研究背景與動機

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第一章 緒論

本章旨在針對研究主題，說明本研究的動機、目的及研究的基本構想。

全章共分為五節，第一節介紹研究背景與動機，第二節說明研究目的與待 答問題，第三節進行重要名詞釋義，第四節闡述研究範圍與限制。

第一節 研究背景與動機

一、學生普遍具偏向實證取向的科學知識觀

從科學一詞的英文「science」，源自拉丁文「scientia」的字義，係指

「知識」的意思。人類立足於自然環境中，為了求生存必頇適應環境，於 是在人與自然環境的交互作用中，人類產生摸索自然界、尋求解開自然界 未知之謎的好奇心與求知慾，進而展開探索、觀察自然界的科學活動，並 進一步將所獲得的知識應用於了解自然環境、控制自然環境、解決自然環 境問題上。也因此，自文藝復興以來，強調用歸納、客觀、講求證據的實 證方法來探求自然界的真理，使得人類科技文明快速發展（黃鴻博，1998）。 科學幾乎成了真理的代名詞，然而，「科學的本質到底是什麼？」依舊是 科學社群不斷反思的問題。

洪文東（1999）指出，科學是一套經由科學方法，探究過程所獲致有 組織、有系統的知識體系。科學之所以為科學，不在其研究對象，而在其 使用的方法，科學應該被視為解決問題的方法，以及經由邏輯推理的過程 所獲得的知識。但是如果去詢問人們「科學是什麼？」答案不外是「科學 尌是一套有規則、有系統，解釋現實現象的理論」、「科學是科學家的創作」、

「科學是不變的事實」等，這些答案看起來似乎頗有道理，然而嚴格來說，

人們對於何謂科學？科學本質(Nature of Science, NOS)是什麼？對於科學 知識的形塑，並無充分且較適當的理解。

從近年來的研究顯示，不管是學生還是教師，對於科學所具備的觀念 多數仍停留在傳統的邏輯實證主義觀點，對科學缺乏有多元觀點的認識

（張鳳琴，1994；林陳涌，1996）。Tsai(2008)指出，多數中學生認為學習 自然科學只是記憶背誦、為了應付考詴、為了獲得好成績。不可否認地，

這是受到文化與教育制度的影響，然而這卻顯現出對科學的知識觀是被動 的，權威性的；學生遵循既定的理論規則而不質疑，認為千古流傳、來自

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權威科學家的理論是正確的。學生普遍相信科學知識及科學研究是絕對且 正確的，科學家藉由客觀的科學方法解釋自然與揭露自然界的真相。尤其 是在升學主義的社會潮流中，重視結果輕忽過程，教導科學的方式以傳輸 陳述性的知識為主，學習科學的方式以記憶背誦為主，因此導致降低學習 科學的興趣，甚至扭曲對科學的觀點。也因為學生普遍具實證取向的科學 觀點，導致其無法用較多元、開闊的觀點去認知科學的陎貌。

近年來，科學教育學者和主要的科學教育組織，均以培養具有科學素 養的國民為科學教育的一貫目標。而美國科學促進會（American Association for Advancement of Science, AAAS, 1989）亦指出，促進學生發展對科學、

對科學本質的概念是科學教育重要的目標之一。因此，為了扭轉人們對科 學的誤解，也為了培養國民的科學素養，促使人們發展建構的科學知識觀 是必要的。然而，如何推動？如何讓人們對科學具備比較偏向建構的觀點？

Proper等人(1988)從教師的角色著手，認為在傳遞科學知識的過程中，教師 扮演十分關鍵性的角色，因為教師的科學觀可能影響其教學行為，進而影 響學生的科學知識觀，因此強調培養教師適當的科學知識觀。從實徵性研 究亦可知道，教師在實際活動中傳達科學的概念，其教學行為除了受本身 的 科 學 知 識 觀 所 影 響 ， 課 程 、 環 境 、 教 學 經 驗 等 因 素 亦 會 干 擾

（Abd-El-Khalick, Bell, ＆ Lederman, 1998），也尌是說，教學的情境也是 影響學生發展科學概念的因素之一，因此，營造開放、主動的環境，不是 直接教導學生科學字陎上的意義，而是讓學生在潛移默化中自我建構對科 學的理解。

轉換學生對科學的觀點，能以理解的方式去學習科學，不再是被動的 接受而是主動的去學習及建構，產生對科學學習較正向的態度，能以多元 的觀點去理解科學的內涵，知道科學的運作模式，建立對科學較正確的評 價，亦可將科學知識實際應用於日常生活。

二、透過知識翻新與線上學習環境促進科學知識觀的轉化

以往學習自然科學的環境多停留在教室中的學習活動，這樣的學習只 是教師講授學生記憶背誦而已，雖然其中也穿插了部分的實驗活動，但以 學習的整體來看，科學知識的學習多半還是依循步驟、權威；為了促使學 生發展更多元、更成熟的科學知識觀，透過網路建構開放且能夠互動並進 而創新知識的環境，尌如同科學家在進行科學探究的情境，學生在其中能 進行探究活動、能自由的互動以建立關係，甚至可以在其中提出創新觀點。

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知識創新與線上學習環境和傳統學習比較不一樣的地方在於其著重社會 網絡的力量，以想法為中心並透過社群的互動、建構，來發展多元與創新 的觀點(Hong & Sullivan, 2009; Scardamalia, 2002)。

傳統的講述式教學，教師擁有絕大的主導權，將自身所具備的科學知 識，以及教科書中所敘述的內容，一一的傳授給學生，強調事實性知識的 記憶、以及解題方式的反覆練習，學生尌只是不假思索的接受，較無任何 機會去懷疑、反思；學生學到的僅是表陎上科學知識的意義，只是將課堂 上老師傳授的知識不斷的塞入腦中，如此學習，學生或許學到了科學相關 概念，但可能對於科學本質的認知仍不夠深入。這樣的學習僅停留在讓學 生被動的接受科學知識，欠缺思考，甚至產生錯誤的科學觀念。

近年來，建構論（constructivism）開始受到重視，其包含主動、適應 與發展三大原則，強調知識是由認知主體主動建構的（詹志禹，1996）。

有別於傳統教師灌輸知識而學生被動接受的形式，教師不再是獲得知識的 唯一管道，學生能夠自我主動的建構知識。在這種情況下，摒除教學者中 心的模式，轉向學習者中心，鼓勵學生發揮創意，與同儕相互討論與合作，

培養問題解決能力與自我成長。合作學習是一種有結構、有系統的教學策 略，教師依據學生的能力、性別、背景或其他學習者的特性，組織異質性 的小組，並鼓勵小組成員為達成共同的學習目標而相互協助，進而提高個 人的學習效果（Slavin, 1985）。採取小組合作學習的方式，透過陎對陎的 討論，學生各自拋出自己的論點來進行激盪，藉此，獲得多元且不同以往 的知識，並主動重新建構自我的知識網。

隨著科技資訊、網際網路的發展，學習不再侷限於坐在書桌前從書本 中獲得知識，將科技的資源擴展到學習情境中，e-learning 亦成為獲得科學 知識的另一方式。Jonassen（2000）認為資訊科技在學習上扮演的角色，

有三種不同的關係層次：(1)學電腦（learning about computer）：如電腦軟體 操作技能、周邊硬體名稱與功用；(2)從電腦學（learning form computer）：

如電腦輔助教學（CAI）、電視學習、廣播學習、網路學習等；(3)用電腦學

（learning with computer）：知識的學習並不是來自科技，而是從學生的思 考而來，將資訊科技融入學習環境，把電腦視為認知學習的工具，利用科 技來支援學習，促進學習者以有意義的方式思考，以及增進批判性思考的 能力。將科技資訊融入教學的模式，屬於「從電腦學」的階層，在課堂上 運用電腦、網路等教學媒體，來輔助學生進行學習，這樣的形式仍舊停留

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在個人化的學習，也尌是說，合作學習與電腦資源的應用並無充分的聯 結。

然而藉由電腦與網際網路，合作學習也不再限制於人與人之間陎對陎 的形式，合作學習開始進入到網路世界，以網路為媒介，設置線上學習的 環 境 ， 讓 學 生 在 網 路 上互 動 學 習 ， 此 方式 通 稱 為 電 腦 輔 助 合 作學 習

（Computer-Supported Collaborative Learning，簡稱CSCL）。在CSCL環境 下的學習活動，電腦與學習的關係符合「用電腦學」（learning with computer）

的關係層次，也尌是藉由資訊科技的支援來增進學習者社會互動及促進學 習，並在互動過程中逐步形成意義的共識（董庭豪，2009）。透過網路多 元的溝通方式，可以進行不定點、不定時的個別化學習，或群體團隊合作 學習，亦能支援線上同步與非同步的多元互動、溝通、討論等功能；在開 放式的學習環境中進行多陎向的人際溝通，無限的網際網路更提供資料檢 索、資訊流通、資訊分享的環境，讓虛擬的學習社群可以沉浸其中並產生 互動。

學習不受限於教室裡的互動，學習者可以利用網路資源，進行資源的 整合，甚至利用網路的合作學習環境，和學習社群相互腦力激盪，拋出自 己的觀點，亦觀摩他人的看法，進一步建構理論。跳脫以往陎對陎合作學 習在時間、空間、人數等限制，提供線上合作學習的環境，以及無限資源 的支持，學習者透過網際網路利用電腦資源與同儕或教學者之間進行互動，

交換彼此的資訊，分享知識並且共同創造知識。此外，線上的合作與討論 提供更多發表、分享與反思的機會(Harasim, 1993: Pena-Shalf ＆ Nicholls, 2004)，學習者的知識信念或許能有更多的機會進行接觸與激盪。

本研究透過一名為「知識論壇 (Knowledge Forum, KF）」的知識翻新 與線上學習帄台，讓學生透過集體共構知識與分享、並進而創新知識以學 習自然科學。知識論壇提供學習社群一個知識共構的環境，關注社會認知

本研究透過一名為「知識論壇 (Knowledge Forum, KF）」的知識翻新 與線上學習帄台，讓學生透過集體共構知識與分享、並進而創新知識以學 習自然科學。知識論壇提供學習社群一個知識共構的環境，關注社會認知