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還在為素養導向試題研發煩惱嗎？利用AI提示策略引導生成素養導向數學評量

課程及教學研究中心 | 吳正新 副研究員

　　隨著臺灣十二年國教課綱實施與國際教育改革趨勢的推動，素養導向評量已逐漸取代傳統記憶與標準答案導向的測驗，成為當前教育評量的重要方向。素養導向評量重視學生在真實情境中運用知識解決問題的能力，對試題設計也提出更高要求，包括結合生活情境、對應學科核心素養，以及兼顧學生的認知能力差異。然而，對多數教師而言，設計具評量功能的素養導向數學試題仍極具挑戰。因為要有效評估學生的核心素養，試題必須融合「真實情境」與「真實問題」，並與課綱強調的學科本質及學習重點相呼應。實際命題時，教師常面臨各式的困難，包括如何將生活情境具體化為具數學意義的問題、如何避免情境過於理想化或脫離學生經驗、如何進行跨領域整合以展現問題複雜性，以及如何掌握題目難度與學生能力的平衡。這些挑戰顯示，即便教師理解素養導向評量的精神，實際操作上仍是極大的挑戰。本文引入AI技術作為輔助工具，協助教師在命題歷程中進行情境建構與問題設計。

設計素養導向試題的對策與方法

　　為使提示設計的原則與操作流程更具體可行，本文將以國小四年級數學課程中的「時間加減」為核心概念，搭配「道路修復」為真實情境，逐步說明如何透過不同層次的提示語設計，引導AI產出具有素養導向評量特性的試題。

　　在以AI作為命題輔助工具時，提供適切且明確的提示至關重要。圖1顯示了一種可能出現在缺乏經驗的命題者身上的使用方式，其中提示僅包含數學內容「時間的加減」與一段簡要的「道路修復」情境，並直接要求AI生成一個真實問題。這樣的提示設計未能充分引導AI創造符合素養導向評量標準的試題，而僅停留在基本計算的層次。以圖1的試題為例，雖然題目帶有生活情境，但兩道問題僅是時間量的比較大小以及時間的加減。

 

圖1

不適當的AI素養導向試題命題提示與生成的試題

Prompt：請幫我出一道數學應用問題，內容是有關4年級學生學習的時間加減，問題要是真實問題，情境包括下列內容：「大雨後，公路有2處坍方，一處預估需要2小時30分修復，一處預估需要3小時25分修復」

題目：

　　大雨後，某條公路有兩處坍方。第一處坍方預估需要2小時30分鐘修復，第二處坍方預估需要3小時25分鐘修復。

問題：

1. 　如果修復兩處坍方的工作是同時進行的，這條公路最少需要多少時間才能完全修復？

2. 　如果這兩處坍方必須一處修完後再修另一處，那麼整條公路修復完畢需要多少時間？

 

　　為了確保AI生成的試題「真實情境」與「真實問題」的試題，並涵蓋數學素養評量的三個核心歷程：「形成」、「運用」與「詮釋和評估」（OECD, 2023）。命題者需設計系統化的提示步驟，使AI能夠逐步建構符合素養導向評量要求的試題架構。以下為一套包含上述各項關鍵元素的四個AI提示步驟：

　　I. 　誰會在意這件事？

　　II.　這些人會怎麼應用這資訊？

　　III.  將這些人或單位所關心的議題，轉成一道符合國小4年級的時間加減問題。

　　IV.  將上面的問題，每個都改成一個數學題組題，每個題組要包含、形成、運用、詮釋和評估。

　　圖2為利用這四步驟所生成的題目。從圖2可以發現，AI以「交通單位／公路管理機構」為主題，最後生成了「交通單位／公路管理機構」所關心的各式（形成、運用、詮釋和評估）問題1。這些問題不但符合真實情境、真實問題，同時也符合我們所需求的學習階段與數學內容。

 

圖2

利用四步驟AI提示生成素養導向試題的流程

Prompt 1：誰會在意下方這件事？

「大雨後，公路有2處坍方，一處預估需要2小時30分修復，
一處預估需要3小時25分修復」

ChatGPT說：

這件事可能會引起以下人的關注：

　．　交通單位／公路管理機構—負責維修坍方的單位需要調派人力和設備，並公告修復進度。
Prompt 2：這些人會怎麼應用這資訊

ChatGPT說：

這些人或單位會根據資訊採取不同的行動，以減少影響或確保安全，以下是可能的應用方式：

1. 交通單位／公路管理機構

　．　派遣維修隊伍：根據預估修復時間安排人力和設備，盡快完成修復。

　．　發布即時交通資訊：透過電台、社群媒體、導航系統等通知駕駛人受影響的路段和修復進度。

　．　規劃替代道路：若可能長時間影響通行，可能會設立臨時道路或引導駕駛改道。
Prompt 3：依序將這些人或單位所關心的議題都要轉成一道符合國小4年級的時間加減問題。

ChatGPT說：

公路坍方相關的數學題（國小四年級，時間加減應用題）

1. 交通單位／公路管理機構：修復進度計算

　問題：

　公路管理機構派遣工程隊來修復坍方。第一處坍方需要2小時30分鐘，第二處坍方需要3小時25分鐘。

　如果工程隊早上8:10開始修復這兩處坍方：

　第一處坍方幾點幾分修好？

　第二處坍方幾點幾分修好？

　兩處修復完成的時間相差多少？
Prompt 4：將上面的7個問題，每個都改成一個數學題組題，每個題組要包含題、形成、運用、詮釋和評估

ChatGPT說：

公路坍方相關數學題組（國小四年級，時間加減應用題）

1. 交通單位／公路管理機構：修復進度計算

　（主題：時間加減法）

　（形成）問題1：

　　公路管理機構派遣工程隊來修復坍方。第一處坍方需要2小時30分鐘，第二處坍方需要3小時25分鐘。

　　這兩處坍方的總修復時間是多少？

　（運用）問題2：

　　如果工程隊早上8:10開始修復第一處坍方，請問第一處幾點幾分修好？

　（詮釋）問題3：

　　工程隊同時開始修復兩處坍方，第二處需要的時間比第一處多多少？

　（評估）問題4：

　　如果政府要求所有道路修復應在6小時內完成，這兩處坍方的修復時間是否符合規定？為什麼？

 

結語

　　利用AI輔助試題設計，教師能夠更有效率地開發符合素養導向評量標準的試題，不僅減輕備課與命題的負擔，還能將更多時間投入於學生的學習指導與討論，使課堂教學更加聚焦於數學概念的探索與應用。透過討論與實作活動，教師能夠幫助學生理解數學在現實世界中的應用，並透過深入觀察與適時調整教學策略，確保每位學生皆能掌握核心概念，真正做到學以致用。此外，AI技術的應用不僅優化了試題設計流程，亦為教師提供機會，使其能夠回歸教育本質，專注於提升學生的數學理解與學習成效。

 

註解

1 不只「交通單位／公路管理機構」，ChatGPT所提供主題容相當豐富，受限於文字篇幅與展示空間，圖2僅節錄部分內容供參考，詳細內容請參見吳正新（2025）「以提示策略引導生成：AI輔助素養導向數學評量設計實務」一文。

 

資料來源

吳正新（2025）。以提示策略引導生成：AI輔助素養導向數學評量設計實務。臺灣數學教師，45（1），69-87。

OECD (2023). PISA 2022 Assessment and Analytical Framework, PISA, OECD Publishing, Paris.


附加檔案

  1. PDF檔案 還在為素養導向試題研發煩惱嗎？利用AI提示策略引導生成素養導向數學評量.pdf （另開新視窗）
AI命題 （另開新視窗） 人工智慧教育應用 （另開新視窗） 素養導向評量 （另開新視窗）
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