科學史教學的功能與成效

本節探討科學史應用於科學史教學的功能與貢獻，並從文獻中歸納科學史 教學的策略與方法。

壹、科學史教學的功能

科學史在科學教學上具有多元的角色與功能。綜觀國內外科學史相關研 究，可以發現科學史融入科學教學的對象從國小、國高中到大學都有，亦不少 學者肯定科學史教學所帶來的優點與功能。

Matthews（1994）認為科學史融入科學教學可以促進學生對科學概念有較佳 的理解；協助學生連結個人思想與科學概念的發展，並熟悉科學史中的重要事 件；提升學生對科學本質的瞭解；對抗在科學課程出現的科學主義與教條主 義；並讓科學教材內容更人性化，降低抽象化程度，使課程更為生動；也讓學 生容易瞭解不同科學概念與學科的關聯性。許良榮與蕭培玉（2007）的研究指 出，科學史可以提供學生學習科學的概念、帶出科學方法的多樣性、學習正確 科學態度建構合宜的科學本質，與瞭解科學理論的暫時性與不確定性。洪振方

（1998）認為科學史可以幫助學生學習科學概念與精緻化；培養學生自我學習 科學的能力；讓學生見習科學家的探究歷程，激發思考內涵，建構更合宜的科 學本質觀；藉著瞭解科學社群的互動，啟發人文思考，瞭解不同文化的特質。

亦能轉化學生視科學為既難且生硬的學科，也能認識到科學與其生活文化的關 聯（林樹聲，2001）。Laidler（1995）認為教師從歷史發展角度教學容易激發起 學生對科學的熱情。

Rutherford（2001）認為應用科學史的科學兼具工具與內容的功能，不僅將 科學史當作工具幫助科學教學與學習，也將科學史其內在價值當成科學教學的 重要素材。由於科學史濃縮了科學知識發展的歷程，呈現了醞釀科學家創造新

知識的社會背景，也能獲得當時科技發展與需求的資料（林淑梤等人，2008）。

科學史融入教學提供了真實的科學情境（Wang & Marsh, 2002）。在科學史的情 境中，學生們可藉由見習科學家在面對問題時，探究問題的歷程、思考的歷 程、以及解決問題的歷程（洪振方，1998）。巫俊明（1997）研究指出學生看到 科學家改變自己想法的事例時，會比較願意承認與改變自己的錯誤，較有接受 別人意見的雅量。Oldroyd（1977）也認為透過科學史可以讓學生瞭解科學家面 對問題時的思考歷程，助於提升學生解決問題的能力；透過適當的科學例子，

能幫助學生領悟科學家創造的過程；讓學生瞭解科學理論是持續在改變；更能 讓學生瞭解科學家與社會間的關係，縮小科學與人文的鴻溝。

貳、科學史的教學方法

自 1940 年代後期開始，陸續有學者提出將科學史應用在科學教育的教學與 課程上。最早源自於哈佛大學校長 Conant，Conant（1951）將科學史以個案研 究的方式，應用在大學通識教育的科學課程中，強調透過科學史中個案研究可 以讓學生瞭解科學的進展過程、科學的內涵，以及科學如何融入於社會。利用 個案研究進行教學時，特別聚焦於科學發展的歷程，在關鍵的地方以提問的方 式進行教學（洪振方，1998）。Lochhead 與 Dufresne（1989）則提出以歷史對 話（Dialogue）的方式呈現不同時代科學家對自然現象的不同觀點；例如亞里士 多得與牛頓的對話，強調的是不同概念架構對自然現象的不同觀點與解釋（許 良榮、李田英，1995）。互動式歷史小故事（Interactive Historical Vignettes）為 Wandersee（1990）回應科學教師缺乏時間進行科學史教學的質疑，而設計發展 出一種僅需短時間就可實施的教學策略。教師安排短篇故事的討論，僅約用掉 十分鐘的上課時間來進行討論，就可以讓學生對科學本質有深刻的體悟，並連 結過去與現在；也就是透過互動的方式，以歷史的想法，提供學生對主題的解 釋與討論（洪振方，1998；Roach & Wandersee, 1993）。

（1）運用戲劇方式呈現、（2）小組討論、（3）富有想像力的科學史寫作與藝術

Stinner 與 Williams（1993）根據史實以故事路線（Storyling）鋪成一個具中心概 念與情境脈絡的歷史故事，首先選出重要的中心概念，整理其歷史發展脈絡，

以學生能瞭解的層次解釋科學家的工作，並發展一個敘述主要概念的故事，引 導學生學習做為故事主軸的科學概念和相關事實內容。應用科學故事來協助學 習，讓學生能夠快速而輕易地瞭解複雜的觀念（Crawford, 2005）。

一般教師進行科學教學時常倚賴科學教科書，科學教科書通常呈現專業且

的過去與現在（Lin & Chen, 2002；邱明富、高慧蓮，2006；喬莉莉、洪志誠，

2005）。張容君、張惠博與鄭子善（2010）認為科學史教材可以透過部落格或影 片的方式呈現。科學史影片能提昇學生的專注力與興趣，並使學生更清楚理解 與感同身受所描繪之歷史情境（鄭子善、張惠博，2006）。

在電腦科學史教學方面，Lee（1996）提出以個案方式融入科學史教學，他 認為應該以概念或領域為個案，整合歷史發展過程中相關概念的脈絡關係。

Draper et al.（2009）透過教師講述、課堂討論，設計與展示一套早期電腦的模 擬環境等方式，進行電腦科學史教學。Cortina 與 Mckenna（2006）開設的科學 史通識課程，其教學方式除了由教師進行概念解說，亦包含安排隔周觀看一部 歷史影片，穿插邀請電腦科學專家至課堂上講述其專長領域的歷史發展，以及 閱讀歷史相關文件與照片等方式；透過觀看大量的視覺化內容進行教學，配合 測驗與報告的撰寫，從中瞭解學生的學習情形；於學期結束後，學生在問卷中 給予正向回饋，特別是主修電腦科學的學生，認為學習電腦科學史對於學習電 腦科學的學生非常重要，能更深入瞭解電腦的發展歷程。Rupf（2004）利用計 算機結構課程融入電腦科學史教學，透過閱讀電腦科學史讀物的方式實施，並 於期中與期末進行三次小考；學生於課後的回饋中認為閱讀電腦科學史很有意 義，讓他們對未來所要從事的職業更有概念。

綜合以上所述，電腦科學史應用於電腦科學的教學，包含教師講述、個案 研究、科學史閱讀、電腦模擬環境展示、電腦科學專家演講、影片欣賞等教學 方式。其中，圖像與影片所提供的具體化材料被學生廣為接受；運用影片進行 電腦科學史教學，有助於學生對電腦科學的發展的認識與瞭解，並讓學生以更 深入的觀點瞭解真實世界中電腦的發展歷程。