西元前七世紀，希臘哲學家泰爾斯發現摩擦過後的琥珀，能夠吸引微小的物 體，正緩慢的推開電學研究的大門。一七五二年富蘭克林與兒子透過一枝鑰匙引 來閃電，導入萊頓瓶，終於證實了天上的閃電與摩擦產生的靜電，兩者沒有差別。
一七九一年賈法尼解剖青蛙時，觀察到蛙腿產生抽搐的現象；一直到一八零零 年，伏打發明出全世界第一個化學電池，終於能夠給予電學研究穩定的來源。接 下來，十九世紀科學家們透過伏打堆電池，進行各式各樣的電化學研究內容，無 疑的在理論與應用層面上皆有相當顯著的進展。
一、化學電池的另有概念
電化學的研究內容包括的範圍相當廣泛，主要是建立在氧化還原反應之上，
亦有提及電解質的概念、電子與粒子的移動情形、化學反應的情形與化學反應進 行的方向等。Garnett & Treagust (1992)針對 32 位高中學生透過電化學教學後，
對於電化學電池與電解的另有概念進行調查，發現另有概念種類相當繁雜且龐 大，並透過半結構式晤談診斷出學生擁有的另有概念後，可分成電路、氧化還原、
電化學電池與電解此四個分類；Sanger & Greenbowe (1997)延伸 Garnett &
Treagust 的研究內容，針對 16 位大學主修化學的學生在電化學教學後，進行半 結構式晤談，檢測出新的另有概念，並從此研究中提到學生對於化學電池的微觀 機制未能清楚理解。
本研究的課程內容主要為「化學電池」，因此，將上述兩份針對電化學另有 概念的研究內容進行整理，以 Garnett & Treagust (1992)的分類為主，挑選出關於 化學電池的另有概念共有 18 個，並整理成表 2-4-1。
二、 化學電池的教學模式
電化學的學習主題涉及巨觀、微觀與次微觀表徵間的轉換，對於學生而言屬 於較難的單元(Osman & Lee,2014)。學生對於電化學有許多的另有概念( Garnett
式，以分組進行學習電化學的概念內容，各小組精熟學習一個概念後，透過小組 間的討論與分享，能夠學習到不同的概念。Burcin & Leman(2103)是利用探究為 主實驗式活動進行電化學教學，讓學生進行實驗操作，並且驗證實驗理論的正確 性。在教材使用上，Yürük (2007)使用概念改變文本，促使學生達到概念改變。
Osman & Lee(2014) 是 以 資 訊 與 通 信 科 技 (Information and Communication Technology, ICT)融入教學，以學習者為主體的學習並加上模擬教學，增強學生巨 觀、微觀與次微觀表徵間的轉換。
三、本節對於本研究的啟示
針對文獻所提及的部份，將分成以下兩部份使用與進行說明：
(一) 研究工具開發
根據上述資料，電化學的另有概念在近幾年來尚未有新的文獻發現其他的另 有概念。因此，使用本研究文獻所提及的另有概念，作為檢測另有概念的重點，
將其放入化學電池科學概念評量工具中，藉此評量本研究之學生針對文獻中所提 及的另有概念分佈的情形。
(二) 課程內容開發
由化學電池的實徵性研究中可知，化學電池的科學概念，對於學生而言屬於 較難的科學概念。透過改變教學方式與教材內容，對於電化學的學習成效皆優於 傳統的教學方使與教材內容，兩者之間，仍相信尚有更為妥當的方式進行電化學 教的教學方式。因此，保有上述「文本」對於概念的影響與「探究」促進概念的 學習，作為本研究修改與討論的主要方向。
在本研究中，將改編一般教科書的內容轉化成「建模式文本」而探究的教學 法更聚焦於「建模本位探究」，透過此兩種方式的改變，一方面吸取實徵性研究 中所提及的經驗，另一方面更是融入在「建模教學」的理論內容，希望透過兩方 面的搭配，能夠產生更有效率以及更具良好學習成效的教學內容。
綜上所論，本研究嘗試在「文本」與「教學活動」中更貼近科學家研究的過 程，因此，選擇使用「建模教學」，學生透過文本以及教學活動能夠模擬科學家 研究的步驟以及思考方式，希望能夠給予化學電池不同的教學內容與成效。
表 2-4-1 電化學-電化學電池的另有概念
分類 另有概念
電路
電荷法則
1a. 電池中，陰陽離子彼此互相吸引並朝向電極移動 1b. 水溶液中的正離子吸引電子穿越電解液。
電位差
3a. 電位差僅由兩點之間的電荷濃度差異而決定 3b. 陽極為高電子濃度
3c. 陰極為低電子濃度
3d. 電子由電子濃度較高的陽極，穿越外電路到電子濃度較低的陰 極
電化學電池 定義陰陽極
8a. 標準還原電位表中，還原電位最高的是陽極 8b. 標準還原電位表中，金屬的活性由上而下減少
*8c. 陰極或陽極是由擺放位置而決定
*8d. 陽極，為負電荷，如同陰離子；陰極，為正電荷，如同陽離子 化學電池中的電流
10a. 電子從陰極進入電解液，並且通過電解液在陽極出現 10b. 鹽橋提供電子使得電路完整
10c. 鹽橋中的正離子吸引電子從一半電池到另一半電池，形成電流 10d. 化學電池中陰陽離子移動直到兩半電池濃度相同
*10e. 電子無需透過離子幫助，即可流過水溶液
*10f. 只有負電荷可在鹽橋與電解液中流動 陰陽極
11a. 陽極為負電荷，因此吸引陽離子；陰極為正電荷，因此吸引陰 離子
11b. 陽極因為失去電子，為正電荷；陰極因為失去電子，為正電荷
* Sanger & Greenbowe (1997) 所提及的另有概念
第參章 研究方法
本章共分為六節，分別敘述本研究的架構與研究的方法。第一節為研究設 計，介紹本研究的設計方式；第二節為研究對象，說明此研究對象的背景以及取 樣來源；第三節為教學與教材設計，及列舉出本研究所需要教學流程以及教學內 容；第四節為研究工具，目的在於介紹本研究所要的工具來源；第五節為研究流 程，詳細列出本研究從預備階段、實驗階段與分析階段的時間規劃；第六節為資 料分析，目的在於將研究工具所可測得的內容與研究問題加以對照，並且確定分 析資料的方式。