研究結論

本研究運用POE 策略探究國小四年級學童在電磁鐵推理實驗中所呈現的 概念及其推理歷程，經過資料蒐集與分析之結果，提出結論如下：

一、 電磁概念類別分析

本研究發現研究對象在電磁鐵推理實驗所持有的概念中，茲將研究 對象在電磁鐵推理實驗所持有的電磁概念整理如下：

（一） 科學概念

在研究中研究對象對電磁鐵推理實驗所持有的科學概念分述如下：

1. 電池反接之後，電流的方向改變。

2. 同極相斥，異極相吸。

3. 電磁鐵的N極和S極是同時存在於電磁鐵的兩邊。

4. 當電池反接之後，電流方向改變，導致電磁鐵的磁極會產生改變。

（二） 另有概念

在研究中學童對電磁鐵推理實驗所持有的科學概念分述如下：

1. 電池和磁鐵一樣，本身具有磁力，也具有N極和S極，而且N極和 S極會像電流一樣流動。

2. 電流具有磁性，從電池正極流出來的電流會吸引指北針的N極；

88 歸納推理，共72次，佔32.59%。

三、 國小四年級學童在電磁鐵推理實驗所呈現之推理過程類型共有九種，分 別為「²|²|」型、「²²²|」型、「²²²²」型、「²|||」型、「²²||」

型、「|²|²」型、「|²²|」型、「²²|²」型、「|||²」型，有 七成以上的研究對象在做最後一個推理實驗的預測活動時，預測結果與 實驗結果一致；但研究者再深入探討研究對象做完了電磁鐵推理實驗 後，能夠從指北針N極的指向推論電磁鐵的磁極分佈，也能藉由對電磁 鐵磁極的觀察，發現電池反接與磁極轉換之間的關係的人數，在各類型 當中，所占同類型人數的百分比，最高者為「²|²|」型，研究者推測 可能是當研究對象的推理歷程中，「一致」與「不一致」交叉出現時，可 以適時的修正研究對象所持的概念；而「²²²²型」的推理過程看似從 頭錯到尾，但是這類型的四位研究對象中，有一位能夠從指北針N極的 指向推論電磁鐵的磁極分佈，也能藉由對電磁鐵磁極的觀察，發現電池 反接與磁極轉換之間的關係；所以在本實驗中，預測與實驗結果不一致 的現象，似乎對於研究對象來說，是個澄清概念的契機。研究對象藉著 本研究的實驗裝置結合POE策略，經由預測、觀察、解釋的步驟，特別 是在預測與實驗結果不一致時，逐漸澄清自我概念，而研究者亦能藉由 研究對象的訪談內容瞭解其原先所持的概念，為其診斷出迷思概念，及 協助其建構正確的知識架構。

四、 電磁鐵推理實驗裝置結合 POE 策略能讓預測正確人數提高。在第一個推 理實驗中，能正確預測出實驗結果者僅有 4 人，在第二個推理實驗中，

能正確預測出實驗結果者共有 11 人，在第三個推理實驗中，能正確預測 出實驗結果者共有 12 人，到了第四個推理實驗時，能正確預測出實驗結 果的人數有 20 人，顯示從第一個推理實驗到第四個推理實驗能正確預 測出實驗結果的人數有逐漸增多的趨勢。從學生在電磁鐵推理實驗的作 答結果分析，由表得知，28 名研究對象中，僅有 8 人在推理實驗中，未

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能預測出實驗結果，顯示多數學生經過這四個推理實驗後，可以正確的 預測實驗結果。有 13 位學童，在前面幾次預測與實驗結果不一致，後面 幾次預測與實驗結果一致，這也說明 POE 活動能讓學生產生概念改變，

當學生發現所持概念與觀察觀察現象不一致時，學童會試著改變概念，

進而影響作答的結果。其餘的 15 位學童，預測與實驗結果時而一致，時 而不一致，沒有固定的順序，可能的原因是學童持有的另有概念或者是 欠缺了某種科學概念，影響到他們作答的結果。從學童的作答結果發現，

有 20 位學童在第四個推理實驗的預測與實驗結果呈現一致的情形，這也 說明本研究的實驗裝置結合 POE 策略確實能提升學童的推理能力。

五、 本研究發現研究對象持有的概念類型對推理結果的影響，是「AC|」型 次數最多，佔17.9%，研究對象以另有概念推理得到正確結果，這可能會 加深研究對象對另有概念之誤用，於教學過程中引導者若能適時發現並 加以導正，將有助研究對象釐清概念；次多的是「SC|」型，佔13.4%，

亦即使用科學概念推理是有助於正確預測結果的；以答錯率而言，

「AC²」型最高，顯示以另有概念預測通常是錯誤的，當研究對象達不 到預期效果時，若能加以修正，對於學習來說也是有幫助的；次高的是

「（SC＋AC）²」型，可能是研究對象進行錯誤的演繹或者是錯誤的類 比，研究對象可能因此而將正確的概念反而修正成錯誤者，教學中亦不 可不慎。