臺灣化學教育

新課綱粒子觀點教學的挑戰：

連接微觀世界：十二年國教課綱中粒子概念教學的挑戰與策略

吳文龍¹、黃茂在²

國家教育研究院 課程及教學研究中心
¹ [email protected]; ² [email protected]

• 前言

現今科學教育中，培養學生理解微觀世界的能力成為重要課題，特別是奈米技術和量子力學等新興議題的引入，更進一步提升了微觀尺度下科學教育發展的重要性。奈米技術涉及物質在奈米尺度下的特性與應用，而量子力學則探討物質和能量在極小尺度下的行為，這些概念雖然高度抽象，但對現代科技的發展有著至關重要的影響。科學課程中將這些影響到生活事物的新興議題納入課程，不僅能夠啟發學生的好奇心和創造力，還能讓他們更早接觸前沿科學發展，為未來的學習打下堅實基礎。

在國小教育階段，科學概念的引導對於未來的學習具有深遠影響。根據十二年國民基本教育總綱（教育部，2014）與自然科學領域課程綱要（教育部，2018）（以下簡稱新課綱），新舊課綱的差異包括粒子概念、細胞概念與能量形式與轉換等方面，這些調動不僅影響課程內容的安排，也對教學策略提出了新的挑戰（教育部，2019）。本文標題所提到的挑戰即是學生認知發展與教材開發之間的平衡，為了有效地引導學生理解抽象的微觀粒子概念，教學策略採取了以模型與建模為核心的方法，並結合科學探究與實作，提升學生在學習過程中的思考智能與問題解決能力。這些策略不僅幫助學生逐步適應未來的科學學習，還能增強他們的科學素養和探究能力。

綜合上述，本文的動機與目的將探討為何需要在中小學教育中引入微觀粒子概念，以及在新課綱中如何逐步引入微觀粒子概念，進而銜接高國中小各教育階段。搭配教材與教學模組研發計畫的一系列成果，引導讀者理解應對新課綱中微觀粒子概念教學的需求與資源配套。

• 粒子概念的理論基礎與課綱定位

一、粒子概念的理論基礎

科學教育歷來注重學生對科學知識的學習歷程，尤其是涉及科學知識的本質及其認知過程（Chi, 2005; Posner et al., 1982; Vosniadou, 1994）。科學知識體系具有高度的抽象性和邏輯性，特別是在微觀表徵方面，常對日常生活中的巨觀現象提供不同的解釋。Novick和Nussbaum（1981）指出，粒子本質應包括以下特徵：1. 物質由粒子組成；2. 粒子非常小（不可見）；3. 粒子之間沒有任何東西（真空）；4. 粒子不斷運動；5. 粒子之間有交互作用。由於粒子無法直接觀察且其運動不可見，學生即使經過相關教學，仍常存在另有概念或迷思概念，有些甚至由教學內容產生。

物質三態變化中常見的另有概念，整理過去文獻後（吳文龍等，2019），可從「物質組成面向」（Benson et al., 1993）、「物質性質面向」（Johnson, 1998）、「三態物質的結構」（Stavy, 1990; Tsai, 1999）及「物質三態變化」（Coştu et al., 2010）四個面向進行相關概念探討。

（一）物質組成面向：學生常在物質組成與結構上出現連續觀與粒子觀。而隨著教學進行，學生逐漸轉為粒子觀，但有些學生仍會混合兩種觀念。

（二）物質性質面向：三態物質的微觀粒子運動速率與距離不同，導致各自不同的性質。但學生容易將物質性質直接視為粒子性質，例如：認為冰塊的較硬，造成組成冰的粒子也較硬。

（三）三態物質的結構：物質在三種物質狀態的不同結構，常見另有概念，例如：因溫度高時物質外觀、重量或大小變化，認為消失的水蒸氣重量較輕。

（四）物質三態變化：對於物質三態變化過程中，學生無法只以運動速率快慢來解釋，而產生的另有概念，還會與粒子間作用力造成能量轉換有關，需透過教學逐步澄清。

總結來說，粒子概念的教學需要從多個角度出發，包括從巨觀到微觀的轉換，以及從抽象的科學知識到實際生活的應用。透過模型與建模的教學方法，幫助學生建立起對粒子結構和行為的理解，並且將其應用到日常生活和科學研究中。此外，課程中還需要重視學生對於科學知識的認知過程，及時澄清他們可能存在的另有概念或迷思概念，從而培養學生的科學思維能力和解決問題的能力。

二、粒子概念的課綱定位

（一）教育階段的概念銜接

隨著十二年國教總綱於2014年底的發布，自然科學領域新課綱也隨之展開研修，並於2018年9月完成審查。為了確保新舊課綱之間的順利銜接（教育部，2019），特別關注國中小階段的課程差異，並探討未來教學的銜接策略。其中微觀粒子概念在新課綱中尤為突出，國中階段原本較為抽象的粒子概念被提前至國小高年級教授，用意以減少國中與國小之間的概念落差。這一改變旨在使學生在進入國中之前，已經具備基礎的微觀粒子概念，從而能夠更好地理解和應用這些知識。微觀粒子概念不僅提供了解釋巨觀世界的模型基礎，也銜接了從原子到宇宙的教學單元，形成一個完整的科學知識體系。

因此，粒子概念的教學不僅是讓學生記憶粒子運動的各種特性，更重要的是提供學生理解科學現象的思考工具和方式。透過對粒子概念的強調，並調整呈現方式適切的納入國小階段學習內容，在國小階段強調「主體經驗為主，客體經驗為輔」的前提下，由教學實務回饋對國小中、高年級不同階段學習內容做必要之調整。學生能夠以新的視角理解從微觀的原子結構到宏觀的宇宙現象，逐步建立起一個從基礎到高階的完整知識體系，為未來高中教育階段深入學習奈米技術和量子力學等新興科學領域建立基礎。

（二）抽象概念的具體化模型思考工具

模型在日常生活上經常是對應到實體、可操作的物品，而在科學研究上，科學家會用以探討自然現象的運作模式，預測觀察或實驗的結果（張志康、邱美虹，2009）。在國小階段對模型概念多數以實體模型為主，提供不同比例觀察、視覺化或實物操作的學習經驗。而在粒子概念模型上，進一步將科學中抽象概念具體化，強化學生對於抽象概念的分析思考。以粒子相互間的運動和微觀結構為例，粒子概念模型做為學生抽象概念的思考模型工具，由微觀的角度（粒子運動）解釋巨觀的現象（三態變化）。且學生對微觀念建立具體化模型後，也易能與其他人分享所學，促進使用更多科學語詞或方式溝通。由上可知，透過科學模型（model）與建模能力（modeling ability）同時提供「系統思考」與「溝通傳達」，這兩方面能力也是總綱核心素養的重要發展方向。

表1 建立模型之學習表現說明表 (整理自教育部，2018)

類別	學習階段	內容
建立模型（m）	第二學習階段	tm-Ⅱ-1 能建立簡單模型的概念，並能理解形成自然界實體模型的特性，進而與其生活經驗連結。
	第三學習階段	tm-Ⅲ-1 能經由簡單的探究與理解建立模型，且能從觀察及實驗過程中，理解到有不同模型的存在。
	第四學習階段	tm-Ⅳ-1 能從實驗過程、合作討論中理解較複雜的自然界模型，並能評估不同模型的優點和限制，進能應用在後續的科學理解或生活。
	第五學習階段（必修課程）	tm -Ⅴc-1 能依據科學問題自行運思或經由合作討論來建立模型，並能使用如「比擬或抽象」的形式來描述一個系統化的科學現象，進而了解模型有其局限性。
	第五教學階段（選修課程）	tm -Ⅴa-1 能依據科學問題自行運思或經由合作討論來建立模型，並使用如「比擬或抽象」的形式來描述一個系統化的科學現象。進而能分析各種模型的特性，且了解模型可隨著對科學事物複雜關係的認知增加來修正。

在表1中，國小階段包括第二學習階段的中年級與第三學習階段的高年級。中年級時的簡單模型以實體化的模型為主，理解模型在自然界中的相互對應，並且能在生中應用該模型來解釋現象；立基於前一階段的實體模型，到高年級時則透過探究與實作活動來操作模型，理解除了實體對應的模型外，也能有抽象化的模型，在不提到原子結構前提下，微觀粒子概念就可以做為解釋現象的模型，學生立基於過去溫度、壓力對物質狀態改變的先導經驗下，進一步理解微觀粒子概念為不同的解釋模型，達到有不同模型存在的學習目標。

國中階段的第四學習階段開始引入更複雜系統的科學模型，接續國小階段巨觀現象的學習經驗，導入科學的微觀角度來解釋自然世界的運作，模型從實體對應更進一步到現象與機制的探討，模型成為實驗過程與合作討論的工具之一。最後，高中階段更強調科學家理解這個世界的方式，且學生也具備理解微觀、運算與理論推導的能力，因此提出多種形式的科學模型，並透過製作不同模型、科學史了解模型發展過程、使用符號與數學式推導來建立更全面的模型概念。邱美虹（2016）指出科學實作是強調科學家如何探討與使用模型，且如何運用理論來描述自然現象。透過上述課綱學習表現的銜接達成建模教學的終極目標。

本次自然領綱因應科學教育的發展，將科學模型與建模能力的理論納入三至十二年級的學習中，做為未來所有學生必備的能力之一。微觀粒子概念在這過程中起到了關鍵角色，在國小高年級時預先接受非實體模型的思考智能培養，提供了未來解釋巨觀世界的模型與建模基礎，並且銜接到國中階段的從原子到宇宙的教學單元之中。

• 十二年國教自然領綱內容與新舊課綱比較

一、各教育階段課程內容分析

(一)微觀粒子概念的學習內容

在新課綱中，某些抽象概念經過轉化或簡化後，從國中移到了國小教育階段，減少兩階段間的概念落差及銜接問題。以九年一貫課程為例，微觀粒子的教學主要安排在國中三態變化單元，多數在八年級進行。然而，由於缺乏相關的微觀粒子概念，許多七年級學生難以理解呼吸作用（氧氣O₂與二氧化碳CO₂）和擴散原理等概念。

在新課綱中，粒子概念相關條目為「INa-Ⅲ-1物質是由微小的粒子所組成，而且粒子不斷的運動」。這一內容旨在讓學生理解物質的基本組成及其運動特性，強調在固、液、氣三種物質狀態下微觀粒子的不同排列結構與運動。在國中階段的學習內容，例如：「Aa-Ⅳ-1原子模型的發展」與「Ab-Ⅳ-1物質的粒子模型與物質三態」，其說明為「1-1從粒子觀點來描述物質三態與變化」。這一安排的目的是在國小階段先引導學生理解物質是由微觀粒子組成的，並且這些粒子不斷運動。隨著學生進入國中，他們將進一步學習粒子模型，並能透過模型的方式描述物質在三態中的差異。

(二)模型與建議的學習表現

在科學教育中，模型與建模是培養科學思考與溝通能力的關鍵，特別是面對更複雜的系統和不同尺度的科學模型。例如：真核細胞模型的製作（BDa-Ⅴc-5）、臺灣地體構造模型的建立、以及拉塞福的原子模型的理解，這些都是學生在學習過程中需要掌握的具體例子。此外，科學史的探討也在課程中占據重要位置，例如：「BMb-Ⅴa-1從科學史的觀點，探討生物膜的模型之發展歷程」和「BMb-Ⅴa-6從科學史的觀點，探討DNA分子結構模型之發展歷程」。這些內容旨在讓學生了解科學家形成科學模型的過程及其演變。

在公式推導方面，新課綱加入了科學家如何運用微觀和數學模型進行研究的內容，例如：「PKd-Ⅴa-6拉塞福提出正電荷集中在核心，電子分佈在外的原子模型」、「PKd-Ⅴa-7波耳假設角動量的量子化，提出氫原子模型，成功解釋氫原子光譜」、「CAa-Va-2波耳氫原子模型解釋氫原子光譜與芮得柏方程式」，以及「CEc-Va-1理想氣體粒子模型」。這些內容安排在加深加廣選修課程中，為學生提供更深入的科學理解和為未來大學及相關工作的學習打下基礎。

此外，了解模型的本質，包括其限制與可變性，也是新課綱的重要部分。自然科學領域的課綱在高中階段安排了這些內容，如「CMb-Va-3科學模型的特性與演變」，強化學生對模型的可驗證性和可變性的認識。這些概念和思考工具的調整和銜接，有助於學生從國小到國中的科學學習過程更加順暢，使他們能夠更好地理解和掌握微觀粒子概念與建模能力。

這種逐步深入的科學教育策略，不僅讓學生掌握微觀粒子概念，還使他們能夠透過模型與建模應用於解釋微-巨觀現象，從而提供了解釋世界的模型基礎。隨後銜接到國中階段「從原子到宇宙」的教學單元，並瞭解存在有不同模型，且各有其應用與限制。透過這些階段性的教學安排，學生能夠在自然科學領域中獲得扎實的知識基礎和科學探究能力，為未來的學習和發展建立合適的基礎。

二、新舊課綱比較與實施配套

（一） 新舊課綱比較

九年一貫課程將物質的認識安排在國中階段，主要涵蓋物質的組成與用途（編號120）。該課程內容於國小高年級進行，教學重點在於讓學生認識物質可以分解成更小的粒子，但不必提及原子的具體概念。這樣的安排用意以概念為主，在使學生逐步接受和理解粒子概念，但受限於概念學習，如何擴展到科學解釋與應用的學習上，又或連結到日常生活中，並未在課綱中明示。

相較之下，新課綱的調整反映了對學生科學教育抽象思考的重視與銜接，特別是對微觀粒子概念與建立模型的引導，使學生在國小高年級便開始接觸並理解物質的基本組成與運動，逐步熟悉微觀模型與建模歷程，這不僅有助於減少國中與國小之間的概念落差，也為後續更加複雜的科學跨科概念奠定了基礎。

（二） 課綱實施配套

民國103年至民國107年國家教育研究院進行課綱實施配套之課程研發計畫（張俊彥等，2016；黃茂在、吳文龍, 2018），主要為針對自然科學領綱研修過程與實施後之課程配套與示例，這些教學模組涵蓋多樣化的科學主題，針對高國中小三個教育階段的學生。特別在國小階段，模組包括能量轉換、光合作用、粒子的微觀世界等，旨在通過實作和觀察活動讓學生理解基本的科學概念。在國中階段，教學模組則重點探討自然界的變動與穩定、粒子的世界、從原子到宇宙、以及物質與能量的交互作用，強調跨學科概念的應用與理解。其間並配合科技部科學教育實作學門研究計畫，模組研發過程中的專利包括微觀粒子運動之專利（吳文龍，2016；吳文龍，2017；吳文龍等，2019），應用擴增實境技術到微觀粒子學習中，旨在以視覺化和模型化的方式引導國中小學生學習微觀尺度的科學內容。

與粒子概念相關的教學模組分別為：「國小高年級 – 微乎其微」「國小高年級 – 小粒子大世界」、「國中 – 從原子到宇宙」、「國中 – 粒子的世界」、「國中 – 從原子到宇宙II-牡蠣體內的小世界」。可參考國家教育研究院愛學網，網頁：

https://stv.naer.edu.tw/teaching/design/teach_module.jsp?domain=D&grade=elem

。上述內容將在下節中進一步分析說明。

• 教學模組設計

一、設計理念

（一） 鼓勵學生以開放的態度進入微觀想像世界，認識物質由微小粒子組成。

在國小階段高年級的教案中，研發團隊引入科學家對物質由微小粒子組成的概念，透過實際觀察經驗激發學生的創造性思考能力。在教學模組運用圖像化和連結等創造性思考策略，幫助學生察覺和思考微觀現象中的最小單位（微觀粒子）存在。教學活動設計包括以下步驟：首先，學生觀察日常現象，如溶解、蒸發等（如圖1）；接著，透過想像和建構微觀粒子模型，思考這些現象背後可能的微觀過程；最後，學生比對觀察到的現象和想像的粒子模型，逐步深化對粒子概念的理解。這種教學方法旨在引導學生以開放的態度進入微觀想像世界，從而增強他們的科學學習經驗。

圖1 在咖啡溶解實驗中觀察物質組成

    教學模組的活動設計旨在豐富學生的科學探究主體經驗，引領他們進入微觀世界，為未來更深入的微觀粒子概念學習做準備。

（二） 以現象觀察、探究實作、文本閱讀等策略，豐富學生的科學探究經驗。

在國中階段時，教學模組以跨科概念「系統與尺度」為主軸（如圖2），特別強調了連結國小階段的微觀粒子概念學習。這使得學生在探索自然現象時，能夠更深入地理解物質組成的微觀世界。透過以學生為主體的學習方式，教師引導學生進行探究與實作，培養其探究精神和解決問題的能力。教學活動涵蓋多元的學習形式，包括使用手機顯微鏡觀察微小物品、閱讀科學家的故事和研究報告等，透過不同方式的學習，豐富學生的學習經驗。

同時，這個教學模組提供多樣的教學資源，例如：模組架構、教學活動略案、四格教案、教學簡報、閱讀資料等，有助於教師更有效地進行教學。此外，除了尺度觀點為主，教學模組還融合了各科學科的概念，例如：生物科的酵素作用、消化作用，以及理化科的原子模型等。這樣的跨科學習設計，不僅讓學生更深入地理解自然界的運作，也培養了他們的跨學科思維能力。

圖2 引入科學計量單位與各類事物尺度大小排列

    上述的跨科概念學習設計不僅加強了學生對自然界運作的理解，也培養了他們的跨學科思維能力，提升教育中的統整學習基礎。

二、模組亮點與省思

（一） 關注學習情境脈絡，讓學生以解決問題的思維探究自然現象。

在教學引導中，教師的角色至關重要。他們應該反思自己在教學中的角色，如何引導學生以解決問題的思維來探究自然現象，以及如何創造情境脈絡讓學生能夠主動參與學習。特別是在引入微觀粒子概念時，教師需要設計具有挑戰性的問題，讓學生透過解決問題的思維來探究現象，例如：透過體驗氣味如何傳到鼻子、咖啡如何溶解到水中等現象，引導他們思考氣味粒子和溶解粒子的模型。同時，教師還需要思考如何提升學生的參與度，引導他們積極參與到解決問題的過程中，例如：透過觀察微小物品的手機顯微鏡活動等方式。透過省思以上方面，教師可以更好地關注情境脈絡，並設計相應的教學策略，讓學生能夠以解決問題的思維來探究現象，提升他們的科學素養和解決問題的能力。

（二）以圖像化、高階觀察工具、想像連結等策略強化學生觀察力，理解各種現象。

在學生為主體的學習中，教師需要兼顧學生的想像力和觀察力，在觀察現象的基礎上透過想像力建立更深入的抽象理解。這包括引導學生應用高階觀察工具來擴展他們的觀察範圍，例如：粒子動畫或粒子擴增實境軟體。同時，也要幫助他們意識到這些工具的限制。教師可以鼓勵學生以開放的態度探索並理解現象，提倡開放性思考，勇於提出疑問、挑戰現有觀念，並透過觀察和想像來尋找答案。此外，教師還應該引導學生建立模型來描述他們觀察到的現象，並鼓勵他們將想像力應用於建構模型的過程中，從而深化對現象背後原理的理解。透過這些方法，教師可以培養學生的觀察力和想像力，促進他們在科學探究中的成長和發展。

（三） 反思學習內容對應學習階段及學生學習主體之適切性

1. 澄清學習內涵的符合學習階段

在教學模組的開發過程中，課程研發團隊面臨了一些挑戰，其中之一是確定粒子相關學習內容的適切學習階段。這涉及確定在國小階段，學生應發展到何種程度才能理解「物質是由粒子組成」的概念，且再擴展到三態物質的運動狀態。最初，團隊專注於粒子間的交互作用，並設計了多個觀察現象的活動，建立了粒子間交互作用的各種可能性。然而，後來隨著課程開發的進展和反思，研發者逐漸意識到國小階段「主體經驗為主，客體經驗為輔」，為避免了超越課綱內容的情況，在舉例與教學方式必須與國中階段相互配合與銜接，以確保學生在理解該概念時能夠處於主體經驗為主的學習理解範圍內。

2. 強調問題情境的營造及學生學習主體的呈現

另一個困難是如何在教學中營造問題情境，並展現學生做為學習主體的挑戰。由於粒子是無法直接觀察到的，且有其在科學知識系統下的規則與限制，這對教師和學生都是一個全新的挑戰。在模組開發的早期階段，嘗試將積木的概念融入教學活動中，期望學生可以利用積木的組合作為思考工具。同時，試圖通過放大鏡觀察肉眼看似單色的色塊，切割黏土到最小體積的活動，藉以體會觀察的限制。然而，這些活動似乎缺乏連貫性，學生反應也不夠積極，因此對課程進行了調整。將焦點轉移到溶解咖啡、聞咖啡氣味、糖溶解等常見的生活現象，讓學生通過觀察咖啡渣懸浮在水中的現象，想像物質由許多微粒組成。這些調整強調了想像與現實的符合，並讓學生通過自己的想像建立模型，再通過巨觀現象來檢驗其合理性。此外，安排了其他模型相關的文本閱讀，提供科學家對磁力模型的解釋，包括：磁力線方向與密度等，讓學生習慣應用解釋力更大的科學模型來理解世界和解釋現象。

• 結語或結論

一、綜合討論

(一) 強化各學習階段的銜接

在新舊課綱比較中，可知微觀粒子概念從國中移至國小高年級，主要為減少國小與國中之間的概念落差，更能提供學生連貫的科學學習經驗。此外，為避免模型只是知識學習的載體，透過探究與實作等教學策略，學生可以在模型操作與思考中逐步理解抽象概念的解釋，例如：讓學生親自操作三態變化或物質溶解的活動，配合微觀粒子概念與模型，有助於將抽象的概念轉化為具體的感知與操作。這樣的教學方式不僅提供了直觀的學習體驗，也為學生建立了學科的學習基礎。

(二) 強調問題情境與學習主體性

創造具有意義的問題情境能夠引發學生對微觀世界的好奇心，激發其探究精神，使其更主動地學習微觀粒子的抽象概念。透過設計適當的學習情境，例如：探索看不見的微小粒子如何構成物質，學生能夠從中獲得實際的觀察和抽象思維，並將這些體驗與所學的粒子模型相關聯。這種以問題情境為導向的教學方法，能夠擴展學生的思維視野，讓他們更深入地理解粒子概念的本質和特性。同時，學生在這樣的學習情境中能夠發揮主動性，自主探索和思考，培養其科學思維與溝通能力，從而成為能夠主動探索微觀世界的學習者。

(三) 課程調整與反思的重要性

課程調整與反思對於教學實務上十分重要性。微觀粒子概念作為自然科學領域的基礎概念之一，對於學生理解物質組成和性質至關重要。因此，在教學過程中，教師需要不斷地反思學生對粒子概念的理解程度和學習效果，以便即時調整教學策略。透過收集學生對粒子概念的認知和理解的反饋，教師可以發現學生可能存在的誤解或困惑，並相應地調整教學內容和方法，以更有效地幫助學生理解和掌握粒子概念。同時，反思教學過程中學生對粒子概念的學習情況，能夠幫助教師發現學生的學習需求和困難，進而針對性地設計教學活動和資源，提供更有針對性和有效性的教學支援。因此，粒子概念的教學需要教師持續進行調整和反思，以確保學生能夠充分理解和應用這一重要的科學概念。

二、未來展望

(一) 深入探討粒子概念教與學策略

進一步研究不同教學策略（例如：模擬、動畫、虛擬實境等）對於學生理解粒子概念的影響，以找到最有效的方法。探討如何在現有的教學資源中融合這些策略，提升學生對微觀世界的理解和興趣。

(二) 跨學習階段的概念銜接研究

對於不同學段間概念學習的銜接研究，特別是在國中小學階段，以這次課綱對微觀粒子概念調動的經驗為例，探討大概念或跨科概念的課程架構（例如：課綱中能量轉換、全球氣候變遷等跨科主題），減少重複學習，建立合適學習的鷹架。瞭解不同教育階段教師對於銜接教學的需求和挑戰，並提供相應的培訓和支持。

• 參考文獻

吳文龍（2016）。擴增實境互動學習系統（INTERACTIVE LEARNING SYSTEM OF AUGMENTED REALITY）。2016年03月21日取得中華民國智慧財產局新型專利，證書號數：M519301。

吳文龍（2017）。應用互動式微觀擴增實境(IMAR)至科學探究學習之研究–以微觀粒子與細胞概念為例(1/1)-結案報告，科技部計畫編號：106-2511-S-656 -001，未出版。

吳文龍、唐尉天、徐俊龍（2019）。擴增實境(Augmented Reality)於國中小微觀粒子教學之應用與展望。科學教育月刊，408，20-26。

邱美虹(2016)。科學模型與建模：科學模型、科學建模與建模能力。臺灣化學教育，11。http://chemed.chemistry.org.tw/?p=13898

張志康、邱美虹(2009)。建模能力分析指標的發展與應用-以電化學為例。科學教育學刊，17(4)，319-342。

張俊彥、黃鴻博、黃茂在、吳文龍（2016）。十二年國民基本教育自然科學領域教材與教學模組研發模式與示例研發計畫：105年成果報告(五)國中組課程設計【從原子到宇宙】教學模組。下載位址：https://stv.naer.edu.tw/classic/data/teach_module/156137910.pdf。檢索日期：2023/9/25。委辦單位：教育部國民及學前教育署。

教育部（2014）。十二年國民基本教育課程綱要總綱。臺北市：教育部。

教育部（2018）。十二年國民基本教育課程綱要國民中小學暨普通型高級中等學校–自然科學領域。台北：教育部。

教育部（2019）。十二年國民基本教育課程綱要─自然科學領域課程手冊。臺北：教育部。

黃茂在、吳文龍（2018）。十二年國民基本教育自然科學領域教材及教學模組研發模示與示例研發計畫。委辦單位：教育部國民及學前教育署。

Benson, D. L., Wittrock, M. C., & Baur, M. E. (1993). Students’ preconceptions of the nature of gases. Journal of research in science teaching, 30(6), 587-597.

Chi, M. T. H. (2005). Commonsense conceptions of emergent processes: Why some misconceptions are robust. The Journal of the Learning Sciences, 14(2), 161-199.

Coştu, B., Ayas, A., & Niaz, M. (2010). Promoting conceptual change in first year students’ understanding of evaporation. Chemistry Education Research and Practice, 11(1), 5-16.

Johnson, P. (1998). Progression in children’s understanding of a ‘basic’ particle theory: a longitudinal study. International Journal of Science Education, 20(4), 393-412.

Novick, S., & Nussbaum, J. (1981). Pupils’ understanding of the particulate nature of matter: a cross-age study. Science Education, 65(2), 187-196.

Posner, J., Strike, K., Hewson, P., & Gertzog, W. (1982). Accommodation of a scientific conception: Toward a theory of conceptual change. Science Education, 66(2), 211-227.

Stavy, R. (1990). Children’s conceptions of changes in the state of matter: From liquid (or solid) to gas. Journal of Research in Science Teaching, 27(3), 247-266.

Tsai, C. C. (1999). Overcoming junior high school students’ misconceptions about microscopic views of phase change: A study of an analogy activity. Journal of Science Education and Technology, 8(1), 83-91.

Vosniadou, S. (1994). Capturing and modeling the process of conceptual change [special issue]. Learning and Instruction, 4, 45-69.

• 附錄

教學模組資源與出處

愛學網：教學模組-自然，國小階段與國中階段

https://stv.naer.edu.tw/teaching/design/teach_module.jsp