第五章 結論
第三節 建議
本研究指出先行學習科學概念將有助於之後的科學史教學，故本研究建議教科書的 編排上，科學史的呈現之前，可先行進行科學概念的編排，再進行科學史的篇幅，如此 能充分利用科學概念和科學史教學的優點，促進科學本質的學習並提升學生學習興趣。
本研究建議科學史教學的科學概念部分可以先行學習，再進行科學史教學，而本研 究發展之科學史教學課程所使用節數為三節，合作教師預計傳統教學中光電效應單元的 教學時間是兩到三節，考慮到科學史教學能提升學生的科學本質觀、學習興趣，且不會 降低學生學業成就，故相較於傳統講述方式，科學史教學是相當具有可行性和競爭力。
本研究所研究的光電效應單元，是近代物理中量子力學史發端的事件之一，高中課 程中近代物理尚有許多主題是學生將學習的，例如高一基礎物理中介紹粒子的波粒二象 性、量子論、原子光譜，高三選修物理除了光電效應和量子論外介紹電子的發現、X 射 線、物質波等，故除了本實驗所使用之光電效應單元外，尚有許多近代物理領域的課程 可供科學史教學研究，未來可將其他近代物理領域納入科學史教學研究中。
學生的學習成就高低可能會影響實驗的結果，林煥祥、蕭碧茹、林建志、黃瑞方和 鄭秀如(1996)的研究中發現，科學史教學對低成就學生的提升效果較高成就學生好(引自 賴淑婷，2007)。由於本研究對象是一群學業高成就的學生，相當習慣傳統上課方式，
本研究若是換成一群低成就的學生，這些學生可能不習慣傳統上課方式，學習上也困難 重重，可能展現另一種不同的實驗結果，故未來的科學史教學研究可比較科學史教學對 不同學習成就學生的影響。
在科學史教學文獻中，部分研究之科學史教學顯著正向影響學習成就(如：楊惠如，
2009；許峻豪，2008；林格朱，2004)，另有部分研究無顯著成效(如：Kim & Irving, 2010;
Irwin, 1998; 林陳涌，鄭榮輝、張永達，2009；李明昆、劉靜怡、洪振方，2001；董美 津，2004)，而本研究中，實驗組和對照組學生的光電效應概念表現無顯著差異，可能 因為光電效應單元本身的難度，由於光電效應單元對學生來說是相當困難的單元，再加 上科學史教學對學生學習成就屬於低效果量(賴淑婷，2007)，所以無法達到顯著水準。
那麼是否科學史教學中科學概念的難度是影響研究的重要因素呢？不同難度的科學史
教學中科學概念是否是影響學生概念學習有無顯著的重要變因呢？均有待未來的研究 解答。
本研究中發現在對照組的學生中，其科學認識觀的作答情形有顯著退步的傾向，但 若傳統教學的方式會強化學生不恰當的科學認識觀，則學生在高中時的科學認識觀得分 應該偏低，但對照組學生前測各項分數均高於3 分，顯示學生對科學認識觀有一定水準，
似乎在此有所矛盾。Chandler et al. (2002)發現不論是什麼時期測驗學生科學認識觀，常 常都是從二元論(認為知識只有對與錯)所開始，似乎也違反直覺，以上對科學認識觀的 矛盾，Hofer(2001)認為科學認識觀可能有遞迴關係或不同情境下有不同認識觀表現，所 以需要長期的研究，建立科學認識觀的長期變化狀態，故未來研究上可研究學生長時間 的科學認識觀變化情形。
參考文獻 英文文獻
Abd-El-Khalick, F., Bell, R. L. & Lederman, N. G. (1998). The nature of science and
instructional practice: Making the unnatural natural. Science Education, 82, 417-436.
Abd-El-Khalick, F., & Lederman, N. G. (2000). The infuence of history of science courses on students' views of nature of science. Journal of Research in Science Teaching, 37(10), 1057-1095.
Baxter Magolda, M. B. (2004). Evolution of a constructivist conceptualization of epistemological reflection. Educational Psychologist, 39(1), 31-42.
Brush, S. G. (1974). Should the history of science be rated X? Science Education, 183, 1164-1172.
Clough, M. P. (2010). The story behind the science: Bringing science and scientists to life in post-secondary science education. Science Education, 20, 701-717.
Conley, A. M., Pintrich, P. R., Vekiri, I., & Harrison, D. (2004). Changes in epistemological beliefs in elementary science students. Contemporary Educational Psychology, 29, 186–204.
Dedes, C. (2005). The mechanism of vision: Conceptual similarities between historical models and children's representations. Science Education, 14(7-8), 699-712.
Dedes, C., & Ravanis, K. (2009). History of science and conceptual change: The formation of shadows by extended light sources. Science Education, 18(9), 1135-1151.
Eshach, H. (2009). The nobel prize in the physics class: Science, history, and glamour.
Science & Education, 18(10), 1377-1393.
Hartman, H., & Sternberg, R. J. (1993). A broad BACEIS for improving thinking.
Instructional Science, 21, 401-425.
Hofer, B. K. (2001). Personal epistemology research: Implications for learning and teaching.
Journal of Educational Psychology Review, 13(4), 353-383.
Hofer, B. K., & Pintrich, P. R. (1997). The development of epistemological theories: beliefs about knowledge and knowing and their relation to learning. Review of Educational
Research, 67(1), 88-140.
Höttecke, D., & Silva, C. C. (2010). Why implementing history and philosophy in school science education is a challenge: An analysis of obstacles. Science Education, 20, 293-316.
Irwin, A. R. (1998). Historical case studies: Teaching the nature of science in context. John
Wiley & Sons, Inc, 5-26.
Justi, R. (2000). History and philosophy of science through models: some challenges in the case of 'the atom'. International Journal of Science Education, 22(9), 993- 1009.
Kim, S. Y., & Irving, K. E. (2010). History of science as an instructional context: Student learning in genetics and nature of science. Science Education, 19(2), 187-215.
Klassen, S. (2010). The relation of story structure to a model of conceptual change in science learning. Science & Education, 19(3), 305-317.
Liang, J. C., & Tsai, C. C. (2010). Relational analysis of college science-major students' epistemological beliefs toward science and conceptions of learning science.
International Journal of Science Education, 32(17), 2273-2289.
Lin, C. Y., Cheng, J. H., & Chang, W. H. (2010). Making science vivid: Using a historical episodes map. International Journal of Science Education, 32(18), 2521-2531.
Lin, H., Hung, J., & Hung, S. (2002). Using the history of science to promote students' problem-solving ability. International Journal of Science Education, 24(5), 453-464.
Liu, S. Y., & Lederman, N. G. (2007). Exploring prospective teachers' worldviews and conceptions of nature of science. International Journal of Science Education, 29(10), 1281-1307.
Matthews, M. R. (1994).Science teaching: The role of history and philosophy of science.New
York:Routledge.
Matthews, M. R. (1989). A role for history and philosophy in science teaching. Interchange,
20(2), 3-15.
Matthews, M. R. (2009). Teaching the philosophical and worldview components of science.
Science Education, 18(6-7), 697-728.
McComas, W. F. (1996). Ten myths of science: Reexamining what we think we know. School
Science and Mathematics, 96, 1-10.
McComas, W. F. (1998). The principal element of the nature of science: Dispelling the myths.
The Nature of Science in Science Education, 53(70), 1-19.
Monk, M., & Osborne, J. (1997). Placing the history and philosophy of science on the curriculum: A Model for the Development of Pedagogy. Science Education,81, 405-412.
Niaz, M., Klassen, S., McMillan, B., & Metz, D. (2010). Reconstruction of the history of the photoelectric effect and its implications for general physics textbooks. Science
Education, 94(5), 903-931.
Paas, F., Renkl, A., & Sweller, J. (2003). Cognitive load theory and instructional design:
Recent developments. Educational Psychologist, 38(1), 1-4.
Phillips, D. C., & Soltis, J. F. (2004).Perspectives on learning.New York:Teachers College.
Posner, G. J., Strike, K. A., Hewson, P. W., & Gertzog, W. A. (1982). Accommodation of a scientific conception: Toward a theory of conceptual change. Science Education, 66(2), 211-227.
Roach, L. E., & Wandersee, J. H. (1995). Putting people back into science: Using historical vignettes. School Science and Mathematics, 95(7), 365-370.
Rudge, D. W., & Howe, E. M. (2009). An explicit and reflective approach to the use of history to promote understanding of the nature of science. Science Education, 18(5), 561-580.
Solomon, J., Duveen, J., Scot , L., & McCarthy, S. (1992). Teaching about the nature of science through history:Action research in the classroom. Journal of Research in
Science Teaching, 29(4), 409-421.
Tuan, H. L., Chin, C. C., & Shieh, S. H. (2005). The development of a questionnaire to measure students' motivation towards science learning. International Journal of
Science Education, 27(6), 639-654.
Wandersee, J. H. (1985). Can the history of science help science educators anticipate students' miscoceptions? Journal of Research in Science Teaching, 23(7), 581-597.
Wilson, D. B. (1999). Galileo’s religion versus the church’s science? Rethinking the history of science and religion. Physics in Perspective, 1(1999), 65-84.
中文文獻
呂治平（2004）。科學史的學習對國中學生歷史的科學本質觀影響之探討。國立彰化師 範大學物理學系碩士論文。
李明昆、劉靜怡、洪振方（2011）。科學史融入物理教學對高一女生的科學本質觀與電 磁學概念改變之研究。屏東教育大學學報，36，133─168。
杜鴻模（2002）。物理科低成就學生之輔導個案。科學教育月刊，252，46─51。
林兆聖（2003）。以原子發現科學史融入教學對學生科學本質觀影響之研究。國立高雄 師範大學化學系碩士論文。
林格朱（2004）。融入科學史教學對國一學生生物學習成效影響之研究─以「細胞與個 體」單元為例。國立高雄師範大學生物科學研究所碩士論文。
林淑梤、劉聖忠、黃茂在、陳素芬、張文華（2008）。運用科學史傳達科學本質之教學 實務探討─以簡單機械單元為例。科學教育月刊，315，2─18。
林陳涌、鄭榮輝、張永達（2009）。融入科學史教學對高中學生的科學本質觀、對科學 的態度以及學習成就的影響。科學教育學刊，17（2），93─109。
郭奕玲、沈慧君（1996）。物理通史。台北：凡異。
邱美虹（2000）。概念改變研究的省思與啟示。科學教育學刊，8（1），1─34。
段曉林、靳知勤、謝祥宏（2001）。科學學習動機問卷的效化研究。中華民國第十七屆 科學教育學術研討會。
許良榮（1999）。科學史與科學教學─一些省思與建議。物理教育，3（1），93－101。
許峻豪（2009）。科學史融入九年級自然與科技教學之探討─「以動能、位能與能量」單 元為例。國立臺灣師範大學科學教育學系碩士論文。
黃耀萱（2011）。資訊支援科學史融入生物教學對七年級學生學習成效影響之協同行動 研究。國立彰化師範大學科學教育研究所碩士論文。
傅大為（2001）。X Rated 物理教育？。物理雙月刊。23（1）。
傅麗玉（1999）。科學家的「不當行為」故事在中等科學教育的價值與意義。科學教育 學刊，7（3），281─298。
靳知勤（2007）。科學教育應如何提升學生科學素養─台灣學術菁英的看法。科學教育 學刊，15（6），627─646。
董美津（2004）。光合作用科學史融入國中生物教學對學生學習成效影響之研究。國立 探討。科學教育學刊，15（2），119─144。
戰克勝（2006）。互動式科學小故事對高中學生科學本質觀之影響。屏東教大科學教育，
附錄一 科學史課程上課投影片
附錄二 科學認識觀問卷和學習動機問卷
題目 同意程度 非常同
意 同意 沒意見 不同意 非常不 同意 17. 有時候科學家們會改變他們原來認為是對的
想法。 5 4 3 2 1
18. 如何從事科學實驗的想法，通常來自於科學 家們的好奇以及思考自然中事務是如何運作 的。
5 4 3 2 1 19. 科學家們可能不只只有一種方式可以測試他
們的想法。 5 4 3 2 1
20. 從科學實驗中想出一些新的想法來解釋自然 中事物是如何運作的，是科學中很重要的一 個部分。
5 4 3 2 1 21. 最好可以重複同樣的科學實驗以確定實驗結
果是不是正確的。 5 4 3 2 1
22. 科學中一些很好的想法可能來自於每一個
人，而不只是來自科學家們而已。 5 4 3 2 1
23. 做實驗是確定一個科學想法對不對的好方
法。 5 4 3 2 1
24. 對於科學的問題而言，一個好的答案通常是 根據許多不同科學實驗所得到的證據而來 的。
5 4 3 2 1 25. 在科學中，好的想法可以是來自於我們自己
所提出的問題和自己做的實驗。 5 4 3 2 1
26. 我認為最好在開始做科學實驗前先有一個自
己的想法。 5 4 3 2 1
第二部分：對物理學習的看法
題目 同意程度
附錄三 隨堂學習單
「光電效應」學習單 (一)
班級： 姓名： 座號：
閱讀資料：十九世紀的三個實驗
十九世紀有三個很著名且和光本質有關的實驗，第一個是楊氏(T. Young)的雙狹縫 干涉實驗。實驗中呈現了光的波動性，楊氏提出了干涉原理解釋這個現象，當時因為微 粒說當道，楊氏受到權威學者的圍攻，一二十年間，竟沒有人理解楊氏的工作，楊氏的 論文無處出版，最後只能印成小冊子，據說小冊子出版後只賣出一本。
第二個是帕松亮點(Poisson spot, 圓盤繞射)。在 1818 年，法國科學院舉辦一個競賽 徵文活動，目的是為了鼓勵科學家使用微粒說的觀點解釋繞射現象。法國工程師菲涅耳 (A. J. Fresnel)參與這個活動，但他反而使用波動理論解釋了偏振現象，並且計算出圓孔、
圓盤等形狀器材的繞射圖案。審查委員之一的科學家帕松(S. D. Poisson)利用菲涅耳的公 式，計算出在圓盤的繞射圖案中心將產生一個亮點，他覺得荒謬至極，但後來科學家阿
圓盤等形狀器材的繞射圖案。審查委員之一的科學家帕松(S. D. Poisson)利用菲涅耳的公 式，計算出在圓盤的繞射圖案中心將產生一個亮點，他覺得荒謬至極，但後來科學家阿