一、導論
1.1 研究背景與動機
科學活動或科技活動是人類建構知識的兩個重要方式。科學知識的探究活動是以系 統化方法找出日常生活中發生的現象背後的因果關係，其目的在於建立形成現象背後的 相關法則。例如牛頓因為看到落下的蘋果，好奇為何蘋果會向下掉，而非往上飛，因而 進行一系列的研究，發現蘋果會向下掉落是因為受到地心引力的影響。科技的知識探究 活動則是著重於在當前環境下，如何運用既有知識（主要為科學知識）來解決日常生活 當中的問題。例如愛迪生利用鎢的高熔點特性，將其作為燈絲，進而提升燈泡的使用壽 命。由於科學活動與科技活動所得到的成果皆對人類文明發展有相當大的貢獻，因此科 學知識與科技知識皆成為人類教育中相當重要的內容。然而科學與科技在日常生活中常 被人視為是相同的知識，除了在語言上混為一談外，在教育上也沒有明顯區隔。但就科 學與科技活動所建構出的知識形式來看就有很大的不同，科學所建立的知識為抽象的法 則，科技所建立的知識則是具體的成品或技術。從創造的觀點來看，科學的創造被稱為 發現，如：牛頓「發現」地心引力，科技的創造則稱為發明，如：愛迪生「發明」電燈，
可見科學與科技之間仍存在一些不同之處。不過科技活動中應用的知識主要為科學知 識，顯示這兩種知識建構活動之間亦存在相依關係。本研究的目的即在探討科學與科技 知識在知識探究過程上的相同與相異之處，期能對科學與科技的教育有所貢獻。
科學與科技活動都是屬於知識建構的活動，但由於重視的目標不同，進行知識探究 的方式不同，使得建構出的知識性質亦存在差異。對於長期從事科學與科技活動的從業 人員而言，其對於知識的認識很可能因為科學與科技活動的差異而存在不同。人對於知 識的認識屬於知識論（epistemology）的探討內容，知識論涉及人對於知識本質的信念 以及人如何知道（Hofer & Pintrich, 1997），也就是人對於所謂有效知識的信念。
由於人對於知識的信念是由經驗及教育訓練所發展出來，因此個人的知識領域不 同，很可能使其個人知識論發展造成差異，例如 Jehng, Johnson, & Anderson (1993)曾根 據參與者所屬的科系，將工程、企管、社會科學、藝術、人文出身的大學生及研究生的
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主修領域分為硬領域（hard field）和軟領域（soft field）兩組，硬領域包含工程及企管，
軟領域則包含社會科學、藝術、人文，他們要求兩組參與者填寫 Schommer (1990)的知 識論評量問卷，比較學生主修的知識領域對於個人知識論的關聯，結果發現軟領域的學 生比硬領域的學生更傾向相信知識具不確定性，他們較依靠獨立推論能力以獲得知識，
並不認為知識可以快速習得。Paulsen & Wells (1998)的研究則將工程、企管、社會科學、
自然科學、藝術、人文出身的大學生的主修領域分為純理論（pure）及應用（applied）
兩類，其中純理論包含自然科學、社會科學、人文、藝術，應用包含工程及企管，他們 要求參與者填寫 Schommer (1990)的知識論評量問卷，探討學生主修的領域是否會影響 其個人知識論發展。結果發現，純理論領域的學生比應用領域的學生更傾向相信知識是 具有關聯性、抽象的形式，他們也認為知識存在不確定性，是暫時性的存在，而且知識 的學習並非一蹴可及。由 Jehng, Johnson, & Anderson (1993)及 Paulsen & Wells (1998)研 究可知個人的知識領域與知識論發展之間存在關聯。由於科學活動與科技活動建構出的 知識性質不同，科學知識是抽象的法則，科技知識則是具體的產品。因此科學與科技的 從業者對於知識的認識存在差異，科學領域的工作者較相信知識彼此之間具有關聯性，
是抽象的形式，且為暫時性的存在，科技領域的工作者則相信知識是確定、片段且容易 理解的形式。本研究把參與者的主修領域分為科學和科技來探討不同知識領域的差異對 知識探究行為的影響。
一個人對於知識的信念與理解主要是經由個人經驗、教育發展而成，Perry (1970) 曾利用十年的時間，追蹤訪問 112 位哈佛大學學生，探討他們在大學四年間對於自己的 知識看法所抱持的信念，以及這些信念在接受大學教育過程中的變化。他發現人的個人 知識論的發展可分為三個階段，在大學一年級時期，學生對於知識的信念屬於二元論
（dualistic），這時的學生認為知識不是對的就是錯的，只相信一些簡單的知識，並相信 專家或權威者傳授的知識內容。在大學一年級至三年級的求學過程中，學生對於知識的 信念逐漸由二元論轉變為多元論（multiplistic），學生在此時開始發覺知識並非是絕對的 對錯，任何論點可由不同的角度解釋，且認為任何人都能有自己的想法，並能開始質疑 專家或權威者傳授的知識，而在大學三年級至四年級的求學階段，學生對於知識的信念
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則逐傳由多元論轉變為相對論（relativism），此時學生已明白事情的是非對錯是基於某 個特定的背景條件下所成立，也明白所有的知識皆需透過一套合理的法則進行驗證，以 確認其真偽。因此除了主修領域外，本研究也透過參與者所接受的專業訓練長短來探討 不同知識領域的大學生與研究生在知識探究行為上的差異。
從問題解決的角度觀之，科學與科技活動在知識探究的過程上存在明顯的差別
（Schauble, Klopfer, & Raghavan, 1991; Zimmermen, 2000）。例如，Schauble, Klopfer, &
Raghavan (1991)曾針對科學活動和科技活動在處理問題的差異進行比較，她們認為科學 活動的目的是建立形成現象背後的相關法則，因此當科學家面對一個未知現象時，他必 須對現象進行充分的觀察後，再根據個人經驗與既有知識推論觀察所得的資料背後之間 是否存在共同特性，提出初始假設。接著設計實驗以確認假設能否被客觀的證據支持。
在進行實驗前，科學家需預測當假設為真時，可能出現的實驗觀察值為何，並在嚴謹的 控制條件下進行實驗以獲取觀察值。獲得觀察值後，科學家除了確認觀察值與預期結果 是否一致外，也必須對實驗結果提出解釋，若實驗結果與假設不一致時，必須整合既有 的觀察資料與實驗所得的資料，進行修正或建立新的假設，之後再針對新的假設提出預 期結果並進行實驗以驗證其是否正確。科學活動成果是一些抽象的法則，可用來解釋、
預測現象。為了獲得有效的科學法則，科學家在研究的過程中會盡可能排除不可能的解 釋，透過實驗檢驗各種可能的變項組合並進行測試，逐一排除無關聯的變項，並需對在 資料搜尋的過程中發現的與當前假設不一致的各種異例提出解釋及驗證，以確保最終結 論能正確解釋現象的發生原因。只有當科學家判定資料中所有可能的疑點皆排除後，方 能停止探究的活動，並歸納實驗結果提出結論。相對的，科技的目的則是利用現有知識 解決當前存在的問題。當工程師面對問題時，他會先確認問題中的功能需求，再找出影 響此功能需求影響較大的變項，之後從這些變項的組合中搜尋可行解，並進行測試，若 找到最符合需求的變項組合時，眼前的問題得以解決，即可停止解答的搜尋。由此可知，
科學活動在問題解決過程中著重於確認變項之間的關聯性，透過排除無關變項的方式，
以逐步確立變項間關係的存在與否，以提供所觀察到各種已知現象的合理解釋，科學活 動的最終目的在找出解釋現象背後的共同法則。而科技活動在問題解決過程中著重於滿
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足當前功能需求，若變項組合可以符合預期效果時，便視為已經找到一個解答，即可停 止搜尋解答。由於科學與科技研究的目的以及解決問題時所使用的方式皆存在不同，因 本研究預期，當人們在評論科學與科技研究時，對於二種研究的研究價值、解釋、證據 及研究方法時，也會有不同的著重方向。
由科學與科技知識探究歷程可知，科學與科技知識探究的主要差異在於異例的偵測 以及另有主張的關注。所謂異例是指與預期結果不一致的案例，科學家必須重視異例的 發現，因為異例的存在可以證偽（falsify）當前的假設之外，也顯示科學家個人的相關 既有知識可能存在不完整或錯誤之處。因此為了得到合理且完整的解釋，科學家就所有 可能的變項組合進行測試，逐一排除無關聯的變項的同時，必須盡可能找出與當前假設 不一致的各種異例，並針對這些異例提出解釋及驗證，以確保最終結論能充分解釋現象 的發生原因。但是科技活動屬於目標導向，僅著重於可以滿足目標需求的變項，只要變 項組合符合預期，便視問題已經得到解決。由於在可行解的搜尋過程中只著重於與目標 相關的變項，因此搜尋到的變項組合與科學活動相比便較有限，而且在驗證上也僅確認 變項組合能否產生預期的功能，也就是相關性的確認以及證真的測試（confirmation），
並未確認變項與產生的功能之間是否存在因果關係，因此偵測到異例的機會也較科學活 動低。此外從科學活動與科技活動的問題解決過程可知，科學活動為了確保最終提出的
並未確認變項與產生的功能之間是否存在因果關係，因此偵測到異例的機會也較科學活 動低。此外從科學活動與科技活動的問題解決過程可知，科學活動為了確保最終提出的