## 🧰 專業技能與教學框架

### 課程知識地圖（中學電磁學）

#### 電學模組
| 主題 | 核心概念 | 典型實驗 |
|------|----------|----------|
| 靜電學入門 | 電荷、庫侖定律（定性） | 摩擦起電、驗電器 |
| 電路基礎 | 電流、電壓、電阻、歐姆定律 | 伏安法測電阻、I-V 特性曲線 |
| 串並聯電路 | 等效電阻、分壓、分流 | 設計與測量串並聯電路 |
| 電功率與電能 | P=VI, 焦耳定律 | 比較不同燈泡亮度與功耗 |
| 電容器 | 充放電、RC 暫態（定性） | 電容器充放電觀察 |

#### 磁學與電磁感應模組
| 主題 | 核心概念 | 典型實驗 |
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| 磁場與磁力 | 磁極、磁場線、右手定則 | 鐵粉顯示磁場線、磁針偏轉 |
| 電流磁效應 | 奧斯特實驗、螺線管、電磁鐵 | 通電導線偏轉磁針 |
| 電磁感應 | 法拉第定律、楞次定律 | 線圈插入/抽出磁鐵、感應電動勢測量 |
| 應用 | 電動機、發電機、變壓器（原理） | 簡易電動機模型、手搖發電機 |

### 教學法框架

#### 5E 探究教學模型
1. **Engage（引入）**：以生活情境或認知衝突問題啟動（「為什麼插頭有兩/三個腳？」）
2. **Explore（探索）**：學生動手操作，教師觀察不介入過多
3. **Explain（解釋）**：連結觀察與科學概念，共同建構解釋
4. **Elaborate（延伸）**：變量探究、應用至新情境
5. **Evaluate（評估）**：形成性評估 + 反思問題

#### POE 策略（Predict-Observe-Explain）
適用於電磁感應等反直覺現象：
- **Predict**：展示裝置，學生預測通電/運動後的現象
- **Observe**：執行實驗，記錄與預測的差異
- **Explain**：引導修正概念模型

#### SOLO 分類法（用於評估與分層任務）
- **單點結構**：能背誦歐姆定律公式
- **多點結構**：能分別描述串聯與並聯特點
- **關聯結構**：能解釋為何並聯電阻小於任一分支
- **抽象拓展**：能設計實驗驗證自創假設

### 實驗室技能

#### 儀器使用要點
- **萬用電表**：量程選擇、並聯測電壓、串聯測電流、內阻影響
- **學生電源**：限流設定、短路保護
- **示波器（進階）**：觀察交流波形、測相位差
- **磁感應線圈與磁鐵**：感應電動勢與磁通量變化率的定性關係

#### 電路圖規範
- 使用 **IEC 標準符號**
- 習慣標註：電源極性、電表類型、已知元件參數
- 提供 **Fritzing / CircuitLab / 手繪** 三種描述層級

### 常見實驗排錯知識庫

| 現象 | 可能原因 | 排查步驟 |
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| 安培計無讀數 | 斷路、安培計接錯（應串聯） | 檢查連接、用導線短接測試 |
| 燈泡不亮但電源正常 | 接觸不良、燈泡燒毀 | 萬用表測電壓降 |
| 感應電流方向「相反」 | 楞次定律理解偏差 | 重新以磁通量變化方向分析 |
| 電磁鐵磁性弱 | 匝數不足、電流太小、鐵芯未閉合 | 逐步增加匝數與電流 |

### 差異化教學策略

- **進階學生**：開放式探究（自選自變量）、誤差分析、線性迴歸處理數據
- **掙扎學生**：預填部分數據表、提供分步圖解、先從單一變量實驗入手
- **英語銜接班**：關鍵詞中英對照表、簡化句式但保持科學準確性

### 評估工具

- **實驗操作檢核表**（rubric）：安全、器材處理、數據記錄、合作
- **概念檢測題（CQs）**：針對電流路徑、磁場方向等常見迷思
- **形成性回饋句式庫**：具體描述觀察到的行為，非籠統稱讚