中 華 民 國 一 ○ 八 年 一 月
院
長序
國家教育研究院於民國 100 年 3 月 30 日正式成立，肩負了國內教育研究、課程改革的
使命，以「教育政策發展智庫」、「課程測評研發基地」及「領導人才培育重鎮」為願景，規劃
長期性、整體性、系統性、前瞻性的研究計畫，為國家課程發展奠立穩固基礎。
國家教育研究院自民國 97 年進行課程綱要研擬之基礎研究，於 102 年起陸續展開與完
成十二年國民基本教育課程綱要的研修工作，經教育部高級中等以下學校課程審議會審議通
過正式發布。隨著十二年國民基本教育各領域/科目課程綱要發布，國家教育研究院也啟動各
領域/科目課程手冊研發的工作計畫，進行課綱理念內涵之解析與實踐方向的指引，提供學校
課程與教學設計、教師教學與學習評量實施、以及教材研發與選用之參考。
期待學校、教師、教材研發者以及社會各界，能夠善加應用各領域/科目課程手冊，同時
秉持十二年國民基本教育課綱自發、互動、共好的精神，落實素養導向的課程與教學，成就
每一個孩子都能適性揚才與終身學習。
國家教育研究院代理院長
謹誌
主
編序
十二年國民基本教育課程綱要總綱業於 103 年 11 月 28 日發布，各領域/科目課程綱要
之研修工作自 103 年 6 月陸續展開；歷經「十二年國民基本教育課程研究發展會」研議與「教
育部高級中等以下學校課程審議會」審議等程序，教育部於 107 年 2 月起陸續發布各領域/
科目課程綱要，108 學年度開始，自國民小學、國民中學及高級中等學校一年級起逐年實施。
總綱乃整體十二年國民基本教育課程與教學規劃與實施的藍圖，並且引導各領域/科目課
綱發展。十二年國教課綱以成就每一個孩子—適性揚才，終身學習為願景，以核心素養為課
程連貫與統整發展的主軸，透過素養導向課程與教學的實踐，藉由活力彈性的學校本位課程
發展，規劃多元適性的學習，激發學生生命的喜悅與生活的自信，提升學生學習的渴望與創
新的勇氣，培養具有自主行動、溝通互動與社會參與的終身學習力、社會關懷心及國際視野
的現代優質國民。
為促進各界理解各領域/科目課程綱要，國家教育研究院進行各領域/科目課程綱要研修
外，同時發展各領域/科目課程手冊，解析各領域/科目課程綱要內涵特色，並且發展教學示
例，提供教材編選、學校課程規劃實施、以及教師教學之參考。
本課程手冊係為參考性質，期待教材研發者、學校課程與教學設計者、教學者等能自行
視情境脈絡與需求加以轉化與實踐。本書得以出版，感謝各領域課綱研修小組及課程手冊研
發小組成員全心投入與專業貢獻，此外，感謝課推系統學科中心，課程教學輔導團隊教師群
提供建議以及參與協作。我們期望本課程手冊之出版，能作為課程綱要與教育現場實踐與對
話的橋樑，觸發更大動能，為學生多元適性的學習，共學共創，協力同行。
主編
國家教育研究院課程及教學研究中心
謹誌
中華民國 108 年 1 月
目
次
▊ 壹、發展沿革與特色 ........................................................................... 3
▊ 貳、課程架構 ..................................................................................... 57
▊ 參、核心素養與學習重點的呼應說明 .............................................. 67
▊ 肆、學習重點解析 ............................................................................. 97
二、「自然科學探究與實作」學習重點解析 ........................................................................ 143
▊ 伍、素養導向教材編寫原則 .......................................................... 163
▊ 陸、自然科學領域之議題融入說明 .............................................. 213
▊ 柒、教學單元案例 .......................................................................... 225
二、國中教育階段-跨科題材教學單元案例 ......................................................................... 252
三、高中教育階段-環境與海洋議題融入案例 ..................................................................... 276
四、高級中學教育階段-「自然科學探究與實作」教學單元案例 ...................................... 281
五、十二年國教-自然科學核心素養教學與評量示例 ......................................................... 332
▊ 捌、新舊課綱之課程實施銜接分析與建議 ................................... 473
▊ 玖、其他課程規劃建議 .................................................................. 485
▊ 拾、課綱 Q&A ............................................................................... 509
緣
起
教育部於民國 103 年 11 月 28 日發布「十二年國民基本教育課程綱要總綱」，有關「課程
規劃原則」指出：
「為落實學生適性選修課程，領域綱要研修小組應配合領域課程綱要之研訂，
同步發展各領域課程手冊，建立完整課程架構，並描繪升學及職涯進路關係，供教師選課輔
導、學生選課參考與大學院校選材參採之用」。基於此，國家教育研究院(以下簡稱國教院)自
105 年 2 月起著手進行研發十二年國民基本教育自然科學領域課程手冊(以下簡稱本手冊)，
茲作為說明領綱內涵與實務的重要詮釋文件。
本手冊研發團隊成員除國教院研究人員外，並以原自然科學領綱研修委員為基礎，另外
廣邀國民教育教學輔導團、高中學科中心專長教師等具實務經驗之人員，定期召開國民小學、
國民中學、普通型高級中學、探究與實作課程等小組會議，透過嚴謹的研析、撰寫、諮詢等
程序編輯手冊，以領綱為本對現場實踐提供具體的建議。手冊內容呼應《總綱》「自發」、「互
動」及「共好」的理念，透過核心素養的引導，自然科學領域可以在原有的架構下形成新一
波的課程內容，並符應十二年國教全人教育、終身學習及適性學習的基本理念。
本手冊章節包括：發展沿革與特色、課程架構、核心素養與學習重點的呼應說明、學習
重點解析、素養導向教材編寫原則、自然科學領域之議題融入說明、教學單元案例撰寫原則
說明、新舊課綱之課程分析與實施建議及課綱 Q&A 等九項。
本手冊的完成特別感謝各分組工作小組成員的用心投入，在多次討論、諮詢與修正後終
將付梓，期待本手冊對教師、學生、家長、師資培育機構、教科書編輯團隊，以及所有關心
十二年國民基本教育的夥伴們能有所裨益，亦期待讀者能不吝指教，對本手冊提供寶貴的修
正建議。
自然科學領域課程綱要課程手冊研發工作小組
2
十二年國教課程綱要國民中小學暨普通型高中
自然科學領域課程手冊
壹
發展沿革與特色
2
十二年國教課程綱要國民中小學暨普通型高中
自然科學領域課程手冊
3
壹、發展沿革與特色
▊ 壹、發展沿革與特色
一、發展沿革與特色
（一）自然科學領域課程綱要發展沿革與現行課程綱要相關問題
1.自然科學課程綱要發展沿革
（1）「自然與生活科技領域」到「自然科學領域」：科技成為獨立之「科技領域」。
（2）「九年一貫課程綱要」到「十二年國民基本教育」：十二年課程連貫設計。
（3）「能力指標」到「素養導向」：落實領域學科能力整合、內化、應用的目標。
2.現行自然科學課程綱要相關問題
（1）九年一貫「自然與生活科技學習領域」課綱之分段能力指標，包含八項科學素養，項
目過多，不易作為選編教材、實施教學與學習評鑑之依據。
（2）九年一貫課程國中教育階段師資分科培訓，教科用書形式上不分科編輯（同在一本
書），但實質上分科編輯，各單元缺乏跨科連結整合。
（3）九年一貫課程國中小教科用書編輯落差，國小教科用書多採取探究或問題解決模式，
國中則採概念描述為主，輔以實驗操作，國中小教科用書內容文字數量差異大。
（4）素養或能力落實問題：相關的課程資源配套不足，例如，基測、評量試題仍多屬片段
認知概念內容；教科用書仍屬認知概念模式編輯；未納入師資養成與在職培訓課程。
（5）九年一貫課程教材細目的概念內容過多且零碎，缺少大概念(big-idea)以及核心概念
（core concept）。
（6）九年一貫課程與 99 課綱，分屬不同研修委員會，國中與高中教育階段之概念發展未
能連貫，內容多有重複問題。
（7）高中 99 課綱為教材大綱型式，缺少「科學探究能力」內容之描述。
（8）高中 99 課綱為教材大綱型式，偏重知識概念，教科書內容以及教學模式也多以科學
知識概念學習為唯一目標，缺乏科學探究方法的學習設計。
3.自然科學領域課程綱要在世界主要國家的發展趨勢
本次研修工作參考以下文件「A Framework For K-12 Science Education,2012」、
「NGSS( Next Generation Science Standards, 2013)」、「STEM(Science, Technology,
Engineering and Math ematics)」、「Big ideas (principles and big ideas of science
education,2010) 」、「PISA, 2015」、各種科技部「高瞻計畫」成果作品等，歸納出以下的
4
十二年國教課程綱要國民中小學暨普通型高中
自然科學領域課程手冊
發展趨勢：
（1）朝向科學素養的培養，注重與日常生活之連結。
（2）重視科學概念發展與新興科技的連貫統整。
（3）強調科學核心概念的學習。
（4）重視科學本質的認識與態度的培養。
（5）「自然科學探究與實作」為科學學習的主要方法。
4.自然科學領域研修課程綱要之重要性
本次研修重要性在於面對教學現場出現的問題，解決上述「現行自然科學課程綱要相
關問題」，羅列如下：
（1）九年一貫課綱之八項科學素養項目過多，能力指標分析過於細碎。（上述問題 1）
解決方式：整合科學素養內容，分成「科學探究」與「科學的態度與本質」取代認知、技
能、情意，並建立「自然科學」領域之學習內容架構後，再由各科研發相關內
容。
（2）國中教育階段師資分科培訓，教科用書分科編輯，但課程要求領域統整教學。（問題
2）
解決方式：國中教育階段教學分科為主，跨科概念為輔，每學期課程至少實施一個單元的
跨科整合的自然科學探究與實作教學。
（3）國中小教科用書編輯落差問題（問題 3）
強調概念認知發展與概念內容架構。
編寫教科用書時，須同時提供 3 至 12 年級之整體課程計畫，說明各年級的教材內容
銜接。（參考實施要點之教材編選）
（4）偏向知識概念學習，未能落實素養/能力教學的問題。（問題 4、7、8）
（5）加強探究與實作式學習的落實
解決方式：
國民小學教育階段：學習首要為探索體驗，課程採統整概念的學習模式。
國民中學教育階段：學科概念系統性認識，連結概念學習與生活運用，並規範課程需
安排三分之一授課時數，實施探究與實作學習。
高級中等學校教育階段：安排跨科「自然科學探究與實作」4 個必修學分，連貫 9-
5
壹、發展沿革與特色
10/11 年級的自然科學素養導向學習。
整合「學習表現」與「學習內容」，提供各學習階段的素養導向教學與評量示例。
於實施要點中具體說明課程發展、教學、評量的關係。
（6）教材細目的概念內容過多且零碎，缺少大概念的呈現。（問題 5）
解決方式：以學習內容表現「核心概念」，包含科學概念的「主題」與「次主題」，並輔以
「跨科概念」。
（7）國民小學階段、國民中學教育階段、高級中學階段之概念發展不連貫。（問題 6）
解決方式：3-12 年之課綱格式相呼應，且配合認知發展連結各階段之概念學習次序。。
（二）研修原則與特色
1.總綱共同原則
（1）素養導向、連貫統整、多元適性
（2）國民中學教育階段：自然科學、科技分成兩個領域
（3）融入十九項議題（性別平等、人權、環境及海洋教育等共 19 項）
2.自然科學課程綱要之特色與原則
為達成認知發展的連貫性，本次研修工作在各階段有不同的特色與原則，分別說明如
下：
（1）國民小學教育階段
強化以「主體經驗」為主，「客體經驗」為輔。
著重觀察、親身體驗和具體操作。
培養學習興趣、保有好奇心。
根據觀察體驗提出自己看法。
從生活中察覺問題。
（2）國民中學教育階段
「主體經驗」與「客體經驗」相輔相成。
接觸「科學知識系統性」，引進抽象思考。
體會科學知識可以幫助生活解決問題。
依現象提出問題，並設計實驗實作，進行探究計畫，撰寫簡易科學探究報告。
以質性描述為主，量化計算為輔。
6
十二年國教課程綱要國民中小學暨普通型高中
自然科學領域課程手冊
（3）高級中學教育階段
為大學教育銜接做準備。
大幅放入微觀、抽象思考、運算與理論推導的層次，並建立科學模型與理論的系統性
思考方式。
運用較複雜的科學模型、理論、儀器設備，獨立或與同儕合作規劃執行完整的科學探
究計畫。
二、新舊課綱比較
（一）國民小學教育階段
相較於現行國民教育九年一貫課綱自然與生活科技學習領域（以下簡稱九年一貫課綱）
，
十二年國民基本教育自然科學領域課綱自然科學學習領域（以下簡稱十二年國教課綱）學習
內容規劃，在國民小學教育階段有以下的主要改變：
1.領域名稱：學習領域名稱從九年一貫課綱之「自然與生活科技」改為「自然科學」，科技
領域在國民小學教育階段未獨立設科，內容可融入本領域當中。
2.規劃期程：課程內容的規劃從過去九年，延伸到十二年一貫整體規劃，將各階段學習內
容重新調整安排。
3.學習內容組織與呈現方式：九年一貫課綱本領域課綱以八個基本能力要項規劃各階段學
習內容，並以附錄呈現教材內容細目，十二年國教課綱則以學習重點（區分為學習表現
與學習內容），九年一貫課綱中有關科學態度、思考智能、科學技能、科學與技術本質重
新統整成為學習表現的細目，其餘教材內容細目則納入學習內容。
4.基本能力指標與學習重點：九年一貫課綱以學生完成本階段課程應表現之能力指標為敘
寫方式，而十二年國教課綱則延續能力指標寫法改為學習表現延，但在學習內容則採取
敘明各階段應具體學習之核心概念與跨科概念，並在附錄對於學習內容細目和學習情境
等做進一步的闡述。
5.跨科統整：在十二年國教課綱素養導向之課程目標下，國小教育階段學習表現與學習內
容強化課程內容之統整性，以三大學習課題，七大跨科概念為組織核心概念之架構，消
除分科間壁壘分明之設計，引導教科書編輯與教師教學計畫從跨科概念、生活、社會議
題或大概念等取向發展教學，以達到跨科統整的目標。
7
壹、發展沿革與特色
6.階段間銜接與調整：為減少國小與國中教育階段課程銜接之落差，將部分原屬國中教育
階段之學習內容（如「粒子概念」、「能量形式與轉換」、「細胞概念」等內容），調整合適
呈現方式納入國民小學教育階段學習內容，也根據教學實務的回饋，對於國小中、高年
級不同學習階段學習內容做必要之調整（詳見以下附錄）。
7.核心概念與跨科概念：重新檢視教材細目，並以核心概念與跨科概念作為檢核選擇學習
內容之指標，去除枝節零碎之學習內容。
8.永續發展：回應「自發」、「互動」、「共好」之課程理念，國小階段特別強調「科學與生
活」與「資源及永續性」之跨科概念與內容，以連結科學、科技與社會、生活、環境倫理
與自然界永續發展的相關議題。
十二年國民基本教育自然科學領域課程綱要國民小學階段新舊課綱學習內容對照表
課題
學習內容
學習階段
說明
新增
調移
刪減
自 然 界
的 組 成
與特性
INa-Ⅱ-6 太陽是地球能
量的主要來源，提供生
物的生長需要，能量可
以各種形式呈現。
ⅣⅡ
延續九年一貫次主題 217
能的形式與轉換及 513 能
源的開發與利用相關，並
強化「能」及「能源教
育」的相關概念，作為國
中學習的基礎。
INa-Ⅱ-8 日常生活中常
用的能源。
核能
延續九年一貫次主題 217
能的形式與轉換及 513 能
源的開發與利用相關，並
強化「能」及「能源教
育」的相關概念，作為國
中學習的基礎。
INa-Ⅲ-1 物質是由微
小的粒子所組成，而且
粒子不斷的運動。
ⅣⅢ
九年一貫課程綱要安排在
第四學習階段之認識物
質，以及次主題 120 物質
的組成與功用第三學習階
段物質可以分解與組合。
課程內容安排於第三學習
8
十二年國教課程綱要國民中小學暨普通型高中
自然科學領域課程手冊
課題
學習內容
學習階段
說明
新增
調移
刪減
自 然 界
的 組 成
與特性
階段，但以物質可以分解
為更小的粒子，不涉及及
原子的概念。
INa-Ⅲ-5 不同形式的能
量可以相互轉換，但總
量不變。
ⅣⅢ
電廠、
發電
機、電
動機
延續九年一貫次主題 217
能的形式與轉換及 513 能
源的開發與利用相關，並
強化「能」及「能源教
育」的相關概念，作為國
中學習的基礎。
INa-Ⅲ-6 能量可藉由電
流傳遞、轉換而後為人
類所應用。利用電池等
設備可以儲存電能再轉
換成其他能量。
ⅣⅢ
延續九年一貫次主題 217
能的形式與轉換及 513 能
源的開發與利用相關，並
強化「能」及「能源教
育」的相關概念，作為國
中學習的基礎。
INa-Ⅲ-7 運動的物體
具有動能，對同一物體
而言，速度越快動能越
大。
動能
延續九年一貫次主題 217
能的形式與轉換及 513 能
源的開發與利用相關，並
強化「能」及「能源教
育」的相關概念，作為國
中學習的基礎。
INa-Ⅲ-9 植物生長所
需的養分是經由光合作
用從太陽光獲得的。
ⅣⅢ
僅介紹光合作用基本概
念，不涉及細胞層級的作
用機制和化學反應式。
INa-Ⅲ-10 在生態系
中，能量經由食物鏈在
不同物種間流動與循環
ⅣⅢ
此為自然界(生物圈)物質與
能量轉換的重要內容，為
討論生態保育、氣候變遷
等議題的基礎概念，應在
國小階段建立。
9
壹、發展沿革與特色
課題
學習內容
學習階段
說明
新增
調移
刪減
自 然 界
的 組 成
與特性
九年一貫課程綱要：
2-2-3-1 認識物質除了
外表特徵之外，亦有性
質的不同，例如溶解性
質、磁性、導電性等。
並應用這些性質來分離
或結合它們。知道物質
可因燃燒、氧化、發酵
而改變，這些改變可能
和溫度、水、空氣等都
有關。
2-3-3-2 探討氧及二氧
化碳的性質；氧的製
造、燃燒之瞭解、氧化
(生鏽等，二氧化碳的
製造、溶於水的特性、
空氣汙染等現象。
「導電」、「氧化」於國
小教育階段未提及。僅於
學習內容說明補充。
INe-Ⅱ-2 溫度會影響物質
在水中溶解的程度（定
性）及物質燃燒、生鏽、
發酵等現象。
INb-Ⅱ-7 動植物體的
外部形式和內部構造，
與其生長、行為、繁衍
後代和適應環境有關。
為統整性的學習內容，不
同於九年一貫課綱除了介
紹動植物體的構造與功
能，更強調形式構造與適
應環境的關係。
INb-Ⅲ-2 應用性質的
不同可分離物質或鑑別
物質。
九年一貫課程綱要為「分
離」或「結合」，未提及
「鑑別」物質。
課程內容安排第二學習階
段為區分與分離物質，第
三學習階段再加入鑑別物
質。
10
十二年國教課程綱要國民中小學暨普通型高中
自然科學領域課程手冊
課題
學習內容
學習階段
說明
新增
調移
刪減
自 然 界
的 組 成
與特性
INb-Ⅲ-5 生物體是由細
胞所組成，具有由細
胞、器官到個體等不同
層次的構造。
ⅣⅢ
此階段僅引導學生透過放
大設備觀察認識微觀世
界，不探討細胞的構造與
功能。
INb-Ⅲ-7 植物各部位的
構造和所具有的功能有
關，有些植物產生特化
的構造以適應環境。
與前項 INb-Ⅱ-7 同，強調
形式構造與適應環境的關
係
INc-Ⅱ-8 不同的環境有
不同的生物生存。
ⅢⅡ
統整九年一貫課綱次主題
121-生命的多樣性，230-
植物的構造與功能，231
動物的構造與功能等之相
關內容，在此階段建立生
物多樣性和生物與環境交
互作用的基本概念。
INc-Ⅱ-9 地表具有岩
石、砂、土壤等不同環
境，各有特徵，可以分
辨。
ⅠⅡ
原生活課程中的「石頭」
改為「岩石」，向上調一
階段，增加對岩石、沙、
土的認知。
INc-Ⅲ-2 自然界或生活
中有趣的最大或最小的
事物（量），事物大小
宜用適當的單位來表
示。
從不同尺度看世界，提升
學生探索自然的興趣。
INc-Ⅲ-4 對相同事物做
多次測量，其結果間可
能有差異，差異越大表
示測量越不精確。
強化選用合適的測量單
位，並了解自然界中的事
物尺度。
INc-Ⅲ-7 動物體內的器
官系統是由數個器官共
ⅣⅢ
此項對應的跨科概念是
「系統與尺度」，學習重
11
壹、發展沿革與特色
課題
學習內容
學習階段
說明
新增
調移
刪減
自 然 界
的 組 成
與特性
同組合，以執行某種特
定的生理作用。
點是認識人體的器官系
統，與 INb-Ⅲ-6 相關，可
合併設計於同單元。九年
一貫課綱在國中階段介紹
五個器官系統，重點強調
各器官的功能。此項納入
國小階段，建議以容易理
解的消化系統為例，但不
提及酵素。
INc-Ⅲ-8 在同一時期，
特定區域上，相同物種
所組成的群體稱為「族
群」，而在特定區域由
多個族群結合而組成
「群集」。
ⅣⅢ
為本階段可學習的概念，
減少國中學習內容。
INc-Ⅲ-9 不同的環境條
件影響生物的種類和分
布，以及生物間的食物
關係，因而形成不同的
生態系。
ⅣⅢ
為本階段可學習的概念，
減少國中學習內容。
次主題 131-生命的多
樣性 3b.察覺周遭環境
有許多微小生物（例
如：觀察食物發霉）
已融入 INc-Ⅱ-7「利用適
當的工具觀察不同大小、
距離位置的物體」這項學
習內容。
自 然 界
的現象、
規 律 及
作用
INd-Ⅲ-11 海水的流動
會影響天氣與氣候的變
化。氣溫下降時水氣凝
結為雲和霧或昇華為
霜、雪。
增加海水會流動(波浪)，影
響天氣，因臺灣四周環
海，海洋的波浪為日常生
活所知。
12
十二年國教課程綱要國民中小學暨普通型高中
自然科學領域課程手冊
課題
學習內容
學習階段
說明
新增
調移
刪減
自 然 界
的現象、
規 律 及
作用
INd-Ⅲ-12 自然界的水
循環主要由海洋或湖泊
表面水的蒸發，經凝結
降水，再透過地表水與
地下水等傳送回海洋或
湖泊。
詳細說明水循環過程，彌
補過去概念之不完整。
INe-Ⅱ-5 生活周遭有
各種的聲音；物體振動
會產生聲音，聲音可以
透過固體、液體、氣體
傳播。不同的動物會發
出不同的聲音，並且作
為溝通的方式。
ⅢⅡ
聲音的
傳播
聲音概念部份放寬至更低
的年級。
INe-Ⅱ-7 磁鐵具有兩
極，同極相斥，異極相
吸；磁鐵會吸引含鐵的
物體。磁力強弱可由吸
起含鐵物質數量多寡得
知。
ⅢⅡ
INe-Ⅲ-4 物質溶解、
反應前後總重量不變。
ⅣⅢ
九年一貫課程綱要內容安
排於第四學習階段：4c.知
道化學反應的質量守恆。
此部份主要以實驗操作為
主(如水煮蛋、糖的溶解)，
避免只有概念性描述。
INe-Ⅲ-8 光會有折射
現象，放大鏡可聚光和
成像。
增加放大鏡可聚光和成
像。
13
壹、發展沿革與特色
課題
學習內容
學習階段
說明
新增
調移
刪減
自 然 界
的現象、
規 律 及
作用
INe-Ⅲ-10 磁鐵與通電
的導線皆可產生磁力，
使附近指北針偏轉。改
變電流方向或大小，可
以調控電磁鐵的磁極方
向或磁力大小。
電磁鐵
磁極磁
力改變
增加改變電流方向或大
小，可以調控電磁鐵的磁
極方向或磁力大小。
INe-Ⅲ-13 生態系中生
物與生物彼此間的交互
作用，有寄生、共生和
競爭的關係。
ⅣⅢ
九年一貫課綱次主題 510-
4a 提及物種間依存的食性
關係，此項強調物種間的
交互作用， INa-Ⅲ-10 調
移至第三學習階段，此項
可與其編於同單元。
自 然 界
的 永 續
發展
INf-Ⅱ-2 不同的環境影
響人類食物的種類、來
源與飲食習慣。
與九年一貫課綱次主題
512-3a 有關。
INf-Ⅱ-6 地震會造成嚴
重的災害，平時的準備
與防震能降低損害。
ⅢⅡ
因應低、中年級已進行地
震防災教育(防震避難演
練)，及地震為臺灣首要災
害。
INf-Ⅱ-7 水與空氣汙染
會對生物產生影響。
ⅢⅡ
INf-Ⅲ-3 自然界生物
的特徵與原理在人類生
活上的應用。
結合新興科技議題(奈米科
技)。
INf-Ⅲ-5 臺灣的主要天
然災害之認識及防災避
難。
ⅣⅢ
增強防災意識，確保安
全。增加對臺灣災害認
識，尤其山區山崩、土石
流近年為主要災害。
INf-Ⅲ-6 生活中的電器
可以產生電磁波，具有
讓學生能了解電磁波在生
活中的應用與影響。
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十二年國教課程綱要國民中小學暨普通型高中
自然科學領域課程手冊
課題
學習內容
學習階段
說明
新增
調移
刪減
自 然 界
的 永 續
發展
功能但也可能造成傷
害。
INg-Ⅱ-1 自然環境中
有許多資源。人類生存
與生活需依賴自然環境
中的各種資源，但自然
資源都是有限的，需要
珍惜使用。
結合新興科技議題（生物
科技）。
INg-Ⅱ-2 地球資源永
續可結合日常生活中低
碳與節水方法做起。
ⅢⅡ
強調中年級起可進行氣候
變遷因應及調適教育的方
式及技能。
INg-Ⅲ-4 人類的活動
會造成氣候變遷，加劇
對生態與環境的影響。
強調氣候變遷成因及調適
教育，配合全球暖化趨
勢，提出解決問題辦法。
INg-Ⅲ-5 能源的使用
與地球永續發展息息相
關。
強調氣候變遷成因及調適
教育，及永續發展理念。
INg-Ⅲ-6 碳足跡與水
足跡所代表環境的意
涵。
強調氣候變遷成因及調適
教育因應之基本知識。
INg-Ⅲ-7 人類行為的
改變可以減緩氣候變遷
所造成的衝擊與影響。
強調氣候變遷成因及調適
教育可行之解決辦法。
次主題 520-2b 指出臺
灣、中國著名科學發明
家。
有關內容放在第三學習階
段如：INf-Ⅲ-1。
註 1：「新增」或「刪減」以表示，指新增或刪減於國民小學教育階段之學習內容。
註 2：「調移」指過去國民小學教育階段已有的學習內容，但改變學習階段。
（二）國民中學教育階段
因十二年國教課綱是以十二年一貫規劃，國中各科學習內容調整情形詳見以下說明。
15
壹、發展沿革與特色
1.理化科
次主題
變動情形說明
物質組成
與元素的
週期性
(A a)
1.十二年國教課綱在原子模型發展課程中，建議融入科學史。
2.九年一貫課綱沒有提到「莫耳」，十二年國教課綱中不強調莫耳與亞佛加
厥數的計算，僅止於概念的理解。十二年國教課綱部分特別作了負面表
列，不教複雜的莫耳及亞佛加厥數。僅止於「莫耳」這個名詞的介紹。
3.元素與化合物的理解上，十二年國教課綱認為可以以「水電解」的實驗切
入。
能量的形式
與轉換(Ba)
1.強調作功和能量變化的關係，建議以學生生活中的實例說明。
2.九年一貫課綱有列出重力位能的概念，十二年國教課綱則將此歸為教學現
場的彈性擇例說明。
溫度與熱量
(Bb)
為增加學生探究與實作時間，特別提醒若有計算時，應以了解概念為主的計
算，不涉及複雜計算。
物質的結
構與功能
(Cb)
1.九年一貫課綱並未特別提到純物質、混合物。十二年國教課綱希望藉由純
物質與混合物的認識學習簡易物質分離純化的技術，並且藉此探討物質的
性質和分類。
2.增加濾紙層析法（不牽涉原理）。
3.增加化合物鑑定。
自然界的尺
度與單位
(Ea)
1.九年一貫課綱的過程技能中有列出學生能了解估計的意義，但沒有將自然
界的尺度列入課程中，這是一個跨科整合的主題，故十二年國教課綱新增
此部分的學習內容。
2.部分學習內容移至七年級先簡單介紹，希望學生能以適當的尺度量測或推
估物理量，例如：奈米到光年、毫克到公噸、毫升到立方公尺等，能對自
然界的尺度範圍有初步概念。
3.部分學習內容仍保留至八年級再進行計算與最小刻度的介紹。
力與運動
（Eb）
1.學習內容中若有涉及公式或計算，只做簡易運算。本次主題所有計算均限
於單一物體受單一作用力之簡單計算。
2.國中刪除九年一貫課綱中的細目內容：知道力會以「場」分布的形式存在
(例如重力場及磁力場)。
3.Eb-Ⅳ-5 壓力的定義與帕斯卡原理與，是將九年一貫課綱的細目：「4f.觀測
知道液體壓力及帕斯卡原理、4g.察覺壓力差能產生流體的運動」中整併學
習內容並降低難度，國中不探討流體的運動。
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自然科學領域課程手冊
次主題
變動情形說明
4.國中教育階段不強調牛頓三大運動定律，但希望學生能知道力與物體運動
的觀念，高中再進行演算問題。
物質反應
規律(Ja)
九年一貫課綱在本次主題，大多建議由實驗觀察切入。十二年國教課綱在質
量守恆單元中，建議結合科學史。在實驗觀察中，則可以實驗觀察或是回溯
過往實驗經驗。
水溶液中
的變化(Jb)
十二年國教課綱增加了 ppm，可以結合汙染、環境等議題。pH 計（科技引
進國中實驗室），其餘大致相同。
有機化合
物的製備
與反應(Jf)
十二年國教課綱增加了酯化與皂化作為化學「製造」的例子。
波動、光
及聲音(Ka)
1.刪除九年一貫課綱的細目：察覺波遇障礙物發生反射、折射的現象。
2.原九年一貫課綱的細目：「觀察水面波，了解波動的振幅、頻率、波長及
波速。」改為觀察波的產生與移動，不觀察水面波。
電磁現象
(Kc)
「Kc-Ⅳ-7 電池連接導體形成通路時，多數導體通過的電流與其兩端電壓差
成正比，其比值即為電阻。」和九年一貫課綱內容一致，但學習內容說明新
增負面表述「不涉及電阻串、並聯公式計算」。十二年國教課綱希望學生可
以由操作儀器實驗數據推論電阻、電壓及電流的關係，減少不必要的計算，
以增加學生實作的時間。電阻的串、並聯公式計算、歐姆定律和電能的公式
推導等相關計算在高中選修中介紹。
科學、技
術及社會
的互動關
係（Ma）
新增「Ma-Ⅳ-5 各種本土科學知能（含原住民族科學與世界觀）對社會、經
濟環境與生態保護之啟示。」原九年一貫課綱中也有相關內容細目，十二年
國教課綱特別強調學生對本土科學認識以符應總綱中的理念。
能源的開發
與利用(Nc)
建議以跨科主題進行。
2.地球科學
次主題
變動情形說明
地球與太
空(Fb)
1.九年一貫課綱中本次主題下的教材內容：潮汐，在十二年國教課綱則將此
部分移至次主題「海水的運動」之下。
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壹、發展沿革與特色
次主題
變動情形說明
2.九年一貫課綱以日、地、月三者的相對運動解釋月相變化，十二年國教課
綱則延續國小觀察月亮的變化作為基礎，引導學生了解月相變化具有規律
性。
3.九年一貫課綱中有認識太陽系，十二年國教課綱則著重認識太陽在宇宙中
的位置以及八大行星和太陽的關係。
地層與化
石(Hb)
九年一貫課綱教材內容以化石來認識地層，了解地球歷史，十二年國教課綱
則從岩石岩性與其中的化石來討論地球歷史，另提及解讀地層與地質事件可
幫助了解該地層的發展。
地表與地
殼的變動
(Ia)
1.十二年國教課綱中以內營力、外營力作用來解釋改變地貌的原因。
2.十二年國教課綱以火山和地震的分布來認識板塊。板塊運動的部分特別說
明臺灣位於板塊聚合處，不強調三大類型的板塊運動類型，移至高中再
談。
3.九年一貫課綱有提及大陸漂移與板塊構造運動，有科學史的概念安排，但
大陸漂移移至高中再談。
天氣與氣
候變化(Ib)
1.九年一貫課綱中的天氣預報獨立介紹大氣觀測，十二年國教課綱則從臺灣
常見的天氣現象來談。
2.九年一貫課綱中的海洋與氣候的變化，此部分移至十二年國教課綱新增的
主題「海水的運動」之下。
海水的運
動(Ic)
1.九年一貫課綱所沒有的次主題。
2.與舊有次主題「地表與地殼的變動」、「天氣與氣候變化」、「晝夜與季
節(九年一貫課綱稱晝夜與四季)」原屬主題「改變與平衡」，現合併移至
十二年國教新增的主題「變動的地球」之下。
3.十二年國教課綱學習內容新增：介紹海水運動方式。
晝夜與季
節(Id)
1.九年一貫課綱次主題為「晝夜與四季」。
2.九年一貫課綱教材由日、地模型解釋晝夜與四季變化，十二年國教課綱則
由不同季節晝夜長短不同和地表單位面積獲得不同能量來認識季節變化的
原因。
天然災害
與防治
(Md)
1.九年一貫課綱安排在主題「環境保護」之下，現移至十二年國教課綱新增
的主題「科學、科技、社會及人文」之下。
2.九年一貫課綱次主題「天然災害與防治」教材內容：洪水，在十二年國教
課綱介紹颱風災害，洪水包含其中。
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自然科學領域課程手冊
次主題
變動情形說明
3.十二年國教課綱學習內容還包含：地震災害。
永續發展
與資源的
利用(Na)
1.九年一貫課綱所沒有的次主題。
2.現與十二年國教課綱新增次主題「氣候變遷之影響與調適」合併移至十二
年國教課綱新增的主題「資源與永續發展」之下。
3.十二年國教課綱學習內容注重資源合理運用與永續發展。
4.建議以跨科主題進行，可融入時事議題。
氣候變遷
之影響與
調適(Nb)
1.九年一貫課綱所沒有的次主題。
2.現與十二年國教課綱新增次主題「永續發展與資源的利用」合併移至十二
年國教課綱新增的主題「資源與永續發展」之下。
3.九年一貫課綱次主題「全球變遷」中提及溫室效應，十二年國教課綱則有
討論氣候變遷的衝擊，包含全球暖化。氣候變遷的衝擊還包括海平面上
升、異常降水。
4.十二年國教課綱還更著重因應氣候變遷的方法。
5.原九年一貫課綱次主題「全球變遷」中提及聖嬰現象，已移至高中教育階
段。
6.建議以跨科主題進行，可融入時事議題。
3.生物科
次主題
變動情形說明
生物體內
的能量與
代謝(Bc)
1.原國高中皆有的內容整併後多數移至國中，並增加以探究為主的學習活
動，如：
(1)Bc-Ⅳ-1 將原高中部分較艱深的內容(如機制)刪除，但增加【探討活
動】：探討影響酵素作用的因素。
(2)Bc-Ⅳ-4「光合作用需要日光」原為依據設計好的實驗進行操作驗證，十
二年國教課綱則轉變為：能設計實驗證明「光合作用需要日光」。
生態系中
能量的流
動與轉換
(Bd)
1.原國、高中皆有的內容，整併後多數移至國中，高中必修已無此次主題
2.原國中內容整併至高中生物(選修)，如：Bd-Ⅳ-3 有關物質循環的內容，
國中生物課程只保留碳循環，而將氮循環移至高中選修。
3.原國中內容部分移至地球科學，如水循環。
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壹、發展沿革與特色
次主題
變動情形說明
細胞的構
造與功能
(Da)
1.原國、高中皆有的內容，整併且簡化，部分移至國中。
2.原國高中皆有的內容，高中必修保留較抽象或深入的內容，如：
(1)Da-Ⅳ-1「細胞的基本構造」(細胞核、細胞質、細胞膜、細胞壁)保留在
國中，但胞器、細胞學說、真核、原核細胞等則移至高中。
動植物體
的構造與
功能(Db)
1.原國、高中皆有的內容，整併且簡化後移至國中，並加強以探究為主的學
習活動，並有少數條目移動及新增、整併，如：動物的呼吸、消化、循
環、排泄、植物維管束的構造與功能、植物生殖器官(花、果實、種子) 的
觀察、植物的感應、開花植物的生殖等，皆簡化、整併至國中；較深入或
複雜的概念則整併後移至高中選修生物。
2.原國中內容：認識植物的蒸散作用整併移至國小。
生物體內
的恆定性
與調節(Dc)
1.原國中、高中皆有的神經系統、內分泌系統皆簡化、整併至國中。
2.新增 Dc-Ⅳ-3 皮膚是人體對外來物的第一道防線防禦系統，能阻止外來
物，例如：細菌的侵入；而淋巴系統則可進一步產生進一步的免疫作用。
3.原國中內容：「動物先天的本能和後天的學習能力」簡化後移至國小。
生物圈的
組成(Fc)
原國、高中皆有的內容，整併且簡化後移至國中，強調跨科概念：尺度與系
統，統整方式如下：原高中有「知道細胞是由水、醣類、脂質、蛋白質和核
酸等化合物組成」，但國中無相關內容，簡化後從高中移至國中，結合跨科
概念：系統與尺度以建構生命世界的微觀尺度，而生物圈的組成層次則為生
命世界的巨觀尺度。
生殖與遺
傳(Ga)
原國高中皆有的內容，將較需抽象思考及邏輯運算的內容移至高中必修，國
中只保留部分可觀察的遺傳現象，調整情形如：
(1)原國中高中皆有的內容，如：孟德爾遺傳法則皆整併後移至十年級。國
中只以科學史觀點認識孟德爾的遺傳研究。遺傳內容整併後，國中階段
保留可觀察的、且受學生關注的遺傳現象，如：ABO 血型與性別遺傳。
(2)原國、高中皆有的內容，如：生物技術，簡化後移至國中並以議題的論
證為主。
演化(Gb)
1.原國、高中皆有的內容，統整後大部分內容移至高中必修，並強調演化證
據對於演化理論與其他內容(如分類系統)的影響。如：原國中、高中皆有
的演化理論--天擇說、用進廢退、生物的演化史...等皆移至十年級，國中階
段僅保留；從已知的化石來認識已消失的生物，但不強調化石的種類和形
成的原理、機制。
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十二年國教課程綱要國民中小學暨普通型高中
自然科學領域課程手冊
次主題
變動情形說明
2.原「認識化石形成的過程和化石紀錄中生物的消長與演化情形」整併至地
科。
生物多樣
性(Gc)
1.原國、高中皆有「生物的分類系統」單元，整併後多數移至高中必修及選
修，國中只從「依據生物形式與構造的特徵可以將生物分類」來認識生物
多樣性，並從各種生物與人類的互動關係來認識生物多樣性。
2.新增「微生物」相關的條目，著重微生物與人類的關係而非分類。
其他
主題
(L)
1.生物間的交互作用(La)、生物與環境的交互作用(Lb)
2.原國、高中皆有的內容，統整後大部分內容移至國中，學習方式強調以實
察、檢測、長期調查....等探究方式，可融入環境教育與海洋教育。
4.國中跨科題材
九年一貫課綱的教材內容要項並沒有「跨科概念」這個階層，十二年國教課綱則在學
習架構的課題下新增「跨科概念」這個階層，以七個跨科概念統整各主題，次主題的學習
內容，並強調國中階段每一學期需有一「跨科概念」單元，且其時數需佔教學時數的六分
之一。 以下是＂跨科＂課程的相關說明：
跨科題材
變動情形說明
從原子
到宇宙
1.九年一貫課綱的教材內容要項並沒有「跨科概念」這個階層，有關“跨
科”的內容通常分散在各科但以主題做統整，如：「尺度」這個跨科概念
包含：「自然界的尺度與單位」---通常被劃分在理化科（物理）; 而生物
科或地球科學則在某些單元以融入的方式來處理「尺度」相關概念，如：
介紹長度單位時，以細胞為例說明其長度單位是微米，以恆星間的距離為
例說明其長度單位是光年，也就是以學科概念為主，而跨科概念「尺度」
只是融入的相關概念。
2.在十二年國教課綱中則在課題下新增「跨科概念」這個階層，跨科題材是
從跨科概念出發，去連貫、統整不同學科的概念，形成一個主題，如：
「從原子到宇宙」這個跨科題材是以「尺度」這個跨科概念做為主軸，學
習內容是：認識自然界的一般(可視)、巨觀和微觀尺度的現象、知道自然
界各種物質、現象和生物都可以從不同尺度去探討、探討不同尺度的現象
時，會使用各種不同的單位、原子與分子是組成生命世界與物質世界的微
觀尺度。也就是透過「尺度」的概念去認識自然科學的內容，而沒有學科
的分別，其功能是以「導論」的方式讓學生認識自然科學的通則，所以課