一、國民小學教育階段
（一）依據十二年國民基本教育自然科學領綱之實施要點規範：自然科學領域各教育階段教材發展，在國小教育階段應選擇合適之議題、
大概念或跨科概念做統整發展教材。
（二）教材編寫宜參照以下原則進行：
1.內容統整：自然科學教材內容宜多採跨越領域、科目知識藩籬之學習內容；如以大概念、跨科概念或生活與社會議題等來做統整。結合 課綱科學「學習表現」與「學習內容」，構成統整之自然科學教材。
2.多元學習策略：自然科學教材宜配合靈活運用多元學習策略（如閱讀寫作、探究實作、批判論證、角色扮演、數位學習等)與評量方法，
對於不同主題教材做完整之設計。
3.採議題為中心發展教材，宜重視以學習者為中心，根據其認知發展階段特性與日常生活經驗，選擇適當切身關心之議題為出發，結合科 學探究、概念習得、科學論證等多元途徑開發教材。
4.採自然科學領域的大概念或跨科概念作為架構以發展教材，幫助學生形成較深較廣的理解。自然科學領域大概念的分類架構與訂定，會 因採用的觀點、分類多寡、範圍大小或名詞運用，而有不同的呈現。
（三）參考案例：教學單元設計當由教材編寫者發揮創意，依照學習目標、學生特性與教學環境的差異而做變通運用。針對素養導向科學 教材發展，就跨科概念（案例一）、大概念（案例二）及議題中心（案例三），分別列舉其結合「學習表現」與「學習內容」之教材 設計架構，完整案例內容請參看本手冊「柒、教學單元案例」。
1.案例一：種子遊樂園
本案例以自然科學領域學習內容-課題 2「自然界的現象、規律與作用」之跨科概念「改變與穩定(INd)」設計符合 3-4 年級學習內容 與學習表現之教學示例。單元內容除「改變與穩定(INd)」外，還涉及「構造與功能(INb)」、「系統與尺度(INc)」與「資源與永續性(INg)」
等跨科概念的學習內容。以分科的學習內容來檢視，本例囊括生物科和物理科的主題，單元部分學習活動更延伸整合「藝文」領域的學習 內容。本教學單元之學習活動預計可達成的學習表現，包括探究能力之思考智能和問題解決，以及科學的態度與本質之培養科學探究的興
趣等項目。
（1）教材發展原則：以跨科概念--「改變與穩定」發展教材
（2）建議教學對象：國小四年級
（3）雙向細目表
學習表現
學習內容
pe -Ⅱ-2
能正確安全操作適合學習階段的物品、器材儀 器、科技設備與資源並能觀測和紀錄。
tr-Ⅱ-1
能知道觀察、記錄所得自然現象的的結果是有其 原因的，並依據習得的知識，說明自己的想法。
tm-Ⅱ-1
能建立簡單模型的概念，並能理解形成自然界實 體模型的特性，進而與其生活經驗連結。
ai -Ⅱ-3 透過動手實 作，享受以 成品來表現 自己構想的 樂趣。
INd-Ⅱ-3
生物從出生、成長到死亡 有一定的壽命，透過生殖 繁衍下一代。
學習活動一：種子尋親記 學習目標：
1.認識日常飲食中屬於種子的食物。
2.利用簡單工具解剖果實，了解種子與果實的 關係。
3.發現並記錄校園或鄰近社區常見植物的種 子。
4.關心校園或社區的環境改變，對種子的傳播 可能造成的影響。
學習活動二：種子旅行記 學習目標：
1.知道部分植物靠種子來繁殖下一代，而不同形 態的植物種子需要透過不同的方式來傳播。
2.透過細部的觀察、解剖與描繪，了解植物傳播 機制所依賴的形態特徵。
3.知道植物種子可以靠自力(彈力)、風力、水力或 動物來傳播。
INd-Ⅱ-8
力有各種不同的形式。
INd-Ⅱ-4 空氣流動產生 風。
學習活動三：種子運動會 學習目標：
INd-Ⅱ-9
施力可能會使物體改變運 動情形或形狀；當物體受 力變形時，有的可恢復原 狀，有的不能恢復原狀。
1.透過實作以各種方式來擾動空氣產生不同強度的風，以模擬風力傳播種子的狀態，測量並記錄風力大小以了解 風對種子傳播的影響程度。
2.利用紙張製作靠風力傳播的種子模型，以了解風力大小對不同形態特徵的種子傳播的影響程度。
3.透過遊戲模擬，探討種子可由動物毛皮傳播，了解力會影響傳播的情形。
2.案例二：能源與能量
（1）教材發展原則：本案例是以「大概念」為主之高年級教學模組教材，統整不同主題教材環繞某一科學的核心大概念，著重統整的能 力，宜以跨越科目、領域知識藩籬之概念學習材料編製，幫助學生對於該自然領域核心大概念形成較深較廣的理解。自然領域大概 念的分類架構與訂定，會因採用的觀點、分類多寡、範圍大小或名詞運用，而有不同的呈現，取材仍以學習者之生活經驗與應關心 之議題為核心，透過活動或議題來探討大概念，每一個大概念中都會包含許多小概念，學習的重點並非小概念的記憶，而是對大概 念產生宏觀的認識。
「能源與能量」為生活中重要的概念，且具跨科概念的性質，依此所設計的學習活動可包含：「能源科技」、「能源經濟」、「能源政策」、
「能源與環境」…等跨領域的不同層面，並透過數個操作型探究實驗、閱讀熱門能源時事報導、蒐集正反意見訊息…等，以完整呈現「能 源與能量」在真實世界的面貌，教材編寫者可視實際需要調整。雙向細目表內學習活動設計所對應的指標，僅呈現主要學習表現，並非該 活動只能達成單一學習表現。
（2）雙向細目表 學習表現
學習內容
ti -Ⅲ-1
能運用好奇心察覺日常生活現象的規 律性會因為某些改變而產生差異，並 能依據已知的科學知識科學方法想像 可能發生的事情，以察覺不同的方 法，也常能做出不同的成品。
pe -Ⅲ-2
能正確安全操作適合學習階段的物品、器材儀器、科 技設備與資源。能進行客觀的質性觀測或數值量測並 詳實記錄。
ah -Ⅲ-2
透過科學探究活動解 決一部分生活週遭的 問題。
INa-Ⅲ-6 能量可藉由電流 傳遞、轉換而後 為人類所應用。
利用電池等設備 可以儲存電能再 轉換成其他能 量。
學習活動一：電從哪裡來？電到哪裡 去？
學習目標：
1.從日常生活中使用電器的經驗，知 道電池等設備可以儲存電能，電廠 可以提供電能。
2.了解使用電池的電器產品與其運作 時能量的轉換。
3.應用電池與馬達設計玩具。
INa-Ⅲ-5 不同種類的能源 與不同形態的能 量可以相互轉 換，但總量不 變。
INa-Ⅲ-7
學習活動二：能量的轉換 學習目標：
活動二-1
1.透過製作簡易電動機，了解電能可以轉換成動能。
2.透過製作搖搖發電機，了解動能可以轉換成電能。
3.透過製作太陽能小風扇，了解光可以轉換成電能及動 能。
運動的物體具有 動能，對同一物 體而言，速度越 快動能越大。
INa-Ⅲ-10 在生態系中，能 量經由食物鏈在 不同物種間流動 與循環。
4.針對上述實驗進行質性觀測與數值量測，並了解影響 的因素。
活動二-2
1.透過單擺實驗操作，知道擺錘位能的大小與其位置的 高低有關，及擺錘動能的大小與其運動的速度有 關。
2.了解位能與動能可以互換，並且有總能量不變的現 象。
活動二-3
1.知道食物也是一種能源。
2.知道食物鏈代表生態系中能量的流動與循環。
INg-Ⅲ-5 能源的使用與地 球永續發展息息 相關。
學習活動三：節能減 碳救地球
學習目標：
1.知道不可再生與可 再生能源。
2.認識能源消耗與碳 排放。
3.執行節電計畫，以 減少能源的浪費。
3.案例三：氣候變遷下的智慧好生活
（1）教材發展原則：以自然環境與社會議題發展教材
由於人類為求生活的便利所過度利用環境的結果，致使能源短缺及氣候變遷所帶來的各種災害，已成為當今世界所面對重要的問題，
這不僅關係到地球生態環境的永續性，也影響到每一個人日常的生活，許多全球性的環境議題常被廣泛批判討論，且有時並無一致的看 法，例如：水庫、核能廠的興建或塑膠袋的限用等爭論性問題。故讓學生接觸爭論性環境議題之教學是相當重要的，除了培養其能對議題 具有批判思考、運用正確資訊和論證等能力，並要以多元的角度來看待爭議性的問題。本單元課程設計以本領域之「自然界的永續發展」
核心概念所揭示之階段學習表現，設計成模組化課程，幫助國小學童透過多元學習方式來培養國民科學素養，並能以創新的思維與行動在 日常生活中實踐。
（2）雙向細目表 學習表現
學習內容
tc-Ⅲ-1
能就所蒐集的數據或資料，進行簡單 的紀錄與分類，並依據習得的知識，
思考資料的正確性及辨別他人資訊與 事實的差異。
pa-Ⅲ-2
能從（所得的）資訊或數據，形成解釋、發現 新知、獲知因果關係、解決問題、或是發現新 的問題。並能將自己的探究結果和他人的的結 果（例如來自同學）比較對照，檢查相近探究 是否有相近的結果。
ah-Ⅲ-1
利用科學知識理解日常生活觀察到的 現象。
an-Ⅲ-1
透過科學探究活動，了解科學知識的 基礎是來自於真實的經驗和證據。
INg-Ⅲ-4 人類的活動 會造成氣候 變遷，加劇 對生態與環 境的影響。
學習活動一：氣候變遷知多少？
學習目標：
1.感知日常生活中氣溫變化與極端氣 候所帶來的影響。
2.了解「氣候變遷」與人類活動有密 切相關。
3.認識氣候變遷對生態環境的影響。
INg-Ⅲ-5 學習活動二：能源與生活
能源的使用 與地球永續 發展息息相 關。
學習目標：
1.認識日常生活中常見的能源。
2.探討日常生活中使用能量的使用狀況。
3.了解火力發電、工廠及交通工具等排放的溫
3.了解火力發電、工廠及交通工具等排放的溫