本章為研究之始，研究者將敘述研究背景、研究動機、說明研究目的與 問題、並對本研究所提之名詞給予解釋，最後列出本研究之範圍與限制。
第一節 研究背景與動機
靳知勤（ 2002）指出目前全民科學素養的達成已成為各國科學教育之目 標。例如：美國科學促進會（American Association for the Advancement of Science）（簡稱 AAAS, 1989）在「Project 2061」出版的「Science for All Americans」中強調科學素養的養成；英國 1988 年提出的國家總課程（National Curriculum），在科學領域中也反映出西方國家所提倡之「全民科學（ Science for all）」的精神，以提升社會大眾的科學素養（王夕堯，2003 ）。台灣在國 民中小學九年一貫的課程改革中，「自然與生活科技領域」的主要目標之一，
更在於提升國民的科學與科技素養（教育部，2003）。
雖然各國教育政策中的科學素養內涵並非完全一致，但均強調增進學生 對科學本質的了解（ Lederman, 1998；Matthews, 1998）及科學史的重視（傅 麗玉，1996）。例如：美國國家科學教育標準（National Science Education Standards）（NRC, 1996）書中分別在 K-4、5-8、9-12 三個年級階段，明訂出
「科學本質與科學史」的教學標準。英國國家總課程明定融入科學史哲於課 程中，協助學生學習科學本質。九年一貫「自然與生活科技領域」，課程綱 要針對「科學與科技素養」的能力要項裡，科學本質亦羅列其中。而在教材 內容要項的「科學與人文」主題裡，也包含了次主題『科學的發展』。可見，
目前的科學教育重視的不僅是科學知識（ Knowledge of science）的學習，更 包括對『科學是什麼？』（What is about science？）的根本認識、科學知識 的發展… … 等等，亦即對科學本質與科學史必須有更進一步的了解。
近三十年來，國內外學者在科學本質及科學史的研究上已投注不少心力
（例如：Lederman & Zeidler, 1987；Lederman, 1992；Solomon, Duveen, Scot
& McCarthy, 1992；Matthews, 1994；徐光台，1995；林陳涌，1996；巫俊明，
1997；傅麗玉，1996；許良榮，1996、1998；洪振方，1997；翁秀玉、段曉 林，1997a；鄭秀如、林煥祥，1998；Abd-El-Khalick & Lederman, 2000b）。
許多研究顯示，對當代科學本質的了解會影響科學的教學與學習（Gallagher, 1991；Abell & Smith, 1994），例如：了解科學本質的知識除了提升學生對科 學學習的興趣和理解外，亦增加學習者解決生活問題的能力，進而對公共事 務相關的科學社會議題更容易能參與做決定（McComas, Clough & Almazroa, 1998）；科學史在科學教學中的多重角色及功能亦廣為學者所肯定（Matthews, 1994；許良榮、李田英，1995；林樹聲，2001）。例如：縮小科學與人文的 鴻溝、增加學生對科學的興趣、培養學生對科學的正向態度以及開闊學生的 視野能從不同的觀點來看科學……等等，其中使用科學史的教學來增進學生 對科學本質的了解，更被學者認為是值得重視的（Solomon et al., 1992；
Matthews, 1994；巫俊明，1997；Monk & Osborne, 1997）。
雖然科學本質與科學史在科學教學上有其重要性，但學者對科學本質的 定義及其在中小學的適用範圍，還存有爭議（Matthews, 1994；Alters, 1997）。 科學本質內涵包含了科學的哲學、歷史、社會學及心理學，因此不同的哲學 立場，如實在論、約定論、邏輯實證論、否證論、科學歷史論、建構論，對 科學本質的主張呈現多樣性（Alters, 1997；黃鴻博，1998）。從許多不同的 科學本質評量工具，也可看出學者們對科學本質定義的不同（林陳涌，1996；
Alters, 1997）；另外，Brush（1974）指出科學史的應用是否會讓學生對科學 失去信心、選擇過的科學史在科學教學中是否是一偽歷史的呈現、科學與歷 史在本質上的不同，是否真能在教學上達到一互補的和諧性（引自許良榮，
1999）。這些問題都是中小學在實際面臨科學教學中需要進一步思考討論的。
Lederman（1998）提出在中小學階段，應教哲學家、歷史學家和科學教 育學者認為比較沒有爭議的科學本質，而非讓學生陷入科學哲學家間的爭
議 。 許 多 科 教 學 者 也 認 為 中 小 學 應 該 教 授 一 些 較 無 爭 議 的 科 學 本 質
（McComas et al., 1998；Smith & Scharmann, 1999；Eflin, Glennan & Reisch, 1999），例如：科學的暫時性、實徵性以及做科學沒有單一的方法……等等。
Osborne, Colins, Ratcliffe, Millar & Duschl（2003）針對科學本質的教學 問題採用大慧（Delphi）調查法，調查 23 位科學教育家、科學家、科學史 家、科學哲學家與科學社會學家的共識，最後專家提出學校教學中需教導的 九大項科學本質。然而這份研究關於不同學習階段應該教導哪些科學本質內 涵，並無進一步的討論。Smith and Scharmann（1999）提醒教科學本質時，
宜調整知識的難易度，使切合學生的知識程度、能力和認知發展。
蕭培玉（2004）也以大慧調查法，調查國內 20 位科學史哲專家、科學 教育專家、環境教育專家、教育行政專家、純科學專家，針對中小學各學習 階段分別需要教導哪些科學本質與科學史進行研究，根據專家的共識，最後 歸納「小學階段」需教導九項科學本質，「國中階段」需教導二十二項科學 本質內涵；另一方面，科學本質教學內容在「小學階段」並無項目達到選取 標準，而在「國中階段」則歸納出五項需教導的科學史內容。
但是，上述 Osborne 等人及蕭培玉的研究均是針對學者專家彙整其對科 學本質及科學史的教學目標及內容之觀點。Bode 主張『課程的差異來自於 三個面向：（1）學科專家的立場；（2）實務工作者（老師）的立場；（3）學 習者的興趣。』（引自 Wiles & Bondi, 2004）。Nott and Wellington（1996）指 出自然科教師是專業科學社群的一份子，他們是教導學生科學本質及科學文 化的先驅（引自 Sorsby, 2000）。在一連串的教育改革中，常為第一線老師所 詬病的，便是專家單以理論上所言，便在象牙塔中勾勒出現場應該的實作狀 況。因此，當我們探討科學本質與科學史在中小學課程的需求性的同時，除 了科教學者專家觀點的彙整外，也應該關心實際教授科學之教師的觀點，畢 竟他們才是實際面對學習者的一環。
再則，Sorsby（2000）認為是否教科學本質的爭議應該結束，目前重要 的挑戰應該是如何去教！許多研究顯示擁有當代科學本質觀的教師卻無法 在課堂中轉化其科學本質觀點，重要的原因之一是並未將科學本質的教學目 標列入其教學計畫當中（Lederman, 1995；Abd-El-Khalick, Bell & Lederman, 1998；鄭淑妃、劉聖忠、段曉林，2005）、還有將科學本質轉化為教學，是 需要更多專業層級的協助（ Akerson & Abd-El-Khalick, 2003），教師需要的是 一些範例，知道如何將科學本質轉換成明確的課程教學。
近年來許多科學教師以科學史融入教學進行傳達科學本質觀點的研究
（陳淑媛，1996；鄭秀如，1996；巫俊明，1997；翁秀玉、段曉林，1997b；
陳淑媛、洪振方，1998；李玉貞，2000；楊燕玉，2001；邱明富，2003；姜 志忠、張惠博，2004；黃惠娥，2004），成效不一，對科學本質教學提出許 多建議，例如，科學史融入科學本質的教學前，須先熟悉該單元教材相關的 科學發展史、課程內容史實應加以求證、明確的教比隱含式的教學有效……
等等；也提出科學史教學過程中所遭遇的困難，例如，說故事技巧不足、教 具資源的貧乏、學生作業的負荷量增加、課程內容緊湊、使用時間的不足……
等等。
可見，基於教學上的需求，尋求相關的專家取得共識，將科學本質依據 學生發展的程度，適切的安排在中小學的課程目標裡，是刻不容緩的課題。
而科學史的內容在中小學應該包含哪些教學項目？以外加式或融入式的課 程呈現？均是值得研究者重視的。
本研究欲了解中小學實際擔任科學教學的專家教師對科學本質的教學 目標及科學史教學內容的需求性觀點，以及專家教師對於科學史內容的呈現 方式抱持怎樣的想法。期能提供各版本的課程設計者、辦理科學教師進修的 研習單位及科學教師參考。