:橫軸、縱軸各是什麼變數?哪個是操縱變因(通常在橫軸)、哪個是應變變因?
  3. 單位:mm 還是 cm?每秒還是每小時?每平方公尺還是整個面積?
  4. 刻度起點:縱軸從 0 開始嗎?是等距刻度還是對數刻度(每一格代表 10 倍)?
  5. 圖例:顏色、符號各代表哪一組?
  6. 最後才看資料點與趨勢。

三、截斷縱軸的視覺陷阱

下面兩張圖用的是同一組數據:甲班平均 72 分、乙班平均 75 分。

70727476縱軸從 70 開始72甲班75乙班平均分數(分)020406080縱軸從 0 開始72甲班75乙班平均分數(分)
同一組數據,縱軸起點不同,視覺印象完全不同(本站自繪示意,數據為虛構)。

左圖縱軸從 70 開始,乙班的長條看起來是甲班的 2.5 倍高((75 − 70) ÷ (72 − 70) = 2.5);右圖從 0 開始,才看得出兩班只差 3 分,乙班約是甲班的 1.04 倍(75 ÷ 72 ≈ 1.04)。截斷縱軸本身不是錯,科學圖表常用它來看清細微變化,但讀圖的人一定要用刻度數值計算,不能只憑長條的高度。

四、值、變化量、變化率

名詞算法在圖上看哪裡
值直接讀點的高度
變化量後值 − 前值兩點的高度差
平均變化率變化量 ÷ 經過的時間(或橫軸變化)兩點連線的斜率

例:某水庫蓄水量 3 月 1 日為 2.0 億噸、3 月 11 日為 1.5 億噸。變化量 = 1.5 − 2.0 = −0.5 億噸;平均變化率 = −0.5 ÷ 10 = −0.05 億噸/天。單位也要跟著除:「億噸」除以「天」。

累積圖特別容易搞錯:累積曲線的高度是「到目前為止的總量」,斜率才是那段時間的速率。曲線最高的地方,不一定是速率最快的地方;曲線最陡的那段才是。

五、內插與外插

  • 內插:在已測的兩點之間推估。例如 20°C 與 40°C 都有數據,推估 30°C,通常較可靠。
  • 外插:推估資料範圍以外。例如只測到 60°C,就推估 100°C。外插必須假設「趨勢延續不變」,而現實中趨勢可能轉彎(例如酵素在高溫下會失去活性)。

答題時,外插的選項若寫「一定」「必然」,多半是陷阱;若寫「若趨勢不變,約為…」,就是合理的推估。

六、長期趨勢與週期起伏

很多自然資料同時有兩種變化:例如某城市的氣溫,一天之中有日夜起伏、一年之中有四季起伏,幾十年來又可能有緩慢上升的趨勢。判斷「趨勢有沒有反轉」時,要比較同一時間尺度的資料(例如比較每年的平均值),不能拿「冬天比夏天冷」來說明「暖化停止」。

七、相關不等於因果

兩個變數一起增減,叫做相關。但相關可能來自:

  1. A 造成 B(真正的因果);
  2. B 造成 A(倒果為因);
  3. 第三個因素 C 同時影響 A 和 B(干擾因素);
  4. 純屬巧合。

課綱在探究與實作中寫的是「由相關性推測可能的因果關係」,關鍵字是「推測」與「可能」。要確定因果,通常需要控制變因的實驗。

素養怎麼考

  • 直接讀圖:讀出某點的值、最大值、轉折點。
  • 計算變化量與速率:算斜率、比較兩段時間的增加速率,常搭配單位陷阱(忘了除以時間)。
  • 選出正確敘述:多選題給 5 個關於圖的敘述,其中混入過度推論與讀錯變數的選項。
  • 作圖題的選擇題版:「下列哪一張圖最符合此數據或模型?」(112、115 學測都出過選項是 5 張圖的題目)。
  • 雙圖整合:一張長期趨勢、一張季節變化,要你分清兩種時間尺度。

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
113 學測第 17 題水杯重量減少隨時間的曲線,縱軸單位含「每平方公尺」讀速率要算斜率,單位也要跟著寫對
111 學測第 25 題疫苗抗體量隨時間的圖,畫有一條「檢測極限」虛線虛線以下的數值不具參考意義,判讀時要先看圖例與特殊標線
115 學測第 9 題岩芯深度畫在縱軸、花粉比例畫在橫軸軸可能和習慣相反:先確認哪一軸代表時間(越深越古老),再談趨勢
112 學測第 51–54 題湖泊岩芯中鉛濃度與鉛同位素比例隨年代的變化從曲線轉折點推論人類開始用煤、用含鉛汽油的時間,並寫出推論依據

解題技巧

  1. **圖表先看:標題 → 軸 → 單位 → 刻度起點 → 圖例。**花 10 秒做完這一步,可以避開一半以上的陷阱。
  2. **算「變化量」與「速率」,不只看「值」。**先問自己題目要哪一個;速率記得除以時間,單位也要跟著改。
  3. **縱軸沒從 0 開始,就用數字算倍數。**長條高度比 ≠ 數值比。
  4. **累積圖找最陡段,不是最高點。**可以把每段的增加量寫在圖旁,一目了然。
  5. 外插選項看有沒有寫出假設。「若速率不變,約為…」可接受;「一定是…」不可接受。
  6. **看到「A 和 B 一起變化」,立刻想第三個因素。**特別是兩者都跟季節、年齡、所得有關時。

真題拆解:岩芯花粉圖(改寫自 115 學測第 9 題)

情境:兩個湖泊岩芯,縱軸是深度、橫軸是蕨類孢子與鐵杉花粉占的比例;題幹說蕨類喜潮濕、鐵杉喜冷涼。

  1. 先看軸:深度在縱軸,越深越古老;橫軸是百分比。
  2. 把題幹定義變成翻譯表:鐵杉比例高 → 冷涼;蕨類比例高 → 潮濕。
  3. 一次只讀一條曲線的趨勢,再比較兩個湖泊:高山湖泊鐵杉比例普遍較高 → 高山較冷,與課內「氣溫隨高度遞減」一致。
  4. 刪掉引入題目沒給證據的因素(例如人為伐木)的選項。

常見陷阱

  • 把截斷縱軸的長條高度比當成數值比。
  • 把「值」當「變化量」:問增加多少,卻回答最後的濃度。
  • 單位沒換:十年的總增加量寫成「每年」。
  • 把累積量最高的時段當成速率最快的時段。
  • 把週期性下降誤認為長期趨勢反轉。
  • 相關當因果:某地區數十年來鸛鳥數量與嬰兒出生數同步下降,不代表鸛鳥會送來嬰兒;都市化可能同時影響兩者。
  • 用一個地點的資料推論另一個地區:北半球測站的資料,不能直接說明南半球的情形。

BOSS 戰

截斷縱軸幻影龍最擅長把小差距放大成巨獸。先看軸、再算數,牠就只剩一隻小蜥蜴!

BOSS 戰:截斷縱軸幻影龍

讀圖說故事 擋住了去路!共 7 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