高考申論題
115年
[環境檢驗] 分析化學
第 一 題
📖 題組：
在開發新的環境檢驗方法時，必須嚴謹評估數據的可靠性與誤差來源。
在開發新的環境檢驗方法時，必須嚴謹評估數據的可靠性與誤差來源。
📝 此題為申論題，共 2 小題
小題 (一)
請詳細比較「系統性誤差（Systematic error）」與「隨機性誤差（Random error）」的來源與特性，並說明在實驗室中通常採用那些策略來發掘並修正系統性誤差？（10 分）
思路引導 VIP
看到本題，首先要辨識出這是分析化學最基礎的「數據處理與誤差分析」單元。答題應分為兩部分：第一部分採用對比法（建議在心中建構表格或以條列式呈現），針對「來源」與「特性」兩個維度來比較系統性誤差與隨機性誤差；第二部分則要具體提出實驗室品保/品管（QA/QC）的常見實務做法，列舉至少3-4項發掘與修正系統性誤差的具體策略（如空白試驗、標準品比對等）。時間分配上約用10分鐘完成。
小題 (二)
實驗室中欲比較「新開發的螢光光譜法」與「標準原子吸收光譜法」在測定水樣中微量鋅離子的準確度差異。分析人員抽取了 5 個不同來源與濃度的真實環境水樣，分別用這兩種方法各測量一次。針對此實驗設計，請說明為何必須使用「成對 t 檢定（Paired t-test）」而非「獨立雙樣本 t 檢定」來判斷兩種方法是否有顯著差異？（5 分）並請詳細說明「成對 t 檢定」與「獨立雙樣本 t 檢定」在統計分析上的適用時機有何根本差異。（10 分）
思路引導 VIP
本題結合了「分析化學方法比較」與「統計檢定」的應用。首先要從題意中抓出關鍵實驗設計：「5 個不同來源與濃度的水樣」、「用兩種方法各測量一次」。這意味著每一滴水樣同時產生兩個數據，它們是「成對」的。接著分析若用獨立樣本檢定，這5個不同濃度水樣本體的極大差異（變異數）會掩蓋掉方法之間的微小差異。最後，需從理論層面說明兩種 t-test 的適用情境（同一群體前後/兩種方法 vs. 兩群互相獨立的樣本）。