目前國民中學七年級所使用的自然與生活科技領域教科書,係根據教育部 九十二年公布的國民中小學九年一貫課程綱要(教育部,2003)自然與生活科 技領域第四階段編輯而成。九年一貫課程綱要「自然與生活科技學習領域」分 段能力指標指出,國中階段在「科學與技術認知」項目中,應習得「認識植物、
動物的生理」:
2-4-2-1 探討植物各部位的生理功能,動物各部位的生理功能,以及各部位如何協調成為
一個生命有機體
此外,課程綱要附錄「自然與生活科技學習領域教材內容要項」及「教材 內容細目」於「改變與平衡」主題中列出:
次 主 題 2 1 3 動 物 體 內 的 恆 定 性 與 調 節 神 經 系 統
4 d . 認 識 神 經 細 胞 的 形 態 與 功 能 ; 並 瞭 解 人 類 的 神 經 系 統 及 其 協 調 運 作 情 形
內 分 泌 系 統
4 e . 暸 解 人 類 內 分 泌 系 統 的 構 造 與 功 能 以 及 能 和 神 經 系 統 共 同 協 調 運 作
本節將針對目前市場佔有率最高的三個審定版教科書,依九十三學年度出 版之教科書內容,由章節與概念含量、教材組織順序及概念內容分析三個向度,
對「神經系統」單元的教材內容進行比較。
一、各版本教科書「神經系統單元」章節及主要內容比較
表 2.4.1~2.4.3 列出 A 版本、B 版本及 C 版本教科書在神經系統單元的章節 安排與主要內容。從三個表的比較顯示,各版本教科書均根據國民中小學九年 一貫課程綱要「自然與生活科技學習領域教材內容要項」及「教材內容細目」
中的次主題「213 動物體內的恆定性與調節」編寫,A 版本、B 版本及 C 版本分 別將神經系統單元編列在上冊第六章「生物體的協調」、上冊第六章「生物的協 調作用」及上冊第五章「動物體內的資訊網」章節之中。
比較三種教科書的課文編排,可發現課文中重要的專有名詞均以黑體字進 行標示,表 2.4.4 列舉各版本課文中被標示為黑體字、並有加以敘述內涵的主要 名詞。由表 2.4.4 可知,三個版本課文同時都提到的名詞有 13 個,分別為「神 經系統、受器、動器、腦、大腦、小腦、腦幹、脊髓、感覺神經、運動神經、
中樞神經、周圍神經、反射作用」,其中 10 個名詞三個版本均標示為黑體字;
而部份版本課文提到的名詞有 6 個,分別是「反應時間、神經元、細胞本體、
神經纖維、腦神經、脊神經」。
比較名詞含量的差異,可發現 A 版本與 B 版本所涵蓋的名詞和概念種類幾 乎相同,C 版本除了較 A 版本及 B 版本缺少「神經元、細胞本體、神經纖維」
概念的介紹,「反應時間」亦未出現在課文裡,而引用於實驗活動的敘述當中。
此外,「神經」一詞僅在 C 版本出現,A 版本及 B 版本則沒有特別列舉「神經」
這個名詞。從名詞的屬性分析,課文是否出現「神經」一詞,牽涉到該教科書 編輯委員對於神經系統相關概念的分類架構,其內涵及意義將在後文討論。
表 2.4.1 A 版本教科書在神經系統單元的章節安排與主要內容
表 2.4.3 C 版本教科書在神經系統單元的章節安排與主要內容
表 2.4.4 各版本教科書神經系統單元主要名詞比較表
主要名詞 A 版本 B 版本 C 版本
神經系統 z ~ z
受器 z z z
動器 z z z
反應時間 z z
神經元(細胞) z z
細胞本體 z ~
神經纖維 z ~
腦 z z z
大腦 z z z
小腦 z z z
腦幹 z z z
脊髓 z z z
中樞神經 z { z
周圍神經 z ~ z
神經 z
腦神經 z z
脊神經 z z
感覺神經 z z z
運動神經 z z z
反射(作用) z z z
z:表示課文提及該名詞,且對該名詞進行內涵敘述,並以黑體字標示者。
~:表示課文提及該名詞,且對該名詞進行內涵敘述,但未以黑體字標示者。
{:表示課文提及該名詞,但未明確定義者,且未以黑體字標示者。
:表示課文中並未直接使用該名詞,但有敘述該名詞內涵者。
二、各版本教科書「神經系統單元」教材內容組織順序比較
上一段僅呈現各版本神經系統單元的章節架構及主要的名詞種類,以下將 進一步就神經系統主要概念在各版本教科書課文中的組織順序進行分析與比 較。
1. A 版本
A 版本將神經系統相關概念編寫在同一個小節當中,包含了 19 個標示為黑 體字的名詞。在順序安排上,課文於〈6-1 節〉先以一個跨頁篇幅引進「刺激與 反應」、「受器與動器」的概念,接著介紹神經系統的基本組成單位「神經細胞」
及其依功能而區分的「感覺神經元」與「運動神經元」。「反應時間」的概念則 是以打羽毛球的神經傳導途徑和《知道自己的反應有多快嗎》的實驗活動進行 介紹。
此外,「中樞神經」與「周圍神經」的組成以及「大腦」、「小腦」、「腦幹」、
「脊髓」的功能則在另一個跨頁的篇幅中引入。最後,課文以「反射作用」的 定義及《人體的反射作用》、《人體的感覺作用》實驗活動做為結束。
2. B 版本
B 版本將神經系統相關概念分列在兩個小節當中,包含 14 個標示為黑體字 的名詞。在順序安排上,課文〈6-1 節〉介紹「刺激與受器、反應與動器」的關 係,並以兩頁的篇幅說明人體的感覺器官及受器,同時以例子說明動器是產生 反應的部位。
課文〈6-2 節〉依名詞出現順序,分別介紹「腦」、「脊髓」、「周圍神經」、「神 經細胞」以及依傳導方向不同分為「感覺神經元」和「運動神經元」的概念,
緊接定義「反應時間」以及「腦神經」、「脊神經」。最後以一頁篇幅介紹「大腦」、
「小腦」與「腦幹」、「脊髓」的功能,並於另一頁透過神經傳導路徑的例子說 明「反射作用」。B 版本兩個實驗活動《感覺疲勞》及《反應時間測定》則獨立 列在章節之後。
3. C 版本
C 版本同樣將神經系統單元分列在兩個小節當中,包含 14 個標示為黑體字 的名詞。課文〈5-2 節 動物如何察覺外界的變化〉列舉各種動物的感覺器官,
說明「受器」為接受外界刺激的構造。本節以《對溫度的感覺》實驗活動做為 結束。
〈5-3 節〉課文首先說明不同動物具有不同的神經構造,緊接以跨頁篇幅說 明人體「神經系統」的組成。依名詞於課文中出現的順序,分別為「腦」、「脊 髓」和「神經」,以及「大腦」、「小腦」和「腦幹」的功能。最後,課文再以跨 頁篇幅定義「受器」與「動器」、「周圍神經」、「感覺神經」與「運動神經」,並 再以神經傳導途徑說明「反射作用」及「脊髓」的功能。實驗活動《反應時間 的測定》則列於本節之後。
綜合表 2.4.1~2.4.3、表 2.4.4 及上述分析顯示,各版本對於教材內容的組織 順序不盡相同,唯一相似的部分,是將「接受刺激的受器」與「產生反應的動 器」編排在整個單元教材的最前面。從概念的發展關係來看,「受器接受外界環 境的刺激,到產生適當的反應」,其中的運作機制即是神經系統的功能,其關係 可以簡單表示為:
刺激 Ö 受器 Ö 神經系統(判讀訊息、發布命令)Ö 動器 Ö 反應
「刺激與受器」、「動器與反應」正如同架起神經系統概念組織體的兩座橋 墩,因此不難理解各版本教科書在教材組織順序上,都以此為起始點。除此之 外,儘管各版本所涵蓋的名詞類別(表 2.4.4)差異不大,但在概念的敘述及順 序組織上,卻有極大的差異。
圖 2.4.1 哺乳動物神經系統的組成圖
(摘錄自國立編譯館國中生物教師手冊上冊,2001,p.101)
三、各版本教科書「神經系統單元」內容概念分析
國立編譯館根據八十三年教育部發布之國民中學生物課程標準所編定的國 中生物教師手冊上冊第五章《協調作用》,列舉了哺乳動物神經系統組成圖(圖 2.4.1)。除了「神經膠細胞」、「自主神經」及組成腦幹的「間腦、中腦、橋腦、
延腦」是目前國中生物教材所未列入的概念,其餘的概念大多可見於目前九年 一貫課程綱要審定本的各版本教科書中。根據 Tessmer 及 Driscoll(1986)對概 念關係的定義,從圖 2.4.1 可以看出,神經系統包含了許多名詞,而這些名詞可 能以構造或功能,彼此呈現某種階層關係(subordinate or hierarchical
relationships)或同位關係(coordinate relationships)。
本節將先根據各版本教科書課文內容,進行各教材神經系統單元概念分析
(表 2.4.5~2.4.7),再以圖 2.4.1「哺乳動物神經系統的組成圖」分析三種版本教 科書在呈現各概念方式上的差異,並探討各教材概念組織方式所可能隱含的教 學問題。
表 2.4.5 A 版本神經系統單元概念分析
表 2.4.6 B 版本神經系統單元概念分析
表 2.4.7 C 版本神經系統單元概念分析
1. 刺激與反應
由表 2.4.4、表 2.4.1~2.4.3 及教材內容組織順序分析顯示,A 版本、B 版本 及 C 版本教科書在神經系統單元的教材編寫架構上,均以「刺激與反應」、「動 器與受器」的定義及實例做為單元教材的起點。A 版本與 B 版本主要以「人體 的感覺器官及受器」進行概念的說明,C 版本與其他兩個版本較為不同的是,除 了在〈5-2 節 動物如何察覺外界的變化〉提及受器的定義,該版課文花較多篇 幅強調並比較人體之外其他各種動物的感覺器官與功能。此外,該小節並未與 其他兩個版本一樣,將「動器」與「反應」的概念進行對應的敘述,而是在另 一個小節〈5-3-3 人體的神經傳導途徑〉才以人體為例,完整說明「受器接受刺 激」、「動器表現反應」的概念。
就這個部份的概念而言,C 版本雖然強調各種生物感覺器官的差異性,但 課文對於相關概念的編排較為分散,較之其他兩個版本缺乏整體性。
2. 神經系統的組成與功能 神經細胞
根據圖 2.4.1「哺乳動物神經系統的組成圖」,神經系統基本構成單位為「神 經細胞」。神經細胞的組成與功能在 A 版本及 B 版本都有提及,但 C 版本則闕 如。再比較表 2.4.5 及表 2.4.6 A 版本及 B 版本對於「神經細胞」次概念的陳述 可以發現,A 版本與 B 版本除了同樣說明「神經細胞的基本構造與功能」之外,
同時於這個部份引入「神經元依功能或傳導方向可分為感覺神經與運動神經」
的概念。此外,B 版本透過「依據神經纖維和中樞神經相連的部位區分為腦神經
的概念。此外,B 版本透過「依據神經纖維和中樞神經相連的部位區分為腦神經