電磁學相關概念

在本節之中探討：一、電和磁的概念。茲加以描述如下：

一、電和磁的概念

電和磁的概念，分成西方和中國，其內涵如下：

(一)西方：

留名於電學單位之科學家們（周學忠、潘必煜，1979），與國小電磁學相關之概念，

羅列如下：

1、伏特 V（電壓）：伏特(Alessandro Volta)，出生於義大利，於西元 1745 年出生，

在西元 1827 年辭世，他發現並創造出將電流引出來的方式與電池，促進電之研 究往前邁進了一大步。

2、 安培 A （電流）：安培(Andre Marie Ampere)，國籍是法國，存歿年為西元 1775~1836 年，他找尋到電流可以產生磁場之定理，為電磁學的基本紮根。

(二) 中國

於中國，古代人覺得「電」之現象為陰氣和陽氣互相激盪所產生的。在《說文解字 注》中提到「電，陰陽激燿也，從雨從申」。而在《字彙編纂理論研究》之中亦提及「雷

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從回，電從申。陰陽以回薄而成雷，以申洩而為電」。於《論衡》也有與靜電相關之紀 錄，拿琥珀或者是玳瑁經由摩擦之後，即可以吸住又輕又小之物品，亦記載了用絲綢摩 擦產生電之現象，然而，在電的方面，古時的中國並未有很多瞭解。

整合上述，我們了解對於電和磁的認識，中國和西方皆有之，只是投入研究的程度 是不同的。西方的研究從伏特到安培，陸陸續續發現了較深入之電的奧秘；關於中國之 電和磁的相關紀事，僅提到了下雨時的雷電與靜電，探討程度較為淺薄。由此可見，中 國和西方在電和磁的部分之研究的確存有深淺之差異。

第五節 單元的活動設計

本節分兩個部分討論，分別是「單元活動設計」、「活動設計與問題類型」，茲分述 如下：

一、單元活動設計

在此就「單元活動設計概述」討論如下：

（一）單元活動設計概述

所謂設計 (design)，依照字辭典之解釋有籌謀計畫之意，它可以指人們為了完成一 具體事物或工作任務，根據其組成部分、步驟和程序等，所進行選擇、計畫與思考之一 種深思熟慮的過程 (Pratt, 1980)。

巴恩斯 (Barnes, 1982) 對課程設計目標模式的看法，他不相信擬訂一系列特殊的目 標，來設計課程，會是最好的方法，他認為有許多非正式的設計方法，可能更接近教師 的思考方式，而為教師所喜愛。因此，課程設計可以很多元化。泰勒 (Tyler, 1949) 的課 程組織提到最低層次為「課」、「題目」、「單元」。蘇怡芳 (2010) 指出單元活動為單元中 有關學生活動之內容，除了實際動手操作外，觀察、討論、查詢資料亦包含在內。

根據上述，研究者定義單元活動設計為：人們為了完成單元有關學生活動之內容的 設計，根據單元的活動之組成部分、步驟和程序等，所進行選擇、計畫與思考之一種深

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思熟慮的過程。單元活動設計的內容雖是較小之單位但是內容卻很詳盡(黃光雄、楊龍 立，2004），若能依照它的準則來設計，將可提升學生之學習成效。

二、活動設計與問題類型

課文中之問題或具有相同功能之一些活動設計，為可以增進學生的學習過程和結 果，並對於學生在內容知識之記憶，和回憶讀取時易有正向之影響 (Lowery & Leonard, 1976) 。因此，瞭解活動設計中如能有問題之設計，對學習有正向之影響。賴慶三（1996）

指出自然科學教科書之內容與其問題類型，足以引導自然科學教學方向，並影響教學成 效，因此，有必要對國小現行自然科學教科書進行探討，以瞭解自然科教科書中之問題 類型分布，期望在教學上能有所因應，並提高自然科學之教學和學習之成效。所以本研 究決定研究問題類型，以期提升自然科學之教學和學習之成效。

第六節 問題的陳述

在我們日常生活中，探索如何妥善處理突發性事件，採取甚麼對策來改變現狀時，

有各種方法可以選擇，而已經做出的決定可能又產生懷疑。如何做出正確的抉擇呢？這 些問題常使吾輩不知所措（沙草，2000）

不論是工作中，學習中生活中都可能遭遇問題？如果能在教育這一塊讓學生了解問 題是什麼？如何分類？對於未來如何著手解決問題必定有所助益。茲就「問題的意義」

與「問題的類型」闡述如下。

一、問題的意義

問題或是具有類似功能的活動及文字敘述，為可以協助學生培育「能區分與定義日 常生活中所遇到的問題」、「能針對問題形成假設」、「選擇與分析資料的能力」及「判讀 資料與研擬意義深遠的結論」等科學能力（劉昭宏，1994；李俊銘，2010）。課文中的 問題或具有相同功能的一些活動設計，為可以增進學生的學習過程和結果，並對於學生

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在內容知識之記憶與回憶讀取時易有正向的影響 (Lowery & Leonard, 1976)。問題不但 可協助學生發展上述科學能力，亦可增進學生的學習過程及結果。

在 1971 年，D’Zurilla & Goldfried 提到問題是指一個人為了要在他所存在之環境有 效的發揮功能，所需要面對特殊情形時，卻無法馬上找到有效可行之反應來應付所導 致。因此問題的定義，似乎指向一種特殊的情境，即讓人遇到無法立即找到有效可行之 反應。

以認知心理學觀點，問為問題是指個人有目的待追尋而尚未找到適合手段時所感受 到之心理困境，所以問題的是否存在，為主觀的認知與感受（張春興，1999）。問題乃 為了追求某種目的過程中，還未達到目的時，無法找到適切手段之心理困境。而郭有適 在 1994 年提出問題的定義有下列幾項：

1.問題發生在當生物有一個目的而不知如何去達成。

2.「所應該」和「所實際發生」之間的差別，便是問題。

3.「所有」和「所要有」之間的差別就是問題。

4.問題產生於當一個情境的反應受阻時。

5.問題發生在當某種條件會成為具有誘惑力，而當事者缺少產生那種條件的反應 時。問題解決發生在當他產生這種反應時。

6.問題為能讓人探討、考慮、討論、決定，或者解答的詢問。

整合上述，問題可幫助學生發展科學能力，亦可增進學生的學習過程及結果。問題 可以是一種特殊的情境，也可以是一種心理困境。凡是能讓人探討、考慮、討論、決定 或解答之詢問，便是問題。問題雖是一種困境，但當找到產生合於問題條件之反應時，

便能增加學生的學習結果。

二、問題的類型

解決問題過程當中，學生除了要了解問題之外，也需要分清楚問題之類型。因為不 同的問題表述方式，會指引學生用不同層級的思考技能來實行問題解決(吳國聖，

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2010）。因此，將問題分類可以增進學生以不同層級的思考技能來解決問題。

在 1975 年，美國國家科學基金會 (American National Science Foundation) 之贊助 下，Lowery 及 Leonard 於共同師資培育計畫中展開有關教科書問題類型探詢策略評量工 具 (Textbook Questioning Strategies Assessment Instructment) (TQSAI) 之研究。Lowery &

Leonard (1978) 所策略的 TQSAI 評量工具，把教科書分成非經驗性問題和經驗性問題。

（Rhetorical Questions）

為期盼讀者參與，無特殊任務，也 未要求學生做任何事，因此這類問 題歸類為非經驗性之問題。

2.資料指引問題

（Direct-information Questions）

要 求 讀 者 來 回 憶 或 是 組 織 已 讀 過、聽過或者之前討論過，學習過 之資訊或者概念語法則。

3.焦點問題

（Focusing Questions）

這類問題會有些提示，提供讀者建 議或使讀者了解應該如何反應，引 導讀者用自己的說法、作法來回覆 作者期盼讀者如何回答之問題。

4.開放式問題

（Open-ended Questions）

不引導只有單一固定之答案，此類 問題可指引讀者去討論和發現問 題之間的各種關係，亦或探討問題 的意義和暗示。

5.評價問題

（Valuing Questions）

要求讀者從認知理性之立場或是

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要求讀者來察看、聆聽、觸摸、品嚐和聞一聞等。這類問題會 問讀者於其觀察行為之後，發生的觀察感覺為如何的情形，亦 或詢問讀者因觀察行為而指引出怎麼樣之想法。

聯結性問題 (Communication Questions）

請讀者用言語表述，書寫和繪圖等。這類問題會要讀者提供一 個名詞或者描述語，或者做一個言詞之表述，請讀者來敘述什 麼是有助益的，亦或來區分字面上的意義，或者問讀者因字面 上之意思或原理，而引領出如何的感受。

比較性問題 (Comparing Questions）

請求讀者來比較事物之長寬度、重量、性質、數量或是次數等 具備相同屬性之性質的類別，或者詢問讀者怎麼辨別相似之事 物，怎麼來測量計數，亦或去敘述比較之結果和理由。

組織性問題 (Organizing Questions）

請讀者去歸類、組織、排列和編序，亦或要求讀者整理歸類成 數個群，來分別群體之共同基礎，也提出判定之標準。

實驗性問題 (Experimenting Questions）

請讀者假設或是控制操作變項，讀者有可能被請求來有系統的 敘述是不是因為實驗結果的數據或是證據，於態度上有什麼改 變或是何時有改變，並且去分辨得到的結果所必需的各種狀 態，闡述控制情形和敘述實驗狀態

推論性問題 (Inferring Questions）

請求讀者來綜合、摘錄、分析、辨別類型、預測、推論與有系 統敘述某個理論性之模型。讀者也有可能被請來針對一個事件 提出理由，驗證結論或辨別使用的通則性

應用性問題 (Applying Questions）

請求讀者運用自己的知識亦或來創造，來應用，讀者可能被請 (productive question) 與非利益性問題 (unproductive question)。利益性問題為有明白的目 的、實質上促使研究更精進，運用第一手資料去了解科學 (promote science as a way of

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working)。非利益性問題經常嘗試了解兒童知道什麼、對於知識的瞭解與不瞭解在於如 何的程度，運用非第一手資料去了解科學 (promote science as information)。因此，問題 分成利益與非利益性，前者可實質上促使研究更精進，後者能嘗試了解兒童知道什麼。

Pearce (1999) 認為問題分成兩類：閱讀性問題 (research or read-to-find-out questions) 與 試驗性問題 (testable questions)。閱讀性問題為學生沒有辦法馬上回答之問題，經常經由 閱讀書籍或是其它資料來得到答案之問題；試驗性問題為學生可藉由直接觀察或是在實

Pearce (1999) 認為問題分成兩類：閱讀性問題 (research or read-to-find-out questions) 與 試驗性問題 (testable questions)。閱讀性問題為學生沒有辦法馬上回答之問題，經常經由 閱讀書籍或是其它資料來得到答案之問題；試驗性問題為學生可藉由直接觀察或是在實