台灣與香港國小自然教科書生命科學概念與問題類型比較研究

國立臺中教育大學科學應用與推廣學系

科學教育碩士學位碩士論文

指導教授：黃鴻博 博士

台灣與香港國小自然教科書生命科學

概念與問題類型比較研究

研究生：李俊銘 撰

中華民國 九十九 年 一 月

I

摘要

本研究旨在以內容分析法分析比較台灣與香港國小自然教科書，探討生命科 學內容的概念及問題類型，試圖找出兩地自然科學領域教科書異同處，提供國內 教科書編輯時的參考。研究者改編 TIMSS 2007 生命科學命題架構為概念分析類 目表，以及以教科書問題類型評量工具(TQSAI)為問題類型分析工具進行研究。 研究結果發現：(一)康軒版生命科學概念教學單元分布平均，教育版則集中 且偏重於六年級(二）兩版本在「生物生命過程與特徵」概念所佔比重均最高(三) 兩版本生命科學概念出現年級的順序有差異 (四)兩版本之生命科學概念的問題 類型以經驗或實驗性問題所佔比重較高(五)非經驗性問題中，康軒版有較高比重 的沒有固定答案的「開放式問題」(六)經驗或實驗性問題中，兩版本的「焦點問 題」及「開放式問題」所佔百分比均較高(七)兩版本的問題類型在中年級差異較 大，可能與其課程內容分布情況有關。本研究並依據研究結果，提出對國小教科 書編輯及對後續研究的建議。 關鍵字：教科書、生命科學、問題類型、香港

II

An Analysis and a Comparison on the Concepts and Question

Styles of Life Science in Elementary School Textbooks Used

in Taiwan and Hong-Kong

Abstract

This study aims to use the content analysis method to compare Taiwan and Hong Kong primary natural textbook to explore life science concepts and content of the styles of questions, trying to find similarities and differences between the two places in the natural sciences textbooks , and to provide domestic textbook editing reference. TIMSS 2007 life science researchers adapted proposition architecture conceptual analysis categories table, as well as the textbook question type of probe the assessment tool (TQSAI) type of analysis tools for the problem studied.

The findings include: (a) Kang-xuan version of the concept of life sciences teaching modules evenly spread throughout the educational version will focus and emphasis on the sixth grade (b) two versions of " Characteristics and life processes of living things " concept are the highest proportion (c) two versions of the concept of Life Science, grades appear in the order differences are significant (d) two versions of the styles of questions that the concept of life sciences with experience or a higher proportion of experimental questions (e) non-empirical questions, Kangxuan version of a higher proportion of no fixed answer to the "open-ended questions" (f) experience or experimental questions, the two versions of " Focusing Questions " and " Open-ended Questions," the percentage of both high (g) The two versions of the styles of questions quite different in the grade may be related to the distribution of the course content. And based on the findings of this study was presented to the elementary school textbook editors and the follow-up recommendations of the study.

III

目次

中文摘要………I 英文摘要………II 目次……… III 表次………V 圖次……… VII

第一章

第一章

第一章

第一章

緒論

緒論

緒論

緒論

………1 第一節 研究背景與動機………1 第二節 研究目的與研究問題………4 第三節 名詞解釋………5 第四節 研究範圍及研究限制………6

第二章

第二章

第二章

第二章

文獻探討

文獻探討

文獻探討

文獻探討

……… 7 第一節 自然教科書……… 7 第二節 台灣與香港小學科學教育課程發展與現況………13 第三節 自然教科書中的問題陳述………23 第四節 教科書相關研究………30

第三章

第三章

第三章

第三章

研究方法

研究方法

研究方法

研究方法

……… 35

第一節 研究方法與研究對象………35 第二節 研究流程及架構………39 第三節 研究工具………41 第四節 研究信效度與資料分析………48

IV

第四章

第四章

第四章

第四章

研究結果與討論

研究結果與討論

研究結果與討論

研究結果與討論

………51 第一節 生命科學單元與主題概念分布情形………51 第二節 生命科學次主題概念分布情形………61 第三節 生命科學概念分布出現順序………70 第四節 生命科學概念之問題類型………77 第五節 重要生命科學概念所搭配之問題類型差異………90

第五章

第五章

第五章

第五章

結論與建議

結論與建議

結論與建議

結論與建議

……… 97

第一節 結論………97 第二節 建議……… 100

參考文獻

參考文獻

參考文獻

參考文獻

中文部分……… 102 英文部分……… 107

附錄

附錄

附錄

附錄

附錄一 TIMSS 2007 四年級生命科學命題架構………109 附錄二 TIMSS 2007 八年級生命科學命題架構………111 附錄三 問題類型分析架構………113

V

表次

表 2-1-1 編寫教科書常見的問題與學生的學習問題………9 表 2-2-1 我國小學自然科近期課程發展表………14 表 2-2-2 自然與生活科技領域與生物有關之教材內容要項………17 表 2-2-3 常識科與生物有關之學習重點………20 表 2-2-4 常識科與生物有關之核心學習元素………21 表 2-2-5 台灣與香港自然教科書制度異同………22 表 2-3-1 TQSAI 非經驗性問題類型……… 25 表 2-3-2 TQSAI 經驗或實驗性問題類型……… 26 表 2-3-3 TQSAI 依問題出現位置之問題類型……… 27 表 2-3-4 問題層級類型……… 27 表 2-3-5 自然科學認知領域問題類型……… 28 表 2-4-1 國內自然科學教科書相關研究……… 30 表 2-4-2 有關自然教科書問題類型研究之整理……… 34 表 3-1-1 內容分析法類別………37 表 3-1-2 97 學年度全國國小自然與生活科技教科書數量………38 表 3-3-1 生命科學概念分析類目………43 表 3-3-2 生命科學概念內容分析示例表……… 46 表 3-3-3 問題類型分析項目示例表………47 表 4-1-1 康軒版三～六年級單元名稱………52 表 4-1-2 教育版三～六年級單元名稱………53 表 4-1-3 康軒版生命科學概念單元及頁數………55 表 4-1-4 教育版生命科學概念單元及頁數………56 表 4-1-5 兩版本生命科學概念分布………58

VI 表 4-2-1 兩版本在「生物生命過程與特徵」的各次主題概念分布………61 表 4-2-2 兩版本在「生物生命週期、繁殖和遺傳」的各次主題概念分布……65 表 4-2-3 兩版本在「與環境互動」的各次主題概念分布………66 表 4-2-4 兩版本在「生態系統」的各次主題概念分布………68 表 4-3-1「生物生命過程與特徵」概念分布出現順序……… 71 表 4-3-2「生物生命週期、繁殖和遺傳」概念分布出現順序……… 73 表 4-3-3「與環境互動」概念分布出現順序……… 74 表 4-3-4「生態系統」概念分布出現順序……… 75 表 4-3-5 TIMSS 與台灣國中生命科學概念對照表……… 75 表 4-3-6「其它」概念分布出現順序……… 76 表 4-4-1「非經驗性」及「經驗或實驗性」問題類型分析……… 78 表 4-4-2 非經驗性問題類型細項分析………79 表 4-4-3 經驗或實驗性問題細項分析………82 表 4-4-4 兩版本中、高年級問題類型表………85 表 4-4-5 兩版本問題類型在「動植物的繁殖」概念的分布表………87 表 4-4-6 兩版本「動植物的繁殖」經驗或實驗性問題細項分布表………88 表 4-4-7 兩版本「動植物的繁殖」收斂到發散問題分布表………89

VII

圖次

圖 3-2-1 研究流程圖………39 圖 3-2-2 研究架構圖………40 圖 4-1-1 兩版本各主題概念直條圖………60 圖 4-2-1 康軒版「瞭解生物特徵」課本頁面………62 圖 4-2-2 康軒版「瞭解生物特徵」次主題概念結構………63 圖 4-2-3 教育版「瞭解生物特徵」課本頁面………63 圖 4-2-4 教育版「瞭解生物特徵」次主題概念結構………64 圖 4-2-5 康軒版「瞭解動植物生命週期」課本頁面………65 圖 4-2-6 教育版「瞭解動植物生命週期」課本頁面………66 圖 4-2-7 教育版「瞭解動植物生命週期」課本頁面………66 圖 4-2-8 康軒版「適應環境的特徵」課本頁面………67 圖 4-2-9 康軒版「適應環境的特徵」課本頁面………67 圖 4-2-10 教育版「適應環境的特徵」課本頁面……… 68 圖 4-2-11 康軒版「環境污染」課本頁面……… 69 圖 4-2-12 教育版「環境污染」課本頁面……… 69 圖 4-4-1「非經驗性」及「經驗或實驗性」問題類型分析……… 78 圖 4-4-2 非經驗性問題類型細項分析………80 圖 4-4-3 教育版課本「小總結」………80 圖 4-4-4 兩版本經驗或實驗性問題細項所佔比率………83 圖 4-4-5 兩版本從收斂到發散的經驗或實驗性問題比率………84 圖 4-4-6 中年級問題類型分析………85 圖 4-4-7 高年級問題類型分析………86 圖 4-4-8 康軒版植物利用不同部位繁殖課本頁面………87

VIII 圖 4-4-9 「動植物的繁殖」概念經驗或實驗性問題比率……… 88 圖 4-4-10 「動植物的繁殖」從收斂到發散的經驗或實驗性問題比率…………89 圖 4-5-1 康軒版「焦點-觀察性質問題」……… 91 圖 4-5-2 康軒版「開放-觀察性質問題」………91 圖 4-5-3 教育版「焦點-觀察性質問題」……… 91 圖 4-5-4 康軒版「焦點-比較性質問題」………92 圖 4-5-5 康軒版「開放-比較性質問題」………93 圖 4-5-6 教育版「開放-比較性質問題」……… 94 圖 4-5-7 康軒版「焦點-組織問題」……… 95 圖 4-5-8 康軒版「焦點-推論問題」………95

1

第一章

第一章

第一章

第一章

緒論

緒論

緒論

緒論

本章共有四節，第一節敘述研究背景與動機，第二節則說明研究目的與研究 問題，第三節針對本研究所出現的一些名詞來予以解釋，第四節是說明研究的範 圍及研究的限制，分別撰述如下。

第一節

第一節

第一節

第一節

研究背景與動機

研究背景與動機

研究背景與動機

研究背景與動機

教科書是學校用來教授學生的課本，學生在學校所經驗到和科學相關的學習 活動大都由教科書決定(王美芬、熊召弟，2000）。閻立欽(2000)指出，教科書 (textbook)，是教材(teaching materials)的最重要組成部分，它是各科教學大綱(或 課程標準)編寫的教學用書，亦稱「課本」、「教本」，是師生教學的主要材料。Collette & Chiappetta（1989）指出許多當代的科學教科書被用來引起學生參與科學探究活 動；並且從事更深入的研究。由前述學者的觀點可以知道科學教科書對於學生的 學習有相當程度的影響，值得加以探討研究。教科書經由專家學者系統化的將教 材內容統整編輯，考量到學習者的認知心理發展階段，將教材以最適合的方式呈 現，以期獲得良好學習成果。楊國揚（2005）指出，教科書在學校教育中，佔有 重要地位，教科書是教師教學的工具、是學生獲得知識的來源、是將課程綱要轉 換成教育目標的主要表現形式，對於教育品質的提升，具有重要的影響。 在台灣自從民國八十二年以來的教育改革，教科書面臨前所未有的轉變，以 往小學的教科書由國立編譯1館統一編訂內容，在不考慮教師是否增加額外課程 下，全國小學生都學習相同的內容。自民國八十五年起，教科書進入審定制，在 一綱多本的制度下，教科書內容多樣化，各校並得因應地區特性、學生特質需求，

2 選擇或自行編輯合適的教材(教育部，2000)。中小學教科書是依據課程標準而編 的具體教育內容，不僅是教材的主要來源也是教師教學的主要參考，更是培養學 生情意、演練學生技能的重要工具（中華民國課程與教學學會，1998）。 不同國家、地區的教育政策不同，對教育的影響甚大。即使相同的學科知識 內容，以不同方式來編輯呈現，或以不同的教學策略方法來施行，產生的結果也 不盡相同。各國在發展教科書時，通常都會參酌其它國家的教科書，擷取優點， 避免缺點。我國課程的修訂與設計和美國的課程有密切的相關，課程修訂人員先 後選用了美國ESS、SCIS、SAPA等小學科學課程，參考國內之自然科教材，進行 設計、實驗、修訂之後才完成新教材（王美芬、熊召弟，2000）。陳明印(2000） 指出教育的主體是學生，國民教育的目的在培養學生具備社會共通的基本價值， 教科書則是藉以達成此教育目標的重要途徑。 檢視國內有關教科書分析比較研究，對於我國鄰近的國家小學自然科教科書 的研究比較為數不多，與香港自然科教科書的研究更是缺乏。科學的發展及教育 的成就，影響學生在科技社會的適應能力及國家在國際間的競爭力（李遠哲， 1980），教科書關係著科學教育的成功與否甚鉅，故本研究之動機，乃擬針對我 國和香港教科書單元內容分析並作一比較，期對未來小學自然科教科書之改進能 提供些許之參考。 香港小學四年級學生在 TIMSS 2003 整體科學成就表現優異，排名第四，僅 次於新加坡、台灣和日本。香港小學生在國際的排名在過去的二十年有明顯的提 升，從 SISS(Second International Science Study)的 15 個國家及地區中排第 14 位， 到 TIMSS1995 的 26 個國家及地區中排第 10 位，到 TIMSS 2003 的 26 個國家及 地區中排第 4 位(蘇詠梅，2008)，到 TIMSS 2007 的 37 個國家及地區中排第 3 位， 顯示香港小學四年級學生的科學成績方面不斷提升。影響學生學習成就的因素很 多，教科書的好壞對於教學者及學習者的影響莫大，因此本研究希望透過探討不

3

同教科書的內容，提供未來編輯上的參考，對自然科學教育有所幫助。

在 TIMSS 2007 科學領域的測驗裡，四年級的命題架構及所佔比率分別為生 命科學(Life science)佔 45%、物質科學(Physical science)佔 35%、地球科學(Earth science)佔 20%；八年級的命題架構及所佔比率分別為生物(Biology)佔 35%、化學 (Chemistry)佔 20%、物理(Physics)佔 25%、地球科學(Earth science)佔 20%。可見 不管是四年級或八年級的命題，皆以生物相關概念所佔的比率較高，而研究者本 身對生物領域的興趣，所以在此研究中針對生命科學概念進行內容分析。 自然科學的教學，常以探討教學作為主要的教學模式，而問題類型與發問策 略則是探討教學最主要的教學技巧與策略（賴慶三，1996）。賴慶三(1996)指出自 然科學教科書的內容及其問題類型，足以導引自然科學教學方向並影響教學成效， 所以有必要對國小現行自然科學教科書進行探討，以了解自然科學教科書中的問 題類型分布，以期在教學上能有所因應，並提升自然科學的教學與學習的成效。 綜合上面所述，教科書對學習具有相當的影響，國內有關教科書的分析研究 不少。為了瞭解與台灣鄰近國家的教科書內容，本研究目的在分析台灣與香港國 小自然教科書的教材內容，為一團隊研究中之一，另有兩份研究分別進行海峽兩 岸地區、台灣與新加坡之間小學自然科學教材分析，在三項研究中，相同的部份 是台灣教科書的版本均採用康軒出版社 2008 年版，並且都以 TIMSS 2007 四年級 與八年級測驗的生命科學架構來分析教科書中有關生命科學的概念；不同的部份 是各研究各自有不同的研究著重向度，如本研究著重教材中問題類型的分布及對 學習者能力的培養。這三項研究的國家或地區都屬於華人社會，期望研究團隊的 成果可以進一步統合比較台灣、香港、中國大陸、新加坡四地小學自然科學教科 書間有關生物概念內容的分析，提供國內教科書編輯上另一個不同面向的參考。

4

第二節

第二節

第二節

第二節

研究目的與研究問題

研究目的與研究問題

研究目的與研究問題

研究目的與研究問題

基於上述的研究動機，本研究主要探討的是台灣、香港兩地自然科學領域教 科書有關生命科學概念的內容的分析，研究目的如下： 一、以 TIMSS 2007 生命科學架構分析台灣與香港自然教科書中生命科學相關單 元概念差異性。 二、探討台灣與香港自然教科書在生命科學相關單元的內容中問題類型差異性。 依據本研究研究目的，欲探討以下研究問題： 一、比較台灣與香港自然教科書在 TIMSS 2007 生命科學架構下，生命科學單元 分布為何？ 二、比較台灣與香港自然教科書在 TIMSS 2007 生命科學架構下，各主題概念與 次主題概念分布有何差異？ 三、比較台灣與香港自然教科書在 TIMSS 2007 生命科學架構各次主題中，概念 分布順序有何差異？ 四、比較台灣與香港自然教科書在生命科學相關概念內容中，問題類型分佈有何 差異？ 五、比較台灣與香港自然教科書在生命科學相關單元的內容中，概念與問題類型 呈現上的差異？

5

第三節

第三節

第三節

第三節

名詞解釋

名詞解釋

名詞解釋

名詞解釋

為確立本研究所提及的分析向度以及所選取的教科書，此節對名詞作定義及 解釋，以釐清研究所涉及的範圍及內容，說明如下。 一 一一 一、、、自然科學教科書、自然科學教科書自然科學教科書自然科學教科書 本研究所指自然教科書，台灣教科書為康軒文教事業股份有限公司所出版之 九年一貫課程「自然與生活科技」領域教科書(簡稱康軒版)2008 年版；香港教科 書為教育出版社出版之國小「今日常識新領域」教科書(簡稱教育版)2008 年版。 二 二二 二、、、生命科學概念、生命科學概念生命科學概念生命科學概念 本研究所指生命科學概念指依 TIMSS 2007 四年級與八年級科學領域命題架 構的主題及次主題概念，其中主題概念包括「生物特徵與過程」、「生物生命週期、 繁殖和遺傳」、「與環境互動」、「生態系」、「多樣性、適應和天擇」、「細胞和細 胞的功能」、「人類健康」、「其它」等八個主要概念。各概念主要內容如下： 1.「生命特徵和過程」：瞭解生物特徵、依特徵進行分類、生物各部位功能 2.「生物生命週期、繁殖和遺傳」：瞭解動植物生命週期、動植物繁殖過程 3.「與環境互動」：適應環境的特徵、對環境的反應 4.「生態系」：生物能量傳遞、食物鏈、環境污染 5.「多樣性，適應和天擇」：天擇、生命的存續時間 6.「細胞和細胞的功能」：細胞結構、光合作用、呼吸作用 7.「人類健康」：常見疾病、如何保持身體健康 8.「其它」：在上述七項之外的概念。

6

三 三三

三、、、問題類型、問題類型問題類型問題類型

本研究採用Lowery & Leonard(1978)所發展的「教科書作業問題型態評鑑工 具(TQSAI)」為問題類型分析工具，TQSAI將教科書中的問題分為「非經驗性問 題」共五項，包括：修辭上的問題、資料指引問題、焦點問題、開放問題、評價 問題；「經驗或實驗性問題」共七項，包括：觀察性質問題、傳達性質問題、比 較性質問題、組織性質問題、實驗性質問題、推論性質問題、應用性質問題。

第四節

第四節

第四節

第四節

研究範圍及研究限制

研究範圍及研究限制

研究範圍及研究限制

研究範圍及研究限制

一 一一 一、、、研究範圍、研究範圍研究範圍研究範圍 目前不論台灣或香港的教科書編輯，皆是依據一份課程綱要，編寫多種版本 的教科書。本研究主要選擇三至六年級台灣的康軒版九年一貫課程「自然與生活 科技」領域教科書、香港教育出版社的「今日常識新領域」教科書進行分析比較。 其它如教師用書、習作等書本不在本研究範圍；其他版本或學制的自然教科書非 本研究之範圍。 二 二二 二、、、研究限制、研究限制研究限制研究限制 本研究的比較分析著重於生命科學相關知識、概念、問題類型，僅針對自然 科學領域教科書的生命科學概念進行研究，研究結果無法推廣至其它概念或其它 領域的教科書。

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第二章

第二章

第二章

第二章





 文獻探討

文獻探討

文獻探討

文獻探討

為確定本研究的定位及確定研究方向，本章依據文獻資料，探討有關本研 究的理論背景。本章共分五節，第一節介紹自然教科書；第二節介紹台灣與香港 小學科學教育發展與現況；第三節介紹教科書相關研究；第四節介紹教科書中的 問題陳述的重要性與類型。

第一節

第一節

第一節

第一節 自然科教科書

自然科教科書

自然科教科書

自然科教科書

教科書在學校教學活動中扮演什麼角色？Yager(1983）指出科學教師在教學 活動中相當依賴教科書，很多教師使用講課或問答的方式來呈現科學內容，而其 內容之建立是根據教科書內的知識。本節探討教科書的意義及重要性，以及分析 自然教科書呈現內容時的要素。 一 一一 一、、、教科書的意義及重要性、教科書的意義及重要性教科書的意義及重要性教科書的意義及重要性 教學活動的內容常泛指為人類的或民族的經驗，即是「教材」。各科教材的 性質不同，常編有「教科書」，供教學活動之用。除教科書以外，並配合教科書 編有「教學指引」（或「教師手冊」）、「學生作業」（或「學生習作」）、「實 習手冊」、「教學掛圖說明」等。這些教學工具（或資源），常統稱為「教科用 書」（司琦，1993）。 九年一貫課程綱要的施行，鼓勵教師自編教材，然礙於時間性、經濟性、方 便性…等種種因素考量下，教科書依然是課堂中教師進行教學時最主要的教學工 具，「教科書」內的具體教學內容，提供多數教師教學之依據，以及學生學習的 媒介(鄭光文，2003)。美國國家科學基金會所委託的研究報告（Harms &

8 Yager,1981；Bloss ,1986）中指出：百分之九十的教師，於百分之九十的教學 時間是在引用教科書；學生在學校所經驗到和科學相關的學習活動都由教科書決 定。除了直接提供教學參考，讓教學有所依循，另一方面因為它是學生上課學習 下課複習的範本，又如果家長想要了解學校教師究竟在教什麼，也常要靠課本為 媒介。因此，課本可視為教師、學生、家長在知識上的交集（鍾聖校，2000）。 教師所引用的教學指引等於是教科書的註腳，教科書和教學指引的重要性可從下 列幾點明瞭：（1）教科書決定教師教學的內容。（2）教科書不僅決定教學的內 容，甚至透過教學指引，對教學過程的順序、活動設計、舉例、應用及作業也都 有所排定。（3）教師依賴課本和指引，並從中尋找構想。（4）教科書往往被視 為知識的權威，遇到問題，師生通常都是以教科書的說法為準，而且專有名詞的 定義，也以課本的定義為標準（鍾聖校，2000）。在小學的教材中最主要的就是 教科書、教師手冊和習作，不僅是師生賴以教與學的重要依據，更是政府藉以達 成教育目標的重要途徑之一，教科書與學習者思想及生活知識之塑成，有極重要 的影響（曾志朗,2000）。 教科書與一般兒童課外讀物的不同點在於，教科書是有系統、有一定方法、 一定年齡對象的學習；兒童課外讀物無上述特點，但有個別學習、不限教材、範 圍廣、編排印刷變化大、最易提高學習興趣等特性（王美芬、熊召弟，2000）。 教科書是達到教學目標的工具，可以節省教師編選教材的時間，並可輔助學生的 學習，對教與學都有助益。教科書負有融和立國精神、培養愛國思想、訓練生活 智能、提立民族文化的功能，與一般出版品的性質不同，因此國家對於教科書， 特別是中小學的教科書，特別予以重視（司琦，1993）。 綜合以上各學者的觀點，教科書是學校中教師和學生在教與學的過程中，所 依賴的主要材料，教科書也決定了大部分的教學活動及作業內容；當教師或學生 要依教學活動內容蒐尋補充資料時，教科書是他們首要尋找構想的地方；而學生

9 學習科學概念的知識內容或專有名詞的定義，都以教科書的說法為準，成為知識 的權威。 由此可知，教科書的內容是否適切，關係著一個課程能否完整的呈現。但學 生經由教科書的學習，卻沒有達到預期的學習效果，其原因可能涉及教科書的編 寫問題或學生的學習態度，以及教學法等相關因素，如表2-1 所示（霍秉坤，黃 顯華，1995）。教科書易由學者、教師及科學理論的觀點設計，而學生會因應教 科書所提供的標準答案，去從事配合答案但卻與自己思考或生活無關的學習策略。 若教科書的內容太淺，或只著重在提供標準答案，則學生所學將只是一些零碎的 記憶，而無法讓學生將學習內容與生活結合，達到學習的目的。 表2-1-1 編寫教科書常見的問題與學生的學習問題 一般教科書的問題 造成學習上的問題 1.內容方面： 太廣或太膚淺 鼓勵學生記憶一連串不相關的事件或 片斷的知識。 2.編寫方面： 教材以學者的角度編寫，忽略了學生 的既有知識與認知發展。 學生無法了解自己的想法與教科書中 有何關連，教科書無法使他們改變過 往的想法。 3.教師手冊方面： 著重提供標準答案，而忽略了學生的 其他反應。 學生會由最後的答案返回思考，發展 出不適當的策略以獲得此正確答案， 並繼續堅持其偏頗的概念。 4.概念說明方面： 對概念的解釋僅提供一種方式說明 學生視教科書中的解釋是用以記誦， 不能與現實世界結合。 5.活動設計方面： 課程中的活動/實驗與教科書中的概 念並未緊扣。 「做」(doing)與「閱讀和思考」大不 相關。活動只是有趣而已，並不能幫 助學生對概念發展出較佳的理解。 資料來源：霍秉坤，黃顯華(1995) 。從認知心理學的角度看教科書的編訂。香港香港香港香港 中文大學 中文大學中文大學 中文大學教育學報教育學報教育學報, 23(2), 27-49. 教育學報

10 教科書在學生的學習過程及教師的教學過程中，扮演著重要的地位。了解教 科書編寫的內涵及特色，以及教科書編寫問題或學生面對教科書的學習態度，都 可以幫助教與學的過程執行得更有效率，避免選用不當的教科書。幫助學生培養 良好的科學態度，真正內化並應用在生活之中。本研究著重在於教科書內容概念 的探究，比較分析不同地方的教科書異同，提供教科書編寫上的參考。 二 二二 二、、、自然科教科書、自然科教科書自然科教科書自然科教科書分析分析分析分析 學生在學校所經驗到和科學相關的學習活動大都由教科書決定。教師選擇教 科書要先分析書的內容，姜蓓蒂（1990）指出自然教科書的分析可以從四方面著 手：1.教科書的物理性質。2.專有名詞之多寡。3.科學實驗活動之開放程度。4.科 學素養，包含科學的本質，以及科學、科技和社會間之相互關係。 自然科教科書的好壞不能只憑外表判斷，其內容的正確性及科學性是非常重 要的，圖表相片的視覺部分也是編輯技術的重點。自然教科書的內容應與目前的 課程目標一致，當目標改變時教科書也應隨之調整。自然教科書反映科學的領域 及科學的暫時性觀點，也應適當地表達技學以及生活上實際的科學應用，並且是 正確的且合乎時代潮流的（Collette ＆ Chiappetta,1994）。自然教科書編排須注 意下列幾方面（陳埩淑，1995）： 1.教材選擇：受到課程標準的規範，並能反應最新、多樣化的知識。 2.內容編排：水平與垂直原則兼顧（各科統整、新舊連貫）。 3.內容選擇：教科書除涵蓋該科知識外，主要在於內容能引起學生興趣，與 學生日常生活經驗有關，讓學生感受到學習科學的實用性。 4.內容設計：課文的設計要基於學生的先備知識、內容及文章的結構要有連 貫性、要有視覺說明及圖解。

11 另外自然教科書必須考慮到內容的排列。自然教科書內容的組織必須同時考 慮到教材本身與兒童（許國忠，1997）。目前在科學書藉中發現有二種組織型態， 一種是邏輯性的：大專書藉和高中物理化學書藉即屬此類教材；另一種是心理學 的：以對學生最有意義的順序來設計的，一般科學書籍即為此類教材。國小自然 科學教科書較偏向心理學的組織型態（Collette ＆ Chiappetta, 1994）。 自然教科書裡的文詞要採用兒童能理解的，以生動、活潑、有趣、簡潔的方 式來表達，每一件事或每一句話的表達都要完整。教材的文字要具有親和力，讓 兒童讀起來感覺文字在和他「說話」般（鍾聖校，2000）。自然教科書內容之文 字敘述可就句子的長短、口語化、含概念的數目、段落內引導句的使用、是否有 離題的想法以及想法的連貫性來加以判斷。科學教科書勿過於強調太多的科學術 語，以免學生只背誦這些術語，卻忽略對科學原理原則的了解（Collette ＆ Chiappetta, 1994）。 自然教科書中常以圖表來說明教科書內容，教科書內容最好是圖文並茂，圖 或表最好要有明確的說明。版面中的圖和文字都要以美觀和諧為前提，使文字和 圖片自然的結合在一起，所配置的圖形要符合他生活經驗中的圖形意象並激發其 想像力（鍾聖校，2000）。圖表應和所要呈現的主題放在同一頁，且標題也要和 段落接近，不可離得太遠（Collette ＆ Chiappetta, 1994）。 另外有關自然教科書的物理性質方面，教科書內使用的字體要大小合宜，字 型、字跡要清晰美觀，對讀者的視力有所保障。教科書用紙需不反光、不傷眼、 厚度適中、色彩柔和且便於書寫（鍾聖校，2000）。自然教科書中的圖表與照片， 所提供的訊息比文字用語直接且快速。而課文內容中的插圖方面，能吸引學生的 注意力與引起學生的學習動機。也能輔助教師解說抽象內容、促進學生理解並保 存記憶。Levie & Lentz(1982)認為圖表對學習的影響有下列幾點（引自陳明印， 1998）：

12 （1）引導學生，使其對學習教材產生興趣和其注意力，進而使學生掌握課 文的重點。 （2）加強學習的趣味性，且能影響學生的情緒或觀感(perspectives)。 （3）在認知方面，圖表能夠改善學習者的理解和記憶力，促使學習者了解 書中的內容，同時圖表也可以添加補充性資料以幫助學習。 綜合上面所述，一本完整的科學教科書要有嚴謹的組織、合乎認知學習心理 學，注意繼續性、順序性、銜接性、連貫性、彈性等原則；和國家課程目標趨於 一致並能反應科學知識的觀點；在教學方面，能提供適當的教學策略，並呈現適 當的圖表配置，以吸引學生閱讀的興趣；在書本物理性質方面，再輔以良好的裝 訂、紙質等教科書物理性質所編製出的自然科教科書，才能符合教學二方需要， 發揮科學教育的最大功能。

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第二節

第二節

第二節

第二節 台灣與香港小學科學教育課程發展與現況

台灣與香港小學科學教育課程發展與現況

台灣與香港小學科學教育課程發展與現況

台灣與香港小學科學教育課程發展與現況

教科書的編寫與課程有直接的相關，教科書的編寫與科學教育的發展有關， 全中平(2006)曾指出科學教育的發展應從人、事、物等方面探討，其中科學教育 的主軸就是科學課程的發展。本節比較台灣與香港近期科學教育課程發展階段與 現況、兩地國小生物課程主題概覽，以獲得對兩地科學教科書的背景的認識。 一 一一 一、、、台灣小學科學教育課程的發展、台灣小學科學教育課程的發展台灣小學科學教育課程的發展台灣小學科學教育課程的發展 教育發展是衡量國家競爭力的主要指標之一，國家越進步，人民接受教育的 需求越高，而受教的普及，又會進一步促成國家社會的進步，形成良性循環。台 灣地區近年來教育的發展，由於政府與民間的重視，在二十世紀的 90 年代，世 界各先進國家紛紛把教育改革視為重要的政策之一，台灣地區亦不例外。從 1994 年 4 月 10 日 410 教改聯盟，提出民間教改訴求以來，歷經多次改革，於 2000 年 9 月教育部公布《國民中小學九年一貫課程暫行綱要》（教育部，2000），2001 年 8 月自國小一年級開始實施。 課程標準，是課程編製的準則，目的是在確立各級學校之教育目標，規劃各 科課程發展方向，並訂定實施方法。我國國民小學課程標準，自民國十八年教育 部頒布「小學課程暫行標準」以來，到現今的「國民中小學九年一貫課程綱要」， 已歷經十餘次的修訂。柯淑瓊(2004)將民國五十一年後的自然科發展過程整理後， 如表2-2-1。

14 表2-2-1 我國小學自然科近期課程發展表 年 代 特色 科目 名稱 教科書 制度 備註 民 國 51 年 1.課程的編制以六年一貫制，以去除過去兩 重圓周制的弊端。 2.教材的組織，可依照實際生活及學習心理 來組織單元。 3.教學的內容配合當地的時令與環境，將鄉 土教材融入。 4.以具體而直接的活動去解決生活問題，獲 得新知，將教材生活化。 5.可和社會、勞作、美術等科聯絡教學，達 到科際間的統整。 自然 科 統編本 中、高年 級採分 科編輯 與教學 民 國 57 年 1.課程與教材的一貫性：以九年一貫的精神 加以編制課程，並以學生生活經驗為中心的 學習，是一個很大的創舉。 2.科際間的聯絡統整：低年級的「常識」及 中高年級的「自然」有關衛生保健的教材儘 量劃歸新設之「健康教育」，但仍加強各科 間的配合。 自然 科 統編本 中、高年 級採分 科編輯 與教學 民 國 64 年 1.由一年級至六年級一貫精神的教材編製。 2.注重科學將名稱改為「自然科學」。 3.注重教材橫向與縱向的連貫與完整性。 自然 科學 統編本 六年一 貫的編 輯 民 國 82 年 1.就教育目標而言：仍著重科學方法的應 用、科學概念的學習以及科學態度和精神的 培養。比六十四年版更強調提示人與人、人 與自然環境間和諧平衡的重要性及解決問 題的知能培育。 2.教學活動模式：依教材和教學活動的性 質，參考 自然 科 統編本、 審定本 六年一 貫的編 輯

15 表2-2-1（續） 我國小學自然科近期課程發展表 年 代 特色 科目 名稱 教科書 制度 備註 民 國 82 年 研究發展、試教實驗修訂過程中的發現，來 安排訂定教學目標的要求基準，使有關科學 知能和科學精神方面的教學，更為自然而容 易落實。 3.教材組織方面：強調以生活化的某一自然 現象當主題來設計。 4.整個教材的發展，各主要科學概念體系在 縱的方面依學齡增長作系統性、層次性的發 展，在橫的方面依教材 的性質做相關的串聯。 5.加強資源的有效運用和環境保育的概念之 統整。 6.教材編選方面：強調生活化與本土化。 自然 科 統編本、 審定本 六年一 貫的編 輯 民 國 90 年 1.教學活動的設計儘量以生活上的問題作為 探討的議題，使各科目得以很自然的整合成 一個領域來學習。 2.教材的組合方式不作任何限定，教材份量 和內容也不作剛性規定。 3.教學應以能培養探究能力、進行分工合作 學習、獲得科學智能、習得各種操作技能為 目標。 4.教學評量儘量採用類似成品展示、專案報 告等的方式；而在能力檢定方面，可能考慮 採取類似性向測驗、實作評量等方式來進 行。 自然 與生 活科 技學 習領 域 審定本、 鼓勵教師 自編教材 以國中 小九年 一貫課 程設 計。 註：依教育部（1962）國民學校課程標準；教育部（1968）國民小學暫行課程標 準；教育部（1975）國民小學課程標準；教育部（1993）國民小學課程標準。(引 自柯淑瓊，2004)

16 二 二二 二、、、台灣國小課程生物內容、台灣國小課程生物內容台灣國小課程生物內容台灣國小課程生物內容 九年一貫課程綱要中自然課程有別於八二年版，八二年版著重在科學知識的 獲得，九年一貫課程著重在科學能力的培養。教學內容將資訊科技也涵蓋進來， 因此在課程命名上也做了改變，從以往的自然科學更改為現在的自然與生活科技 領域，內涵包括：物質與能、生命世界、地球環境、生態保育、資訊科技。自然 與生活科技學習領域之能力指標，經分析後發現其中涉及科學本質、科學態度、 思考智能等隸屬於方法與態度的落實，須賴教師在教學歷程中逐步引導學生達成， 融入貫穿學生各學習階段的學習活動中，難以言明學過某主題教材後，就已達成 該能力指標（李坤崇，2002）。 自然與生活科技學習領域分為「自然界的組成與特性」、「自然界的作用」、 「演化與延續」、「生活與環境」、「永續發展」五個課題，每課題底下又分幾 個主題。「自然界的組成與特性」分成地球的環境、地球上的生物、及物質的組 成與特性三個主題；「自然界的作用」分成改變與平衡、交互作用、構造與功能 三個主題；「演化與延續」分成生命的延續、地球的歷史兩個主題；「生活與環 境」分成生活科技、環境保護兩個主題；「永續發展」分成生態保育、科學與人 文、創造與文明三個主題。 教育部公布九年一貫課程綱要，在國小部分，有關生物方面的內容如表2-2-2， 教材內容次主題有生命的共同性、生命的多樣性、生物體的構造基礎、動植物的 構造和功能、動物體內的恆定性與調節、生物對環境刺激的反應與動物行為、生 殖、遺傳與演化、食品及生物科技、生物和環境、人類與自然界的關係。這些教 材內容由最大的「課題」下區分各「主題」，再細分各「次主題」，各次主題下 再進一步詳列教材細目，整體架構明確。

17 表2-2-2 自然與生活科技領域與生物有關與生物有關與生物有關之教材內容要項與生物有關之教材內容要項之教材內容要項之教材內容要項 課題 主題 次主題 1 自然界的組成 與特性 13 地球上的生物 130 生命的共同性 131 生命的多樣性 14 生物的構造與功能 140 生物體的構造基礎 141 植物的構造與功能 142 動物的構造與功能 2 自然界的作用 21 改變與平衡 213 動物體內的恆定性與調節 22 交互作用 221 生物對環境刺激的反應與 動物行為 3 演化與延續 31 生命的延續 310 生殖、遺傳與演化 4 生活與環境 42 生活中的科技 425 食品及生物科技 5 永續發展 51 保育 510 生物和環境 511 人類與自然界的關係 資料來源 資料來源資料來源 資料來源：：：教育部：教育部教育部教育部(2002)。。國民中小學。。國民中小學國民中小學國民中小學九年一貫課程綱要九年一貫課程綱要九年一貫課程綱要。九年一貫課程綱要。。。 三 三三 三、、、香港小學科學教育課程發展及現況、香港小學科學教育課程發展及現況香港小學科學教育課程發展及現況香港小學科學教育課程發展及現況 研究者搜尋國內及香港有關小學科學教育的發展相關文獻，發現較缺乏早期 科學教育課程的發展過程，所以以下就近期的發展過程做探討。 (一)八十年代香港小學科學教育 在八十年代，香港小學一直沿用1981年編訂的「小學科學科」課程綱要 做指引，推行科學教育。課程設計的主要目標是協助學生在科學知識、科學

18 方法和科學態度三方面的發展。在科學知識的層面，課程內容主要選取了學 生在日常生活中的觀察和體驗。在科學方法的培養方面，教師訓練學生從事 科學探究時運用的方法，包括觀察、分類、推理、設計實驗和處理數據等。 在科學態度方面，「科學科課程綱要」中列出的六個教學目標中，有四個屬 於科學態度的培育。香港此階段的小學科學教育較為著重科學知識的傳授， 科學方法和態度的培養則被放於較次要的位置。另外，香港小學大量資源都 投向中、英語文教育的發展，科學教育的經費相對的十分缺乏，對科學教育 的發展造成一定程度的影響(陳萬德，1998)。 (二)新課程的發展─常識科 香港課程發展議會於1994年編訂「香港小學常識科」課程，結合了小學 原有的「社會科」、「科學科」、「健康教育科」，其精神在於引導兒童認 識自己及其生活環境，希望透過有意義的學習活動，令他們認識事物間的關 係，以及事物與生活的關聯。此課程的特點是把「社會科」、「科學科」、 「健康教育科」中各相關的課題綜合起來，省卻學生重複學習各科同類課題 的情況。 常識科課程共有六個學習範疇，其內容衍生自個人、社會及人文教育、 科學教育與科技教育三個學習領域的學習元素，包括：健康與生活、人與環 境、日常生活中的科學與科技、社會與公民、國民身分認同與中華文化、了 解世界與認識資訊年代。香港特別行政區教育署於 1996 年 9 月起在全港小 學實施常識科課程。梁一鳴（1994）指出此科的最大特色，在於有系統地綜 合原來的社會、科學及健教三科的課題，並透過不同角度，使學生對知識的 學習更全面。

19 常識科的課程目標，主要分為知識、技能和態度三方面的學習要素。知 識方面著重認識健康的生活（包括個人的生理及心理成長，個人健康及安全 的生活方式）、生活環境（包括家庭、學校、社區、社會及整個世界）、自 然世界（包括動、植物，地球、環境人之關係）、科學與科技（包括科技及 其與人類的關係）。技能方面著重訓練生活技能（包括健康的生活方式及待 人接物的方法）、學習技能（包括觀察能力，操作科學器材，閱讀圖表及蒐 集資料的能力）、思考技能（包括整理及分析資料，辨別是非，明白因果及 運用科學方法解決問題）。而態度方面則著重培養學生對人（包括與人各團 體溝通、相處和合作）、事（包括積極的學習態度，對不同意見及文化都尊 重）、社會及世界（包括關心社會、世界，以及愛護大自然，支持環保）的 正確態度。學生透過課程，先掌握知識，從而培養技能，訓練思考和分析能 力，學會從經驗中解決問題（黎文傑，1997）。 常識科的課程內容在一至六年級內每個範疇都設計有不同的學習單元， 選材方面均依據學生的生活經驗，盡量採用學生熟悉的事物。低年級的選材 較集中個人、家庭和友儕，例如一年級有「我的身體」、「我的家」等單元； 二年級有「個人衛生」、「我的朋友」。中年級的選材擴展至社群、社區及 社會，例如三年級有「我們的社區」；四年級有「心理與社群健康」、「我 們的社會」、「地球」等單元。高年級的內容會涵蓋至香港、中國以及世界 和宇宙的知識，例如五年級有「我們的政府」、「香港與中國」、「資源和 環境」；六年級有「放眼世界」、「宇宙和太空」等學習單元（香港教育署 教育統籌科，1994）。

20 四 四四 四、、、香港國小課程生物內容、香港國小課程生物內容香港國小課程生物內容香港國小課程生物內容 香港的「常識科」課程共分為六個學習範疇，包括「健康與生活」、「人與 環境」、「日常生活中的科學與科技」、「社會與公民」、「國民身分認同與生 活文化」、「瞭解世界與認識資訊年代」。與生物內容有關的是「人與環境」學 習範疇，其目的在於學生應對大自然有基本認識，並對環境與人類的關係有所瞭 解。他們應能透過探討與環境有關的問題，在教師的引導下使用不同來源的資料， 決定採取有關行動，以保護級改善環境(香港特別行政區教育署，2002)。常識科 的學習重點中有關生物的部份，經整理如表 2-2-3。 表 2-2-3 常識科與生物有關之學習重點 學習要素 第一學習階段(小一～小三) 第二學習階段(小一～小六) 知識與 理解 1.透過觀察及接觸大自然，認 識生物的特徵 2.發展對生命過程的初步認識 5.知道我們生活環境的特色 1.識別動物與植物隨時間而改變的特 徵 2.認識生物與環境之間的相互依存 5.了解人們如何受自然環境影響及他 們如何面對自然環境的限制 技能 1.細心觀察周遭的環境 5.與友儕合作，照顧一些生物 6.養成保護環境的習慣 1.策畫並進行和環境有關的簡單探究 活動 6.建立可促進持續發展的生活方式 價值觀 和態度 1.欣賞不同種類生物的異同 2.欣賞生物在自然環境中如何 互相依存 3.培養愛護寵物及栽種植物的 正確態度 1.表現對探索環境的興趣 2.接受出生、成長、疾病與死亡是生 命週期的主要過程 3.欣賞現存的生物，並關注瀕危物種 4.樂於參與環境保育及適當地使用天 然資源

21 另外，《常識科課程指引 2002》裡列出各學習範疇的核心學習元素，常識科 課程分為第一學習階段(小一～小三)及第二學習階段(小四～小六)。在第一學習階 段中，主要學習內容有從生物的基本需要辨認生物與非生物的特徵；生物的基本 需要，如空氣、水、食物等；進行照顧動植物的活動；生物和其所生存的環境之 間的關係。在第二學習階段中，主要學習內容有生物的循環過程；動植物在成長 過程時外表特徵的改變，如有些動物有「變態」的明顯外觀改變；將生物依其特 徵進行簡單分類；生物和環境之間互相的影響以及生物和生物之間互相依存的關 係；介紹香港的瀕危動植物物種，提昇學生的保育觀念；人類活動會生態環境的 影響。有關生物部分的核心學習元素經整理如下頁表 2-2-4。 表 2-2-4 常識科與生物有關之核心學習元素 第一學習階段(小一～小三) 第二學習階段(小四～小六) 1.多種生物的存在，其顯著特徵及 生命過程 2.生物的基本需要 3.照顧生物 4.環境對維持生物基本需要的重要 性 5.不同環境下的生物及其互相依存 的關係 1.生物世界的循環 2.生物世界循環的主要過程 3.動物與植物在生命過程中轉變特徵 4.生物的分類 5.生物與環境的相互依存關係 6.生物與環境如何互相影響 7.生物對環境的適應力 8.關注瀕危物種 9.人文活動對自然生態平衡的影響及 個人對環境保育的責任

22 小結 小結小結 小結：：：台港兩地自然教科書：台港兩地自然教科書台港兩地自然教科書台港兩地自然教科書制度制度制度異同制度異同異同異同 目前在台灣或香港的教科書制度都是由官方教育單位制定一套課程綱要或 標準，開放給民間出版社編輯教科書，經送審定通過後，由學校評選適合該校的 教科書版本。 研究者將台灣與香港自然教科書制度異同整理成表 2-2-5。台灣的小學自然 教科書為每學期一冊，一學年分上、下兩學期，每一冊裡面有三～四個學習單元。 單元的劃分原則為自然科學主要概念，同一單元中通常可明確分為理化、生物、 地球科學三大範疇其中之一，每一學習單元中包含多個相關概念。 香港的小學教科書制度中，把科學、社會、健康三個領域合為一個科目—常 識科，並沒有專門為自然科學設立的一門科目。自然教科書在一學年中通常有六 冊，每一冊裡面有兩～三個學習單元，同一個單元中可能包含自然科學、社會及 健康三個領域的學習內容。 表 2-2-5 台灣與香港自然教科書制度異同 項目 地區 台灣 香港 相同 教 科 書 編 審 制 度 官方公布課程綱要或標準，開放民間出版社編輯，經 審定通過，由各校評選使用。 相異 每學年冊數 2 6 每冊單元數 3～4 2～3 內容範疇 每一單元可明確劃分到理 化、生物、地球科學三大 範疇。 同一單元的內容可能包含 社會、科學、健康教育，將 三個領域的知識統合起來。

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第

第

第

第三

三

三節

三

節

節 自然

節

自然

自然教科書中的問題

自然

教科書中的問題

教科書中的問題陳述

教科書中的問題

陳述

陳述

陳述

本節分為兩部分，第一部分說明自然教科書中問題的重要性，第二部分由各 學者對問題類型所提出的觀點來探討自然教科書中的問題有哪些分類方法。 一 一一 一、、、自然、自然自然自然教科書中問題的重要性教科書中問題的重要性教科書中問題的重要性 教科書中問題的重要性 教科書是教師課堂教學的依據，是學生在教室中學習所使用的媒介。整個教 學過程中，不論是施教前的引起動機、開啟學生的先備知識、相關舊經驗的提取、 施教過程當中的教學「引子」、說明或提示教學重點時用到的例子、教學初步完 成階段時的評量或診斷學生的學習結果、考試或測驗等，都時常以各種問題的形 式出現(劉昭宏，1994)。由上可知，問題在教科書的內容陳述當中，扮演了一個 穿針引線且極為重要的角色。 教科書中問題的功用如同影響學生學習的一種刺激，藉由引導學生在其選擇、 編碼、和處理文字信息（Wilson & Koran,1976)。劉昭宏(1994)指出課文中的問題， 是可以促進並增強學生的學習過程與結果，並且對於學生在內容知識的記憶與回 憶讀取上，產生正面的影響。另外 Wixson(1983)認為問題的認知層級促進了學生 現有的圖式和文字信息的相互作用；這相互作用是基於問題的認知層級。因此， 較低層級的認知問題促進較低層級的認知處理過程。輸入層級的問題是佔主導地 位的問題類型中在選定的科學教科書。這些問題可能導致在運作學生在較低的認 知水平。學生只是需要回顧和闡述的事實和定義(Pizzini & Shepardson & Abell, 1992)。

在自然科學的學習上，除了讓學生獲得基本知識外，我們還希望學生具備以 下的科學能力(劉昭宏，1994)：

24 2.能針對問題形成假設。 3.選擇與分析資料的能力。 4.判讀資料與研擬意義深遠的結論。 問題或具有類似功能的活動與文字敘述，是可以幫助學生養成上述各項的科 學能力。因此，課文中的問題或具有相同功能的一些活動設計，是可以增強學生 的學習過程與結果，並且對於學生在內容知識的記憶與回憶讀取上，也有正面的 影響(Lowery & Leonard,1976)。

由上述可知，自然教科書中的問題對學習有相當的重要性，不論是在學習初 始階段、學習進行中，乃至於學習後的成就測驗，問題都佔了相當重要的一個角 色。同樣的概念內容，可以以不同的問題來陳述，引發學習。不同的問題可能會 引導學習者用不同的思考方式，可能訓練學習者不同的能力，而這些能力的培養 在學習科學的過程中是不容被忽視的。研究者基於此，欲分析自然教科書中問題 類型，探討台灣與香港的教科書在這方面的異同。 二 二二 二、、、自然教科書中問題的類型、自然教科書中問題的類型自然教科書中問題的類型自然教科書中問題的類型 自然科學教科書中常以問題來引導學習，這些問題依不同的教學目的或功能， 可歸屬為不同的類型。研究教科書中問題的類型，有助於在設計教材、教師進行 教學時，能達成教學目的。 最早開始進行教科書中問題類型的分析研究在 1975 年，由美國國家科學基 金會(American National Science Foundation)的贊助下，Lowery 與 Leonard 在共同 師資培育計畫中開始了有關教科書問題類型探詢策略評量工具(Textbook

Questioning Strategies Assessment Instructment) (TQSAI)的研究。Lowery & Leonard(1978)所發展的 TQSAI 評量工具將教科書分為非經驗性問題與經驗性問

25 題以及依其出現的位置而定。TQSAI 的非經驗性問題是指單純的課文教材或是抽 象的心智活動，從收斂(convergent)到發散(divergent)取向共有修辭上的問題、資 料指引問題、焦點問題、開放式問題、評價式問題，如表 2-3-1(劉昭宏，1994)： 表 2-3-1 TQSAI 非經驗性問題類型 非經驗性問題類型 定義 修辭上的問題 (Rhetorical Questions) 沒有期望讀者的參與，沒有特別的任務，也不要求學生做 任何事，因為此歸類屬於非經驗性的問題。 資料指引問題 (Direct-information Questions) 要求讀者去回憶或組織已經讀過、聽過或先前討論過，學 過的資訊或概念語法則。 焦點問題 (Focusing Questions) 此類問題會有一些提示，建議讀者或讓讀者了解該如何反 應，指引讀者以自己的說法作法來回答作者希望讀者如何 回答的問題。 開放式問題 (Open-ended Questions) 不指引只有單一固定的答案，這類問題可引導讀者去探討 與發現問題間之各種關係，或討論問題的意義與暗示。 評價問題 (Valuing Questions) 要求讀者從認知理性的立場或情感的角度上來判斷問 題，此類問題會引導讀者有系統的陳述其意見，表現其態 度，對他人的感覺或評價表現個人的看法，或以評價的眼 光與一些標準來評估問題。 另外以學習過程的順序來看，經驗或實驗性的問題類型被定義為將學生涉入 問題或活動中，這類問題通常有一些操作處理的活動。以較有階層性的順序加以 呈現，TQSAI 的經驗或實驗性問題類別如表 2-3-2。

26 表 2-3-2 TQSAI 經驗或實驗性問題類型 經驗性問題類型 定義 觀察性質問題 (Observing Questions) 要求讀者去察看、聆聽、觸摸、品嚐及聞一聞等。此類問 題會問讀者在他的觀察行為之後，產生的觀察感覺如何或 問讀者因為觀察行為而引出什麼樣的想法。 聯結性質問題 (Communication Questions) 要求讀者以言詞表達，書寫以及繪圖等。此類問題會要讀 者提供一個名詞或描述語，或做一個言詞的表達，要求讀 者去陳述什麼是有幫助的，或去區分字面上的意義，或問 讀者因為字面上的意思或原理而引出什麼樣的感覺。 比較性質問題 (Comparing Questions) 要求讀者去比較事物的長寬度、重量、性質、數量或次數 等具有相同屬性的性質之類，或問讀者如何識別類似的事 物，如何去測量計數，或是去陳述比較的結果與理由。 組織性質問題 (Organizing Questions) 要求讀者去歸類、組織、排列與編序或是要求讀者整理分 類成數個群，去鑒別群體的共同基礎，並提出判別的標準。 實驗性質問題 (Experimenting Questions) 要求讀者假設或控制與操作變項，讀者可能被要求去有系 統的陳述是否因為實驗結果的數據或證據，在態度有何或 何時有改變，並去區分所得到結果所需要的各種狀態，描 述控制情形與陳述實驗狀態。 推論性質問題 (Inferring Questions) 要求讀者去綜合、摘錄、分析、辨別類型、預測、推論以 及有系統陳述某一個理論性的模型。讀者亦可能被要求去 對一事件提出理由，證明結論或區分使用的通則性。 應用性質問題 (Applying Questions) 要求讀者使用自己的知識或是去創造，去應用，讀者可能 被要求在某個適當實機去著手設計一個個成活動。讀者通 常需要應用所學的知識來解決未知或不熟悉的問題。 另外，若由問題在教科書中出現的位置當成區分的準則，TQSAI 將問題區分 為如表 2-3-3 中的四類。

27 表 2-3-3 TQSAI 依問題出現位置之問題類型 依出現位置問題類型 定義 初始問題 (Initiatory Questions) 問題的位置是在文章或段落之前，此種問題的陳述內容通 常與緊接著的文章內容或要點有直接的關係。 本文問題 (Contextual Questions) 問題的位置是在文章或段落之中，或緊接在本文某個句子 之後，問題的陳述內容是有關本段落的。 終點問題 (Terminal Questions) 問題的位置並非在段落或本文當中，而是在文章或完整的 段落之後。 標題問題 (Captional Questions) 問題本身就是文章或段落的標題，或問題本身就是章節段 落的一種設置。 國外學者 Costa(1985)將問題分為輸入問題(Input question)、過程處理問題 (Processing question)、輸出問題(Output question)三大類。輸入問題要求學生從內 存中的記憶或從感官回顧資訊。過程處理問題使學生描繪出已被回想起的資料之 間的關係。如排序、比較或分類的活動即屬於過程處理問題階層的行為。輸出問 題要求學生超越現有已知的資料和使用資料的新的方式來假設，推測，歸納，建 立和評價。表 2-3-4 為三種問題層級的例子。 表 2-3-4 問題層級類型 問題層級類型 例子 輸入問題 (Input question) 說出花的部位構造名稱。 這些動物中，哪些是哺乳動物？ 過程處理問題 (Processing question) 你能從能量塔中針對「能量」做出什麼樣的推論？ 松樹如何不同於橡樹？ 輸出問題 (Output question) 如果我們繼續污染水，水中的生物將會發生什麼影響？ 對我們的空氣污染問題來說，最好的解決方法是什麼？ 資料來源： Costa, A. L. (1985). Teacher behaviors that enable student thinking. In A. L.

28 上述三種層級的問題對學生認知上的學習具有影響，Pizzini et al.(1992)指出， 在科學教科書中，若輸入層級的問題是佔主要的問題類型，則這些問題可能導致 學生較低的認知水準，學生只是被要求去回顧和闡述事實和定義。在章節活動中 的輸入層級問題協助學生側重於觀察和程序，大量的輸入層級的問題，可能無法 培養學生高層次思考技能。

國內學者賴慶三(1996)提出以 Bloom, Krathwohl, Simpson 對教育領域目標的 分類，在自然科學問題類型的分類上亦可採取相同的方式，將自然科學的問題類 型分成認知、技能和情意三大項目。Bloom(1956)在認知領域的教育目標上，將 其分為六個階層：知識、理解、應用、分析、綜合、評價，因此，自然科學的問 題類型在認知領域方面，可以將其分成六大類，範例如下頁表 2-3-5（Carin & Sund,1989。整裡自賴慶三，1996） 表 2-3-5 自然科學認知領域問題類型 問題類型 例子 1.知識性問題 花包含哪幾部分？ 2.理解性問題 請對密度下操作行定義？ 3.應用性問題 當打不開瓶蓋時，你有什麼辦法嗎？ 4.分析性問題 這些動物有哪些相同處？ 5.綜合性問題 由這實驗數據，你可得到什麼結論？ 6.評價性問題 若重做實驗，你將如何改進？ 自然科學在科學過程技能的項目包括：觀察、分類、傳達、測量、應用時間 空間之關係、應用數字、推論、預測、控制變因、解釋資料、形成假設、下操作 行定義、實驗。科學技能的問題如下(Carin & Sund,1989)：分類的問題；理解性

29 問題；預測的、形成假設的問題；推論的、解釋資料的、形成結論的問題；測量 的問題；設計解決問題的調查方案的問題；觀察的問題；繪圖的問題；減少實驗 誤差的問題；評量的問題。 Elstgeest(1985)根據自然科學單元教學的流程，將自然科學技能的問題類型， 區分為以下幾種：引起注意、引起焦點的問題；測量和計算的問題；比較的問題； 行動的問題；問題情境的問題；如何和為何的問題。

本研究採用 Lowery & Leonard(1978)所發展的 TQSAI 評量工具，將自然教科 書中問題分為非經驗性的問題與經驗性的問題兩大類。非經驗性的問題包括修辭 上的問題、資料指引問題、焦點問題、開放式問題、評價式問題等五項；經驗性 的問題包括觀察性質問題、聯結性質問題、比較性質問題、組織性質問題、實驗 性質問題、推論性質問題、應用性質問題等七項，以此進行教科書問題類型分析。

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第

第

第

第四

四

四節

四

節

節 教科書相關研究

節

教科書相關研究

教科書相關研究

教科書相關研究

國內與教科書相關的研究很多，本研究為不同地區不同版本教科書的分析比 較，藉由文獻探討可以對教科書內容分析的研究有初步的認識與瞭解，並從中確 立研究方向與研究方法。 一 一一 一、、、國內自然教科書研究、國內自然教科書研究國內自然教科書研究國內自然教科書研究 根據周珮儀(2004)分析截至民國 93 年止，國內有關教科書分析研究的類型結 果顯示國內有關教科書研究主要以內容分析法為主，且以學科概念方面的研究較 多。研究者蒐集部分國內學者進行自然科學教科書內容分析研究，如表 2-3-1。 表 2-4-1 國內自然科學教科書相關研究 研究者 研究 主題 研究題目 研究對象 研究 方法 研究結果 劉俊宏 (2005) 主題概 念 國小｢自然與 生活科技｣教 科書電路學相 關概念之內容 分析 南一版、康軒 版、翰 林版和牛頓版 「自然與生活科 技」教科書 內容 分析 法 各版本電路學概念操作 活動以「歸納」法為主， 「演繹」相對少很多；各 版本電路學概念均有遺 漏 柯淑瓊 (2004) 跨國比 較、過 程技能 中日國小高年 級自然科教科 書內容之比較 研究 南一版、，康軒 版、牛頓版、國 編版；大日本圖 書版、啟林館 版、東京書籍版 內容 分析 法 中日都強調學生親自觀 察操作；日本單元內容分 的較細；都強調科學知識 與日常生活相連結；我國 單元內安排結構較完整 嚴謹，日本較彈性。 陳秀玲 (2006) 主題概 念 國中小「自然 與生活科技領 域」教科書中 「生物多樣 國中小「生活課 程」及「自然與 生活科技領域」 教科書（A、B、 內容 分析 法 「國中小階段生物多樣 性教育內涵概念架構表」 的建構內容分為：「生物 多樣性的組成成分」、「生

31 性」概念之分 析研究 C 三版本課本） 物多樣性的價值」、「生 物多樣性消失的原因」、 「生物多樣性的保育」 呂紹海 (2007) 主題概 念 國小自然與生 活科技教科書 中科學史內容 的分析研究 94 學年度國小南 一、康軒、翰林、 牛頓版自然與生 活科技教科書 內容 分析 法 歷史資訊之版面面積明 顯偏低，且大都是簡略的 科學家傳記資料，對科學 動態發展過程很少描述。 鄭一喬 (2005) 主題概 念 台灣、中國大 陸、日本國小 自然科課程植 物相關概念研 究 南一版、人民教 育出版、東京書 籍版 內容 分析 法 比較三地教科書在：「植 物的構造與功能」、「植 物的繁殖」、「植物的生 長」、「植物與環境的關 係」概念的差異。 陳秋慧 (2007) 主題概 念 國小國語文、 社會和自然與 生活科技教科 書之海洋生物 多樣性內容分 析研究 康軒、南一和翰 林版三至六年級 的國語文、社會 和自然與生活科 技教科書 內容 分析 法 以「海洋生物多樣性類目 分析表」分析教科書中海 洋生物多樣性在版本、領 域、冊別、主類目和次類 目的分布情形。 陳甲辰 (2001) 科學本 質、實 驗活 動、作 業問題 我國國小中年 級自然科教科 書內容分析之 比較研究 國編版、牛頓 版、南一版、康 軒版、新學友 版、翰林版中年 及自然教科書 內容 分析 法 STS科學教育目標、科學 知識本質的文字敘述含 量、實驗活動層次排序、 科學過程技能排序、作業 問題類型在各版本中的 排序情形。 廖英雅 (2002) STS 教 育內涵 國民小學自然 科教科書 STS 教育內涵之分 析研究 牛頓版、康軒版 及國編版高年級 自然科教科書 內容 分析 法 國小高年級自然科教科 書中，年級愈高，融入STS 教育內涵之情形愈多；以 環境教育和居家問題為 主的教學主題，融入較多 的STS教育內涵。 王彩芬 (2004) 過程技 能、科 學態 度、教 學策略 我國小學「自 然與生活科 技」教科書之 內容分析 牛頓版、康軒 版、南一版、翰 林版國小一到四 冊 內容 分析 法 過程技能著重於傳達與 觀察；科學態度設計行賴 相似，以培養信心極樂去 為主；教學策略以學生中 心為主。

32 從研究者所蒐集的文獻來看，教科書分析的研究以內容分析較多，內容分析 的研究又以主題概念的分析居多，這類的研究是選定一欲研究的主題概念後，分 析不同版本間的分布情形、概念的架構以及呈現的差易性。在研究對象方面，以 國內中小學教科書的分析較多，有關跨國教科書研究較少，與香港地區的自然教 科書分析更是付之闕如。因此研究者欲進行台灣與香港教科書的分析研究。 二 二二 二、、、自然教科書問題類型研究、自然教科書問題類型研究自然教科書問題類型研究自然教科書問題類型研究 自然教科書中有許多問題，，如何設計適當的題目於教科書中，以評量測試 學生對各個科學學科的學習效果，不亞於各種教學方法的運用(林顯輝，1992)。 Lowery和Leonard於1978年發展出評估科學教科書的工具—「教科書作業問題型 態評鑑工具」(Textbook Questioning Strategies Assessment Instrument，簡稱TQSAI)； 並根據此工具分析美國的四本生物教科書(1978年版的Modern Biology、BSCS Green、BSCS Yellow、BSCS Blue)，結果發現：大部分的問題多屬於修辭或焦點 性的問題；以整個科學學習探究技巧來看，並沒有教科書能適當地運用問題型態 來設計作業問題。 王龍錫(1990)分析國中理化教科書物理部分的型態，研究發現本文內的問題 屬於非經驗性的佔有5.26%.，都為焦點性問題。屬於經驗或實驗性問題則為 94.74%，其中直接背誦的問題有52.64%，其中科學過程分項以推理性問題居多； 直接背誦問題則全為比較性的問題，沒有價值性的問題。 郭美秀(1993)分析國小自然科課程有關地球科學教材之習作問題型態，依 Bloom的認知層次分類表分析結果發現，國小自然科學課程有關地球科學教材之 習作問題大多集中在知識、理解及應用的三個層次，且高層次的問題隨年級的增 加而有逐漸增加的趨勢；TQSAI分析的結果發現，國小自然科學課程有關地球科 學教材之習作問題全屬於經驗問題，且幾乎都集中在焦點及開放式問題是屬於相

33 當優良的問題。 黃瓊瑱(1996)分析我國國小自然教科書習作的作業問題類型，發現有1.94% 的問題屬於非經驗性問題，98.06%的問題屬於經驗或實驗性問題；且屬於高層次 問題的比例較多，亦有一些價值性問題的設計，是相當重視學生高層次問題解決 的學習。以Bloom目標分類來看，幾乎所有的作業問題都屬於認知領域的問題， 佔了99.72%，其中以理解和應用的問題為最多。 陳甲辰(2001)分析比較國小中年級自然教科書習作的作業問題類型，發現以 Bloom目標分類層次分析作業問題，大都屬於認知領域方面的問題。屬於高層次 （應用、分析、綜合、評鑑）的作業問題所佔比例不高。以TQSAI作業問題型態 分析，則所有內容幾乎都屬於經驗或實驗性方面的問題，並以焦點性問題佔了大 多數。 張文馨(2002)探討國小高年級自然教科書習作中有關生物多樣性的問題分配 情形，發現大都以經驗或實驗性的問題居多，如此的設計符合國小認知發展，第 三階段「具體運思期」及第四階段「形式運思期」的特色，讓學生能從日常生活 或實驗操作過程中所獲得的經驗來思考作業問題。在TQSAI中收斂至發散的項目 中，以焦點及開放性問題佔了大多數。 李正吉(2004)分析國中自然與生活科技教科書中，有關生物多樣性單元知學 生活動記錄簿裡問題類型的分配情形，研究結果顯示常見的審定本，均屬於相當 優良的問題設計。 張廖珮宜(2005)分析目前使用率最高的兩個版本教科書，以光學單元為研究 範圍，分析兩版本間概念差異以及概念呈現方式，如實驗呈現出來的過程技能、 實驗探究層次、課文中問題的型態、教學模式與文章結構等等，發現全部的問題 都是經驗性聚焦式的問題。