二十世紀初，美國教育開始將科學納入教學科目，科學本質（Nature of Science [NOS]）一詞在 1907 年就已經出現在科學教育的文件中，至今有百年以 上 (Lederman, 2007)。1952 年哈佛大學 Holton 教授編寫了一本具有科哲與科學 史內涵的教科書，以教導文科學生瞭解 NOS。Rubba、Horner 與 Smith (1981)提 到從 1950 年代起，NOS 教學一直是科教的重要目標。英國 1989 年開始對中學 課程中要求學生和教師瞭解 NOS。1989 年美國科學促進會提出 2061 計畫中，
出現 NOS 的教育。我國自然科學課程直至九年一貫課程綱要受到美國科學─技 學─社會（Science-Technology-Society [STS]）理念，以及科學教育學者提倡 NOS 學習重要性的影響，於是將 NOS 納入國民中小學的課程綱要中（劉俊 庚、邱美虹，2012）。美國國家研究院 (National Research Council [NRC], 1996) 提到，NOS 是科學素養的重要成分，從國際科學測驗（Trends in International Mathematics and Science Study, TIMSS）將 NOS 融入試題可知 (Martin et al., 2000)，國際間科學教育對 NOS 的重要性已經有相當的共識（謝州恩、劉湘 瑤，2016）。NOS 除了有其重要性之外，從以下幾方面說明，以問題凸顯本研 究的意義與重要性。
一、科學本質觀點的問題
從諸多文獻可知，科教學界對 NOS 內涵和哲學觀點各有不同，對於學生在 各個階段應學習的 NOS 內涵，也缺乏一致的看法 (Alters, 1997; Billeh & Hasan, 1975; Osborne, Collins, Ratcliffe, Miller, & Duschl, 2003; Pomeroy, 1993)。
（一）傳統與現代科學本質觀的對立
Abell 與 Smith (1994)認為美國學生大多有不當的 NOS 認識觀，其研究發現 職前國小教師持有（素樸）實在論與實證論的觀點，缺乏創造性與社會觀；以 為科學是獨一的，追求單一解答的；缺乏瞭解科學知識形成過程與科學知識主 張的本質。Abell 與 Smith 將持有實證觀的教師與學生視為具有迷思概念的。然 而，傳統的 NOS 觀都是錯的嗎？Abell 與 Smith 在文中也未說明為何持有實證 論的老師或學生是如何與持有迷思概念劃上等號。
Palmquist 與 Finley (1997)從科學哲學（以下簡稱科哲）的角度，區分傳統與 當代的 NOS 觀點（包含：理論、科學家做什麼、科學知識、科學方法、定律、一 般觀點）加以比較，並透過師資培育課程，使得職前教師逐漸認識當代的 NOS，
經課程介入後，多數職前教師已經轉向認同當代 NOS 觀點。從 Palmquist 與 Finley 的研究似乎也意味著傳統的 NOS 觀是過時與錯誤的。
回顧歷史，在一、兩百年之前，強調實證科學的年代，當時科學蓬勃發 展，對人類物質文明產生貢獻，科學界與科學教學界多是實在論和實證論的觀 點，當時也多肯定科學的貢獻（謝州恩、劉湘瑤，2016）。如：19 世紀末，
Thomas Huxley 提倡學校納入科學教育，當時所呈現的 NOS 意象即為實證主義 和工具主義 (Ronan, 1983)。Abell 與 Smith (1994)等於直接否定了過去科學家與 科哲學者持有的觀點。但是，這樣實證的科哲觀點一定是錯的嗎？
如果是像前述 Palmquist 與 Finley (1997)以及 Abell 與 Smith (1994)的研究主 張，則過去曾經對人類有所貢獻的科學家與科哲學者所持有的實證觀點將被否
定。謝州恩與劉湘瑤（2016）認為，在評量 NOS 概念時，不應從當前的後實證 觀點來否定過去實證的 NOS 觀，因當時有其時空背景，且當時科學也是蓬勃發 展的，科哲觀點並沒有絕對的對錯。而是應著重在討論 NOS 項目內涵適不適合 我們現代中小學科學教育或某教育階段（如：國民小學中、高年級），作為學生 學習的題材。
（二）當代科學知識份子 NOS 觀點的差異
Alters (1997)就曾經將 80-90 年代各文獻（包含美國 AAAS 2061 的 NOS 觀點、
Lederman、Giddings、Cleminson、Ryan 與 Aikenhead 等）重要的 39 項 NOS 觀點 陳列出來，並透過調查，請專家學者回覆這 39 項 NOS 的合理性，發現彼此間有 相當大的差異，無法找到真正的 NOS 一致性，如：科學知識的「暫時性」與「延 續性」在該 39 項中，就是彼此對立的。
進一步探討，在中小學教師、教師和學者、學者間也可以發現對 NOS 抱持 著不同的看法，如下：
1. 中小學教師間的差異
Billeh 與 Hasan (1975)將 186 個中學科學教師分四群：物理、化學、生物和 物質科學，用 New Multiple Range Test 發現物質科學與化學群的教師 NOS 得分 明顯比生物和物理群高，顯示教師的科學專長不同，持有的 NOS 也有差異。
2. 教師與學者的差異
Pomeroy (1993)以自行發展的問卷，研究傳統與建構科學觀的持有情形，發 現：科學家比中小學老師持有更多傳統實證觀；中學老師比小學老師持有更多 實證觀。Osborne、Collins、Ratcliffe、Miller 與 Duschl (2003)區分科普學者、科 學家、科教中小學教師與科哲學家，發現他們對 NOS 的瞭解有差異。即越是專 精於科學的知識份子，傾向於重視 NOS 的實證觀點。
3. 學者間的差異
Matthews (2012)就提到 Lederman 團隊提到的七項 NOS，只是 NOS 的特
色，也未盡囊括 NOS 所有特色，並非真正的 NOS。此外，Matthews 也批判 Lederman 七項 NOS 觀只是歸納他人學術的觀點，無法代表科學知識是如何產 生，以及科學是如何產生使人信賴的知識。故又針對 Lederman 的科學知識暫時 性的 NOS 觀點，特別加以批判。評論此書的 van Dijk (2013)也認為科學應該不 能被視為主觀的，應仍是客觀的，以此來批判提議科學是主觀的 NOS 觀點。
可見得 NOS 觀點，從數十年前到現在，一直相當具有爭議。而這也將影響 本研究所關切的，是否有適合小學生來認識的 NOS 觀點？
二、國際間對科學本質的探討與國內科學本質觀的差異
歐美先進諸國頒佈的科學課程標準中的 NOS，是集各國科學教育學者與專 家所制訂的觀點，也應有值得借鏡之處。在學術界，Lederman 與其追隨者的研 究常見於科學教育的重要期刊（如：Journal of Research in Science Teaching、
Science Education、International Journal of Science Education 等）中，他們推展 的七項 NOS 觀點，雖大多是從 1970-80 年代 NOS 觀點歸納而來 (Lederman, 1992)，但對國際間研究 NOS 教學、評量造成相當大的影響。
我國科學教育課程自民國初年以來都缺乏 NOS 的主題，直到九年一貫課程 綱要受到美國 STS 理念的影響，以及科學教育學者提倡 NOS 學習之重要性，
而將 NOS 納入我國九年一貫課程綱要（劉俊庚、邱美虹，2012）。
國內學者李哲迪（2009）從 2007 年 TIMSS 與 2006 年 Programme for International Student Assessment [PISA]施測結果，曾經建議國內九年一貫 NOS 應該調整，才能有助提昇我國中小學生在 TIMSS 與 PISA 逐漸下滑的科學成 績。而成績下滑的原因，發現雖然世界各國中小學 NOS 綱要，有的重複性高、
有的差異大，NOS 觀點沒有一致性，其設計的模式與觀點確實與國內九年一貫 課程綱要中的 NOS 主題，差異頗大（謝州恩、劉湘瑤，2013）。若如此，國內 小學生學習的 NOS 與國外差異大，要如何與國際接軌與競爭？
回顧歷史，從民國 89 年頒佈《九年一貫課程暫行綱要》出現 NOS 能力指 標，至今十多年，並沒有實質的檢討與修正。2012 年五月，自由電子報訪談台 灣師範大學榮譽教授吳武典，他認為九年一貫課綱形成與調整過程不是很順 利，即使常微調仍難以改善其原本較弱的本質。吳武典提到，目前十二年國教 的課程研修時期，是九年一貫和高中課綱調整與銜接的契機，應明快有效地進 行 K-12 課程重整，以免錯失良機。例如：九年一貫課程綱要中的自然與生活科 技領域裡有 NOS 綱要，但在高中卻沒有延續 NOS 綱要，傾向於重視科學概 念，殊為可惜，同時也凸顯中小學生應認識更多 NOS，才能與世界各國競爭。
故應省思，我國九年一貫 NOS 標準是否到了該調整的時候？
謝州恩與劉湘瑤（2013）分析發現，九年一貫課程綱要中所提及的 NOS 項 目較傾向於實證論觀點，且世界各國中小學課程綱要中的 NOS 觀點與我國 NOS 項目一致性低，甚至差異很大。此外，適合中小學的 NOS 項目研究目前 根本的問題，即 NOS 各項的來源，可能都源自於科教領域的文獻分析，大多是 從過去文獻的堆砌而成，較少從更原始的科哲源頭找出較廣闊的 NOS 面向（謝 州恩、劉湘瑤，2016）。
有鑑於此，若要調整國內九年一貫 NOS 各項，除了應從國際間各國綱要與 新進的研究進行探討外，也應考量從更廣闊的科哲領域，如：實證哲學、科學 史、科學社會學與科學心理學等領域借鏡。之後，配合當代專家學者的觀點來 確立適合小學生的 NOS 觀點。現仍在十二年國教課程綱要研修時期，在此期 間，正好是 NOS 能力指標重新檢視與調整的契機（謝州恩、劉湘瑤，2016）。
研究者從事國小自然科教學多年，基於此良機，特別關心哪些 NOS 內涵適合此 學習階段的學生學習，以及國小科學課程應如何納入 NOS 教學。因此本研究重 點之一在於，探討哪些 NOS 項目內涵符合當代思潮，並以大慧法（Delphi technique）諮詢各專家學者，經集思廣益後，以找尋出適合國小中、高年級學 生可學習的內容。
三、科學本質測驗的問題
Lederman、Wade 與 Bell (1998)提到，早在 1961 年就有 NOS 的問卷，來測 驗學生。如：Cooley 與 Klopfer 的 Test on Understanding Science 是當時最廣泛 使用的測驗。但因受邏輯實證主義影響大，且缺乏對學生概念瞭解而被認為該 測驗不夠精確。1967 年 Wisconsin Inventory of Science Processes 提供了 93 題測 驗 NOS 的是非題，但只有是與非的二分法，且題數太多，而未能受到大量的研 究使用。1973 年的 Billeh 與 Hansan 的 Nature of Science Test 包含了 60 多題的 多重選擇題，包含的範圍不夠精確，缺乏各分項與小項。1976 年 Rubba 的 Nature of Scientific Knowledge Scale 包含了 48 題五點式 Likert 式量表，也因分 項不明，有些題目有重複性，影響效度。Lederman、Abd-El- Khalick、Bell 與 Schwartz (2002)批判 Aikenhead 與 Ryean1989 年研發的 NOS 測驗工具 Views on Science-Technology-Society [VOSTS]，是在測驗學生的信念而非概念，而且是大 尺度的量化多重選擇測驗，未必能適用於全世界不同文化下的人，無法形成有 意義的結論。
就目前科學教育學術界最常採用的 NOS 測驗工具，當推 Lederman 團隊的 Views of the Nature of Science [VNOS]測驗。Lederman 等人（2002）提到 VNOS-A 測驗是 Lederman 與 O’Malley 訪談學生 NOS 所研發。VNOS-B 是由 Abd-El- Khalick、Bell 與 Lederman 修正 VNOS-A 項目，來評量中學教師 VNOS，並可以進一步訪談與追問。且是被視為比 VNOS-A 更完整的問卷，可
就目前科學教育學術界最常採用的 NOS 測驗工具，當推 Lederman 團隊的 Views of the Nature of Science [VNOS]測驗。Lederman 等人（2002）提到 VNOS-A 測驗是 Lederman 與 O’Malley 訪談學生 NOS 所研發。VNOS-B 是由 Abd-El- Khalick、Bell 與 Lederman 修正 VNOS-A 項目，來評量中學教師 VNOS，並可以進一步訪談與追問。且是被視為比 VNOS-A 更完整的問卷，可