以概念圖探討八年級自然與生活科技教科書版本在輔助閱讀理解上的差異

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(1)國立屏東大學科普傳播學系數理教育碩士班碩士論文 Department of Science Communication National Pingtung University Master’s Thesis. 以概念圖探討八年級自然與生活科技教科書版本在輔助閱讀理解上的差異 Concept Map Study on the Version Differences in Supporting Reading Comprehension of 8th Grade Science Textbook. 指導教授：郭碧祝博士 Advisor: Dr. PI-CHU KUO 研究生：陳輝雲撰 Student: HUI-YUN CHEN. 中. 華. 民國. 一. 百. 零. July , 2017. 六年. 七. 月.

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(3) 摘要本研究針對兩種版本的國中自然與生活科技教科書，以八年級下學期的「有機化合物」單元來探討這兩種版本對於學生以閱讀教科書的方式來學習的助益。研究參與者包括尚未學習過「有機化合物」單元的七年級生、已經學習過此單元的八年級生，以及超過十年未接觸此單元內容的成人各 8 名，共計 24 人。研究採拉丁方格設計，隨機選取各組 4 人先閱讀「國編版」再閱讀「民間版」，另外 4 人則閱讀順序相反。研究參與者的閱讀理解以概念圖的方式呈現，請受測者在閱讀教科書之前先以概念圖的方式畫出自己對於「有機化合物」的認知(閱讀前概念圖 C0)，再分別閱讀教科書中「有機化合物」課文內容後畫出第一次閱讀後的概念圖(C1)，接下來換另一個版本並畫出第二次閱讀後概念圖 (C2)。另外，為進一步了解受測者概念理解之外的感受，也同時針對各概念圖的內容與教科書編排等方面對受測者進行訪談與問卷填寫。資料分析是依據學者 Novak ＆ Gowin (1984)的概念圖評分準則(關係 1 分、階層 5 分、舉例 1 分、交叉聯結 10 分)分別對每張概念圖進行計分。另外，也將概念圖的內容分為「定義」、「歷史」、「分類」與「組成」來進一步分析閱讀理解的改變。以概念圖評分準則進行變異數分析的結果顯示，兩種版本的閱讀順序對於閱讀理解有顯著差異，先閱讀「國編版」再閱讀「民間版」，可以達到較好的閱讀理解。而在只閱讀一種版本的情況下，「民間版」的閱讀理解效果比「國編版」在概念圖的得分上更具顯著優勢。當進一步分析概念圖的內容時可以發現，「國編版」在「定義」、「歷史」、「分類」的部分較佳，而「民間版」則因為有大量的舉例來輔助，因此更有助於「組成」部分的理解。此外，根據訪談與問卷資料的內容分析，顯示出「民間版」在內容上著重科學的探究與實作，也涵蓋豐富的舉例，較能幫助學生將課本內容跟日常生活做連結，達到更深刻的學習成效。綜上所述可知，「國編版」所提供的基本知識架構可幫助讀者具備整體概念，而「民間版」所提供的生活化實例則有助於讀者進一步釐清概念。關鍵字:自然與生活科技教科書、概念圖、有機化合物. I.

(4) Abstract This study aims at “organic compounds” in two versions of science textbook which is taught in the second semester of eighth grade, to explore the effect of science textbooks in supporting students’ learning by reading. The research participants included 8 seventh graders who have not learned the unit, 8 eighth graders who have learned the unit, and 8 adults who have not studied the unit for more than 10 years, 24 participants in total. Latin square design is used in this study. Four persons from each group were randomly selected to read A version first and then read B version. The other four persons were asked to read B version first and followed by A version. The participants’ reading comprehensions were revealed by their concept maps drew after each reading. Before first reading, each participant was asked to draw a concept map based on his/her understanding of “organic compounds” (pre-reading concept map C0). After first reading, the first post-reading concept map (C1) was collected. Next, the second post-reading concept map (C2) was collected after the second reading. In addition, interviews and surveys were used to obtain deeper understanding about what the participants thought while drawing the concept maps and editing of the textbooks. Calculation of concept map points was conducted according to Novak & Gowin’s (1984) concept map scoring system (Proposition: 1 pt, Hierarchy: 5 pts, Examples: 1 pt, Cross Links: 10 pts). The content of concept map was categorized into “definitions”, “history”, “categories” and “composition” in order to conduct a more in-depth analysis of the changes in the reading comprehension. The results of analysis of variance indicated that the order of reading has significant difference. Reading A version first followed by B version obtain better understanding. As for single reading, B version textbook readers got significantly more concept mapping scores than A version readers. Upon further analysis in the contents of concept maps, results show that A version readers performed better in “definitions”, “history” and “categories”; while B version readers obtained more in “composition” because of plenty authentic examples in the textbook. Additionally, according to interviews and surveys, participants pointed out that B version emphasized more on scientific inquiry and practice with large amount of examples that help readers easily connect the content in II.

(5) the textbook to everyday life, and benefit for more in-depth learning. From the above, it is concluded that A version textbook which provides basic knowledge can help readers in obtaining overall understanding, while the real-life examples provided in B version textbook can help readers to shape the concepts more clearly. Keywords: Science Textbook, Concept Map, Organic Compounds. III.

(6) 目次摘要 ............................................................. I ABSTRACT ........................................................ II 目次 ............................................................ IV 表次 ............................................................ VI 圖次 ........................................................... VII 第一章. 緒論 .................................................... 1. 第一節. 研究背景與動機 ........................................... 1. 第二節. 研究問題與目的 ........................................... 5. 第三節. 待答問題 ................................................. 5. 第四節. 名詞釋義 ................................................. 5. 第五節. 研究範圍與限制 ........................................... 7. 第二章. 文獻探討 ................................................ 9. 第一節. 教科書功能、美國科教演進與台灣的現況 ..................... 9. 第二節. 教科書分析的相關探討 .................................... 29. 第三節. 有機化合物的相關探討 .................................... 37. 第四節. 概念圖與閱讀理解 ........................................ 43. 第三章. 研究方法 ............................................... 51. 第一節. 研究架構與設計 .......................................... 51. 第二節. 資料蒐集 ................................................ 54 IV.

(7) 第三節第四章. 資料分析 ................................................ 56 研究結果與討論 ......................................... 61. 第一節. 量化分析與概念圖得分比較 ................................ 61. 第二節. 概念圖的質性分析 ........................................ 70. 第三節. 問卷填寫與錄音資料分析 .................................. 89. 第五章. 結論與建議 ............................................. 97. 第一節. 研究成果與結論 .......................................... 97. 第二節. 對未來教學與研究的建議 ................................. 100. 參考文獻 ....................................................... 103 一、中文部分 ................................................... 103 二、英文部分 ................................................... 106 附錄一: 七年級組先國編版後民間版概念圖 12 張 ..................... 108 附錄二: 七年級組先民間版後國編版概念圖 12 張 ..................... 114 附錄三: 八年級組先國編版後民間版概念圖 12 張 ..................... 120 附錄四: 八年級組先民間版後國編版概念圖 12 張 ..................... 127 附錄五: 成人家長組先國編版後民間版概念圖 12 張 ................... 134 附錄六: 成人家長組先民間版後國編版概念圖 12 張 ................... 140 附錄七: 專家概念圖 ............................................. 146. V.

(8) 表次. 表 3-1-1 拉丁方格實驗順序 ................................ 53 表 4-1-1 變異數分析結果摘要表 ............................ 62 表 4-3-1 問卷題目表 ...................................... 89 表 4-3-2 問卷與錄音資料彙整表一 .......................... 91 表 4-3-3 問卷與錄音資料彙整表二 .......................... 92 表 4-3-4 問卷與錄音資料彙整表三 .......................... 92 表 4-3-5 問卷與錄音資料彙整表四 .......................... 93. VI.

(9) 圖次. 圖 2-1-1 國編版「認識有機化合物」內容實例 ................ 16 圖 2-1-2 民間版「認識有機化合物」內容實例 ................ 17 圖 2-1-3 國編版以「更上一層樓盡」為標題來進一步補充說明 .. 19 圖 2-1-4 國編版用平易的陳述，幫助學生連結「前、後」 ...... 20 圖 2-1-5 國編版對實驗強調安全性(黃色橢圓圈起處) .......... 21 圖 2-1-6 民間版「本節將學到」的簡短內容(紅色橢圓處) ...... 22 圖 2-1-7 民間版以「小視窗」為標題做補充 .................. 22 圖 2-1-8 民間版「Warm Up」的設計符合探究式學習精神 ....... 23 圖 2-1-9 民間版使用與生活貼近的舉例與圖片加深學習印象 .... 24 圖 2-3-1 專家概念圖 ...................................... 40 圖 3-1-1 研究流程圖 ...................................... 52 圖 3-1-2 拉丁方格計算方式 ................................ 54 圖 3-3-1 概念圖計分標準 .................................. 58 圖 4-1-1 不同組別三階段概念圖得分表 ...................... 65 圖 4-1-2 各組別之不同版本淨總分表 ........................ 66 圖 4-1-3 不同版本之淨總分 ................................ 67 圖 4-1-4 不同版本之淨分項得分 ............................ 68 圖 4-1-5 男、女生不同版本淨得分 .......................... 69 圖 4-1-6 三次閱讀過程 C0、C1、C2 之概念圖得分 ............. 70 圖 4-2-1 七年級「先國編版再民間版」之正確概念分布圖 ...... 73 圖 4-2-2 七年級「先民間版再國編版」之正確概念分布圖 ...... 74 VII.

(10) 圖 4-2-3 八年級「先國編版再民間版」之正確概念分布圖 ...... 75 圖 4-2-4 八年級「先民間版再國編版」之正確概念分布圖 ...... 76 圖 4-2-5 成人組「先國編版再民間版」之正確概念分布圖 ...... 77 圖 4-2-6 成人組「先民間版再國編版」之正確概念分布圖 ...... 78 圖 4-2-7 七年級「先國編版再民間版」之錯誤概念分布圖 ...... 83 圖 4-2-8 七年級「先民間版再國編版」之錯誤概念分布圖 ...... 84 圖 4-2-9 八年級「先國編版再民間版」之錯誤概念分布圖 ...... 85 圖 4-2-10 八年級「先民間版再國編版」之錯誤概念分布圖 ..... 86 圖 4-2-11 成人組「先國編版再民間版」之錯誤概念分布圖 ..... 87 圖 4-2-12 成人組「先民間版再國編版」之錯誤概念分布圖 ..... 88. VIII.

(11) 第一章. 緒論. 第一節研究背景與動機教科書是達成教學目標的主要工具，也是學生獲得知識的重要來源。教科書在學校的教育環境裡，始終扮演著舉足輕重、不可或缺的角色。根據統計，在美國有90%以上的老師，在他們 90%的教學時間中，都會運用教科書來實施教學 (Yeager,1992) 。聯合國教育科學文化組織（ United Nations Educational, Scientific and Cultural Organization, UNESCO）向來也都致力於推動國際教科書的研究工作，曾經多次召集國際性的教科書研討會、以及多國教科書修訂諮詢會議，主張教科書的研究與改善可以增進國際理解，促進世界和平。在台灣，政府與民間也都對教科書編定的良窳極為重視，在教育部「國民中小學九年一貫課程總綱」（教育部，2004）的基本理念裡，就特別重視教科書教材的設計、課程理念的展現、整體內容的完備、論述的流暢、條理與正確性，甚至要求版面編排、印刷的精美，所以近年來在改進教科書的品質方面都獲致相當的成果。在傳統觀點裡，教科書被視為教師在教學上的重要參考依據，學生也是從閱讀教科書的過程中去獲得所要學習的內容。教科書是學校指定之官方讀本，它是根據學校課程進度編寫，其公信力具有一定的權威。教科書不僅能幫助教師們有效教學，學生也能透過對教科書的閱讀，獲得最正確的學習內容。因此，如果老師、學生、與教科書三者之間能夠相輔相成，相信可以創造出最大的學習效果。台灣的教科書歷經若干個演進過程，自 1947 年政府遷台以來，因為政治上實施戒嚴統治，因此在教育政策上也是採取中央集權的國家主義，這使得當時的各項教育制度、課程內容皆以統一管制為原則。直到 1968 年，政府為配合著九年國民教育的實施，教育部遂規定國民中小學教科書一律開始由國立編譯館統一編輯與發行，這是台灣教科書演進過程中所謂的「統編制」時期。. 1.

(12) 而自 1987 年政府宣布解除戒嚴後，隨著社會結構的轉型，社會各界要求教科書開放的聲浪逐漸升高，民間教育改革團體更開始對既有的統編制教科書政策提出強烈批判，這使得教育部開始著手以逐年分段分科的方式，對各級小學的教科書改採取審定制。之後又隨著 2002 年九年一貫學制的全面實施，台灣各級中、小學的教科書開始全面進入審定制，亦即所謂「一綱多本」時代的正式來臨。而截至目前為止，台灣各級中、小學校的教科書都是開放由各大出版社按照基本課綱來編輯，再經由教育部審定通過後出版發行(國民小學及國民中學教科圖書審定辦法。教育部，2012)。在台灣，教科書的開放有其時代背景，主要目的是為了要解決統編本的缺失，目前世界各自由民主國家教科書的使用都採取開放制度（認可制、審定制與自由制三種），故我國教科書的開放係順應世界潮流與民主發展。教育部採取教科書開放之政策，除係依《國民教育法》第 8 條之 2 規定執行外，主要是考量到一綱多本的多元化性質能夠符合教師專業自主、適合學生程度、符應學校教育目標、配合地區特性等實質要素，且一綱多本係當今大多數國家所採行之教科書政策，其除了能符應學生特質、社會價值和學科知識的改變外，在教育的過程中也確實能夠發揮提供適性學習、兼顧多元成長的功能，培養出可以靈活思考、具有創造力的國民。採取一綱多本的精義也在於破除對單一版本教科書功能的完全依賴，用多元的學習內容和方法，豐富學生的思考和創意，以因應劇烈的社會變化(中華民國第七次教育年鑑，2012)。就教科書的改革開放而言，台灣各級中、小學校現行的民間版本可說百花齊放，在內容編排上都非常豐富。以國中自然與生活科技教科書來說，三家民間主要出版商(南一、翰林與康軒)為了因應激烈的市場競爭，都無不在內容與編排上費盡心思，藉以吸引廣大的讀者，同時也另外發行各式各樣的參考書以及琳瑯滿目的教具，期望擴展教科書周邊的龐大商機。然而，如果仔細觀察目前一綱多本的教科書普遍之使用情況時，也會發現許多問題值得我們探究。首先，在一綱多本制度實施後，琳瑯滿目的教科書並沒有給教師帶來專業自主的喜悅，反而是為教師增加了選擇的麻煩和難題，一切都顯得很不習慣(歐用生，2008)。再者是教材銜接困難上的問題，由於九年一貫教科書雖然是依照教育部公佈的課綱來編寫，各家版本的編寫者卻仍然難免會從本身的角度去各 2.

(13) 自解讀教育部課綱的內涵，如此一來使得所設計出來的教材不但在內容上無法貼近閱讀者的需求，甚至連章節順序上也出現不同，造成日後各校在更換版本時，容易出現課程不能銜接的問題(周淑卿，2008)，這同時也是大部分因故需要轉學的學生時常會遭遇到的困擾。舉例來說，現行的九年一貫自然與生活科技教科書中，有的版本(康軒版)是在 8 年級上學期講完元素表後，就帶入化學反應式，也介紹到化學式的係數平衡；但有些版本(南一版)是要到了 8 年級下學期講完質量守恆定律後，才正式導入化學式，然後接著馬上又觸及 mole 的計算…，凡此種種差異，在教育現場的教與學當中，經常讓教師跟學生產生莫衷一是的感覺。最後，現在的教科書也面臨價格上漲的問題，這是由於民間出版社的出版成本高過以前國編版時期由正中書局統一大量發行的成本(國家教育研究院教科書發展中心統計資料)，所以使得目前教科書的價格始終居高不下，造成一綱多本政策被指控為增加家長經濟負擔和兒童課業壓力的元兇(歐用生， 2008)。這種現象，當然是會對原本身處城鄉差距，學習資源受限的學童造成相當衝擊。偏鄉的學童是屬於在經濟、社會上相對弱勢的孩子，學者吳正牧(1994) 曾認為，在教師素質不齊、學習資源不足的現實下，教科書能確保學習的基本品質；在社區文化差異，城鄉差距事實存在的大環境下，它也保障了不同地區、不同階層學童教育機會的平等(吳正牧，1994)。所以如果能有一本編寫完善，讓大多數學童足以應付學校功課，得到最佳理解，同時又不致造成經濟上太大負擔的教科書，真的非常重要。另外，教科書是官方普及化的教材，所以在內容上應該以讓最多人看得懂為原則，教科書所要提供的閱讀對象，也應該不只是針對學校裡的老師跟學生而已，舉例來說，現在若有對教育熱心的家長們，如果能讓他們在自行閱讀、且能讀懂教科書內容之後，他們就可以幫助在學中的子女解答課業上的問題，如此一來不但能夠裨益學習，同時也助長了親子之間的溝通。學者莊梅枝(2003) 就曾提出，教科書是家長與子女相互了解、溝通的管道，家長配合教育理念，透過教科書和老師共同關心子女的成長和發展(莊梅枝，2003) 。在瞭解了以上教科書的重要性與台灣近年來教科書發展與演進所衍生之問題後，不禁讓人回想起台灣在 90 年代開放教科書給民間書局編輯出版之前的情況。當時全國中小學的教科書都是由國立台灣編譯館主編，再交由正中書局負責發行，由於是全國統一發 3.

(14) 行，編印數量龐大的結果就大大壓低了發行成本，使得當時每位學生都有價廉的課本可以使用，這若跟現在由民間出版社動輒數百元的課本來比較，真是不可同日而語。當然這些都直接加重了家長的負擔，甚至衝擊了為數不少偏鄉經濟弱勢學童的學習機會，因為他們可能會在買完價格昂貴的課本之後，就已經沒有餘力再去做其他的學習，這無疑也剝奪了他們的學習成長空間。除此之外，以往開放前的國立編譯館教科書具有全國統一性，這使得在台灣各角落，無論在哪一個學校裡，學生甚至老師們都能習慣使用它，利用它來輔助學習，若是反觀民間版本，會發現確實是存在著若干難以適應的問題(歐用生，2008)。綜合以上種種敘述，讓人越加思考在台灣教科書的改革過程中，鬆綁的是教育政策，促成的是多元理念以及出版商機; 然而，對於每日依賴教科書甚深的眾多學生以及老師們來說，教材的改變是否真正提升了他們的學習或教學成效? 開放後的民間版本是由專科學者專家編輯後審定通過發行，那這與也是循著相同程序出版、傳統色彩比較濃厚的國編版對學生的學習幫助會有何不同呢? 因著對以上種種問題的好奇，遂促使了本研究欲從實際使用者的角度，來探討不同版本教科書提供閱讀理解之差異的動機。本研究選定現行的九年一貫自然與生活科技教科書的兩種版本，分別是由民間南一出版公司發行的「民間版」與由國立教育研究院編譯發展中心出版的「國編版」，透過使用者(七年級、八年級的學生各 8 名，以及成人 8 名)實際閱讀其中八年級下學期「有機化合物」單元後所繪製的概念圖，配合對閱讀者所做的問卷與訪談，來探究兩種版本對閱讀者所帶來的閱讀理解情形。本研究經由對實際閱讀者所繪製的概念圖之量化分析與質性探討結果，發現兩種不同的自然教科書版本，對於幫助「有機化合物」單元的閱讀理解方面存在著若干差異，其中的「國編版」對基本定義與「有機化合物」組成的架構上比較連貫易懂，而「民間版」則是內容舉例詳實，比較貼近日常生活的應用。而且對不同讀者來說，「民間版」比較迎合學生讀者的概念吸收，「國編版」則是對成人讀者產生較佳的閱讀理解。另外，研究結果也顯示，如果提供閱讀者同時閱讀兩種版本的機會，則在閱讀順序上應該採取先閱讀「國編版」再閱讀「民間版」的方式，如此可以獲得較好的整體概念理解。本研究的研究結果，可以提供教科書相關編輯人士的編寫參考，也期待對教學現場的老師及學生的教與學有所裨益。. 4.

(15) 第二節. 研究問題與目的. 本研究的目的是要從閱讀者的角度來探究現行的民間版(南一版)與國編版 (國立教育研究院版)的自然與生活科技教科書，對輔助閱讀者閱讀理解的整體效果。透過由閱讀者繪製概念圖的方式，運用準實驗研究多因子變異數分析之拉丁方格設計，欲從使用者的角度，來探究兩種版本對幫助學習者閱讀理解程度的差異，分析閱讀者看不懂、不理解的原因，並發掘可能存在的問題，分析解決之道。. 第三節. 待答問題. 一、兩種版本教科書在輔助閱讀理解上有何差異? 二、兩種版本教科書對不同背景的學習者在閱讀理解上有何不同? 三、從使用者的觀點，兩種不同版本間各存在那些優勢?. 第四節. 名詞釋義. 自然與生活科技教科書( Science Textbook ): 所謂教科書，藍順德（2003）認為狹義的教科書是指專門為學校教學所出版的書籍，大多按照學校、學科等類別編製；而廣義而言，教科書也包括以書本為形式的其他教學媒介，如教師自編教材、地圖、歷史原始資料、各類參考書籍，以及影音多媒體教材…等。教科書是教師教學活動的主要依據，也是學生獲得知識的主要來源，在關於教科書的功能方面，林寶山（1988）認為教科書在學校教育上扮演著相當重要且必要的角色，且幾乎支配著學校的教學活動，成為最主要的教學資源。在本研究中，著重的是教科書能提供給使用者閱讀理解的整體效果，所以是採取上述狹義的教科書定義。在台灣，早期有關自然科學的教科書，在國小是統稱為自然，到了國中階 5.

(16) 段開始分科為生物、物理與化學。然而，受國際科學教育思潮的影響，體認到科學與技術的發展對人類生活的影響，如何透過學習使學生能善用各種科學與技術去便利現在和未來的生活變成相當重要。於是，教育部於民國 90 年代實施九年一貫課程時，開始將國民中、小學的自然科學教科書統合稱為「自然與生活科技」，其中的內容涵蓋生物、化學、物理、地球科學以及人類的工藝、科技活動，希望可以將自然、科學與技術三者一脈相連，達到前後貫通的學習效果。. 概念圖（Concept Map）: 概念圖是呈現概念間關係的圖解（diagram）。在概念圖中，由方形及標籤表示概念，如「狗」和「動物」等等。概念之間的關係則以含有連接詞的箭頭線段連結，箭頭的方向表示往下發展的層次。這些連接詞會像是：「引發」、「導致」、「需要」、「提供」等等。Joseph D. Novak 於 1970 年代，在康奈爾大學（Cornell University）發展出概念圖繪製技巧，隨後就被廣泛運用在教育上，因為它能增進有意義的學習，評估學習者對學習動機、概念與概念間關係的理解程度。從有意義的學習(Meaningful learning)的觀點來說，有效的學習必須具備三個前提條件，分別為學習材料本身必須具備邏輯意義、學習者必須具備有意義學習的心向、以及在學習者的認知結構中必須要有同化新知識的原有適當觀念（Ausubel，1960），才能讓學生藉由教科書內容，來進行有意義的學習，使學習內容的邏輯意義轉化成潛在的心理意義，最終達到對新知識的理解。而透過概念圖的繪製，也可以幫助了解學習者進行有意義學習的程度跟效果。. 閱讀理解(Reading Comprehension): 閱讀理解是指人的心智和文本間的互動關係，閱讀是一個追求意義的過程，在追求文本意義的過程當中發展出個人思考的空間，達到理解文意的目的。認知心理學家大多認為閱讀理解是複雜的認知歷程。蓋聶(Ellen D.Gagné) 認為閱讀理解的歷程包含四個階段：一是解碼 (decoding) ，二是文字理解 (literal comprehension)，三是推論理解(inferential comprehension)，四是理解監控(comprehension monitoring)。其中解碼意指將文字辨識出來，文字理解可包含字義觸接(lexica acess)與語法剖析(parsing)兩個歷程。推論理 6.

(17) 解則指對文章內涵的深入了解，包含統整(integration)、摘要(summaruzation) 與慎思(elaboration)，而理解監控則屬於閱讀理解的最高層次，包括設定閱讀目標、選擇閱讀策略、閱讀目標的查核與補救(remediation)等。隨著資訊時代到來，資訊傳遞的方式產生很大的改變，現在只要是能夠傳遞語言文字及其相關圖像的紙本、影片、聲音等都可以是閱讀的材料。近年來盛行的 PISA 國際學生能力評量，就是在考驗學生數位閱讀的能力，不僅要在片段、跳躍且破碎化的訊息中進行流暢的閱讀與建立嚴謹的脈絡，更著重文章背後所隱含的寓意，必須能夠對閱讀內容或文本形式進行思辨與批判。. 第五節. 研究範圍與限制. 本研究是針對現行的兩種自然與生活科技教科書版本(民間版與國編版)進行探究，閱讀內容是採用其中八年級下學期的「有機化合物」單元(參見第二章第三節有機化合物的相關探討)。本研究之所以選擇「有機化合物」當作閱讀內容，是因為本單元是目前在國小階段教材中未曾學習過的，雖然有機化合物如汽油、瓦斯、PE 塑膠袋…等，在一般生活當中常見，可是有機的觀念較為抽象。學者莊奇勳和鄭春紫 (2001)的研究中曾發現學生對有機化合物時常存有迷思概念，因此，藉由閱讀有機化合物的內容，會比較容易由概念圖的呈現，窺知學習者對兩種不同版本內容的閱讀理解。在研究的限制方面，因為本研究的研究參與者為目前補習班的學生與成人家長合計 24 名，故研究結果不一定可以推論到本補習班以外的情形。再者，參與研究的學生與成人對繪製概念圖的熟稔程度不一，可能也會影響其概念表達的完整性，從而造成資料分析上的不足。最後，兩種版本的閱讀內容限於八年級下學期的「有機化合物」單元，所以本研究的結果無法推論到其他物理的範疇。 7.

(18) 8.

(19) 第二章文獻探討. 本章第一節先說明國內外文獻對教科書的定義與教科書的功能，並探討美國科學教育理念的演進，以及台灣教科書發展與實施九年一貫課程的歷程; 第二節敘述過去文獻對教科書分析的方法與結果; 第三節呈現本研究裡提供閱讀者閱讀之「有機化合物」單元的相關探討; 第四節則針對概念圖分析法做進一步的述說。. 第一節教科書功能、美國科教演進與台灣的現況一、教科書的功能教科書(或課本)是由學校指定，屬於官方的讀本書籍，它是根據學校課程內容編寫。教科書有各種定義，狹義來說，教科書是一種教育工具，在教學過程中擔負重要的任務，它是教育的媒介物，是一種結合教育系統中的年級制度加以順序編排的精選知識，它也是印刷而成之有結構的知識，用以結合教與學的活動。而廣義而言，有人認為教科書是社會的穩定元素，是塑造人，賦予認同體的知識，是政治社會化下一代的利器，甚至是一種社會控制的工具，在傳遞訊息的過程當中，用以規範或禁止下一代的行為。根據教育大辭書(鄭世仁，2000)，教科書有各種不同的定義，分別為 1.教科書是一種教育工具，在教學過程中擔負著重要的任務。 2.教科書是一種結合教育系統中的等級制度並加以順序編排的知識。 3.教科書是教育的媒介物。 4. 教科書是社會的穩定元素，是一種社會控制的主要工具，傳遞訊息，用以規範或禁止下一代的行為。 5.教科書是印成的有結構的知識，用以結合教與學的活動。 6.教科書是政治社會化下一代的利器。 7.教科書是用於教室中精選的知識。 8.教科書是塑造人，賦予認同體的知識。 9.教科書是自文化遺產中為學習者而精挑細選的知識。 10. 教科書兼具經驗的與規範的 (empirical and normative)的陳述。 11.教科書是學校教育中對話的一部分。 12.教科書是文 9.

(20) 化與意識型態的濃縮體。上述這些不同的定義，可以區別成兩大類。第一類是採取結構功能學派的觀點，認為教科書具有正面的生產性(productive)功能；第二類是採取批判理論的觀點，認為教科書具有負面的再製(reproductive)功能，是少數的統治者用以操縱被統治者，並保有自己利益的政治工具。這兩類定義皆強調教科書的重要，只不過其方向剛好相反。由此可以得到一個結論：教科書是具有雙刃刀本質的教學資源，是寄寓著意識型態的合法知識，是師生對話的橋樑，而其生產性或複製性功能的發揮與否，則有賴師生於教學過程中加以檢驗(鄭世仁，2000)。國外的研究，顯示教科書與教學活動之間有密切關聯。 Armstrong & Bray(1986)指出，美國中、小學平均每一天有將近 70% 的時間是用於學校教學，而在教學中就有 90% 到 95% 的時間是專注於教科書上，學生平均每一天花在家庭作業的時間也有 90% 是用於教科書上，而教師的教學有 98% 的教學內容也都是與教科書有關(Wernersbach,1987)。同時，也有 90% 的教師其授課內容和活動是依據教科書及教師手冊，不做任何的增刪與修正(McCutcheon,1980)。而且學生與教科書互動的時間遠比與教師互動的時間還要來得多(Gall,1981)。 Tamar (1985)指出教科書和其他的學習材料是教與學的工具，故教科書在教學中扮演主要資源的角色(Pinches Tamar,1985)。Weiss(1993)也指出在 70 年代中期，美國國家科學基金會(NSF)的評估文件中，說明了教科書的主導角色決定了科學方面的教學，根據 1985-86 年的全國科學與數學教育調查，有超過 90% 的小學及中學的科學班級使用教科書，明顯可知教科書的使用已超出參考資料，顯示教科書在科學教育方面扮演重要的角色。而大多數的科學教師在科學教室中的報告，有 75% 或更多是來自教科書(Weiss,1993)；故可知教科書在科學教育的教與學中扮演一個重要地位(Betty,1993)，可見教科書對教學活動的重要性。國內的研究則顯示，教科書在整個教學中佔據著極重要的地位，可以說是教育系統的核心。學生在學校學習，有 90% 以上時間是和教科書息息相關的 (施懿珊，2002)，教科書更是教學的主要資源，是中、小學的重要教材，是教師課堂上教學的主要教材來源，是學生在學習中所使用的主要媒介，更是入學考試命題的依據(黃政傑，1998)。而且，教科書不僅是教學中的教材，用以發 10.

(21) 展個人的知識，它還有傳遞文化，型塑社會價值及國家意識等重要功能(施勳珍， 1998)。教科書不單只是一本課本，而是關係整體教育品質，影響教師教學水準，更關係著未來千萬學子的學習權益及人生成長。在彌補師資缺乏、素質良莠不齊，甚至城鄉差距、學習資源失衡方面，學者吳正牧(1993)也提到，教科書雖然只是一種極狹義的課程定義，卻提供教師極大的便利，但也應該是學生學力自我評鑑的規準。在教師素質不齊的現實下，它能確保學習的基本品質，在社區文化差異，城鄉差距事實存在的大環境下，它也保障了不同地區、不同階層學童教育機會的平等(吳正牧，1993)。. 二、美國科學教育理念的演進美國對科學教育的高度重視濫觴於二十世紀中葉的美、蘇冷戰時期。當時的蘇聯於 1957 年成功發射了人類史上第一顆進入地球軌道的人造衛星「史普尼克號」(Sputnik 1)，此舉震撼整個西方世界，在美國國內也引發了如史普尼克危機、華爾街股災…等一連串事故，同時亦開始了美、蘇兩國之間的科技競爭。國際之間的科學教育受美國與前蘇聯科技競賽的影響，遂開始重視科學教育的實施，此時科學教育的目的是在培育「科學家」，教學的方法則受制約學習理論(Instrumental conditioning)的影響，以重複操作的方式來培養兒童的科學過程技能，因此在課程的內容上特別強調：「教師應隨時隨地啟發兒童對科學的興趣、培養兒童科學的精神、增進兒童科學的知識、倡導兒童運用科學的方法，學校方面也應加強各種科學設備，以改進科學教育的實施」。因此，當時科學教育課程的內容包括生物世界、生活與衛生、資源利用、動力和機械、物質的變化及現象等，不但涵蓋了日常生活裡周遭事物的許多知識（或科學常識），而且還包括了若干科技常識，例如原子彈、潛水艇、太空船等等（甘漢銧，1992）。冷戰時期，由於國際科技競爭的結果，將美國推向世界科技強國。然而隨著後來國際局勢的改變，美國國內逐漸對其科學教育的方向做出調整。近年來最受國際間高度聚焦的莫過於美國在 1989 年推出的「2061 科學教育計畫」 (Project 2061)。Project 2061 是以哈雷彗星(Comet Halley)下次接近地球的年. 11.

(22) 度－2061 年而命名，它樹立了一個對未來科學教育的目標與理想，冀望 2061 年當哈雷彗星再度進入太陽系的時候，人類已經達到了所設定的科學目標。該計畫於 1985 年由美國科學促進學會(American Association for the Advancement of Science ，AAAS) 所推動，研究計畫主持人為拉瑟福(James Rutherford)，研究團隊包括各領域的專才數百人，研究規模甚大。此計畫的決意推動，起因於美國的科學教育界意識到美國的高中畢業生在修習過若干艱難的數理學科之後，卻仍然無法了解、解釋、或解決最根本的科學問題。因此該計畫本質的目標是在培育未來的全體國民當在完成中、小學教育後，都能具備適應未來世界的科學素養 (Science Literacy) ，亦即達到 Science For All Americans 的最高理想。此計畫在推展過程中，要求參與者必須把握四項信念，即是要用學習成果導向來建構學習內涵、要以越精簡越理想的原則來決定學習主題、要以多層面的考慮來控制改革，以及必須以教師為中心來推動改革。在此四項原則之下，該計畫訂定了計畫推展的三階段，此三階段為：第一階段為首先結合教育、科學與工業界等領域共同努力界定因應時代需要所應具備之科學素養內涵；第二階段是將理念與第一階段之科學素養內涵融入各種課程模式中，並進行地區層級或州際層級的推廣；第三階段則是期望能將所有的計畫推廣至全美國。 Project 2061 於 1989 年發表了〔全民的科學〕 (Science for All Americans，1989)套書，提出美國高中畢業生應該具備的基本科學素養，內含： (1) 〔 2061 計畫－美國全民科學化〕 (Project 2061, Science for All Americans)；(2)〔生物和健康科學〕(Biological and Health Sciences)；(3) 〔數學〕(Mathematics)；(4)〔物質科學、資訊科學和工程學〕(Physical and Information Science and Engineering)；(5)〔社會學和行為科學〕(Social and Behavioral Sciences)；(6)〔技學〕(Technology)等六冊。另外 AAAS 在 1993 年也出版了一本〔科學素養的里程碑〕 (Benchmarks for Science Literacy)，界定了美國學生在二、五、八、十二年級時應該具備的知識與能力，該書如同課綱一樣，對美國的科學教師在安排課程上幫助甚大。接著是在 1996 年推展的 National Science Education Standards，其中除了規範老師該教甚麼之外，還涵蓋了該怎麼教，過程中強調的是探究 12.

(23) (Inquiry)教學，希望加強 professional development，也同時把教學法跟師資培育的內容都包含在規範內。在此同時，美國的國家科學教師聯盟 NSTA(National Science Teacher Association) 也提出 STS(Science 、 Technology、Society) 的教學方式，目的在於拉近教室所學與生活應用之間的距離，主張生活周遭的所有事物都跟科學息息相關，藉由了解與探討社會性議題，就可以運用科技來解決各種問題。最近幾年，基於探究法雖好，但也有其盲點的原因，美國又提出了另外一波的改革方向。原因是因為即使利用探究教學可以促使學生學習科學的過程變得有趣，但是畢竟難以使學習得的科學，在將來變成真正可以富國利民的工具，而且當初設定的目標是 Science For All Americans，但這卻也造成多數人都把學習科學當興趣，當真正進入比較專業的科技領域時，大家往往就放棄了科學，人才也不願選擇投身科學領域，造成了國力衰退的嚴重問題。因為國力是需要高科技人才來做基礎的，當高科技人才都來自國外時，美國本身開始有了危機感。於是，自布希總統的後期開始，美國就積極鼓勵更多的人才投入公共工程(Engineering)、科技(Technology)、醫學(Medicine)或數學(Mathematics) 相關領域，希望能夠因此提升未來的競爭力。這波的科教改革，做法從過去的只強調探究(Inquiry)改為同時鼓勵實作(Practice)，藉著所謂 STEM 的口號，期待藉由人才回歸 Science、Technology、Engineering 與 Mathematics(或 Medicine)等等高科技領域的作為，重新振興美國的國力。. 三、台灣教科書發展與九年一貫課程的內涵 (一) 教科書開放的理念台灣在解嚴後，民間教育改革團體對統編教科書政策提出強烈批判，教育部遂以逐年分段分科的方式對教科書改採審定制。教科書開放有其時代背景，主要是為解決統編本的缺失，目前世界各自由民主國家教科書制度都採取開放制度（認可制、審定制與自由制 3 種），故我國教科書的開放係順應世界潮流、民主發展。教育部採取教科書開放之政策，除係依《國民教育法》第 8 條之 2 規定執行外，主要是考量一綱多本的多元化性質能夠符合教師專業自主、適合學生程度、符應學校教育目標、配合地區特性等實質要素，且一綱多本係當今 13.

(24) 大多數國家所採行之教科書政策，其除了能符應學生特質、社會價值和學科知識的改變外，在教育的過程中也確實能發揮提供學生適性學習經驗，兼顧學生多元學習、培養出多元思考、具有創造力的國民(第七次中華民國教育年鑑國民教育篇，2012)。. (二) 部編與民編並行制教育部因應社會多元化與教育自由化之趨勢，逐年將各級教科書開放為審定制。自 78 學年度起開放為審定制；到 90 學年度正式實施九年一貫課程時，所有科目、領域均開放為審定制。惟於 91 年 10 月立法院審查 92 年度中央政府總預算時，有 11 位委員聯名提案，通過附帶決議：「國立編譯館應立即恢復編印國中小學教科書之業務」。同年 12 月立法院審查 92 年度臺灣書店預算，也有 6 位委員提案，通過附帶決議：「教育部應停止民間業者編寫九年一貫國中小學教科書業務，立即由國立編譯館統一編印，以杜絕教科書開放民間版本後，因一綱多本加重學生家長經濟負擔、學生學習壓力等諸多亂相」。九年一貫課程實施後，由於社會大眾及家長對於國民中小學的教科書品質表達高度的關切，各界亦有要求教育部對於國民中小學教科書制度作一種通盤式、架構性改變的聲音。為順應此民意與期待，教育部於民國 92 年舉辦教科書制度的公聽會，邀請立法委員、中央相關部會、地方政府、教師代表、家長代表、師資培育機構、出版業者、國立編譯館及教育部相關單位，表達國民中小學教科書究應採行何種制度之意見。結果家長代表之發言，幾乎全數支持部編本與民編本並行；教師代表亦表示支持多元，不希望回到統編本的一元時代。因此，教育部於 92 年 7 月正式委請國家教育研究院籌備處籌組「數學、自然與生活科技學習領域部編本編輯委員會」，進行國小數學、國中數學及國中自然與生活科技學習領域部編本教科書之編輯，並自 94 學年度起逐年發行，至 99 學年度全面發行完畢。至此，「部編本與民編本並行制」正式成為國民中小學之政策，該政策除了具有全面開放的特性之外，還具有部編本可以平衡市場運作機制的獨特優點(中華民國第七次教育年鑑，2012)。在本研究中所探究分析的「國編版」與「民間版」，即為此教科書政策下的產物，其中「國編版」是國家教育研究院編輯出版， 14.

(25) 帶有所謂的傳統色彩，「民間版」則是由民間廠商南一出版公司發行。以目前教科書的使用情形來說，從 1996 年教科書開放以來，截至 2011 年實施 97 課綱為止，教科書市場已演變為三強鼎立的態勢，即康軒、翰林與南一的市占率早已囊括九成以上(彭致翎、黃欣柔、藍順德，2015)，比較之下，由國家教育研究院出版的「國編版」可說已經相形式微。儘管各版本教科書的經營發行，好壞狀況錯綜複雜，然而針對「有機化合物」單元概念理解而言，教科書編寫內容的差異，才是本研究欲探討之方向，因此列舉兩種不同版本中若干共同單元的內容，做以下的簡單對照。我們舉「認識有機化合物」的共同內容為例來對照說明兩種版本在編排、陳述或內容概念上的特色。首先，在圖 2-1-1 和圖 2-1-2 中由比較國編版與民間版的四頁內容實例可以發現，國編版的編排方式中規中矩，文字部分佔據大部分的篇幅，圖例不多且較小。相對而言，民間版的編排版面比較活潑生動，使用較多且較精美的圖案來輔助說明，在視覺感受上比國編版來得醒目。在實驗步驟方面，國編版大部分使用文字說明，對實驗細節與活動討論有很詳細的敘述。而民間版是運用彩繪圖來搭配實驗說明，也有大篇幅的彩色照片來突顯竹筷乾餾的過程與乾餾後的產物。. 15.

(26) 圖 2-1-1 國編版「認識有機化合物」內容實例. 16.

(27) 圖 2-1-2 民間版「認識有機化合物」內容實例. 17.

(28) 接著，從圖 2-1-1 國編版「認識有機化合物」內容實例中觀察，可以發現若干國編版內容的特色。在圖 2-1-3 的紅色橢圓圈起處可以看到，國編版通常會在陳述正文以外的空白處，以「更上一層樓盡」為標題來做進一步的內容引述或補充。如圖中顯示的兩個引述，就是用來加強介紹何謂碳酸鹽與氰化物，以及補充說明肉類經過燒烤後會產生許多致癌有機物的常識。. 18.

(29) 圖 2-1-3 國編版以「更上一層樓」為標題來進一步補充說明. 19.

(30) 同時在圖 2-1-4 中的綠色橢圓圈起處也可以發現一種「國編版」內容慣用的陳述語法，那就是「國編版」經常使用非常平易的陳述方式，來幫助學生連結「前、後」，或者「以前學過、現在將學」的概念內容。例如「大家回想第一冊的自然課本中曾經介紹過:動、植物…」、「也許大家都會很好奇，有機化合物為什麼如此多呢?」等等。. 圖 2-1-4 國編版用平易的陳述，幫助學生連結「前、後」. 最後，在圖 2-1-5 也可以窺見國編版對於內容中需要動手做的化學實驗都特別強調實驗的安全性，這是「國編版」的內容特色。例如在圖中可以看到醒目的「注意事項」(黃色橢圓圈起處)，要求學生在進行活動時，須注意去漬油附近不可有火源、點燃去漬油的活動須由教師操作等等。同時，在實驗活動的最後，國編版也會安排「討論活動」的題目供學生腦力激盪、相互討論(紫色橢圓圈起處)。. 20.

(31) 圖 2-1-5 國編版對實驗強調安全性(黃色橢圓圈起處). 接著從圖 2-1-2 可以觀察「民間版」的內容特色。在圖 2-1-6 的紅色圈起處，可以看到民間版在進入本文陳述之前，會用標題為「本節將學習到」的簡短內容先說明在閱讀完本節之後，學生將可以習得. 21.

(32) 什麼是有機化合物、以及有機化合物的組成元素。這種做法可視為先給閱讀者一個目標，也可以當成是本節內容的學習方向。. 圖 2-1-6 民間版用「本節將學到」的簡短內容(紅色橢圓處) 先說明學習目標與方向. 接著由圖 2-1-7 也顯示出民間版也有類似國編版的補充說明設計，如圖中的紅色圈起處可以看到民間版是以「小視窗」為標題，詳細描述了科學家烏勒在實驗室製得尿素的化學過程，同時也介紹了尿素的化學式、特性與可供作植物氮肥的民生應用。. 圖 2-1-7 民間版以「小視窗」為標題做補充. 另外，民間版在介紹本文之前，會出現標題為「Warm Up」的內容(綠色橢圓處)，如圖 2-1-8 所顯示，是以蠟燭燃燒火焰與童軍活動用木材煮飯時會分別. 22.

(33) 在玻璃片以及鍋子外面留下黑色物質的現象，來激起閱讀者的好奇與聯想。這種「Warm Up」的設計，將有助於引導學生朝向探究(Inquiry)的方向來學習。. 圖 2-1-8 民間版「Warm Up」的設計符合探究式學習精神. 最後，由圖 2-1-9 還明顯看出民間版的一大特色，那就是民間版習慣於大量使用與生活貼近的舉例與精美圖片(如圖中黃色橢圓圈起處)，這些與生活習習相關的圖片，似乎容易讓閱讀者留下較深刻的學習印象。. 23.

(34) 圖 2-1-9 民間版使用與生活貼近的舉例與圖片加深學習印象. 綜合了以上從圖 2-1-1 到圖 2-1-9 中所觀察到的兩種版本內容，我們可以歸納出以下幾點特色: 1.「國編版」的內容陳述比較平易，正文採用平鋪直敘的方式幫助閱讀者容易理解。相較之下，「民間版」的陳述方式比較類似一般簡易、但正式的科學文章寫法，較少出現如嗎、呢…等語助詞。. 24.

(35) 2.「民間版」的舉例數量比「國編版」多，而引用圖片的精美程度，「國編版」也相形遜色。 3.「國編版」的印刷字體比較大些，而且版面安排四平八穩、中規中矩，方便閱讀。 4. 「國編版」在實驗中特別關注操作的安全性。 5.在內容方面，兩種版本皆清楚表達關於有機化合物的重要概念，但相較於「國編版」比較點到為止的陳述方式，「民間版」對若干概念有較為詳細的引申(例如對烏勒有關尿素方面的相關補充)。 6.在整體排版方式上，「國編版」的版面整齊，方便閱讀，也容易找到重點。「民間版」則是版面活潑，圖片的設計比「國編版」來得生動。. (三) 自然教科書之理論基礎與演進自然科教書是自然學科老師教學、學生學習自然科學知識最重要的資源。中小學生主要的自然科學知識大多來自教科書，教科書也因此影響國民的自然科學素養，所以自然科學教科書的內容就非常重要。我國的自然教科書在理論基礎上，受到行為學派心理學家 Gagne、認知心理學家 Piaget、Bruner、 Ausubel，以及科學教育建構論及科學、技術與社會(science，technology and society，STS)等的影響(林清山，1975; 林振霖，1992; 魏明通，2005)。依據皮亞傑的認知發展理論，人類的認知發展分為四個階段(stage)(王文科，1991)，包括感覺動作期 (sensory-motor peried;0 〜 1.5 歲 ) 、前操作期 (preoperation;1.5〜7 歲)、具體操作期(concrete operation period;7〜11 歲)，以及形式操作期(formal operation period;12〜15 歲)。國中學生的認知發展，部分學生屬於具體操作期，部分屬於形式操作期，有些則是屬於兩者間的過渡期(林清山，1975; 林振霖，1992; 歐陽鍾仁，1988; 魏明通，2005)。所以教材的內容，就必須配合學生的狀況，使學生適性發展，促進學習。另外，就學習方法而言，Ausubel 和 Gagne 主張接受學習，認為學生所學到的，主要靠教師引導和學生接受，而 Bruner 則注重發現學習，主張靠學生獨立發現，認為教師若直接解釋重要的科學原理，學生無法真正的瞭解。最後就教學目的而言，. 25.

(36) Gagne 及 Bruner 強調要讓學生學得科學過程，Ausubel 則強調讓學生學得事實和概念。台灣的自然教科書是依據課程綱要發展的，近百年來，國民中學的自然科學課程隨著社會文化、國家需求、國際潮流及科學教育之發展而有 18 次的大小調整(鄭湧涇，2005; 魏明通，2000，2005)。近年來，隨著解嚴後的各項教育改革，我國中小學科學課程的演進大致上包括了以下五個主要趨勢: (一)目標由國家需求導向演進為社會與個人需求; (二)課程設計的依據由「標準」改為「綱要」，教科書由「統編」改為「審定」; (三)理念由菁英教育演進為全民科學素養的培養; (四)內容由學科知識結構導向演進為能力的培養; (五)教科書編輯的方式由編審委員會演進為系統性的課程實驗研究計畫，再回到編審委員會主導的型態(鄭湧涇，2005)。. (四) 九年一貫自然與生活科技領域郭重吉(2000)的研究指出九年一貫課程的特色有：一、拋掉｢背不動的書包和繁雜的知識教材｣。二、改正以書本知識為中心，以教師為主體之缺失。三、改正一元觀點，一體適用之教學態度。四、避免過去分科割裂過甚、前後段落不連續之偏弊。五、有別於傳統的課程全由政府統一規定。六、培養學生｢能帶著走的基本能力｣。七、教材以「學校」為中心，教法以「學生」為中心。八、兼顧個別差異，協助學生發揮其潛能。九、課程連貫統整，以「生活」為中心，以「學生」為主體。十、課程發展與設計以「學校」為本體，配合地方特性。. 基於社會大環境的變遷與科學教育的改革趨勢，隨著九年一貫的實施，根據教育部的「國民中小學九年一貫課程綱要自然與生活科技學習領域」，台灣對於自然科學與科技的課程設計也有著通盤的規劃。一、基本理念 26.

(37) 學習科學，讓我們學會如何去進行探究活動：學會觀察、詢問、規劃、實驗、歸納、研判，也培養出批判、創造等各種能力。特別是以實驗或實地觀察的方式去進行學習，使我們獲得處理事務、解決問題的能力，也瞭解到探究過程中，細心、耐心與切實的重要性。同時也應該瞭解科學與技術的發展對人類生活的影響，學會使用和管理科學與技術以適應現代化的社會生活。透過學習使我們能善用各種科學與技術、便利現在和未來的生活。自然、科學、技術三者一脈相連，前後貫通，我們對其有以下四點基本認識： 1.自然與生活科技之學習應為國民教育必要的基本課程。 2.自然與生活科技之學習應以探究和實作的方式來進行，強調手腦並用、活動導向、設計與製作兼顧知能與態度的並重。 3.自然與生活科技之學習應該重視培養國民的科學與技術的精神及素養。 4.自然與生活科技之學習應以學習者的活動為主體，重視開放架構和專題本位的方法。二、課程目標 1.培養探索科學的興趣與熱忱，並養成主動學習的習慣。 2.學習科學與技術的探究方法和基本知能，並能應用所學於當前和未來的生活。 3.培養愛護環境、珍惜資源、尊重生命的知能與態度，以及熱愛本土生態環境與科技的情操。 4.培養與人溝通表達、團隊合作及和諧相處的能力。 5.培養獨立思考、解決問題的能力，並激發開展潛能。 6.察覺和試探人與科技的互動關係。三、學習領域要點說明 1.本課程綱要為自然與生活科技學習領域的學生學習之主要內涵與實施原則，學校應以此內涵與原則安排適當的教學情境和教材，進行有效的教學活動，激勵學生學習，以達成課程目標，增進自然與生活科技學習領域的分段能力。. 27.

(38) 2.依課程總綱說明，學習領域為學習之主要內容，而非學科名稱，無論的教材選編或教師進行教學皆應掌握統整之精神，並視學習內容之性質，實施分科協同教學。 3.除必修課程之外，自然與生活科技學習領域，得依學生性向、學校發展特色及社區需求，運用彈性學習等節數，提供選修課程，或協助學生組織相關科學性社團。 4.自然與生活科技學習領域課程綱要之內容，依知識結構及學習心理之發展原則而劃分為四階段，第一階段為國小一至二年級、第二階段為國小三至四年級、第三階段為國小五至六年級、第四階段為國中一至三年級，每一階段均有能力指標，此分段能力指標為達成課程目標之根本，為教材選編、教師教學與學習評鑑之依據。 5.自然與生活科技學習領域之第一階段(國小一至二年級)，依課程總綱之學習領域結構表規定，應與社會、藝術與人文學習領域統合為生活課程，應統整規劃實施教學。 6.第四階段課程係為中等教育前期，學生面臨身心與學習發展之關鍵期，課程除應銜接國小各階段自然與生活科技學習領域之核心、基本能力之外，亦應考量後期中等教育之科學概念延伸。課程設計宜以生活化之應用科學發展，逐步、漸進納入專業學科知能，並於此階段後期完成概念統整。 7.自然與生活科技學習領域主要內涵：包含物質與能、生命世界、地球環境、生態保育、資訊科技等科學與技術認知學習，並著重科學與科學研究知能及態度，尊重生命與愛護環境的情操，以及善用科技與運用資訊等核心、基本能力之習得，同時應能將此能力轉化、實踐於日常生活中，終身學習。四、分段能力指標自然與生活科技學習領域所培養之國民科學與技術的基本能力，依其屬性和層次分成八個要項，並依階段訂定分段能力指標，以作為選編教材、實施教學與學習評鑑之依據，編序與說明如下： 1.過程技能：增進科學探究過程之心智運作能力； 2.科學與技術認知：科學概念與技術的培養與訓練； 3.科學與技術本質：科學是可驗證的、技術是可操作的； 28.

(39) 4.科技的發展：瞭解科學如何發現與技術如何發展的過程； 5.科學態度：處事求真求實、喜愛探究之科學精神與態度、感受科學之美與影響力； 6.思考智能：對事物能夠做推論與批判、解決問題等整合性的科學思維能力，以及資訊統整能力； 7.科學應用：應用科學知識以及探究方法以處理問題的能力； 8.設計與製作：能夠運用個人與團體合作的創意來製作科技的產品。. 第二節教科書分析的相關探討 (一)、教科書分析對教科書良窳的批判，是促使教科書進步的原動力。致力於教科書研究的學者多以文本分析、故事分析與批判論述分析的研究方法來進行，文本分析常用量化-如計算各種文體的百分比、生字量是否合於綱要所要求的常用字量、教科書圖片中角色楷模在不同行業、性別等之數量分配…;或用質化-如對男生或女生行為的描述是否帶有明顯的刻板印象，所選範文、題材是否能達成課綱所宣稱欲達成的能力指標，教學活動設計是否符於學習的基本原理…的方式進行研究(黃嘉雄，2003)。然而文本分析法，國人最熟悉的就是「內容分析法」 (context analysis)，或稱「古典內容分析法」，最初主要是指一種分析媒體資訊的量化法。Denizen & Lincoln(1994)曾簡要說明此量化內容分析如何引發質性內容分析法之開展，而早期質性內容分析受符號學(semiotics)與文學批評的結構主義影響；晚近則受詮釋理論及後結構主義等思潮衝擊，因而出現了新的分析方式，如故事分析 (narrative analysis) 、論述分析 (discourse analysis)與論辯分析(argumentation analysis)等，以下將對這些常見的分析方法做出簡述。. 一、古典內容分析法古典內容分析法(classical context analysis)是文本分析法中，唯一在經驗主義社會科學中發展出來的(羅世宏譯，2008)，是其中最具系統性的方法， 29.

(40) 其具體的分析步驟，主要以量化方式處理文本資料。到目前為止，國內外均有學者將內容分析的意涵加以擴展，兼容了量化與質性的分析，如歐用生(2005) 對內容分析的定義為：「透過量化的技巧以及質的分析，以客觀及系統的態度，對文件內容進行研究與分析，藉以推論產生該文件內容的環境背景及其意義的一種研究法」。在台灣，對數理相關課程的研究也開始在起步的階段，許多人從教科書的議題切入，採用內容分析的方法，來進行教科書內容的比較分析，包括進行國內不同版本或是台灣與其他國家教科書的比較(吳麗玲，2006；林美如、徐偉民， 2007；莊月嬌、張英傑，2006；廖婉琦，2004)。具體舉例來說，有學者針對臺灣、芬蘭、新加坡國小數學教科書之幾何教材以內容分析法，研究對象為三國使用最普及的數學教科書，法，依數學問題的類型和呈現方式進行內容分析。結果發現，三國在數學問題的數量上有顯著的差異，其中以芬蘭的問題數量最多，臺灣的則最少。而在各類型問題所佔的比例上，三國之間則有一致的現象，都明顯地偏重無連結程序的問題。臺灣數學問題的呈現以文字型態為主，芬蘭以數學型態為主，新加坡則兼顧不同型態的呈現。在例題上，臺灣多呈現不同的解題思考與歷程，芬蘭以定義和示範的方式來呈現，新加坡則以示範和結構引導的方式來呈現。在練習題上，芬蘭和新加坡設計較多開放性、探索性、和腦力激盪的問題給學生。三國幾何教材較大的差異在例題的呈現上，臺灣和新加坡呈現較詳細的思考歷程，而芬蘭則直接呈現單一解法。(徐偉民、柯富渝， 2014)。此外，也有學者進行台灣與香港國小數學教科書中代數教材異同的分析，研究發現，在代數整體目標方面，兩地教材目標都強調代數基本概念的建立和未知數符號的認識與應用；在代數概念呈現方面，台灣以螺旋式呈現，同一概念在不同年級反覆出現，而香港則採用主題式獨立呈現，將代數概念在不同年級分開呈現。從教材內的佈題來看，兩地代數佈題比例最高的是「關係式和方程式」，其次是「代數基本概念」，但是「未知數的進階表徵」這部分台灣所佔的比例很低，香港則完全放在增潤單元中(徐偉民、徐于婷，2009)。此外，在對國小自然科教科書分析方面，學者潘子欣(2002)曾依據 Posner, Strike, Henson, and Hertzog (1982)的概念改變模式發展分析架構以及分析方法，並以此架構來分析國小自然科教科書，來瞭解各版本之教科書內容符合概念改變 30.

(41) 的情形。其分析架構分為不滿足(Dissatisfaction)、理解(Intelligibility)、合理(Plausibility)以及適用範圍較廣(Fruitfulness)等四個類目，利用此分析架構來分析 82 年版四個版本之國小自然科教科書，並從中挑選出「光的色散與組合」、「金屬氧化」、「光合作用」以及「晝夜和四季」等四個單元來分析，結果發現其中沒有一個版本的教科書能在四個單元以及四個類目均表現良好。其中由於「光的色散與組合」、「金屬氧化」、「光合作用」是日常生活上所常見的現象，因此表現較好，而「晝夜和四季」的概念較抽象，因此表現較差。並且在「不滿足」、「合理」以及「適用範圍較廣」類目中，符合教學指引的次數大約佔總和的 2/3，而課本、習作則佔總和的 1/3，教學指引的比例大於課本、習作的比例，而且前者大約為後者的兩倍，但是教學指引通常是由教師們所閱讀，而課本、習作才是學生所閱讀，因此建議教師應能善用教學指引來幫助學生達成概念改變。 5. 教科書在「理解」類目表現與是否為課本、習作或教學指引並沒有強烈的關係，「理解」表現的好壞與教科書的編排文字敘述有很大的關係，也因此造成不同版本間產生差異。最後研究結果與發現，各版本教科書對於文獻中常被探討的兒童迷思概念，均有一定程度的呈現與處理。. 二、故事分析法故事(narrative)是一連串的事件與情節，其中包括了行動者、行動、脈絡與時間點。沒有任何人類經驗不能以故事形式來表達。故事早已廣泛地被各學門所探究，如：文學、語言學、歷史、哲學、心理學，以及人類學文化研究等。說故事更是人類溝通的基本形式，且是人類普遍具有的能力，是一自然而簡易的動作，不分文化與階級，人們都會以故事的形式來表達個人或群體的經驗。而且說故事者很自然地會遵循一個「故事基模」(story schema)去做表達，故事基模又被稱為「故事慣例」 (narrative convention) 、或「故事文法」 (story grammar)。這是一種「自然生成的基模」(self-generating schema)，是自然而然生成於說話者心中，引導著故事產製過程的一種普遍規則(引自蔡欣怡譯，2008)。「故事基模」具有以下三個特徵，述說者必須能很自然地掌握這三特徵，否 31.

(42) 則其所說的內容將無法成為故事，當然善說者與不善說者，運用基模的能力也有高下之別。 1.細節構造：是指說話者會提供必要的細節，以便能合理地說明從一件事到另一件事的轉折(F. Schultz，1977。蔡欣怡譯，2008)。 2.攸關結構(relevance structure)：是指說話者會選擇性地報告自認為重要的結構。 3.完整閉合(closing of the Gestalt)：是指說話者了解故事中的核心事件必須完整地報告，有頭，有腹，有尾。此外 Riesman(1993)也表示，故事分析的進行通常是很鬆散的，幾乎採直覺的方式，以分析者自行界定的方式去做。Manning & Cullum-Swan(1994)提及可採系統方式進行分析，包括由上而下取向(top-down)與由下而上取向(updown)，兩取向對認知意義的組織有不同的預設。由上而下取向的故事分析，係先提出一套規律與原則，再以此來探究文本的意涵。由下而上取向的故事分析，是俗民誌者(ethnographer)偏好的，類似紮根理論(grounded theory)的資料分析法；此法可引出依附於脈絡中的單元 (units) ，用以產生一種下層結構 (infrastructure)，可解釋這一故事的結果。在國內曾有學者運用故事分析法針對九年一貫國語教科書劇本做研究(李慧君，2010)，研究發現：在九年一貫國語教科書中劇本內容有以下不足:（一）劇本篇數不足，比例偏低，集中在三、四、五年級（二）取材受限，主題不夠寬廣（三）劇本以多幕劇為主，以人與人的衝突居多，善用伏筆為故事結局鋪陳，衝突及戲劇性較不足（四）人物刻畫多具傳統教育意義，角色範圍侷限（五）習作題型太少，變化不多（六）統整活動以認識劇本的知識為主（七）教學目標以知識、技能目標為主，與劇本內涵的相關比例偏低（八）分段能力指標多重複編列。學者也認為閱讀劇本可增加學生的多元智能發展，可提供學生情境體驗和角色扮演，更可擴充學生的美感經驗，而學者對劇本的研究，可以作為教師在選擇國語教科書，以及設計教學活動內容的重要參考依據。三、論述分析法論述分析(discourse analysis)探究的對象是論述，論述是一個以上的句子、帶有論理討論性質的文本。準此，凡是在教科書中帶有論理成分的文本， 32.

(43) 均適合由論述分析的角度來進行探究。而受批判理論(critical theory)的影響，論述分析研究近年來也日益強調批判與解構等企圖(Bauer ＆ Gaskell,2000)。論述分析是一跨學門的領域(羅世宏譯，2008)，衍生自人類學、認知心理學、社會心理學、微觀社會學、語言學、符號學、口語傳播等。它起源於對傳統社會科學研究法的批判，因此論述分析的知識論不同於以往。其知識論立場有四: 1. 主張用批判懷疑去面對所觀察的世界； 2. 承認我們共同理解世界的方式，具有歷史、文化之特定性與相對性； 3. 相信知識是社會建構的； 4. 宜致力探索知識(含語言、論述)與行動/實踐相連結的方式(羅世宏譯， 2008)。於是基於此知識論立場，論述分析努力提出新問題，或重塑舊問題。在國內，有若干學者曾針對各項主題做過論述分析，譬如學者詹美華(2004) 曾對九年一貫課程改革與教科書開放之議題，蒐集民國 90 年 9 月 1 日至 92 年 12 月 31 日止，中國時報（含中時晚報）、聯合報（含聯合晚報）及自由時報三大報有關教科書的新聞報導，透過教科書報導形式、報導主題與消息來源等分類和次數統計，做系統、定量的內容結構分析。研究者根據三報新聞樣本的主題類目，選取出現次數較高者，依據主題間的關聯性，以及整體樣本資料的分佈情形，歸納出教科書開放主要的議題有三個：教科書市場化議題、教科書編審政策議題、教科書使用相關議題。然後分別就此三個議題進行表面敘事結構分析，摘取新聞標題內容，按時間脈絡呈現議題的發展，找出議題中的爭議性事件（或論題），進行事件（或論題）意涵構連的分析，探討支撐議題發展的文本脈絡和主要論述。就議題的爭議性焦點，進行批判和省思。作者針對研究結果分別從內容結構層面、議題層面、政策批判省思層面提出如下結論： (一)、內容結構層面 1.教科書新聞報導形式以純新聞報導居多，評論較少，打破「大家總是在批評教科書」的刻板印象。 2.教科書新聞主題以「議價與書價」、「統編與民編之政策」兩類最多，顯示報導的內容偏向教科書市場與教科書政策兩方面。 3.教科書消息來源以官方為主，官方「告知者」的角色於教科書新聞產製 33.

(44) 過程中居重要樞紐位置。 (二)、議題層面 1.教科書市場化以後，教科書選用的問題益趨複雜，教科書專業計價問題亟待解決，政府在教科書市場的角色與定位尚待釐清。 2.教科書編審政策以「部編與民編並行制」作為新課程微調機制，是企圖減緩九年一貫課程改革對教科書開放政策的衝擊。 3.教科書使用上有關教師自編教材已被鼓勵，版本銜接問題尚待克服，教材錯誤已進行把關改善，基本學力測驗取材範圍仍令人疑慮不安。 (三)、政策批判省思層面教科書開放衍生的三個主要議題，彼此相互關連和影響。綜合而言，健全教科書市場機制，如計價和選用；避免國家課程意識型態過度泛政治化干預課程決策過程，如民編、統編的左右為難；導引大眾對教科書的重新概念和使用認知，也許有助於杜絕教科書開放政策亂象再生。最後該研究也進一步綜理出九年一貫教科書問題的根本焦點有二：一是課程方面，九年一貫課程改革帶來教科書開放政策的衝擊；二是市場方面，面對開放的教科書市場所帶來的挑戰。四、論辯分析法論辯分析(argumentation analysis)探究的對象是論辯，論辯是針對某議題而寫/說、具有說服意圖的一種文本。在目前的教科書中這類的文本不在少數，且多以論說文的文體來呈現。收錄於古今中外各類教科書裡的論說文，都可以作為分析的對象。此外，專為教科書而撰寫、針對某議題欲達成說服目的之課文，亦可作為探究的對象。而數理教科書尤其強調說理之清晰，所以很適合拿來分析其中論辯元素(例如資料、支持、限定詞、宣稱與否證/駁斥)之完備程度 (Bauer ＆ Gaskell,2000)。學者李哲迪(2006)曾運用論辯分析的方式探究高中物理教科書與學生關於力的話語與合法化的語言策略議題。在作者分析漢語中高中學生和物理教科書將力建構為實在的語言基礎方面，根據理論的探討，在語言層面，理論事物之實在是透過兩種方式而建構。其一是語言性事實：事物之實在透過一套談論它的話語而不證自明。其二是合法化：事物之實在透過指出「科學語詞真的有所 34.

(45) 指，或與別的語詞有所別（對這兩者產生懷疑即為合法性危機）」而證成。理想上，在合法化的論證過程中使用的語言策略是展示隱喻事件和技術事件間的轉換（即技術性建構）。根據系統功能語言學，理論事物會以名詞形式作為語法的物件而參與在事件中，此類事件是為隱喻事件；理論事物的話語則是表達隱喻事件時需依循的詞彙語法。在技術事件中，理論事物以與經驗形式一致的語法形式來表達。藉由技術性建構，理論事物轉換為一致式表達，從而獲得其日常意義而成為可被理解的概念(李哲迪，2006)。綜合以上所述，乃是針對分析教科書內容的四種常見方式做出探討，然而隨著國內中小學教科書「一綱多本」政策的施行，對於各種教科書版本的鑑選，也是不容忽視的一環，因此以下也將繼續探討有關教科書的評鑑規準。. (二)、教科書評鑑規準隨著課程改革與教科書的開放，要如何評鑑教科書是當務之急，要評鑑教科書首先要有其評鑑的規準，而教科書選用評鑑規準的功能是在於協助瞭解教科書品質好壞，及判斷教科書是否適合選用者的需求（張祝芬，1994），所以如何建立及找出適合的評鑑規準是教科書評鑑的要點。黃政傑（1994）認為教科書審查標準的建構，必須把握有效、可行、適切、客觀、周延等五項原則。而有關於教科書的評鑑規準國內外已有許多文獻可供參考，學者 Gall（1981）曾提出的評鑑規準分為四大部分，茲說明如下： 1. 發行與費用：考慮作者是否合格、費用是否合理、購買程序及師資訓練等。 2. 物理屬性：考慮美感、耐用性、成分（教學指引、習作、影片等）、材料品質（紙張、裝訂、是否反光）等。 3. 內容屬性：考慮教學目標是否清楚、多元文化觀與性別角色是否具備、範圍順序是否合宜及有無時效性。 4. 教學屬性：考慮評量設計、可理解性、配合性、個別化（適合不同學習者）、教學效果、教學型態是否有趣、先備條件是否明確說明、是否具可讀性、教師及學生角色主動或被動等。另外學者 Duke（1985）也提出六項評鑑的要點如下： 35.