各版本教科書呈現之電磁學概念範圍之分析

本節針對本研究所分析之各版本「自然與生活科技」教科書中，關於電磁學概念範 圍進行分析分析結果說明如下：

一、各版本涵蓋電磁學概念之分析

根據表 3-4-2 電磁學概念之命題陳述，及表 3-4-3 各版本電磁學概念相關單元之呈 現分析表，分析各版本「自然與生活科技」教科書中之電磁學概念相關單元之電磁學概 念範圍，整理分析成表 4-1-1 各版本「電磁學概念相關單元之呈現分析表」。再根據此表 中包含的概念範圍之結果，整理出表 4-1-2 各版本「電磁學概念相關單元之電磁學概念 範圍命題陳述分析表」。分析說明如下：

表 4-1-1 各版本「電磁學概念相關單元之呈現分析表」

版本

項目 N 版 N 版 N 版 H 版 H 版 H 版 K 版 K 版 K 版 N 版 N 版 N 版

冊次 2 3 6 1 3 7 1 4 7 1 3 7

單元編號 2 4 4 2 4 3 2 4 4 2 4 4

C-1-1 ☆

C-1-2

C-1-3 ☆

C-1-4

C-1-5 ☆

包含的概念︵範圍︶

C-1-6

C-1-7 ☆

C-1-8 ˇ☆ ˇ☆ ˇ☆ ˇ☆

C-1-9

C-1-10 ˇ☆ ˇ☆ ˇ☆ ˇ

C-1-11 ˇ☆ ˇ☆ ˇ☆ ˇ☆

C-2-1 ˇ☆ ˇ ˇ☆ ˇ☆ ˇ☆

C-2-2 ˇ ☆ ˇ ˇ ˇ ˇ

C-2-3 ˇ☆ ˇ☆ ˇ☆

C-2-4 ☆ ˇ

C-2-5 ˇ

C-2-6 ˇ ☆ ˇ☆ ˇ☆ ˇ☆

C-2-7 ˇ☆ ☆ ˇ ☆ ☆

C-2-8 ˇ☆ ˇ☆ ˇ☆ ˇ ☆

C-2-9 ˇ ˇ☆ ˇ☆ ˇ ˇ ˇ ☆

C-2-10 ˇ ˇ☆ ˇ☆ ˇ ˇ ˇ ˇ☆

C-3-1 ˇ ˇ☆ ˇ☆ ˇ☆

C-3-2 ☆

C-3-3 ˇ☆ ˇ☆ ˇ☆ ˇ☆

C-3-4 ☆

C-3-5 ˇ☆ ˇ☆ ˇ☆ ˇ☆

各單元電磁學

概念總數

4 3 9 7 3 8 7 3 4 6 3 5

各版本電磁學

概念總數

13 16 13 12

註：1.各版本電磁學概念總數，重複出現時只出現一次，例如 T 版 C-2-1 概念出現兩次，

則只採記一次。

2.網底表示各版本教科書皆含有此概念。

3. ☆表示該概念參考教學指引內容。

由上表得知各版本國小「自然與生活科技」教科書中，在第一部份「電的基本概念」

部分可以發現各版本涵蓋的電學概念很少，均僅將「電流」、「通路與斷路」與「導體與 絕緣體」的概念融入課程中，至於其他電學相關概念則均未編列。第二部分「磁的基本 概念」是各版本教科書在三個主題概念中涵蓋最多的，而各版本間主要差異在於「場」

的概念，有的教科書將「磁場」融入課程中，有的則未提及。第三部分「電與磁的交互 作用」因在電磁學中屬於較高階概念，因此各版本均透過電磁鐵的作用，將電磁感應融 入課程中，並介紹電動機或發電機在日常生活中的應用。

表 4-1-2 各版本「電磁學概念相關單元之電磁學概念範圍命題陳述分析表」

概

念 內 容 分 析 九年一貫之

電磁學概念 編號 各版本 之概念

電荷分成正電和負電。 C–1–1 〤

電荷間有靜電作用力，可以用庫侖定律描述。 C–1–2 〤 電荷間的作用力分成吸引力與排斥力，同性相

斥，異性相吸。 C–1–3 〤

當電荷靜止時，稱為靜電。 C–1–4 〤

透過靜電感應方式使物體產生靜電，稱為感應

起電。 222-4a C–1–5 〤

透過接觸傳導方式使物體產生靜電，稱為接觸

起電。 C–1–6 〤

透過互相摩擦方式使物體產生靜電，稱為摩擦

起電。 222-4a C–1–7 〤

當電荷流動時，稱為電流。 C–1–8 ˇ

電流的大小可以用安培計測量。 C–1–9 〤

依電流的流通情形可以分成通路與斷路。 222-2a C–1–10 ˇ 電

的 基 本 概 念

物體依其導電性可以分成導體或絕緣體。 C–1–11 ˇ

磁極有兩極。 222-3a C–2–1 ˇ

表 4-1-3 九年一貫命題陳述與概念圖命題陳述交叉核對表

本研究發展的電磁學專家概念圖是參照大專物理學教科書所發展，因此屬於較高層 次的電磁學概念，透過表 4-1-3「九年一貫命題陳述與概念圖命題陳述交叉核對表」，可 知本研究發展的「電磁學概念之命題陳述」已經涵蓋國小九年一貫電磁學概念全部概 念，由於本研究之電磁學概念是依「電的基本概念」、「磁的基本概念」與「電與磁的交 互作用」等三個部分加以架構後，形成電磁學概念命題陳述，因此本節也將依此架構來 分析說明及討論各版本教科書呈現的電磁學概念範圍。

（一）電的基本概念 1. 分析研究結果

電的基本概念部分有下列十一個命題陳述：

C-1-1 電荷分成正電和負電。

C-1-2 電荷間有靜電作用力，可以用庫侖定律描述。

C-1-3 電荷間的作用力分成吸引力與排斥力，同性相斥，異性相吸。

C-1-4 當電荷靜止時，稱為靜電。

C-1-5 透過靜電感應方式使物體產生靜電，稱為感應起電。

C-1-6 透過接觸傳導方式使物體產生靜電，稱為接觸起電。

C-1-7 透過互相摩擦方式使物體產生靜電，稱為摩擦起電。

C-1-8 當電荷流動時，稱為電流。

C-1-9 電流的大小可以用安培計測量。

C-1-10 依電流的通電情形可以分成通路與斷路。

C-1-11 物體依其導電性可以分成導體與絕緣體。

由表 4-1-1 各版本「電磁學概念相關單元之呈現分析表」可以發現：各版本教科書 皆含有「C -1-8 當電荷流動時，稱為電流。」、「C-1-10 依電流的通電情形可以分成通路

與斷路。」與「C-1-11 物體依其導電性可以分成導體與絕緣體。」三個概念。各版本 接不含下述八個概念：「C-1-1 電荷分成正電和負電。」、「C-1-2 電荷間有靜電作用力，

可以用庫侖定律描述。」、「C-1-3 電荷間的作用力分成吸引力與排斥力，同性相斥，異 性相吸。」、「C-1-4 當電荷靜止時，稱為靜電。」、「C-1-5 透過靜電感應方式使物體產 生靜電，稱為感應起電。」、「C-1-6 透過接觸傳導方式使物體產生靜電，稱為接觸起 電。」、「C-1-7 透過互相摩擦方式使物體產生靜電，稱為摩擦起電。」、「C-1-9 電流的 大小可以用安培計測量。」。各版本涵蓋「電的基本概念」之概念數其數量統計如下圖 4-1-1 所示，四個版本所涵蓋的概念數均為三個。

0 1 2 3 4

T版 H版 K版 N版

（個數）

圖 4-1-1 各版本「電的基本概念」量尺

2. 分析說明與討論

在「C-1-1 電荷分成正電和負電。」、「C-1-3 電荷間的作用力分成吸引力與排斥力，

同性相斥，異性相吸。」概念部分，各版本教科書皆無寫出，但 N 版第三冊教學指引第 265 頁參考資料中提到「電有兩種類型（稱為『正電』、『負電』），同類相斥、異類相吸。」

在「C-1-2 電荷間有靜電作用力，可以用庫侖定律描述。」、「C-1-4 當電荷靜止時，

稱為靜電。」、「C-1-9 電流的大小可以用安培計測量。」概念部分，各版本教科書皆無 寫出。

在「C-1-5 透過靜電感應方式使物體產生靜電，稱為感應起電。」、「C-1-6 透過接 觸傳導方式使物體產生靜電，稱為接觸起電。」、「C-1-7 透過互相摩擦方式使物體產生 靜電，稱為摩擦起電。」概念部分，各版本教科書皆無寫出，但 N 版教學指引第 266 頁中提到「『電性中和』的物質，若是因為摩擦、感應或其他什麼原因走失了一些正電，

它就帶了負電。…於是就有被帶電物體吸引的現象發生。」。

將此概念對應九年一貫課程綱要之教材內容細目，課題自然界的作用、主題交互作 用、次主題 222 電磁作用、主要內容靜電現象、教材內容細目 4a.探討靜電現象（如摩 擦起電、感應起電、靜電起電），是列在國中的課程，因此各版本未提到此概念是屬合 理。

在「C-1-8 當電荷流動時，稱為電流。」之概念部分各版本均有提及。但都是透過 燈泡發亮的方式，讓學童瞭解電流的移動，雖各版本都有提到「電流」的概念，但 T 版 並未提及「電荷」這個科學名詞。

在 T 版第三冊（四上）第四單元「燈泡亮了」中，課本僅介紹燈泡的發亮；但在教 學指引第 119 頁中提及「教師可利用小馬達轉動的方向，使兒童更容易理解電流由正極 流向負極的抽象概念。」

在 H 版課本第三冊（四上）第四單元「燈泡亮了」中，課本第 71 頁提到「電流形 成通路後，可以使小燈泡亮起來。」；在教學指引第 228 頁提到電流和電子流，並說明

「電子流是帶電的電子實際流動的方向，它從負極出發流向正極。」

在 K 版第四冊（四下）「通電的玩具」中，課本僅指出「通路」的概念，未直接指 出「電流」這個科學名詞，但教學指引第 214 頁中將電流與電子流做了詳盡的介紹，並 在第 217 頁中明確指出「電荷的移動稱為電流」。

在 N 版第三冊（四上）第四單元「電路 DIY」中，雖然課本並未提及「電荷」或「電

盡的解釋。

在「C-1-10 依電流的通電情形可以分成通路與斷路。」之概念部分各版本均有提 及，同時都是透過燈泡發亮的方式來引導通路與斷路的現象。

在 T 版第三冊（四上）第四單元「燈泡亮了」中，課本第 54 頁提到「當電線連接 電池的正極（＋）和負極（－）及燈泡的兩端時，形成一個電的通路，燈泡就會亮了。」，

同時並討論如果電的通路被阻斷時的現象，但並未提及「斷路」這個科學名詞，在教學 指引第 119 頁中才解釋「通路」與「斷路」這兩個科學名詞，並提到「電流從電池的正 極經由電線和燈泡流向負極。」

在 H 版課本第三冊（四上）第四單元「燈泡亮了」中，課本第 70 頁提到「燈泡上 的電線兩端，分別連接在電池兩極，形成電流的通路，燈泡才會發亮。如果電流的通路 被阻斷，會有什麼現象呢？」，課本上僅介紹「斷路」的現象，並未提及這個名詞，亦 是在教學指引第 201 頁中才解釋「通路」與「斷路」這兩個科學名詞

在 K 版第四冊（四下）第四單元「通電的玩具」中，在課本第 63 頁先介紹燈泡發 亮的連接方式後，在第 64 頁才介紹「電路連接成功，使燈泡亮了，稱為『通路』；電路 沒接通，燈泡不亮，稱為『斷路』。」；在教學指引第 215 頁亦有補充說明提到「電流流 通時的通路，稱為通路；電流被切斷的通路，稱為斷路。」，同時並介紹「通路」、「斷 路」和「短路」等三個科學名詞。

在 N 版第三冊（四上）第四單元「電路 DIY」中，課本第 55 頁先介紹如何連接燈 泡和電池，才能使燈泡發亮，接著再提及「燈泡發亮時，燈泡、電線和電池接成的電路 稱為『通路』。」，並在第 62 頁指出「手電筒的燈泡亮了，表示形成通路；燈泡不亮，

表示形成斷路。」

將此概念對應九年一貫課程綱要之教材內容細目，課題自然界的作用、主題交互作 用、次主題 222 電磁作用、主要內容簡單電路、教材內容細目 2a.利用電線、電池或金 屬物質接成通路，可使燈泡發光、馬達轉動，各版本教科書均包含此概念，可見各版本

在「C-1-11 物體依其導電性可以分成導體與絕緣體。」之概念部分，各版本均有 提及。但各版本的課本上，除了 K 版僅說明導電的概念外，其他版本均有提及「導體」

與「不良導體」的概念。另外除了 T 版外，其他三個版本亦在教學指引中提到「絕緣體」

這個名詞，只是各版本解釋的方式不同，涵蓋的層面也不相同。

在 T 版第三冊（四上）第四單元「燈泡亮了」中，課本第 56 頁提到「在連接的電

在 T 版第三冊（四上）第四單元「燈泡亮了」中，課本第 56 頁提到「在連接的電

在文檔中 國小「自然與生活科技」教科書電磁學概念之內容分析 (頁 60-95)