科學史與科學教育

第二章 文獻探討

本章首先以科學史與科學教育為主題，探討科學史的發展歷程與其在科學 教育中扮演的角色；接著，再以電腦科學史與電腦科學教育為主題，探討電腦科 學史教學的發展歷程、教學功能、教學內容、教學設計與教學成效；最後，整理 教師對科學史教學之相關研究，瞭解其研究方法與問卷設計面向，以做為本研究 調查問卷設計之依據。

第一節 科學史與科學教育

壹、 科學史在教育上的發展歷程

二十世紀初期，比利時科學家 George Sarton 編著《科學史導論》，總結十 五世紀以前各門科學的發展歷程，致力於科學史的推動與宣揚。他不但創辦科學 史刊物、建立科學史資料庫、提供大量科學史課程，還建立科學史學會以擴大科 學史的影響。一九二○年代，George Sarton 在哈佛大學倡議科學史的重要性，並 開設獨立課程，讓科學史正式成為一門獨立學科（Eugene, 1985）。

二次世界大戰後，科學史便開始在美國大學非主修科學的課程中嶄露頭角，

其中最具影響力的人物首推哈佛大學校長Conant（1957），其科學史個案研究的 方法 （case-study approach）廣為學界所採用。一九六○年代初期，Leo Klopfer

（1969）在 History of Science Cases for Schools 計畫中，進一步將科學史導入中 學課程，希望藉由科學史個案增進中學生對科學及科學家的了解。Gerald Holton、

Fletcher Watson、James Rutherford 等人（1981）共同發展適合高中學生研習的哈 佛大學物理課程計畫（Harvard Project Physics Courses，簡稱 HPP），希望由歷史 角度幫助學生瞭解物理科學本質，並改變學生對物理科學的態度。八○年代後期，

各國具體推出與科學史有關的課程計畫及標準，例如，美國的 Project 2061、

National Science Education Standard、及 Benchmarks for Science Literacy，英國的 British National Curriculum，丹麥的 Danish Science and Technology Curriculum 等，皆提倡將科學史納入科學課程中。科學史納入正式課程中成為科學教育的趨 勢（AAAS, 1989, 1993 ; Matthews, 1994）。

5

貳、 科學史在科學教育中扮演的角色

科學教育學者認為科學史在教學中扮演重要的角色。許良榮、李田英（1995）

認為科學史能夠聯繫科學與人文，帶出科學方法的多樣性、也能協助知識的建 構。將科學史融入科學教學可以讓學生瞭解科學理論的暫時性與不確定性；增加 學生對於科學家及其工作的興趣和鑑賞；透過適當的科學史例子，可幫助學生領 悟科學家創造的過程，讓學生瞭解科學理論是持續的改變著，使學生能開闊心 胸、接受錯誤，更能讓學生瞭解到科學與社會之間的關係，縮小科學與人文的鴻 溝。Matthews（1989）指出教科學史的目的並不是為了教哲學，而是為了促進學 生的學習、增進科學成就的認識與了解、將科學視為一種與其他生活領域間的文 化活動，也能開始了解科學是如何影響我們的生活，影響我們所居住的世界。Mach

（1895）認為科學史兼具科學教學工具與內容的功能，以科學史當作學習的工 具，可以幫助學生更真實的了解現代科學的內容，讓學生面對科學當前的問題，

找到克服困境的方法，讓科學更進步；以科學史當作學習的內容，能夠讓科學呈 現出持續動態改變的歷程，幫助學習者透過新理論取代舊理論的過程，重新建構 自己的知識。巫俊明（2002）認為科學史可以幫助教師剷除教科書中經常呈現且 誤導學生的「科學方法」教條，協助學生了解科學家的特質，去除科學缺乏人性 的普通迷思，幫助於學生了解科學想法是如何誕生、發展、與改變，也可以幫助 學生了解科學與社會文化間的交互作用。

科學教育研究顯示，在教學中添加人性化的情境，能夠提高學生的學習興 趣，培養學生對科學的正向態度，也能增進學生對科學概念的理解，傳達科學的 本質觀。Galili 與 Hazan（2001）指出透過科學史能夠加深概念的理解，達到更 有意義的學習。邱明富、高慧蓮（2004）開發一系列科學故事（如：牛頓的科學 故事、生命的演進史教材、海爾的生平、柳樹實驗的故事、地球形狀說法的演變，

以及天動說與地動說等科學史）融入自然課程中，發現以科學史融入的教學方式 可以提昇學生對科學本質的瞭解。胡瑞萍、林陳涌（2006）以遺傳為主題，以歷 史事件圖（Historical Episode Map，簡稱 HEM）教材（遺傳學與生殖學發展、細 胞學發展以及顯微鏡相關技術發展）進行教學，發現科學史有助於提昇學生的科 學態度與科學本質觀。 姜志忠、張惠博、林淑梤、鄭一亭（2006）以物理史融 入教學，讓學生討論歷史情節，並於課後提供詳細的歷史資料與反省作業，協助

6

學生學習現代的科學認識觀，結果發現物理史融入教學除了可以提昇學生的科學 認識觀，還可增進學生對物理概念的理解與興趣。

綜而言之，科學史具有結合科學、科技與社會的特質，能加深學生對科學知 識與科學經驗的視野、呈現科學在人文社會的觀點、促進科學概念的理解，也能 傳達科學方法與科學本質。

7