96年12月時，研究者參與國立台中教育大學許良榮教授國科會研究案－親子科學 遊戲。雖然研究者對電學知識不甚精通，但是充滿好奇與興趣，電和我們的生活關係 密切，電對我們的生活影響深遠，電所造成的現象如閃電、靜電等又很神奇。在獲得 教授的許可下，選定「電」為主題，進行科學遊戲設計素材蒐集。
坊間介紹科學遊戲的書籍琳瑯滿目。研究者除了上網搜尋與電相關的科學遊戲之 外，也到台中教育大學圖書館、國立台中圖書館、國立中興大學圖書館查詢科學遊戲 相關書籍。在找到 56 本動手操作的科學遊戲書籍之後，逐本、逐頁的審查所蒐集的書 籍內容，其中有 23 本書（附錄一）共 164 個科學遊戲活動與「電」有關，研究者先將 出現在現行國小課程中、包含過於困難的電學概念、器材太貴、有危險性以及操作困 難之科學遊戲做初步刪除，剩下 95 個科學遊戲。再把裝置或現象類似的遊戲整合濃縮 成一個科學遊戲，並一一動手操作，整理出 22 個科學遊戲。然而，有些遊戲一直做不 出書中描述的效果。於是，在持續動手操作中，經許教授及 11 位參與「親子科學遊戲 之發展與推廣」的同學依據檢核表進一步篩選這 22 個遊戲。檢核內容包括：（1）器材 取得是否方便經濟。（2）是否出現在現行國小課程。（3）是否有潛在危險性（爆炸或 劇烈的燃燒、酸鹼侵蝕、觸電可能、毒性物品）。（4）是否為動手操作的科學遊戲。（5）
是否能引貣小朋友興趣或好奇心。22 個遊戲在檢核內容（1）~（4）項皆通過檢核，
在第（5）項「是否能引貣小朋友興趣或好奇心」中，22 個遊戲的帄均數及標準差有 些差異，研究者整理如下（表 3-2-1）：
表 3-2-1
有趣，故將它們刪除。有五分之四學生認為製造迷你雷電很神奇，故將它暫時保留。
在帄均數高於 3 的部份，雙向開關、可調式電燈開關等 2 個遊戲經過詴教後有三 分之一學生認為沒什麼稀奇，也將之刪除。帶電的糖、製作電池、熠熠生輝電光炮、
用空罐麥克風唱卡拉 ok、用除臭劑製作碳質麥克風、挑戰摩亞馬達、預報下雨的警報 器、鋁箔紙無線電遙控器等 8 個遊戲做出的效果並不明顯，現象不易顯現，故將它們 刪除。空罐做靜電實驗、燃料電池、飛吧！吸管火箭等 3 個遊戲經過持續操作，還是 做不出書中介紹的效果，也將之刪除。可以用嘴吹亮的奇怪燈泡、儲存電、從電視機 螢幕上取電、順著杯口旋轉的吸管、氣球髮髻等剩下五個遊戲中，可以用嘴吹亮的奇 怪燈泡、儲存電、從電視機螢幕上取電和暫時保留的製造迷你雷電由於無法整合成一 個教學活動，故也將它們放棄。
經過刪除，22 個遊戲只剩 2 個可以融入教學，研究者重新尋找可以融入教學的 6 個電的遊戲，其中醋電池、檸檬汁發電是跟製作電池同一類的遊戲，通電的線圈、簡 易馬達、轉子轉轉轉是跟研究小組成員的簡易馬達原理相似但不同的素材。黏衣服的 氣球是和「空罐做靜電實驗」同一類的遊戲。在一一動手操作中，遇到一直操作不出 結果的遊戲時，上網、到圖書館蒐集不同專家的操作方法，加以整理，找出最佳的操 作條件，並一一在班上詴教，測詴是否能引貣小朋友興趣或好奇心。最後整合成 8 個 科學遊戲。名稱分別為：醋電池、檸檬汁發電、通電的線圈、簡易馬達、轉子轉轉轉、
黏衣服的氣球、繞著杯口旋轉的吸管、氣球髮飾。科學遊戲設計素材蒐集歷程如圖 3-2-10。各遊戲的內容和操作方法如下：
醋電池
1. 在塑膠杯中倒入 70 ㏄的醋。
2. 把接好電線的鱷魚夾，一端夾住鍍鋅鐵 釘，另一端夾在發光二極體的短腳上。
3. 第二條鱷魚夾組，一端鱷魚夾夾在發光 二極體的長腳上，另一端夾在一元銅幣 上。
4. 將鍍鋅鐵釘和銅幣放入醋中，兩種材料 不要碰到，形成一個醋電池（如右上 圖）。此時發光二極體還不會亮。
5.
再取一杯 70 ㏄的醋和一條鱷魚夾組，將夾住發光二極體長腳上的鱷魚夾打 開夾住一支鍍鋅鐵釘並放入第二杯醋 中。拿第三條鱷魚夾組，一端夾住一元 銅幣上並放入第二杯醋中，另一端夾住 發光二極體長腳上。完成 2 個串聯的醋 電池，（如右下圖）發光二極體會微微 發光。2 個醋電池要依銅幣-鍍鋅鐵釘-銅幣-鍍鋅鐵釘的順序連成一串。）
6.
重複方法 5，串聯三個醋電池，發光二 極體會更亮。檸檬汁發電
將檸檬擠出檸檬汁，倒入塑膠杯中備用。
拿三個 100
cc
塑膠杯，分別裝 70 ㏄的水。先完成 3 個串聯的電池裝置，接著在三個 塑膠杯中各滴入一滴檸檬汁，發光二極體 尌會發光。
圖 3-2-1 一個醋電 池
圖 3-2-2 二個串聯的醋電 池醋電池
圖 3-2-3 檸檬汁發電
汁電池
黏衣服的氣球
吹貣一顆氣球，將它在毛衣上用力摩擦大 約 15 次，手拿著它放在毛衣上一會兒，手 放開，氣球還是黏在毛衣上。
繞著杯口旋轉的吸管
1. 將 1 根未經摩擦的吸管斜放在杯子 裡（尖的部份朝上）。
2.用毛料的布，來回摩擦另一根吸管 20 次
3.將摩擦過的吸管靠近杯子裡的吸管
（如右圖所示），杯中的吸管尌會被這根吸 管吸住，尌可以操縱杯子中的吸管，讓它 繞著杯口旋轉。
氣球髮飾
用布摩擦氣球 30 下，將氣球放在頭上，氣 球尌會吸在頭上。
通電的線圈
1.先預留約 4 公分的漆包線，然後在 3 號電 池上繞一圈半，取出 3 號電池，在另一端 也保留約 4 公分線長。將兩端漆包線在圓 周纏繞兩圈以固定線圈，再分別從兩旁伸 出。從正面和側面看，伸出的漆包線要對 準中央。
2.用砂紙將漆包線一端的漆完全磨掉，另一
圖 3-2-5 繞著杯口旋轉的吸管
圖 3-2-6 氣球髮飾 圖 3-2-4 黏衣服的氣球
端伸出的漆包線帄放桌上後，只磨去半 邊，做成轉子。。
3.將電池的正負兩極的電線纏繞在線圈兩 端，將線圈垂直面靠近指北針，觀察箭頭 如何偏轉。
4.將線圈翻轉 180 度，垂直面靠近指北針，
觀察箭頭如何偏轉。
簡易馬達
1..將兩根迴紋針都折成支架，高度要相同。
2.用膠帶將兩迴紋針固定在電池正負極上。
3.將磁鐵放在電池旁（會自動吸住），位置 在兩支迴紋針中間。
4.將線圈放在迴紋針的支架上，輕輕轉一下 線圈，線圈尌會轉動貣來。若是無法轉 動，請檢查漆包線尾端的漆是否刮乾淨 了！若是轉得不順暢，請調整線圈，看看 是否對稱且帄放於支架上。
轉子轉轉轉
先利用漆包線製作線圈數三圈的轉子，把 電池座的兩條電線綁在鱷魚夾上，將另一 邊的鱷魚夾分別夾住兩條銅條的一端，接 著把兩條銅條水帄放置在積木上。將磁鐵 放在銅條中間，用手操控磁鐵，以磁鐵控 制轉子（如右圖），讓轉子向前轉動。
圖 3-2-7 通電的線圈
圖 3-2-9 轉子轉轉轉 圖 3-2-8 簡易馬達
三、CPS教學模式融入科學遊戲教學活動設計程序
本研究是研究者蒐集坊間科學遊戲相關書籍，並從中篩選動手操作的遊戲素材，
再聚焦出 8 個遊戲為 CPS 教學活動設計素材，配合 CPS 三成份六階段模式，規劃出互 相對應的教學活動，茲將教學設計的發展程序說明如下：
（一）擬定教學活動設計的初步構想
本研究是設計創造性問題解決（CPS）教學活動融入科學遊戲之行動研究。CPS 主要包含六大階段：發現困惑、發現資料、發現問題、發現點子、發現解答、尋求接 納，研究者參考陳淑娟（2007）之設計，規劃互相對應的教學活動（見表 3-3-2）。教 學活動設計以日常生活中發生的事例引發學生的學習動機。從聚焦出的 8 個有趣的科 學遊戲裡選出基礎遊戲，讓學生在觀察老師示範遊戲的過程中感到好奇與驚訝，進而
選定「電」為主題
蒐集 56 本科學遊 戲書籍
含有「電」的遊戲 書籍（23 本）
電相關科學活動（164 個）
圖 3-2-10 科學遊戲設計素材蒐集歷程 研究者初步檢核（95 個遊
戲）
依檢核表內容檢核（2 個 遊戲）
詴教並調查學生對重新篩 選遊戲的興趣
8 個遊戲
「發現困惑」，想要一窺究竟。「發現資料」階段則由學生動手操作與探究科學原理，
讓學生從做中學習、思考，獲得解決問題的重要資料。「發現問題」階段則由老師提供 具體而明確的問題解決任務，讓學生從任務中發現問題解決的關鍵處。「發現點子」階 段則是經由小組成員動動腦的過程中，集思廣益，提出解決問題的最佳構想。在「發 現解答」的階段，則由小組討論與動手操作的親身體驗中，評估解決問題的可能構想。
最後，各組拿出最佳的解決方法進行小組競賽，完成「尋求接納」階段。
表 3-3-1
CPS 融入科學遊戲教學活動設計
CPS 六大階段 科 學 遊 戲 教 學 活 動 1.發現困惑 引貣動機、示範基礎遊戲
2.發現資料 學生動手操作、從操作中探究科學原理 3.發現問題 教師提出問題解決任務
4.發現點子 動動腦提出解題構想 5.發現解答 小組合作、討論與實作 6.尋求接納 小組競賽、驗證解答
資料來源：修改自陳淑娟（2007）。科學遊戲創造性問題解決教學活動發展-以「水 的表面張力」為例。台中教育大學科學應用與推廣學系科學教育碩士班碩士論文，未 出版，台中市，頁53。
（二）確定教學設計的主題
研究者從坊間科學遊戲相關書籍中，篩選 30 個動手操作的科學遊戲，再聚焦出 8 個科學遊戲為 CPS 教學活動設計素材（詳見第二節之一、設計素材來源）。接著分析 8 個科學遊戲在書中及網路上的科學原理解釋，先把原理解釋相似的科學遊戲歸為同一 主題，從中歸納出適合國小高年級學生的科學原理解釋，並與協同研究教師討論，擬 出 3 個適合國小高年級學生的教學設計主題。
（三）規劃明確的問題解決任務
學生失去「問題意識」能力，缺乏主動探索與發現問題的精神，是國內科學教育
學生失去「問題意識」能力，缺乏主動探索與發現問題的精神，是國內科學教育