歷年國小教科書力學主題呈現方式之分析

為進一步了解力學主題在自然科教科書中的呈現方式，研究者整理出各個年 代力學主題呈現方式的變動，將針對民國 57 年至 89 年間以文字敘述與實驗的呈

現方式做整體分析與各年級呈現頁數比例說明如下。

到了民國 64-73 年除了四年級外，逐漸以提問方式佔較多比例，尤其到高年 級的教材內容，其提問方式呈現較高的比例。另民國 74-82 年一至六年級的教材 內容中，除了六年級上冊外，文字敘述大都是以提問方式呈現，到了民國 83-89 年文字敘述的比例減少，其中提問比直述方式呈現頁數所佔的比例為多。

如表 4-3-1 及下圖 4-3-1 所示，民國 57-63 年的教科書中文字敘述的內容 以直述的呈現方式較多，如教材內容中提到：

（1） 定滑輪 把滑輪裝在固定的地方，這個滑輪叫做定滑輪。定滑輪不能 替我們省力，只能變更用力的方向，使我們工作方便。…（如圖左）

拿一個木圔，把它壓進水裏，手一鬆開，木圔就很快浮上水面來了。這是因為水 有浮力，木圔受到了浮力，就浮上水面來了。（如圖右）

從課文內容中清楚的敘述這些概念，學生能從文字敘述中直接了解與吸收課文內 容所涵蓋的主題。

全冊 50 66 88 78 64 70 70 72 74 67 68 57

民 83-89

單元頁數 - 10 12 4 3 31 14 - 10 - 30 -

直 述

佔單元百分比 - 10.00 16.67 - - 16.13 7.14 - 20.00 - 23.33 - 提

問

佔單元百分比 - 40.00 25.00 - - 16.13 7.14 - 20.00 - 6.67 -

全冊 54 60 67 65 97 89 105 64 74 75 67 65

註：細格數字表示頁數與百分比

圖4-3-1 民國57~63年自然課本五年級（左圖）與四年級（右圖）力學內容呈現 資料來源：國立編譯館

到了民國 64-73 年以及 74-82 年的教科書中文字敘述已逐漸呈現較多提問方 式讓學生探討，在每個單元主題中呈現數個活動名稱，且多以活動的操作讓學生 思考以及回答與主題相關的問題，如下圖 4-3-3，教材內容中提到，活動名稱為

「討論力與運動的關係」，如圖 4-3-2（左圖），教材內容中提到：

想想看：使靜止的東西移動，或使移動的東西改變快慢，都是 的作用。

此種以提出問題與情境供學生思考與討論的方式，以及在課文內容中安排討 論的情境，如圖 4-3-2（右圖），不僅引導學生進行實驗操作的方式，而且以討論 的情境讓學生思考與探索。教師在提問與討論的過程中，瞭解到學生不同的想 法，更重要的是能讓教師診斷學生的想法以釐清他們不明白的地方，進而引導與 幫助他們思考的成長。

圖 4-3-2 民國 64~73 年自然課本五年級（左圖）與民國 74-82 年五年級（右圖）力學內容呈現 資料來源：國立編譯館

到了民國 83-89 年課文內容中呈現較多的圖片或操作的情形，透過這些操作 與活動，讓學生思考與探索，因而呈現較多的問句。如圖 4-3-3（左圖），教材內 容中提到：

物體受了力，樣子改變了，或是運動的情況改變了。能不能藉物體受影響 的程度來測量力的大小呢？（如圖左）

1.怎麼知道用的力太大或太小？

2.比一比：由 0 1 和由 2 3 的距離一樣，所用的力有什麼不同？

3.詴詴看：你想要讓球往你要的方向跑，要怎麼打？（如圖右）

以呈現各種用力使物體改變運動的情形與問題情境的安排，透過問題引導學生思 考，並在課文內容中結合問題與圖片幫助學生探索與討論問題。

圖4-3-3 民國83-89年四年級（右圖）&三下怎麼用力力學內容呈現 資料來源：國立編譯館

（二）在實驗方式方面：

早期的教科書中實驗部分大都以「實驗」的名稱來描述，到後期則是以「活 動」名稱來描述以進行實驗的內容。民國 57-63 年的教材內容中會明確說明單元 主題，並敘述此主題的相關內容，再以問題情境引導出實驗的方式，如下圖 4-3-4

（左），教材內容中提到：

再拿一塊小石頭，也同樣放進水裡，小石頭卻沉到水底去了。這是什麼 緣故呢？難道水對於小石頭，就沒有浮力嗎？我們來做下面的實驗……（如左 圖）

我們把棒上面的一點，用小石頭支起來，這棒就變成了一個槓桿；適當 的使用槓桿，會使我們省力。

我們做了下面的實驗，就知道怎樣使用槓桿可以省力：（如右圖）

類似如此明確描述了實驗的情境與方式，是民國 57-63 年課文內容呈現方式的情 形與特徵。

圖4-3-4 民國57~63年自然課本四年級（左圖）與五年級（右圖）力學內容呈現 資料來源：國立編譯館

而到了民國 64-73 年、民國 74-82 年及民國 83-89 年的課文內容中的呈現方 式，是在每個單元主題中呈現數個活動名稱，且多以活動的操作讓學生思考以及 回答與主題相關的問題，如下圖 4-3-5，教材內容中提到：

估計看看下列的物體哪個重？哪個輕？怎麼知道的呢？（如左圖）

活動三 磁鐵的遊戲

猜猜看：磁鐵隔著紙，還能吸引迴紋針嗎？

詴詴看：磁鐵隔著玻璃布…等，還能吸引迴紋針嗎？（如右圖）

引導學生操作物體，從操作活動中了解此單元主題的意義，並讓學生思考與

討論，從而歸納出自己的想法與結論。

圖4-3-5 民國64~73年自然課本三年級（左圖）與83-89年二年級（右圖）力學內容呈現 資料來源：國立編譯館

又如下圖 4-3-6，教材內容中提到：

詴驗一：詴驗柯三民的假設

1. 做詴驗證明柯三民的假設時，你準備用哪些器具？這些器具是用來代替故事

中的哪些事物？

2. 你詴驗這個假設時要操縱的變因是什麼？（如左圖）

用力擠壓皮球，看看球擠得扁不扁，就知道壓的力有多大！

用力拉彈簧，看看彈簧拉得長不長，就知道用的力有多少！（如右圖）

此種實驗的活動方式讓學生詴詴看，思考實驗的結果以驗證提出的假設或是自己

的推測是否正確，即是驗證式實驗的呈現方式。

圖4-3-6 民國74~82年自然課本六年級（左）與83-89年四年級（右圖）力學內容呈現 資料來源：國立編譯館

另有一實驗方式為教師讓學生操作實驗，思考所觀察的現象，進而歸納出一 些想法如圖 4-3-7。

圖4-3-7 民國64~73年自然課本五年級（左）與83-89年六年級（右圖）力學內容呈現 資料來源：國立編譯館

由下表 4-3-2 可知，民國 57-63 年的力學主題單元內容中的實驗方式，大多 以食譜和驗證的方式呈現，只有到六年級下冊少部分以發現的方式呈現。到了民 國 64-73 年則食譜、驗證、發現三種實驗方式都有部分比例呈現，尤其到高年級 的教材內容，大都以驗證與發現方式呈現。而民國 74-82 年一至六年級的教材內 容中，實驗方式以驗證和發現方式的呈現比例逐漸增加，四、五年級的食譜式實 驗方式的呈現比例也隨著年級逐漸減少。另到了民國 83-89 年則驗證式與發現式 的呈現比例增加，而食譜式實驗方式的呈現比例為零。

表 4-3-2 國小力學主題單元實驗方式所佔頁數統計表（民國 57-89 年）

的教材內容大都透過遊戲和操作玩具讓學童學習觀察與了解自然科學的現象，中 高年級的教材內容則文字敘述與實驗方式的呈現比例不一，但有隨著年級，實驗 的比例呈現上升的情形。至於實驗方式在民國 57-63 年的呈現方式是以食譜式和 驗證式所佔的頁數比例較高，到了民國 64-89 年的實驗方式為驗證式與發現式所 佔頁數比例較高。由此可知，在國小自然科教科書內容中的力學主題單元呈現的 方式逐漸以提問方式的文字敘述以及驗證與發現式的實驗方式，以因應時代的演 變與課程改革的需求。

教科書中發現式實驗活動的編排，應證了學生在實驗活動中發現問題，引發 學生的推理，促使師生在活動過程中的共同討論，使學生瞭解問題，進而對科學 概念有進一步的理解，如此在教師的引導下能讓學生從事有效的學習，以達到有 意義的理解，與多位學者提出的發現教學法不僅可增加學生的心智運作

（mind-on）和學習活動，且有助於學生的知識與問題解決能力提升的觀點相似

（蔡金龍，1995；林清山，1976；林寶山，1991；李詠吟，1992）。

二、各年級力學主題呈現方式

以下茲就各年代中各個年級的教科書內容中力學主題呈現方式之頁數變 化，加以分析與說明。

（一） 民國 57-63 年力學主題呈現方式

由上表 4-3-1 可知，在教材內容的文字敘述部分，低年級直述與提問的呈 現比例為零，檢視其教材內容呈現情形，教學單元為「有趣的玩具」、「有趣的 遊戲」和「空氣、日光、水」，大都是讓學童操作，較少文字的敘述。中、高年 級則以直述方式為主，其呈現的比例不一，是因為部分力學主題教材內容的呈 現方式為文字敘述，有些內容的呈現方式則以實驗為主，檢視其教材內容呈現 情形，教學單元有「磁鐵真好玩」、「水力和風力的應用」、「簡單機械」和「電

與磁的關係」。從文字敘述的所佔頁數比例來看，有隨著年級呈現逐漸減少的情 形，實驗方式有食譜與驗證方式，其中食譜式實驗只在一年級呈現，比例變化 呈現減少的趨勢，而中、高年級的實驗方式大都是驗證式，二年級下冊的單元 內容均為驗證式實驗，文字敘述的頁數比例為零。此外，四、五、六年級的驗 證式實驗比例呈現隨年級減少的情形，檢視其教材內容，五、六年級大都是以 文字敘述說明生活中使用工具的現象和應用的功能，五年級上冊教學單元「簡 單機械」，如下圖 4-3-8。

圖4-3-8 民國57-63年自然課本五年級上冊（左圖）（右圖）力學內容呈現 資料來源：國立編譯館

（二）民國 64-73 年力學主題呈現方式

由上表 4-3-1 可知，在教材內容的文字敘述部分，直述與提問方式所佔頁 數大致都佔有比例，除了三年級上、下冊的文字敘述只呈現提問的方式外，其 他年級均有呈現直述和提問兩種方式，其中在四、五、六年級的提問方式所佔 頁數比例隨著年級而有逐漸增加之趨勢。實驗方式的呈現則有三、四、五年級