研究者蒐集坊間與科學遊戲相關書籍（蒐集歷程詳述於第三章第五 節），其中共有 23 本書（見附錄一）中的科學遊戲活動與「磁鐵」相關。
研究者先將所運用的原理相似或者是操作的程序相似的科學遊戲分為一 類，並為了與國小自然與生活科技領域課程做區別，去除與國小自然與生 活科技領域教科書相同之操作活動，除此之外，並考量學生認知發展，將 運用過於困難的科學原理之科學遊戲刪除，如渦電流等。最後，將收集到 的與磁鐵相關的科學遊戲聚焦在九個類別，將這九個遊戲分別命名，其操 作方法說明如下：
壹、吸引紙鈔：將牙籤插在一塊橡皮擦上，將一百元紙 鈔對折放在牙籤上，並使其保持平衡，當拿強力 磁鐵在紙鈔附近輕輕移動，紙鈔會隨著磁鐵產生 對應的運動（王蘊潔譯，2001；聯廣圖書編輯部 譯，1991）。
圖 2-3-1 吸引紙鈔
貳、創意繪圖：
1.先在卡紙上畫一張臉型，在臉型上畫上眼睛、
鼻子和嘴巴，但是不要畫頭髮和鬍子。再將鐵 粉倒在卡紙上，把磁鐵放在卡紙下方並逐次移 動磁鐵讓鐵粉分佈在圖畫上，使其逐漸形成頭 髮、眉毛和鬍子，最後將磁鐵移開，完成一張 有趣的臉譜（陳雅茜譯，2004；鄒紀萬，1990
）。
2.將剪碎的魔帶倒在卡紙上，把長條磁鐵放在 卡紙下，長條磁鐵的磁力會穿透卡紙，吸引 魔帶，魔帶會豎起來，像火花般排列，兩極 間的魔帶會連接成圓弧形（聯廣圖書編輯部
，1991）。
參、飛舞的蝴蝶：將紙做成蝴蝶的樣子，將蝴蝶別上 迴紋針，用細線綁住蝴蝶，在鞋盒的上方黏上強 力磁鐵，在下方黏住細線調整細線的長度，讓蝴 蝶可以飄在空中。在磁鐵中間放置剪刀蝴蝶會掉 落，如果放置紙張、塑膠片，蝴蝶不會掉落（王 國銓譯，1990；李佳東，2006；陳雅茜譯，2004；
黃佩俐譯，2007；鄒紀萬，1990；聯廣圖書編輯 部，1991)。
圖 2-3-2 創意繪圖（1）
圖 2-3-3 創意繪圖（2）
圖 2-3-4 飛舞的蝴蝶
肆、旋轉的蛇：利用厚紙板做成一個高架，在高架的 底部黏上一個磁鐵，再利用雲彩紙做成一條蛇懸 掛在高架上。將鐵絲黏在蛇的身體上，並在鐵絲 的末端黏上一塊磁鐵。懸掛的蛇因為上下磁鐵的 相斥作用而在空中不停打轉(鄒紀萬，1990；王 蘊潔譯，1993)。
伍、帆船大集合：用磁鐵的同一極在珠仔針摩擦，以磁 化珠仔針。將珠仔針穿過紙片並將其豎立在保麗龍 上以做成帆船的樣子。如果用磁鐵棒的一端向臉盆 中一指，帆船會全部靠攏過來。換另外一極，帆船 會被彈開(鄒紀萬，1990；吳家元譯，2001；Ruth , 2001)。
陸、磁力軌道：將軟磁鐵條黏在塑膠盒上，將圓磁鐵一 半在軌道內一半在外，手放開，圓磁鐵會自動跑進
去，在放另外一個圓磁鐵進去，兩個磁鐵會相斥，
在裡面互推。放入另一塊磁鐵，兩個磁鐵會相斥，
在裡面互推。等磁鐵都不動了，可以將塑膠盒的一 端略為提高，它們又會開始跑了（郭騰元，2000）。
柒、轉動的線圈：用漆包線在圓柱筒纏繞 5 圈，取出纏 繞的漆包線圈用膠帶固定使不散開。兩端留下約 5 公分的漆包線。一端用磨砂紙完全磨去外皮的漆，
另一邊則平放桌上後只磨去上半部的外漆，再拿 2
圖 2-3-5 旋轉的蛇
圖 2-3-6 帆船大集合
圖 2-3-7 磁力軌道
個迴紋針彎曲成架子，黏貼在紙杯上。並在紙杯上 放置磁鐵，以強力磁鐵效果為佳。將電池連接在迴 紋針上。將纏繞好的漆包線圈放置在支架上，線圈 會開始轉動，如果沒有開始轉動可以輕推(王蘊潔譯
，1993；鄒紀萬，1990）。
捌、電動鞦韆：用木條製作鞦韆架及底盤，用鐵絲穿過 鞦韆其中一個支架。漆包線纏繞火柴盒做成鞦韆，
在鞦韆的下方擺放強力磁鐵，調整磁鐵使得通電後 鞦韆會與磁鐵相斥而擺動，當擺動時便斷路，失去 磁力盪回來，又再一次通電，如此循環（鄒紀萬，
1990）。
玖、鐵釘大變身：將漆包線或電線纏繞在鐵釘上，通電 後，鐵釘變成電磁鐵可以吸引磁性物質。並利用迴 紋針及西卡紙製作開關，控制鐵釘的磁性（王蘊潔 譯，1993；陳雅茜譯，2004；黃佩俐譯，2007）。
圖 2-3-9 電動鞦韆
圖 2-3-10 鐵釘大變身
第參章 研究方法
本章共分為六節，分別為研究方法與架構、研究情境與研究對象、研 究工具、研究流程、科學遊戲創造性問題解決教學活動設計歷程及資料整 理與分析，茲分述如下。
第一節 研究方法與架構
壹、研究方法
本研究採用的研究方法為行動研究法。行動研究是理論與實務結合的 研究，使用研究的結果，再透過實際的行動，嘗試解決實務工作情境中所 遭遇到的問題。行動研究能縮短實務與理論的差距，或是減少行動與研究 間的差異，使實務工作者和研究者合而為一。林生傳（2003）認為行動研 究是為行動而進行的研究，研究者本身即為行動者，研究在行動中進行，
成為行動的一部分，而研究的實施則有助於行動逐步修正與改善，行動與 研究不斷進行對話與辯證，研究的結果提供行動的檢正與回饋。王文科
（1995）認為行動研究的焦點，不強調理論的發展，也不著重普遍的應用，
而是注重即時的應用，是針對目前的情境中的問題而為的。蔡清田（2000）
則指出行動研究的主要特徵包括：
1.行動研究以實務問題為主要導向。
2.重視實務工作者的研究參與。
3.從事行動研究的人員就是應用研究結果的人員。
4.行動研究的情境就是實務工作情境。
5.行動研究的過程重視協同合作。
6.強調問題解決的立即性。
7.行動研究的問題或對象具有情境特定性。
8.行動研究的計劃是屬於發展性的反省彈性計劃。
9.行動研究所獲得的結論只適用於特定實務工作情境的解放，其目 的不在於做理論的一般推論。
10.行動研究的結果除了實務工作情境獲得改進之外，同時也使實際 工作人員自身獲得研究解決問題的經驗，可以促成專業成長。
研究者本身為現職教師，本研究目的即為解決教學實務的問題及提昇 自身的專業成長，此與上述行動研究的特徵相符合。
不少專家學者對於行動研究的實施步驟有不同的見解（朱仲謀，
2004；蔡清田，2000；陳惠邦，2001；夏林清等譯，1997），但行動研 究皆包含了循環的部分。為了說明本研究進行方式，本研究參考Kemmis 和Taggart（引自楊訪屏，2004）於1988年提出之螺旋狀行動研究模式（見
圖3-1-1）。先理解與界定在教學情境中遇到的問題，之後設計科學遊戲 創造性問題解決教學活動，並在真實教學情境中付諸行動，藉由觀察研 究者的教學與學生學習反應，進而發現並反省在教學中所遭遇到的問題 與困難，針對問題與困難修正教學設計，再重新進行教學，在一次又一 次的行動反省中，確認科學遊戲創造性問題解決教學活動的可行性。
貳、研究架構
本研究目的主要在設計「科學遊戲創造性問題解決」教學活動，並探 討在實施科學遊戲創造性問題解決教學活動的過程中可能遇到的問題及 解決方法，除此之外，還期望能獲致個人之教師專業成長。依據本研究目 的，研究架構（見圖 3-1-2）主要分為兩部分，第一部分為科學遊戲創造性 問題解決教學設計歷程，第二部分為實施科學遊戲創造性問題解決教學，
茲將內容分述如下。
一、科學遊戲創造性問題解決教學設計歷程
先蒐集相關文獻並分析探討其內容，以確認研究方向及理論基礎，且 蒐集科學遊戲相關書籍以作為科學遊戲之設計素材，並結合創造性問題解 決（CPS）教學模式，設計科學遊戲創造性問題解決教學活動，活動設計 並配合九年一貫「自然與生活科技」分段能力指標以對應學生的學習成
圖3-1-1 Kemmis & Taggart行動研究螺旋圖（引自楊訪屏，2004）
效，並利用學習單配合教學活動，讓學生記錄其學習歷程。