分析工具

為了使研究具有系統性及客觀性，本研究之研究工具分為三部分：（一）建立電磁 學專家概念圖，（二）建立電磁學相關概念之命題陳述，上述兩樣工具為探討教科書中 電磁學概念範圍之依據；（三）發展各版本電磁學概念相關單元之呈現分析表，以探求 教科書中，其電磁學概念之呈現方式。

壹、建立電磁學專家概念圖

本研究需建立電磁學專家概念圖做為分析之工具。專家概念圖的製作過程是由研究 者先參考陳龍英、郭明賢（2006）出版的普通物理繪製初稿後，再與兩位擁有國小「自 然與生活科技」教學經驗之教師討論修正，此兩位國小教師為台中教育大學科學推廣學 系研究所在職生，在「自然與生活科技」領域分別擁有四年與三年的教學經驗。接著經 由指導教授修正後，再送交國立大學物理學系教授進行專家審查。

指導教授為國立成功大學物理學研究所博士，另一位專家審查者為國立彰化師範大 學科學教育博士，兩位均具有普通物理的教學經驗，修正部分如下述：

1. 增加「電學包含電荷」、「電荷分成流動的電流與相對靜止的靜電」、「電路的應 用」等概念。

2. 增加「磁力線有方向，在磁鐵外部為 N→S；在磁鐵內部為 S→N」的概念。

3. 增加「電場隨時間改變感應出磁場，其應用為電動機」、「磁場隨時間改變感應出 電場，其應用為發電機」的概念。

4. 增加「電動機與發電機的橫向連結」。

透過此概念圖不僅可以檢視現行國小各版本「自然與生活科技」教科書中所涵蓋的 電磁學概念，亦可以檢視各版本在電磁學概念上的異同。因版面限制，因此下圖 3-4-1 電學概念分析圖與圖 3-4-2 磁學概念分析圖其概念依序由左而右，圖 3-4-3 電磁學概念 分析圖與圖 3-4-4 勞倫茲力概念分析圖。因研究對象不涵蓋勞倫茲力的應用實例電動機 單元，因此圖 3-4-4 勞倫茲力概念分析圖僅供參考，本研究並不探討此部分。

交流

C-1-10 C-1-10

C-1-11

黑底：代表九年一貫課程電磁學概念 實線：本研究探討的電磁學概念 虛線：本研究未探討的電磁學概念

圖 3-4-2 磁學概念分析圖

C-2-3 C-2-3

C-2-4

圖 3-4-3 電磁作用概念分析圖

貳、建立電磁學相關概念之命題陳述

222 3a.察覺磁鐵具有兩極，同性極相

研究者參酌電磁學相關教科書後，將電磁學概念區分成「電的基本概念」、「磁的

磁性物質分成天然磁鐵和人工磁鐵。 C–2–4

磁極會產生磁場。 215-4d C–2–5

磁場有大小和方向。 C–2–6

磁場分佈可以用磁力線表示。 C–2–7

磁力線愈密，磁場強度愈強；磁力線愈疏，磁場強 度愈弱。

C–2–8

磁極間有靜磁作用力。 C–2–9

磁 的 基 本 概 念

靜磁作用力分成吸引力和排斥力，同極相斥，異極 相吸。

222-3a C–2–10

隨時間改變的電場可以產生感應磁場。 222-4d C–3–1 隨時間改變的磁場可以產生感應電場。 222-4d C–3–2 透過安培定律，可以計算出感應的磁場強度的大小。 C–3–3 透過法拉第定律，可以計算出感應電流流量的大小。 C–3–4 電

與 磁 的 交 互 作

用 電磁感應可以應用在發電機和電動機上。 421-4d C–3–5

註：「九年一貫之電磁學概念」欄內，前三碼為，課題、主題、次主題的編號；第四碼 代表年級，1 代表國小一、二年級，2 代表國小三、四年級，.代表國小五、六年級，

4 代表國中一、二、三年級；a、b 為流水號。例如：222-1a 為次主題 222 之第一階 段（國小一、二年級）a 教材。

參、各版本電磁學概念相關單元之呈現分析表

本研究綜合前述文獻探討，由研究者發展各版本「電磁學概念相關單元之呈現分析 表」（見附錄一）分析「自然與生活科技」各審定版教科書在電磁學概念上的差異，並 透過九年一貫命題陳述與概念圖命題陳述交叉核對與表（見附錄二）來探究九年一貫課 程與電磁學專家概念的差異性。