相關研究評析

依據研究者所擬定之研究目的，本研究主要著重於發展可運用於教 授批判思考能力之科技史教學活動、並探討其教學功效與學生之學習反 應。是故在相關研究的評析上，應針對「科技史教學」以及「批判思考 能力」等兩項重要的議題相關研究加以探討與評析，以瞭解本研究在相 關研究中的定位，並作為後續教學活動發展、研究結果討論之基礎。

壹、科技史教學

本研究的主要目的之一既為運用科技史教學，則必先針對科技史相 關之研究加以探討。研究者綜觀國內外許多與科技史相關之研究，發現 多數研究並非是以科技史做為教學之研究，而是專門針對科技史例或科 技哲學等層面之研究，例如：Basalla（1988）所著之《科技發展史》（The Evolution of Technology）即是探討科技演進之重要特徵，其中包含「多 樣性、需求和進化」以及「延續性與非延續性」等重要的演進關鍵。大 陸學者許良（2005）所著之《技術哲學》一書，是以哲學的角度，探討 科技的歷史發展、技術本質論、技術價值論、技術與社會等問題。Williams 和 Williams（1990）所撰寫的《電視：科技與文化形式》（Television:

Technology and Cultural Form）一書中則以電視這項科技產品為例，闡述 其對於人類社會制度、文化、乃至於生活形態所帶來的重大改變。這些 研究雖都對科技史有深入的探討，但並非是以教學為主要目的，對於本 研究而言，這些研究提供了基本的科技史、哲學觀點與科技史觀、並提 供了豐富的科技史料，但在如何運用科技史進行教學方面之幫助則較為 缺乏。

有鑑於此，研究者聚焦於國內外運用科技史教學之相關研究加以探

刊論文索引系統以及政府研究資訊系統等資料庫加以搜尋，排除論述性

表2-7 國內科技史相關研究（續）

在採用的研究方法與實驗設計方面，主要有文獻分析、準實驗研究 法、質性研究與行動研究等，其中有四個研究（林志芳，2007；余鑑等 人，2008；李怡慧，2009；程俊博，2005；）皆為單組前後測之實驗設 計，此現象也許是起因於科技史教材多為研究者自行蒐集、整理而成，

不像其他傳統學科有統一的教科書內容可供對照，也因此增加了設置對 照組的困難性。

在實驗教材的發展方面，蔡東鐘（2002，2005）所進行的研究中，

其教學活動發展流程皆是先在現有的科技史文本中蒐集並分析符合小 學課程綱要的案例，再分析案例中有關科技的核心概念，而後轉化核心 概念為問題形式，據以發展成科技史例的素材，其呈現方式是以故事搭 配插圖的方式，供學童閱讀。

程俊博（2005）所採取的教學活動設計方式，是讓學生以故事的方 式探索科技的發展歷程，透過動畫的呈現，以角色扮演的方式模擬並比 較前人是如何思考，並搭配創造性問題解決模式，讓學生嘗試運用現有 的資源逐步解決故事人物所面臨的問題。

林志芳（2007）的研究當中，其科技史料的篩選方式則是先整理出 相關的史料內容，再配合現行能力指標內學生所需學習的需求，來進一 步篩選適合融入教材中的素材。而其教學活動設計著重以學生為學習主 體的自主學習精神，採取「探索、介紹、運用」的交互運用，課程開始 首先配合「情境引導」引起學生探索、學習的動機，並於教學活動中配 合資料的閱讀介紹、問題的討論、科學遊戲競賽、實驗實作活動的進行。

余鑑等人（2008）所採取的教學設計方式，是以 STS 教學策略角度，

將技術史的精神融入教材中，讓學生可以認識到一個技術產品的製作或 發展，會受到製作者或發明者所處的時代與社會的影響與限制。

李怡慧（2009）所採取的教學設計方式，是先依照高中生活科技課 程綱要之內容選取單元主題後，尋找具有代表性的科技產物並分析其產 品發展之相關因素，在教學過程中，運用圈選魚骨圖的方式使學生瞭解 影響其發展之因素，以達到培養學生點子發想能力之目的。

針對上述科技史教學研究之教材發展加以分析，可以發現到部分研 究者是先蒐集和整理特定的科技史料內容，再以設定的教學目標或課程 綱要加以篩選與設計，而部分研究者則是先審視欲達成的課程目標或課 程綱要後，才決定所採用的科技史料內容為何。而在教學模式方面，除 程俊博（2005）和余鑑等人（2008）之研究是採用特定的教學模式發展 外，蔡東鐘（2002，2005）與林志芳（2007）是採用自行設計之教學模 式，其他研究則未明確說明其所採用的教學模式。

貳、批判思考能力

由表 2-7 整理之結果可以發現，目前國內科技史教學之相關研究數 量其實並不多，且並無以提升批判思考能力為目的之科技史教學研究。

有鑑於此，本研究轉而針對另一項重要議題「批判思考能力」之相關研 究加以探討，經搜尋後發現以提升批判思考能力為研究目的之研究領域 相當廣泛，不僅自然科有許多批判思考能力之相關研究（沈家平，2003；

林苡萱，2008；楊司維，2003；蔡俊彥，200；蔡擇文，20038），在社 會科（洪愷琪，2007；郭麗珠，2002；黃麗蓉，2002；蔡瑞玲，2007；

鍾敏龍，2002），甚至音樂、家政（張慈婷，1998；黃鳳雀，1997；謝 豐如，1997）等科目都有以提升批判思考能力為目的之研究。因此本研 究再加以聚焦，僅針對運用科學史進行批判思考能力教學之相關研究加 以探討，並整理如表2-8 所示：

表2-8 國內科學史相關研究（以批判思考為研究變項者）

正向的態度，不會排斥教師運用科學史進行教學（陳淑媛，1997；陳怡 君，2004；王素慧，2007）。

在採用的研究方法與實驗設計方面，三者皆是採用準實驗研究的設 計，運用實驗組與對照組進行教學實驗，這點與前述所分析的科技史教 學研究則較為不同。

在實驗教材的發展方面，陳淑媛（1997）所採用之教學模式是「歷 史個案研究」和「互動式歷史小品」教學模式，利用中斷提問的故事形 式進行融入科學史之教學，並提供學生「功能性鷹架」，以協助其建立 批判思考之能力。王素慧（2007）則是先以科學史例引起學生的學習動 機，並察覺科學史故事中的問題，例如：上科學家的對立情形討論或科 學家進行科學實驗時的想法或作法，而後透過實作活動與蒐集相關資料 以尋求答案，最後分享探究結果。整體而言，王素慧雖未明確說明其所 採用之教學模式，但與陳淑媛（1997）所採用之教學模式有異曲同工之 處。綜合其教材發展之模式，可發現以科學史培養學生批判思考能力之 相關研究中多是採取「歷史個案研究」與「互動式歷史小品」的教學模 式，其主要概念便是先以科學史例引起學生之學習動機，而後再提出歷 史中科學家的爭論議題，供學生思考與分析，最後獲得正確的答案。

而在研究建議方面，陳淑媛（1997）與王素慧（2007）皆指出，運 用科學史教學的過程中，在教材編寫方面最為困難的地方即在於教材內 容的取得與編排，一是坊間之科學史料往往有所出入，其內容之正確性 有待考證；二是並非所有的單元都適合融入科學史來教學，因為現代學 生與古代科學家之生活背景不同，故部分過去的科學概念較難被學生所 理解，如果引入不恰當的科學史料，可能造成學生更大的困擾。而在教 師教學方面，教師必須能夠對學生提出思考性的發問，並給予學生足夠

辦法；另外，要能問出有引導性、有深度之問題，對於教師本身的專業 素養而言，亦是一項很大的挑戰。

綜上所述，對本研究而言科學史方面的相關研究所帶來的啟示有 三：(1)以科學史或科技史進行批判思考之教學是可行的方式；(2)在教學 活動之設計方面，歷史個案與互動式歷史小品都是可以借鏡的教學模 式，但在教材的選擇與編排上，則需非常的小心，且不可貪多；和(3) 在教師本身的專業素養上，必須對於要提出的問題先有所準備，才能夠 透過思考性的問題，引導學生進行批判思考。

參、對本研究的啟示

由過去相關研究可知，科技史教學對於提升學生的問題解決能力、

以及創造力皆具有正向的教學成效（李怡慧，2009；程俊博，2005；蔡 東鐘，2005），但在提升批判思考能力方面，雖有許多學者皆認為科技 史教學應可對學生之批判思考能力有正向的影響，但其實目前仍缺乏實 證之研究，因此本研究期望建立一套可用於教授批判考能力之科技史教 學活動，並藉由實證性研究瞭解科技史教學對學生批判思考之影響。

此外，透過探討運用科學史進行批判思考教學之相關研究可以發 現，科學史教學活動對於提升批判思考能力有正向之影響，但在教材內 容之選擇、取捨與編排上，必須特別小心，才不會造成反效果。而在教 師教學的過程中，也需注意批判思考教學要點，要能提出有思考性的問 題，並適度引導學生思考，而這些都是教師事前準備與教學過程中必須 加以注意的。

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本章將針對研究方法與步驟加以說明：第一節說明研究架構，第二 節敘述研究方法，第三節介紹研究對象，第四節敘述研究工具，第五節 說明教學實驗課程的設計，第六節說明研究流程，最後於第七節敘述資 料的處理與分析。

第一節 研究架構

本研究之目的在於探討科技史教學對於高中學生批判思考之發展 影響情形。基於研究目的，研究者根據相關理論與文獻之探討，發展出 科技史教學活動之設計模式，並選取傳播科技史料為內涵發展出科技史

本研究之目的在於探討科技史教學對於高中學生批判思考之發展 影響情形。基於研究目的，研究者根據相關理論與文獻之探討，發展出 科技史教學活動之設計模式，並選取傳播科技史料為內涵發展出科技史