國 立 台 中 教 育 大 學 自 然 科 學 教 育 學 系 碩 士 論 文
指導教授： 葉聰文 博士
國 內 「 大 專 物 理 教 科 書 」 之 內 容 分 析
Analysis on Contents of “College Physics
Textbooks” in Taiwan
研究生： 林弘庭 撰
中華民國 九十四 年 八 月
國 內 「 大 專 物 理 教 科 書 」 之 內 容 分 析
摘 要
本研究旨在分析國內「大專物理教科書」之物理屬性、出版屬性及 內容屬性。研究方法採用文獻分析及內容分析（content analysis）。本研 究選定國內學者編撰的「大專物理教科書」共五套作為內容分析之對象。 研究結果顯示：整體來說，各書之印製、紙質種類與磅數及版面設 計等物理屬性均相近，而習題與各章節前後的參考資料等內容特徵的差 異也不明顯，然而各書之頁數、定價與圖表個數的差異頗大。此外，以 各書所提到之科學家的國籍來說，五套大專物理教科書以西方科學家佔 絕大多數，共提到 130 位科學家，其中共有庫侖、奧斯特、法拉第、焦 耳、湯姆生、普朗克、拉塞福、愛因斯坦、波耳和德布羅意等十位科學 家在五套書中都有被提到，顯示編著者在科學家的呈現上有交集。此外， 科學家的年代考據顯得不足，西方科學家名字有出入以及譯名也頗為分 歧。對科學家的描述以「提到理論、研究結果或發明」最多；只有一套 有專門章節陳述科學史，但對科學家的生平與科學家之間的互動並沒有 深入描述，顯示大專物理教科書呈現科學史資訊還有改善的空間。 最後本研究提出數項建議，供相關教科書的編著者、教師、讀者與 未來研究之參考。 關鍵字：大專物理教科書、內容分析、科學史Analysis on Contents of “College Physics
Textbooks” in Taiwan
Lin, Hong-Ting
Abstract
The purpose of this study is aimed at the physical, publication and content properties of “college physics textbooks” in Taiwan. Research methods include of documentary analysis and content analysis. The target is five sets of “college physics textbooks” compiled by the scholars in Taiwan.
From the research results: overall, physical property such as printing, paper kinds and page layout, etc of each book is similar while there are no significant differences in assignments and reference materials in front of and after each chapter. Number of pages, prices and number of graphs of these books do show significant differences. Moreover, most of scientists mentioned in these five books are western. A total of 130 scientists are mentioned with ten scientists, Coulomb, Oersted, Faraday, Joule, Thomson, Planck, Rutherford, Einstein, Bohr and de Broglie mentioned in the five books. This shows the common selection of the editors in scientists. Textual research of eras of scientists is obviously insufficient. The names of western scientists are in discrepancy and the translations are diverged. The descriptions of scientists are mostly “mentioning theories, research results or inventions.” Only one textbook has exclusive chapters on the history of science but without detailed descriptions of life and interactions among scientists. This shows that there is still room for improvement.
In the end, several suggestions are made in this study for the reference of editors of textbooks, teachers, readers and future researches.
目 次
第一章 緒 論 第一節 研究背景與動機 ……… 1 第二節 研究目的與待答問題 ……… 3 第三節 名詞解釋 ……… 3 第四節 研究的重要性 ……… 4 第五節 研究範圍與限制 ……… 5 第二章 文獻探討 第一節 教科書在教學上的重要性 ……… 7 第二節 教科書評鑑之相關研究 ……… 9 第三節 教科書中的科學史 ……… 16 第三章 研究方法與設計 第一節 研究方法 ……… 25 第二節 內容分析之架構 ……… 27 第三節 分析教材之選定 ……… 28 第四節 研究工具 ……… 31 第五節 研究流程 ……… 33 第六節 資料處理 ……… 34 第四章 研究結果與討論 第一節 「物理屬性與出版屬性」之分析 ……… 37 第二節 「內容特徵」之分析 ……… 44 第三節 科學史資訊之分析 ……… 52 第四節 綜合討論 ……… 76第五章 結論與建議 第一節 結論 ……… 85 第二節 建議 ……… 92 參考文獻 中文部分 ……… 95 英文部分 ……… 97 附錄 附錄一……… 101 附錄二……… 105 附錄三……… 107 附錄四……… 108
表 次
表 2-2-1 國外一般學科教科書評鑑架構表……… 11 表 2-2-2 國內一般學科教科書評鑑架構表……… 12 表 2-2-3 科學教科書評鑑架構的項目分析表……… 13 表 2-3-1 科學教科書中歷史內容的分析清單……… 22 表 3-3-1 坊間出版之「大專物理教科書」基本資料表 ……… 29表 3-4-1 「大專物理教科書」分析類目表 ……… 32 表 4-1-1 物理屬性－印製之分析……… 38 表 4-1-2 開數與公分對照表……… 39 表 4-1-3 物理屬性分析：紙質種類與磅數……… 40 表 4-1-4 物理屬性分析：版面設計……… 41 表 4-1-5 物理屬性分析：定價……… 42 表 4-1-6 出版屬性分析：編著者之學術背景……… 44 表 4-2-1 內容特徵：不同物理概念類別之頁數分析……… 45 表 4-2-2 內容特徵分析：圖與表的含量……… 48 表 4-2-3 內容特徵分析：習題之類型……… 50 表 4-2-4 內容特徵分析：章節前後參考資料……… 51 表 4-3-1 科學史資訊：各書出現之東方科學家名字……… 53 表 4-3-2 科學史資訊：各書提到西方科學家之人數……… 54 表 4-3-3 科學史資訊：西方科學家在各書中出現之人數……… 55 表 4-3-4 科學史資訊：西方科學家之年代有出入一覽表……… 56 表 4-3-5 科學史資訊：西方科學家不同譯名一覽表……… 57 表 4-3-6 科學史資訊：西方科學家英文名字差異表 ………60 表 4-3-7 科學史資訊：西方科學家只標示中文譯名表……… 61 表 4-3-8 科學史資訊：在半數以上版本中被提到的科學家……… 61 表 4-3-9 科學史資訊：各書對於「庫侖」之描述特徵一覽表………… 63 表 4-3-10 科學史資訊：各書對於「奧斯特」之描述特徵一覽表……… 63 表 4-3-11 科學史資訊：各書對於「法拉第」之描述特徵一覽表……… 64 表 4-3-12 科學史資訊：各書對於「焦耳」之描述特徵一覽表………… 64 表 4-3-13 科學史資訊：各書對於「湯姆生」之描述特徵一覽表……… 65 表 4-3-14 科學史資訊：各書對於「普朗克」之描述特徵一覽表……… 65 表 4-3-15 科學史資訊：各書對於「拉塞福」之描述特徵一覽表……… 66
表 4-3-16 科學史資訊：各書對於「愛因斯坦」之描述特徵一覽表…… 67 表 4-3-17 科學史資訊：各書對於「波耳」之描述特徵一覽表………… 68 表 4-3-18 科學史資訊：各書對於「德布羅意」之描述特徵一覽表…… 68 表 4-3-19 科學史資訊：各書描述科學家之內容型式一覽表……… 69 表 4-3-20 科學史資訊：編號 2 號與 5 號書中提到科學家生平一覽表… 73 表 4-3-21 科學史資訊：各書中科學家與科學家之互動一覽表………… 74
圖 次
圖 2-2-1 一般學科教科書評鑑架構……… 14 圖 3-2-1 「大專物理教科書」內容分析架構圖……… 27 圖 3-5-1 研究流程圖……… 33第 一 章 緒 論
本章分為五節，分別說明研究背景與動機、研究目的與待答問題、名詞解 釋、研究重要性、研究範圍與限制，茲分述如下。第一節 研究背景與動機
近十幾年來，教育改革如火如荼的展開，國民小學課程的變動尤為快速， 先有民國 82 年版新課程標準公布，85 學年度起逐年實施；而後不到五年的時 間，又於 90 學年度從國小一年級施行九年一貫課程，課程的改變對教師教學 和學生學習具有一定程度的影響，其中又以教科書具有最具體的內容，且是影 響最直接的媒介。 曾靜瑩（民 89）指出 1978 年 Solomon 對國中小教科書做調查研究，發現 教科書在中小學各科的教學資源所佔的比例高達 90%。對體制內的學校教育而 言，師生參與的教學活動均依照國家頒布的課程標準或課程綱要來進行，而課 程的具體呈現方式為教科書，教科書不僅是課程的重要部分，也是教學的重心 所在。李宗薇（民 86）指出教科書是學校奠定知識、培養情意、演練技能的重 要工具。 研究者身為教育改革第一線的教師，扮演各項新課程教學的角色，每學年 結束前的選用教科書時期，各家出版商無不卯足全力推銷自家產品，而學者專 家也對如何評選教科書提出見解，家長更是關心孩子的未來學習動向，是以教 科書評選是眾所矚目的焦點。 然而研究者也十分關心高等教育課程，根據「大學教育政策白皮書」（教 育部，民 90），「大學自主，學術自由」是大學教育的基本理念之一，各校得自行依學校特色規劃課程，於是大學除了各系所自行制訂的選課綱要外，並沒有 如中小學般由教育部訂定統一的課程綱要，但上課大都需要使用教科書，一般 除了授課教師自編教材外，均會選用市面出版的教科書，然而這些教科書並不 需要像中小學教科書一樣送教育部審定通過才可供學校選用。 查閱國內相關文獻，發現以中小學科學教科書分析的研究不在少數（如： 黃瓊瑱，民 85；許國忠，民 86；陳甲辰，民 90），相較之下以大專用書為分析 對象的研究篇數相當少，是以引起研究者對大專用書分析興起極大的興趣。 此外，研究者在小學教學時發現數學科有些單位在各版本出現不一致的情 況；社會課本中部分圖片有「名不副實」之錯置情形，教育部也曾舉行獎勵抓 教科書錯誤措施，可見中小學教科書雖有教育部審定仍難免有疏漏，大專教科 書是否也會出現類似情況，亦是研究者關切的問題。 研究者於民國 93 年 7 月，經由網際網路查詢多數大專院校的課表，發現 「普通物理（普通物理學）」這門課開課有下列兩種情形：大多數是開在理工 學院必修或選修科目中；也有開在通識課程裡（例：臺灣大學）。大專生修讀 「普通物理（普通物理學）」的目的多是預備將來進一步做高深科學研究的基 礎知識，或是對物理學知識有興趣。因此，市面上流通的「大專物理」用書對 修讀普通物理的學生之學習態度與知能或多或少具有某種程度的影響。
美國國家科學教育標準（National Research Council [NRC], 1996）一書明確 具體指出一位具有科學素養的學生應包括：了解科學是人類智慧的結晶與科學 知識本質，以及具備科學史的觀點。Matthews（1994）認為學生可以透過理解 科學史例認識科學的本質。因此學生在其修讀「普通物理（普通物理學）」的 過程中是否曾接觸過科學史或科學本質的相關課程之經驗，是科學教育中一項 重要的課題。查閱國內有關教科書中科學史與科學本質分析的論文，發現以國 民教教育階段的研究為大部分（例如：陳勇志、洪木利與林財庫，民 87），並 沒有針對大專物理教科書是否內含科學史與科學本質的研究。
是以本研究旨在探討國內大專院校開設「普通物理（普通物理學）」課程 時可能指定或參考之用書的內容分析，以客觀的方式呈現各家版本的物理屬 性、出版屬性和內容屬性，並針對書中所提科學家的描述作分析。
第二節 研究目的與待答問題
本研究旨在分析國內各家出版社所出版的中文「大專物理教科書」之物理 屬性、出版屬性和內容屬性，並針對全書內容中有關科學家的描述情形，進行 深入詳細的描述分析。 本研究之研究目的及待答問題條列如下： 一、各版本「大專物理教科書」的物理屬性特徵為何？ 二、各版本「大專物理教科書」的出版屬性特徵為何？ 三、各版本「大專物理教科書」的內容特徵為何？ 四、各版本「大專物理教科書」的科學史資訊為何？第三節 名詞解釋
一、大專物理教科書 本研究所指的「大專物理教科書」，指九十二年十一、十二月在市面上流 通書名為「物理學、普通物理或大學物理」之國內學者著作的中文大專用書而 言，但不包括編譯、供五專學生修讀與升學考試用書，本研究所選取之大專物 理教科書，請參見第三章第三節。二、物理屬性 本研究所指的物理屬性是根據 Huetteman ＆ Benson（1988）對一般學科 教科書評鑑架構研究中所指「學習材料的性質」，包括書籍的「印製」、「紙質 種類與磅數」與「版面設計」而言。 三、出版屬性 出版屬性包含的類別繁多，本研究之出版屬性只呈現各家版本教科書的 「定價」、編著者的「學術背景」及「出版年」。 四、內容屬性 本研究所指的內容屬性是歸納整理多位學者對一般學科教科書評鑑架構 研究中的「特徵」與「內容」，其中「特徵」是指全書的結構或組織，而「內 容」是全書之科學史資訊。
第四節 研究的重要性
本研究旨在關心現在國內市面上流通之「大專物理教科書」的編寫方式， 研究的重要性如下： 一、提供國內市面上流通之「大專物理教科書」的編寫方式，作為編著此 類用書的作者參考。 二、具體列出「大專物理教科書」的內容分析結果，呈現各版本之特色， 提供開設「普通物理（普通物理學）」課程之大專院校選擇用書的參 考，並提供有意閱讀「大專物理教科書」的學生或社會人士選書的參 考。 三、作為教育單位舉辦在職教師進修研習課程內容的參考。第五節 研究範圍與限制
因本研究之研究方法為內容分析，研究者以蒐集所有國內目前仍有印行出 版及在市面流通的中文版「大專物理教科書」為分析教材；此外，本研究的分 析結果旨在呈現各版本大專用書之內容特徵的描述與分析，不適於將本研究之 結果用來對各家版本作評論或比較其優劣。 另一方面，因時間與人力有限，本研究無法分析市面流通的所有大專物理 教科書，將只針對國內學者編撰之大專物理教科書作分析，且捨去明確標示為 編譯、供五專學生修讀與升學考試之大專物理教科書，因此研究結果不宜推論 至市面流通的所有大專物理教科書。第 二 章 文 獻 探 討
本章分為三節，目的在依據現有的文獻資料，探討教科書分析之相關研究 的發現，並提出研究者的看法。第一節說明教科書在教學上的重要性；第二節 整理教科書評鑑之相關研究，並提出本研究分析架構的依據；第三節探討教科 書呈現科學史之相關研究。第一節 教科書在教學上的重要性
一、教科書是教育的主要教材 教科書是課程主要的傳輸者（major conveyer）（Apple, 1995）。身處資訊發 達的知識經濟社會，教科書雖然只是學生眾多學習教材之一，但即使是教育出 版事業領先的美國，在 1970 年銷售大約 2 億 1500 萬冊教科書（大美百科全書， 民 82），可見教科書依然是各級學校使用的主要教材。 根據姜蓓蒂（民 79）的研究指出美國國家科學基金會（National Science Foundation）在 1977 及 1978 年間提出的三份全美科學教育現況的報告，以及 後續的綜合分析報告得知：學校中之科學課程可以”教科書”一詞概括之。研究 報告中指出：百分之九十的教師，於百分之九十的教學時間內是在引用教科 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。以下列出由 研究報告中所摘譯之敘述： “老師教學的內容不超過教科書的範圍。” “教科書不僅決定了課程的內容，連學習的次序、範例、應用都決定了。” “(師生)所有的問題都和教科書的內容有關。而且常問及專有名詞及其定義。” “老師反而不是知識的權威；知識的權威是教科書——看書上怎麼說。” “視聽教材的運用，也是為了加強學生對教科書的瞭解。” ”學生被訓練成專會在教科書中尋找『標準答案』。” 由上摘述可見教科書在教學中具有舉足輕重的權威角色。 根據學者的研究指出：美國教師的教學活動中，大約有 70%至 90%是依據 教科書來進行的（吳正牧，民 83）。國內以升學為導向的中小學教育，在教科 書開放民間編輯後，教師和學生的壓力並未因「一綱多本」的教科書編選制度 而減少，反而是教師為避免教學內容有所遺漏，將各版本的教科書整理成講義 供學生學習，教科書對教學的重要性可見一斑。 對科學教育來說，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。因此科學教 科書對於學生的學習也有相當程度的影響。 二、學術界對教科書的重視 研究者於民國 93 年 12 月以「textbook」為關鍵字在「ERIC 教育研究資料 庫」查詢 1990 年到 2004 年間的相關研究，結果搜尋到 2947 筆；另以「教科 書」為關鍵字查詢我國國家遠距圖書館的「中華民國期刊論文索引影像系統」 資料庫，發現民國 80 年到民國 93 年間共有 496 筆有關教科書的研究。由上述 兩個國內外教育研究資料庫的查詢結果顯示：國內外的學者對教科書所做的研 究為數不少，可見學術界重視教科書的呈現情形。 由於近年來的教育改革，國內有關教科書的研究日益增多，中華民國課程 與教學學會在民國八十六年至八十九年間對國小各審定本各學科的教科書之 物理屬性與內容屬性進行評鑑；李瑞娥（民 90）對國小社會科教科書性別意識
型態進行研究；葉興華（民 91）也對九年一貫課程實施後國語文第一冊教科書 識字教材做研究並提出建議；另外，黃瓊瑱（民 85）與陳甲辰（民 90）研究 國小自然科教科書的科學本質含量，結果均發現科學教科書中有關科學本質之 內容含量偏低，且只以文字敘述科學知識是實證性的。由上述研究結果顯示國 內學者專家對教科書的重視。 每一種教科書都包含一種適當的意識形態（Meighan ＆ Roberts,1993）。 一本教科書假使缺少意識架構，教學目標就不可能達成，並且教科書的功能也 無從發揮。Yager（1989）主張科學教科書的內容應從以下觀點的重要性來選 擇：公民事務中有關科學與科技角色的概念、促進公民責任，以及提升生活品 質。 由於教科書是教師教學與學生學習的主要媒介，教科書品質的良窳悠關教 學成效，因而教科書內容與品質成為學者專家們關注的議題之一。在歐美國家 中，教科書評鑑一向是關心教育之學術團體（如美國科學促進會AAAS）的重 點工作，持續的教科書評鑑使得教科書的出版品質得以提升，並且有利於學生 的學習。
第二節 教科書評鑑之相關研究
由於教科書是學生學習的主要來源，因而該如何選用教科書、是否有能選 出適切而優良的教科書供學生學習的標準，已成為師生共同關心的議題。綜觀 國內對教科書分析的研究，發現研究教科書評鑑的不在少數（例如：林顯輝、 許國忠，民 87），而以教科書內容分析的研究篇數也不少（例如：黃瓊瑱，民 85；江啟昱、陳茜茹、楊龍立，民 89；曾靜瑩，民 89；陳甲辰，民 90），茲分 述如下：一、教科書評鑑的研究 評鑑是價值判斷的活動（黃政傑，民 84），而 Cooper（1976）指出課程評 鑑是「搜集並提供證據，以決定課程的實施可能性，成就和教育價值的過程」 （引自歐用生，民 90）。對於一般學科教科書的評鑑架構，國內外學者皆有進 行研究，表 2-2-1 是國外學者對一般學科教科書評鑑架構之研究；表 2-2-2 是 國內學者對一般學科教科書評鑑架構之研究。
表 2-2-1 國外一般學科教科書評鑑架構表 文獻作者 年 代 評 鑑 架 構 層級 Abt 1972 1.範圍：12 項。 3.適切性：11 項。 2.動機效果：11 項。 二層 Burnhill 1976 1.內容組織：7 項。 3.舉例與插圖的角色：9 項。 2.版面設計：15 項。 二層 Indiana State Dept. of Public Instruction 1977 1.物理特性與版式：7 項。 5.閱讀前發展：2 項。 2.內容：8 項。 6.興趣與動機：3 項。 3.學生安置及評鑑：5 項。 7.可讀性：6 項。 4.技能發展：18 項。 8.輔助教材：11 項。 二層 Schmidt 1981 1.出版者與作者：4 項。 6.內容：3 項。 2.構成要素：7 項。 7.組織/範圍順序：5 項。 3.物理特性：4 項。 8.教與學的策略：9 項。 4.目標：5 項。 9.總成本：1 項。 5.評鑑程序：5 項。 二層 Gall 1981 1.發行與費用：10 大項 43 小項。 2.物理屬性：7 大項 14 小項。 3.內容屬性：7 大項 18 小項。 4.教學屬性：14 大項 31 小項。 三層 Delaware State Dept. of Public Instruction 1987 1.範圍/內容：5 大項 18 小項。 2.教學方法：7 大項 34 小項。 3.使用：7 大項 25 小項。 4.評鑑/效度：3 大項 9 小項。 5.特別的：3 大項 9 小項。 三層 Hutteman & Benson 1988 1.哲學基礎：3 項。 2.學習者的需求評估：4 項。 3.課程主題適當性：5 項。 4.教學目標：7 項。 5.學習目標和標準：5 項。 6.單元教學計劃的要素：12 項。 7. 教學策略：12 項。 8.教學材料易於使用及補充：10 項。 9.學習材料的內容：10 項。 10.學習材料的性質：17 項。 11.評鑑學習成果的材料：8 項。 12.課程的成本：4 項。 二層 Young & Riegeluth 1988 1.學科材料內容：4 項。 4.教學的設計：16 項。 2.生產品質：8 項。 5.可讀性：9 項。 3.社會的內容：6 項。 二層 修改自林顯輝、許國忠（民 87）。
表 2-2-2 國內一般學科教科書評鑑架構表 文獻作者 年 代 評 鑑 架 構 層級 黃政傑 民 82 1.發行：9 項。 2.外表：8 項。 3.內容：13 項。 4.教師：6 項。 5.學生：6 項。 6.教學：10 項。 7.效果：6 項。 8.其他：10 項。 二層 歐用生 民 82 1.物理屬性：5 項。 2.內容屬性：7 項。 3.發行屬性：7 項。 4.使用屬性：6 項。 二層 黃政傑 民 83 1.必要標準：4 項。 2.一般標準： X選擇及組織：13 項。 Y物理屬性：8 項。 Z文句可讀性：5 項。 [教學設計：6 項。 1.二層 、 2.三層 國立台北 師範學院 民 85 1.出版特性：5 大項 16 小項。 2.物理特性：4 大項 13 小項。 3.內容特性：4 大項 21 小項。 4.教學特性：3 大項 13 小項。 三層 台北市政府 教育局 民 85 1.物理屬性：3 項。 2.內容屬性：6 項。 3.發行屬性：4 項。 4.使用屬性：7 項。 二層 賴光真 民 85 1.內容向度：4 大項 9 中項 42 小項。 2.教學向度：2 大項 10 中項 59 小項。 3.物理向度：3 大項 17 小項。 4.行政向度：2 大項 7 小項。 三和 四層 修改自林顯輝、許國忠（民 87）。 由表 2-2-1 和表 2-2-2 可知國內外學者對教科書評鑑架構的共識是：需要 依不同標準、屬性或向度對教科書進行評鑑。而國內外學者有關科學教科書評 鑑架構的項目分析表如表 2-2-3 所示：
表 2-2-3 科學教科書評鑑架構的項目分析表
物理屬性
1.外表（Cain & Evans, 1984）。
2.裝訂容貌（Collette & Chiappetta, 1989）。 3.教科書之容貌（林顯輝，民 81）。
4.版面設計、印製、裝訂、紙質（熊召弟、王美芬，民 85）。 5.裝訂容貌（黃瓊瑱，民 85）。
出版屬性 1.作者與出版者（Cain & Evans, 1984）。
2.作者、發行人、發展過程、費用、附屬服務（熊召弟、王美芬，民 85）。
內容屬性
1.圖表說明、可讀性、內容（Cain & Evans, 1984）。
2.組織、閱讀層次、了解科學概念和原理原則、圖表說明、實驗活動及手冊 （Collette & Chiappetta, 1989）。
3.課程內容、組織及詞句之閱讀性、圖表說明、實驗活動（林顯輝，民 81）。
4.理論基礎、目標、組織、內容（熊召弟、王美芬，民 85）。
5.閱讀層次、教科書內容、組織、圖表說明、課文中的實驗活動及習作（黃瓊 瑱，民 85）。
教學屬性
1.數學、教學材料的呈現、教師手冊、評量（Cain & Evans, 1984）。
2.教師手冊、教學方法、每個章節後面的作業及進一步研究的資料（Collette & Chiappetta, 1989）。 3.作業問題型態即每章末之教學參考資料（林顯輝，民 81）。 4.教學資源、教學設計、學習評量（熊召弟、王美芬，民 85）。 5.教學指引（黃瓊瑱，民 85）。 修改自許國忠（民 86）。 林顯輝、許國忠（民 87）綜合國內外學者之教科書評鑑研究，認為評鑑架 構以三個層級較為適當，如圖 2-2-1。 第一層級有四個向度：物理屬性、出版屬性、內容屬性及教學屬性。第二 層級是上述四個屬性的評鑑項目，在物理屬性下包括：版面設計、印製、裝訂 與紙質（熊召弟、王美芬，民 85；Collette & Chiappertta, 1989）；出版屬性包 含作者與出版者（Cain & Evans, 1984）發展過程、費用與附屬服務（熊召弟、 王美芬，民 85）；而內容屬性下有理論基礎、目標、內容、組織（熊召弟、王 美芬，民 85）、閱讀層次、圖表說明、實驗活動及手冊（Collette & Chiappertta, 1989）；至於教學屬性下有教學設計、學習評量（熊召弟、王美芬，民 85）、教 學指引（黃瓊瑱，民 85）作業問題型態、章節前後的教學參考資料（林顯輝， 民 81）。第三層級是評鑑標準，林顯輝（民 87）認為在評選教科書時，可考量
學校、教師及學生的特性來訂定合適的評鑑標準，依此標準應能評選出較適合 教學的教科書。 修改自林顯輝、許國忠（民 87）。 圖 2-2-1 一般學科教科書評鑑架構 由於第三層級的評鑑標準通常依學校、教師與學生的特性而訂定，例如： 裝訂方式、印刷排版、可讀性等都是較主觀的評鑑標準，而本研究目的不在評 鑑各「大專物理教科書」之優劣，因此在物理屬性、出版屬性與內容屬性的評 鑑是以較普遍、合適且客觀的類目來進行分析，讓本研究的讀者能了解所分析 之書本的情況，例如：裝訂方式、紙質的種類、定價與書中各物理概念的比例 等。 一 般 學 科 教 科 書 評 鑑 架 構 作者或編輯群 發行人 發展過程 附屬服務 出版屬性 印製裝訂與紙質 物理屬性 版面設計 ︻評鑑標準 ︼ 教學屬性 教學設計 學習評量 教學指引（含教具教學 媒體及補充教材） （第一層級） （第二層級） （第三層級） 理論基礎 目標 內容 組織 閱讀層次 圖表說明 實驗操作與習題 內容屬性
二、教科書內容分析之研究 教科書的設計會受到編著者的教育理念、意識型態、教學目標與教學經驗 等因素的影響，任一教科書都不可能是完善無缺的。李宗薇（民 86）指出提供 教材與相關活動是教科書的主要功能，能吸引學生一再閱讀的內容，應富含知 識與趣味，並且配合學生的先備知識，才是能提升教學成效的理想教科書。而 理想的科學教科書，在於能有效培養具有科學素養的國民（鍾聖校，民 84）。 Yager（1989）指出理想的科學教科書有五個特徵：1.擴展科學的定義。2.善加 利用並撗展學生的好奇心。3.提供適當的教學策略。4.鼓勵使用課外教材。5. 加強適合潛在團體和弱勢團體課程內容和取向。 國內有關教科書內容分析的研究為數不少，李瑞娥（民 90）研究國小社會 教科書中的性別意識形態，發現教科書一如以往的傳達女性較溫柔的特性，而 插圖人物性別的呈現，也是男性多於女性，可見女姓在教科書的刻板印象和角 色仍未受重視；葉興華（民 91）對各九年一貫課程實施後，國小各版本國語文 第一冊教科書在所選擇學習的生字、生字數量，和所提供的識字策略上均有差 異；並且在生字的選擇、各課份量、學習次序、重複度的編排等，都有許多改 善的空間。黃瓊瑱（民 85）分析我國國小自然科學教科書，發現自然課本內容 敘述有關科學知識本質的比例只有 0.084%，並且只提到科學知識是實證性的 （指引提到暫時性），習題的設計也偏重知識記憶，忽略高層次的思考問題； 陳甲辰（民 90）對國小各審定本自然科學教科書之內容分析，研究發現各版本 科學知識本質文字敘述含量並不高，每個實驗都需要學生觀察，各科學過程技 能以觀察、操作處理、記錄資料、測量所佔的比例最多。 除了國內學者的研究以外，國外也有研究教科書內容分析的學者，例如 Holliday（1991）指出目前教科書的呈現多以條列式的概念為主，缺乏對概念 性質的詳細介紹；Bartlett ＆ Morgan（1991）發展一張大學教科書選用的檢核 表，而其研究結果顯示：（1）大多數教科書被選用的依據是內容和教具。（2）
教師和學生對於一本好的教科書有相同的認定標準。（3）教師相當重視教科書 的可讀性（readability）和教具。 de Berg（1989）分析澳洲中學 14 本物理和 14 本化學教科書中有關氣體壓 力與體積的關係，研究發現：1.氣體特性的介紹流程是由質到量，由文字敘述 到代數。2.相較於量的部分，教科書明顯以最少的篇幅介紹氣體的性質。3.科 學史被教科書忽略了。4.教科書無論在數字、圖表或代數中都沒有說明氣體定 律的目的。 綜合以上國內外學者對教科書所做的研究顯示：教科書的評鑑架構有各種 不同的層級與項目；而國內外學者對教科書所進行的分析研究結果，可以作為 教科書編著者增刪修訂教科書中內容的參考，以供應教科書讀者更高品質的教 科書。
第三節 教科書中的科學史
Schecker（1992）指出在科學課程中加入科學史可以提高學生的學習動機 與興趣；Jensen ＆ Finley（1995）研究發現透過科學史的教學，對學生理解概 念有幫助；洪木利、陳和玉（民 88）研究科學史融入高中物理教學可提升學生 的學習興趣及思考能力。因此教科書中之科學史如何呈現是一項値得探討的議 題。本節將分別探討科學教科書中科學史的內容、教科書呈現科學史的優缺 點，以及教科書如何呈現科學史之相關研究。 一、科學教科書中科學史內容不受重視Rodriguez & Niaz（2002）的研究指出近來的科學教育研究都承認科學史 及科學哲學的重要性，但不論新教科書（1970~1992）或舊教科書（1929~1967）， 大多數的化學教科書都忽略科學史及科學哲學。
de Berg（1989）由分析澳洲中學的物理和化學教科書發現理化教科書忽略 了科學史，在14本化學教科書中只有6本有關歷史的敘述，且大多是非常簡短 的，而不論物理或化學教科書，都沒有任何一本使用科學史教學；陳勇志、洪 木利與林財庫（民87）分析現行國中理化教科書的科學史內容，研究發現現行 國中理化書中的力學部分，科學史所佔的比例只有2.99﹪，而且僅有的敘述也 嫌簡略，除非教師具備豐富的科學史素養能自行補充，否則科學史的多重教學 功能無法發揮由以上研究顯示，科學史在科學教科書中並沒有受到重視。 Brackenridge（1989）指出對於科學史的應用，許多教科書雖然沒有完全 忽視，但呈現方式大多是很簡略的敘述，有些教科書甚至只在第一章緒論中呈 現科學史，之後的章節就沒有再出現科學史的內容。江啟昱、陳茜茹與楊龍立 （民 89）對國小自然科教科書內容屬性作分析時，指出科學史對文化、通識理 念以及教育都具有正面價值，不應該是懸缺課程。傅麗玉（民 89）針對 1950 到 1990 年代七個地區出版的的國小自然科學教科書中科學史材料的呈現所作 的分析研究，發現不同地區的國小自然教科書普遍存在以下情形：故事內容介 紹偏重西方科學家、中國古代的科技成就沒有受到應有的重視、科學故事的主 角絕大多數是男性、對女性科學家的角色與定位有偏差、過度簡化及扭曲科學 史上的實驗、誤導教師與學童的實驗安全，以及與史實不符的故事等。 也有多數教科書對某個理論的發現是以日期和科學家名字表示。除此之 外，Souque（1987）也指出科學家常被描述成孤單的天才。這些以單純累積的 方式呈現科學史，會導致學生對科學有不正確且單純化的印象（Hodson, 1988； Millar ＆ Driver, 1987）。 許良榮、李田英（民84）指出科學史並未受到國內科學教育界的重視； Duschl（1994）提出兩個科學史不受重視的可能原因：1.在1980年代以前，對 科學史的研究不是科學教育的主流，哈佛大學1970年發展的「Physics Project」 在科學教育的地位落於數學導向的解題（如PSSC課程）之後。2.科學史及科學
哲學對於教學或學習的功能尚未明確建立，以致未能影響實際的應用（如課程 設計）。於是de Berg（1989）認為科學史教學不只需要使用科學家傳紀資料， 也要增加科學方面的比重。 由以上研究結果，研究者嘗試將科學史列入分析大專物理教科書的一個特 徵，分析各版本大專物理教科書中對科學家之描述與科學史之呈現情形。 二、科學教科書呈現科學史的優缺點 對於科學教科書呈現科學史的方式，學者專家沒有一致的看法，有學者認 為科學教科書必須且有必要增加科學史呈現的質和量；但也有學者認為教科書 呈現科學史對學生學科學有負面的影響。以下分別列舉學者專家所認為科學教 科書呈現科學史的優缺點： （一）優點 1.讓學生了解科學與社會之間的關係，縮小科學與人文之間的鴻溝： Oldroyd（1977）認為利用科學史教學能讓學生了解科學理論是持續的 在改變，因而使學生能開闊心胸接受錯誤，並且了解科學與社會之間的關 係；Matthews（1994）指出科學史可以讓教材更人性化；廖麗貞、洪振方（民 88）更指出著重科學發現或科學成就等內容的歷史次序之安排，以及視科學 知識為「科學家」在社會與文化歷程中的產品，使得科學史在通識教育上的 應用有助於科學教育與人文教育的會通。由以上的研究顯示，透過科學史教 學呈現科學發展歷程中所包含的人文因素，可以讓學生了解科學也是一種人 類文化活動的產物（Jones, 1989；林樹聲，民 90），不能脫離社會、宗教、 人群和政治而單獨發展，因此只要學生了解科學與社會之間的關係，就能縮 小科學與人文之間的鴻溝。 2.增加學生對於科學家及其工作的興趣與鑑賞：
Oldroyd（1977）認為利用適當的科學史例子可以幫助學生了解科學家 創造的過程，也可以使學生了解科學家面對問題時的思考或實驗探究的過 程，並且有助於學生領悟解決問題的方法。許良榮、李田英（民 84）指出透 過科學史解釋科學家如何得知一個科學理論，或說明某個科學理論產生的情 境，讓科學成為「發現知識」的過程。此外，科學史提供有關科學發展和科 學家的重要案例能引起學生學習科學的興趣，並且能有見習的模範或是批判 的對象（林樹聲，民 90）。 3.改善學生學習科學的態度，吸引學生投入科學的探究： 科學史可以提升學生對科學的態度（Klopfer ＆ Wastson,1957）；也可以 激發學生的學習動機（林樹聲，民90），並吸引學生投入科學的探究（Matthews, 1994）。Brush（1989）指出運用科學史在物理教學中，對於學生學習物理 的態度有顯著的改變。由上述研究顯示科學史教學能改善學生學習科學的態 度，也能引起學生投入科學探究的興趣。 4.增進學生對科學本質的認識： Garrison ＆ Lawwill（1993）認為從科學理論在當代社會文化的發展過 程中，可以讓學生了解科學理論的暫時性與不確定性；也可以從理解科學史 例的過程中認識科學本質（Matthews, 1994）。林樹聲（民90）指出透過重 要的科學史案例有助於學生理解科學本質中屬於抽象層次的部分；此外，融 入科學史教學的教學模組，確實能提升學生對科學本質的認識及增進對科學 的態度（廖麗貞、洪振方，民88；邱明富，民92）。 5.澄清學生的科學概念或迷思概念： 從科學史的發展可以看出，學生有很多的迷思概念與科學史的發展是互 相平行的（Clement, 1983）。鄭秀如、林煥祥（民87）進行科學史對高中學 生學習成就之影響研究，結果發現呈現科學史教學有助於學生的概念解題。
因此，科學教科書中呈現科學史可以幫助學生對概念的理解。 （二）缺點 1.可能折損科學家的形象或扭曲事實： Kauffman（1991）指出科學史教學可能會讓學生覺得科學家是非理性 的；Brush（1974）引用Kuhn（1962）的觀點認為科學史會讓學生產生懷疑， 因為如果由科學史指出大多數的科學家在大部分的時間只是做一些反覆性 的解題工作，這個和教科書上提到科學家具有懷疑的態度相違背，這些對於 學生而言都不是一個好榜樣；但是教科書只呈現科學史的「光明」面，又會 扭曲了事實的真相。 2.可能是偽歷史： Brush（1974）認為科學教師使用歷史教材進行教學的時候，必須是有 選擇性的，因此認為「經過選擇的科學史就是一種假的歷史。」而許良榮（民 88）認為這種說法能成立的前提有兩個：一個是引用錯誤的歷史材料，另一 個是以現在的價值標準去看歷史。綜上所述，教科書中經過篩選的科學史內 容，呈現的是片段的科學史，有可能落入偽歷史之名目。 三、科學教科書呈現科學史的策略 科學史在科學教育上具有多種的角色與功能已被許多學者所肯定，而科學 教科書對教師教學和學生學習最主要的媒介，因而科學教科書中如何呈現科學 史是一項值得關心的議題。綜合Conant（1951）、Roach & Wandersee（1995） 與Stinner ＆ Williams（1993）的研究，科學教科書呈現科學史的策略有以下 三種：
（一）以「歷史個案研究」的方式：
案研究，讓學生了解科學的進展過程，科學牽涉到什麼，以及科學如何融入社 會；因此，利用個案研究進行教學時，應聚焦在科學發展的歷程，在重要的地 方可以利用問問題的方式進行，不僅要「說什麼？」還要「問為什麼？」。 （二）以「互動式歷史小品」方式：
Roach & Wandersee（1995）指出互動式歷史小品的主要教學步驟有五項：
1. 選擇重要的、有趣的或特有的歷史單元。 2. 為了引發衝突，設計對立的雙方（binary opposities）。 3. 組織成扣人心弦的故事。 4. 確定化解由故事而引起的衝突。 5. 評量學生對該單元的相關主題及科學本質。 （三）以「故事」的方式：
Stinner & Williams（1993）指出以故事的方式呈現科學史，首先要選出重 要的中心概念，整理其歷史發展的脈絡，配合學生的認知層次解釋科學家的工 作，並發展一個敘述主要概念的故事，而主要概念的描述應根據科學史的發 展，但是故事的細節可以虛構。 四、科學史之檢核表 有關科學史在科學教學上的角色與功能，已被國內外許多學者研究與肯 定，也有學者發展科學史的檢核表，如 Leite（2002）從分析五本物理教科書 發展出一張檢示教科書中科學史呈現的檢核表。 Leite（2002）的分析科學教科書中所含歷史內容檢核表共有八個主要的分 析項目，其中歷史資訊的型式和組織包含有關科學家的史料，（如科學家生平
與人格特性），以及科學的演進（如演進的型式和成員）；呈現歷史資訊的材 料包括科學家相片、手稿和歷史實驗等；歷史資訊的相關背景有科學的、社會 的、政治的與宗教等方面；科學史的學習活動可依照活動的標準、等級與型態 三方面來分析。詳細的分析項目如下表 2-3-1： 表 2-3-1 科學教科書中歷史內容的分析清單 八個主要分析要項 分析細項 科學家生平 1.傳記資料（名字、生忌日） 2.個人的特性（喜好、人格、心情…） 3.插曲/軼事（和誰結婚、被斬首 於…） 科學家 科學家的人格 特質 1.著名/天賦（智商…） 2.生平（考試失敗、靠工作維生） 演進的型式 1.提及科學發現（提及發現或歷史想 法） 2.科學發現的描述（描述主要發現的 發生） 3.提及考慮週到的時期（二個或更多 時期/發現被提到但並不相關） 4.線性且直進的 5.真實的演化（意見之間來回擺盪、 有考慮各方意見） 歷史資訊的型式和組織 科學的演進 成員 1.個人（只有一個人從事發現工作的 科學家） 2.小組（兩個或更多知名科學家共同 為一個目標工作） 3.科學社群 呈現歷史資訊的材料 1.科學家的相片 2.機器、實驗室、設備等的照片（過去科學家用過或發現） 3.手稿或文件（科學家的手稿或譯文） 4.歷史實驗（過去科學家曾做過的實驗） 5.二手資料（不是由科學家或教科書作者提供的文件、模型或設 備的描繪） 6.教科書作者的原文（評論主題或科學家；小傳記不算本文） 7.其他（信、詩、圖畫） 歷史資訊的正確和精確性
表 2-3-1（續） 歷史資訊的相關背景 1.科學的（有關科學或數學知識獲得或缺少的歷史資料） 2.科技的（有關科技獲得或缺少的歷史資料） 3.社會的（有關當時生活條件和價值觀的歷史資料） 4.政治的（有關當時政治的歷史資料） 5.宗教的（有關當時宗教信仰的歷史資料） 歷史內容的狀態 科學教學中歷史內容的角色 1.基礎的（一定要學習的） 2.補充的（選修的，對特定學生） 歷史內容的狀態 目標人口（母群、對象） 1.所有學生（它是基礎資料） 2.資優生（作者認為它是補充資料） 3.自修的（作者認為它是選修的或把它放 在一個遠離原文的地方） 活動標準（依學習過程的 角色來分） 1.必修的（建議所有的學生使用） 2.自由（指定給自願的） 學習活動等級（依學習目 標或難易度來分） 1.標準的（沒有提到學習目標或困難處的 等級） 2.加深的（進階學習活動） 科學史的學習活動 活動類型（什麼是必須執 行的） 1.引導閱讀（包含歷史文章的問題） 2.傳記的調查（要求發現科學史的資訊並 寫一篇評論） 3.分析歷史資料（分析過去科學家獲得的 資料） 4.做歷史實驗（重做科學家做過的實驗） 5.其他（記憶的資訊） 同質性（同種類的歷史資 訊及透過章節整合的方 式） 書本內文的一致性 （對照歷史資訊） 異質性（改變歷史資訊的 種類和整合方式） 1.少量的歷史組織的篇章 2.少量的篇章有歷史組織的部分 3.有些篇章有科學史的部分 4.有些篇章的部分包括一些歷史資訊 5.篇章和/或篇章部分沒有歷史資訊 科學史書 科學史的參考書籍 有歷史資訊的科學書籍（仍不是科學史書） 譯自 Leite（2002）.
第三章 研究方法與設計
本章的主要目的在說明本研究的研究方法，全章共分為六節，依序分別為 研究方法、內容分析之架構、分析教材之選定、研究工具、研究流程與資料處 理。第一節 研究方法
本研究的目的在探討各版本的「大專物理教科書」的呈現情形，因此本研 究採用文獻分析與內容分析（content analysis）兩種方式進行教材之內容分 析研究。 一、文獻分析 研究者查閱國內外的文獻，並未發現有文獻談及相關「大專物理教科書」 的內容分析類目，因此，研究者透過閱讀、整理以及歸納與教科書分析及科學 史等相關的文獻資料，建立包含物理屬性、出版屬性與內容屬性的「大專物理 教科書」之內容分析類目。 二、內容分析 內容分析是一種以客觀的、系統的、以及量的描述的研究技術，可以用來 描述現行實際業務或條件，發現重要或有趣的若干問題等（王文科，民 89）。 內容分析法最初用在大眾傳播媒介的分析，後來被廣泛用在其他社會及行為科 學中，成為一種主要的資料分析方法（楊孝榮，民 71）。現在內容分析法已經 成為常用的教育研究方法其中之一，研究對象擴及教科書的課程材料，而教材 分析是當前課程研究的重要領域之一（黃光雄、簡茂發，民 80）。王文科（民 89）認為內容分析法用在教育研究可達成的目標如下：1.描述 現行的實際業務或條件；2.發現重要或有趣的問題或主題的關聯；3.發現教科 書或其他出版社的內容的難度；4.評鑑教材書中的偏見或意識型態；5.分析學 生作業或作品的錯誤類型；6.指認作家的文學風格、概念或信念；7.解釋可能 發生的某項結果、行動或事件的有關因素。本研究運用內容分析法的目標傾向 上述目標 2.、4.與 6.三項，藉由內容分析呈現各版本大專物理教科書中重要或 有趣的問題或主題的關聯、內容組織的形式與科學史料的缺乏或偏頗。 歐用生（民 86）提出內容分析法的研究步驟可依下列進行：1.先擬定研究 目的；2.訂定研究單位和類目；3.決定研究對象；4.考驗信度與效度；5.蒐集及 資料分析；6.撰寫研究報告。王石番（民 80）融合多數學者的觀點，認為內容 分析的研究步驟是：1.形成研究問題；2.界定母群體；3.抽取樣本；4.界定分析 單位；5.建構類目；6.建立量化系統；7.建立信度；8.內容編碼；9.分析資料； 10.解釋與推論。綜合兩位學者內容分析之研究步驟，本研究之內容分析步驟如 下：1.分析資料之選定；2.界定分析類目與分析單位；3.內容分析類目表設計； 4.內容編碼；5.建立信度與效度；6.進行分析資料；7.撰寫研究報告。
第二節 內容分析之架構
本研究的「大專物理教科書」內容分析架構共分三層，第一層包括物理屬 性、出版屬性以及內容屬性等三個屬性；第二層是各屬性之向度；第三層則是 本研究想進行分析的類目。本研究之內容分析架構圖呈現如下： 圖 3–2–1 「大專物理教科書」內容分析架構圖 印製 版面設計 紙質種類 與磅數 費用 作者或 編輯群 內容分析 一、物理屬性 二、出版屬性 1.裝訂方式 2.印製之總 頁數 3.書籍之規 格 1.封面 2.內頁 1.字體、大 小與色彩 2.圖片色彩 之安排 1.定價 發展過程 1.編著者 的學術 背景 1.出版年 三、內容屬性 科學史資訊 1.科學家人數 2.對科學家之描述 3.科學史之呈現 內容特徵 1.各物理概念所佔的比例 2.圖/表分析 3.習題類型 4.各章節前後的參考資料裝訂整齊與外表美觀的教學用書雖然能吸引學生的目光，但是提供教材 與相關活動，以達教學目標才是教學用書的主要功能，換句話說，教學用書 的內容屬性才是分析中的最重要的效標（李宗薇，民 86）。於是本研究將著 重探討各版本大專物理教科書的「內容屬性」分析，在「物理屬性」上客觀 呈現書本的規格、裝訂方式與印製之總頁數，紙質的種類與磅數則分封面與 內頁做呈現，版面設計則針對字型、字型大小與色彩之安排做探討；至於「出 版屬性」之分析，本研究針對編著者的學術背景、出版年與定價做呈現與探 討。 本研究之「內容屬性」分析，將分為內容特徵與科學史資訊等兩向度進行 分析，其中內容特徵將分析各版本「大專物理教科書」中各物理概念所佔的比 例、圖與表的呈現方式、習題的呈現方式與各章節前後參考資料的呈現情形； 在科學史資訊方面，則探討提及的科學家人數和描述方式、以及科學史的呈現 方式。
第三節 分析教材之選定
本研究於民國九十二年十月著手進行，研究分析的資料是蒐集九十二年在 市面上流通書名為「物理學、普通物理或大學物理」之國內學者著作的中文大 專用書。研究者透過五南、三民、博客來、金石堂與誠品等網路書店的查詢， 並實際到台中市五南與諾貝爾兩家全國連鎖書局架上搜尋與購買，共蒐集了 32 本（含上、下冊），共 19 套大專物理教科書。表 3–3–1 為本研究所蒐集坊間出 版的 19 套大專物理教科書的基本資料，並依照所蒐集書籍版本的出版年月之 先後順序排序；如果出版年月相同，再以出版社名稱的第一字筆劃由少到多排 定先後順序；如出版社名稱相同，則以書名筆劃由少到多排定。表 3–3–1 坊間出版之「大專物理教科書」基本資料表 原始 編號 書 名 作 者 出版社 初版年 版 本 列入 分析 確定分析 之編號 1 物理學 葉偉成 科技圖書股 份有限公司 85 85/04 初版（註一） ○ 1 2 普通物理 (上)(下) 楊淑琳…等編譯 Frederick J.Bueche David A.Jerde 著 滄海書局 87 87/03 初版 X 3 大學物理 學(四冊) 李怡嚴 東華書局 未標示 87/08 十二版 十刷 X 4 普通物理 學（上） 江丕智 五南圖書有 限公司 89 89/08 初版一刷 X 5 物理 (上)(下) 陳龍英、郭明賢 三民書局 未標示 90 修訂 二版五刷 X 6 普通物理 (上)(下) 王亞偉、楊雄生、 邵醒凌 五南圖書有 限公司 90 90/03 初版一刷 ○ 2 7 物理 林樹枝 新文京開發 出版有限公 司 未標示 91/06 初版四刷 X 8 大學物理 物理教學編輯委員 會 林樹枝主編 新文京開發 出版有限公 司 91 91/06 初版（註二） ○ 3 9 物理 (上)(下) 林樹枝 新文京開發 出版有限公 司 上 81 下 82 91/06 修訂四版 X 10 物理學 劉樹勇 中華－香港 未標示 91/07/ X 11 物理學 胡凡勳 東華書局 89 91/08 初版三刷 ○ 4 12 普通物理 孟繼洛主編 Vincent P. Coletta 原著 高立圖書有 限公司 未標示 2002/08 修訂 X
原始 編號 書 名 作 者 出版社 初版年 版 本 列入 分析 確定分析 之編號 13 物理 大專物理教學編輯 委員會主編 蔡文仁總審定 新文京開發 出版有限公 司 88 91/08 初版三刷 X 14 物理 (上)(下) 彭文希、歐文心、林 熊強 新文京開發 出版有限公 司 85 91/09 修訂新版 X 15 大學物理 (上)(下) 賴樹聲 鄂圖曼出版 社 未標示 91 六版 X 16 大學物理 (上)(下) 林水盛 新文京開發 出版有限公 司 上 88 下 89 92/01 初版五刷 92/07 初版四刷 ○ 5 17 物理 (上)(下) 許學全…等編繹 Paul G.Hewitt 原著 新文京開發 出版有限公 司 未標示 92/02 初版四刷 X 18 普通物理 (上) (下) 國立台北科技大學 光電科系物理組教 師譯 Reese 著 高立圖書有 限公司 未標示 92/06 三版二刷 X 19 物理 (上)(下) 黃崢瑜…等編譯 Halliday 著 全華圖書 公司 未標示 92/09 初版三刷 X 1.註一：86/10 初版再刷。 2.註二：93/07 初版再刷 表 3-3-1 所示的 19 套「大專物理教科書」，包含五專高職用書兩套（原始 編號 5 號與 14 號，含上下冊）共四本，由於本研究在研究大專教科書的分析 與呈現，故五專高職用書不列入分析之教材。編號 4 號因缺少下冊，至 92 年 底仍未出版，不列入分析之教材。至於編號 3 號（一套共四冊）因第三與第四 冊已絕版（研究者透過書局向出版社詢問所得結果），也不列入分析之教材。 由於本研究聚焦國內編著者編輯之大專物理教科書之呈現情形，升學考試 用書（編號 15 號）、大陸地區作者（編號 10 號）與編譯本（編號 2、12、17、 18、19 號）並不符合本研究目的，上述種類書籍在研究者蒐集分析教材時已大 致排除，僅將少數代表列於表 3-3-1 以舉例說明不列入分析的原因。
除此之外，編號 7、8、9 與 13 號書籍為同一出版社出版，經由研究者比 對，發現以編號 8 號內容最詳盡，其餘不論作者相同（如編號 7、8、9 號）， 或作者不同（如編號 13 號），均擷取自編號 8 號書中之內容編輯而成，由於內 容幾近雷同，刪去編號 7、9 與 13 號，僅分析內容詳盡的編號 8 號教材。 經篩選後，本研究選定五套不同版本的「大專物理教科書」作為分析教材， 參見表 3–3–1「列入分析」一欄有打「○」的書籍，另為了方便往後分析的呈 現，研究者將選定的分析教材重新編號，詳見表 3–3–1 中「確定分析之編號」 一欄。
第四節 研究工具
本研究之分析向度與類目是參考課程評鑑規準（黃政傑，民 84；黃瓊瑱， 民 85；熊召弟、王美芬，民 86；林顯輝、許國忠，民 87）與中華民國課程與 教學學會專題研究成果報告等國內教科書評鑑分析相關文獻，經由文獻分析並 加以歸納整理，同時請兩位具理工背景，目前在自然科學教育學系碩士班進 修，且教學年資五年以上的國小教師相互討論，經過修正而成為本研究之分析 類目，如表 3–4–1 所示。 本研究的「大專物理教科書分析類目表」包含物理屬性、出版屬性及內容 屬性等三個向度，以及各向度下的類目。出版屬性的類目包括「費用」、「編著 者的學術背景」與「出版年」；物理屬性的類目是「印製」、「紙質之種類」與 「版面設計」；而內容屬性分為「內容特徵」與「科學史資訊」，其中內容特徵 又細分成「各物理概念所佔的比例」、「圖與表的分析」、「習題呈現類型」、「各 章節前後的參考資料」；科學史資訊則細分為三項：「被提到的科學家人數」、「對 科學家之描述」與「科學史之呈現」。 為了清楚呈現分析類目，每一個類目由三碼數字表示，例如「裝訂方式」的編碼是 1.1.1、「定價」的編碼是 2.1.1、「各物理概念所佔的比例」編碼為 3.1.1； 依此類推， 3.2.3 是描述「科學史之呈現」之類目。 表 3–4–1 大專物理教科書分析類目表 一、物理屬性–– 1.1.印製 1.1.1裝訂方式 1.1.2印製之總頁數 1.1.3書本之規格 1.2.紙質種類與磅數 1.2.1封面 1.2.2內頁 1.3.版面設計 1.3.1字體大小與色彩 1.3.2圖片色彩之安排 二、出版屬性–– 2.1.費用 2.1.1 定價 2.2.作者或編輯群 2.2.1.編著者的學術背景 2.3.發展過程 2.3.1.出版年 三、內容屬性–– 3.1.內容特徵 3.1.1各物理概念所佔的比例 3.1.2圖與表 3.1.3習題呈現類型 3.1.4各章節前後的參考資料 3.2.科學史資訊 3.2.1被提及的科學家人數 3.2.2對科學家之描述方式 3.2.3科學史之呈現
第五節 研究流程
根據研究目的以及文獻探討的結果，本研究的研究流程如圖 3–5–1 所示。 圖 3-5-1 研究流程圖 撰寫研究報告 反覆修訂 建立內容分析向度與題目 進行分析教材之內容分析 擬定研究問題 確定研究主題 文獻蒐集與閱讀 進行研究教材之蒐集 初步擬定研究工具、 方法與流程 撰寫研究大綱 初步概覽分析教材 蒐集 大專物理教科書 交叉檢驗資料 三角校正 書局搜尋 網路搜尋第六節 資料處理
本研究的研究方法為內容分析法，在資料處理上為避免研究者之主觀影 響，因此將龐雜的資料透過研究者所建立之分析向度與類目予以適當的分類， 期能客觀的呈現分析結果。本研究採用內容分析法，研究的信度採用三角校 正；研究的效度則採用交叉檢驗資料。茲將本研究所進行的資料處理的方式詳 述如下： 一、分析單位 歐用生（民 86）指出常見的內容分析單位包括：字、主題、人物、項目、 時間空間單位、課、章、段、詞、句與頁等。考量本研究分析的五本「大專物 理教科書」因不同的編著者而有不同的編寫方式，本研究在物理屬性與出版屬 性是對「大專物理教科書」全書作分析，在物理屬性部分，「紙質磅數」以「磅」 為單位，而「字體大小」是以「點」為單位；在出版屬性部分，「總頁數」是 以「頁」為單位，而「定價」是以新台幣「元」為分析單位；而內容屬性中的 「內容特徵」部分，「不同物理概念類別之頁數分析」是以「頁」與佔「內文 總頁數」之百分比為分析單位，進行質的描述與量的計算。在「圖表分析」中， 圖是以「幅」為單位，而「表」是以「個」為分析單位。 「科學史資訊」是對全書所提到的科學家進行分析，統計科學家出現的人 數，以及編著者對科學家的描述情形；本研究指的「科學家」是書中可明確辨 識為人名的才列入計算，換句話說，單位（例如：安培）、定律（例如：虎克 定理）、效應（例如：都卜勒效應）、方程式（例如：白努利方程式）等均不是 本研究認定的科學家。 在「科學史資訊」的分析單位方面，「受重視之科學家的描述特徵」是以 「項」與「套」為分析單位；而「對於科學家的描述特徵」是以「則」與佔「內 文總頁數」之百分比為分析單位。二、研究的信度與效度 本研究是由三位分析者進行三角校正（trianglation），透過交叉檢驗，以提 高研究結果的信度與效度。 （一）研究的效度（validity） 本研究的分析向度與類目是參考多數教科書分析之相關研究所整理而 成，物理屬性與出版屬性都採用明顯且客觀的類目作分析，例如：紙質種類、 頁數、字體大小與定價等，故這部分不做效度考驗；而內容屬性方面是研究者 初步閱讀分析資料所擬定，並與兩位具理工背景，目前在自然科學教育學系碩 士班進修，且教學年資五年以上的國小教師相互討論，經過修正而成為本研究 之分析類目。 （二）研究的信度（reliability） 本研究採用的研究方法是內容分析法，其中物理屬性與出版屬性的分析類 目屬於客觀的分析類目（例如：頁數、紙質、定價……），而內容屬性方面是 研究者初步閱讀分析資料所擬定，研究者以謹慎的態度進行資料分析與呈現結 果，並請兩位具理工背景，目前在自然科學教育學系碩士班進修，且教學年資 五年以上的國小教師進行三角校正，以提高研究分析結果的可靠性。
第 四 章 研 究 結 果 與 討 論
本章將呈現本研究所分析之大專物理教科書的物理屬性、出版屬性與內容屬 性，其中內容屬性為本研究之重點，主要針對各版本大專物理教科書的內容特徵 與科學史資訊的呈現情形。因此，本章共分為四節，依序分別針對「物理屬性與 出版屬性」、「內容特徵」與「科學史資訊」等進行分析結果之陳述，最後依據 研究結果進行綜合討論。第一節 「物理屬性與出版屬性」之分析
本節將針對大專物理教科書之物理屬性與出版屬性進行分析與探討，其中物 理屬性包括：印製、紙質與版面設計等三個分析類目；出版屬性則針對費用、編 著者的學術背景與出版年做分析。以下分別依各分析類目描述大專物理教科書之 呈現情形。 一、物理屬性 本研究針對各大專物理教科書在物理屬性所做的分析包括：印製、紙質與版 面設計，分析結果整理如下： （一）印製 本研究分別對各大專物理教科書的書籍印製情形進行分析，並將分析結果整 理如表 4-1-1 所示。 1.裝訂方式 本研究所分析的大專物理教科書之封面均以平裝方式裝訂，沒有任何一套以 精裝方式裝訂，這種裝訂方式既經濟又實惠，分析結果顯示各出版社是以讀者實 用性為考量來印製大專物理教科書。在內文裝訂方面，編號 3 號與 5 號等兩套同一出版社之大專物理教科書是以 常見的膠裝方式裝訂；而編號 1 號、2 號與 4 號等三套大專物理教科書是以先穿 線綑成冊後再上膠的線膠裝方式裝訂，這種裝訂方式較牢固，即使因翻摺書籍造 成脫膠，也不會出現像膠裝書脫膠時紙張散落的情形。研究結果顯示：本研究之 大專物理教科書多以裝訂較牢固的線膠裝方式裝訂內文。 表 4-1-1 物理屬性分析：印製 印 製 書籍 編號 封面裝訂 內文裝訂 總頁數 規格大小（cm） （開數） 1 平裝 線膠裝 592 頁 22.8×16.7×2.5 18 開 2 平裝 線膠裝 516 頁 上冊 25.9×18.8×1.6 下冊 25.6×18.8×1.4 16 開 3 平裝 膠裝 708 頁 23.0×17.0×3.2 18 開 4 平裝 線膠裝 338 頁 26.0×19.0×1.9 16 開 5 平裝 膠裝 906 頁 上冊 26.0×19.0×2.3 下冊 26.2×19.0×2.0 16 開 2.印製之總頁數 關於印製總頁數的計算，研究者是以各大專物理教科書內文所標示的最終頁 碼為準，其中編號 4 號大專物理教科書之總頁數為 338 頁，是五套中總頁數最少 的一套；而編號 1 號與 2 號等兩套大專物理教科書之總頁數分別為 592 頁與 516 頁；編號 3 號大專物理教科書之總頁數為 708 頁；此外，值得注意的是編號 5 號 大專物理教科書之總頁數多達 906 頁。由上述分析可發現本研究所分析的大專物 理教科書之總頁數介於 338～906 頁之間，頁數最多與頁數最少的相差近三倍， 顯示此五套大專物理教科書的總頁數差異頗大。 3.書籍之規格
在書籍之印製規格方面，規格最小的為編號 1 號，其長度為 22.8 公分、寬度 為 16.7 公分；其餘四套大專物理教科書的長度皆介於 23～26 公分之間、寛則介 於 17～19 公分之間。研究者電話訪問南投縣南興印刷廠（化名），整理出開數 與公制長寬（公分）的對照表（如表 4-1-2 所示）。由於印刷廠在裝訂書籍前會 裁切書籍的邊緣，但不同廠商裁切的寛度並不相同，且研究者量測時也有誤差， 所以同開數的書籍在研究者量測的公制單位（公分）上仍會有些微的差異。換算 結果顯示五套大專物理教科書中有三套為 16 開（編號 2 號、4 號與 5 號），其餘 兩本為 18 開（編號 1 號與 3 號）。分析結果顯示本研究所分析的大專物理教科 書之規格大小差異不大。 五套大專物理教科書的書籍厚度介於 1.9～4.3 公分之間，其中以編號 4 號大 專物理教科書最薄，厚度只有 1.9 公分；編號 1 號、2 號與 3 號等三套大專物理 教科書的厚度則介於 2.5～3.2 公分之間；而最厚的一套是編號 5 號的大專物理教 科書，厚達 4.3 公分。研究結果顯示本研究所分析之五套大專物理教科書除編號 4 號最薄、5 號最厚外，其餘三套的厚度差異並不大。 表 4-1-2 開數與公分對照表 （二）紙質種類與磅數 本研究分別針對封面及內頁之紙質種類與磅數進行分析，分析的結果如表 4-1-3 所示。 1.封面 由表 4-1-3 的分析結果顯示：大專物理教科書的封面紙質有一套採用特銅紙 規格 長×寬（cm） 四開 52.0×38.0 八開 38.0×26.0 十六開 26.0×19.0 十八開 25.5×17.5
（編號 1 號）；另一套採用雙銅紙（編號 4 號），其餘 3 套的封面均採用普遍且 常見的銅板紙。在磅數方面，只有編號 1 號的大專物理教科書為 250 磅，其餘 4 套大專物理教科書均為 200 磅。除了紙質與磅數以外，封面的其他特徵還有：五 套大專物理教科書的封面上都有加上一層保護膜，除了編號 1 號是霧面以外，其 餘四套均為光面。此外，有兩套大專物理教科書的封面有摺頁（編號 2 號與 4 號）， 其中編號 4 號大專物理教科書的封面摺頁上有編著者的照片和學經歷。 表 4-1-3 物理屬性分析：紙質種類與磅數 封 面 紙 質 內 頁 紙 質 書籍 編號 種類 磅數 其他 種類 磅數 其他 1 特銅紙 250 磅 ＋霧膜 道林紙 50 磅 淺米色 2 銅板紙 200 磅 ＋亮膜＋摺頁 道林紙 70 磅 米色 3 銅板紙 200 磅 ＋亮膜 道林紙 70 磅 象牙色 4 雙銅紙 200 磅 ＋亮膜＋摺頁 道林紙 80 磅 淺米色 5 銅板紙 200 磅 ＋亮膜 道林紙 70 磅 上冊象牙色 下冊雪白色 2.內頁 由表 4-1-3 可知：本研究所分析之大專物理教科書使用的內頁紙質一致，均 為道林紙，其中有一套大專物理教科書（編號 2 號）使用米色道林紙；兩套（編 號 1 號與 4 號）採用淺米色道林紙；還有一套（編號 3 號）採用象牙色道林紙， 值得注意的是，編號 5 號大專物理教科書分上、下兩冊，但兩冊並未使用同色的 道林紙，上冊為象牙色道林紙，而下冊則為雪白色道林紙。在視覺方面，本研究 之大專物理教科書均採用道林紙，表面較銅版紙粗糙，不會反光。 在內頁磅數方面，本研究所分析大專物理教科書之內頁所使用的磅數介於 50
～80 磅之間，其中只有一套（編號 1 號）為 50 磅；另一套（編號 4 號）為 80 磅； 其餘三套（編號 2 號、3 號與 5 號）均採用 70 磅的紙，為數最多。五套大專物理 教科書皆為雙面印刷，但 50 磅（編號 2 號）的紙質較薄，在雙面印刷後會相互 透視另一面的內容，影響閱讀之舒適性。 （三）版面設計 本研究在物理屬性之版面設計分析項目包括：主要內文文字之字體、大小與 色彩，圖片色彩之安排，分析結果如表 4-1-4 所示。 表 4-1-4 物理屬性分析：版面設計 主 要 內 文 文 字 書籍 編號 字 體 大 小 文 字 色 彩 備 註 圖 片 色 彩 1 細明體 10 點 全為黑色文字，章節標題以 粗體黑字表示 全為黑白圖片 2 細明體 10 點 全為黑色文字，章節標題及 重點以粗體黑字表示 圖 表 標 題 以 標 楷體 11 點表示 全為黑白圖片 3 細明體 10 點 全為黑色文字，章節標題及 重點以粗體黑字表示 圖 表 標 題 以 標 楷體 11 點表示 全為黑白圖片 4 細明體 12 點 全為黑色文字，章節標題及 重點以粗體黑字表示 小 標 題 以 標 楷 體 12 點表示 全為黑白圖片 5 細明體 11 點 全為黑色文字，章節標題及 重點以粗體黑字表示 全為黑白圖片 1.文字字體、大小與色彩 本研究發現五套大專物理教科書的字體均為細明體，文字大小共有 10 點、 11 點與 12 點三種，其中編號 1 號、2 號與 3 號大專物理教科書的文字大小為 10 點，是五套中最小的字體；編號 5 號為 11 點居中；編號 4 號大專物理教科書之 文字大小為 12 點最大。在文字色彩方面，主要內文全為黑色文字。在章節標題 呈現方面，五套大專物理教科書均以黑色文字配合粗體來呈現；而內文重點標示 方面，除了編號 1 號大專物理教科書未將重點與非重點的文字作不同標示以外， 其餘四套大專物理教科書均以粗體黑字標示，使重點在整體版面中更顯而易見。
2.圖片色彩之安排 在圖片色彩安排方面，本研究分析之五套大專物理教科書除了封面採用彩色 印刷以外，沒有任何一套的內文有彩色圖片，全都是黑白圖片。 二、出版屬性 本研究在出版屬性分析的項目包括：書籍的定價、編著者的學術背景與書籍 的初版年，五套大專物理教科書的定價如表 4-1-5 所示。 （一）定價 表 4-1-5 出版屬性分析：定價 書籍編號 1 2 3 4 5 定價 480 元 710 元 580 元 350 元 1000 元 總頁數 592 頁 516 頁 708 頁 338 頁 906 頁 每頁價格 0.81 元 1.38 元 0.82 元 1.04 元 1.10 元 基本定價 - 14.2 元 12.89 元 - 11.12（註） 倍 率 - 50 45 - 45（註） 註：上冊無標示，係以下冊標示之定價與基本定價計算其倍率。 由表 4-1-5，五套書的定價介於 350~1000 元之間，定價最貴的與最便宜的差 距接近 3 倍，顯示五套大專物理教科書的定價差距頗大。比對定價與頁數之間的 關聯，將每套書之定價除以總頁數，得知每套大專物理教科書之每頁價格介於 0.81 ～1.38 元，舉例來說，編號 1 號大專物理教科書總頁數為 592 頁，並非五套書中 頁數最少的，但每頁價格卻是最便宜的 0.81 元；而頁數不是五套書中最多的編號 2 號大專物理教科書，每頁價格卻是 1.38 元，為五套中最貴的。研究發現定價與 頁數並沒有成正比的關係，顯示定價並非只依頁數多少來決定。 除此之外，研究者發現編號 2 號與 3 號等兩套大專物理教科書及編號 5 號之 下冊（值得特別注意的是：上冊並無標示基本定價，而是標示定價。）在版權頁 有標示基本定價（如表 4-1-5 之基本定價）。從書局在書籍的封底貼的價格標籤
