一、科學教育中的科學本質觀
二十世紀初，美國教育開始將科學納入教學科目，NOS 一詞在 1907 年就 出現在科學教育的文件中，至今有百年以上 (Lederman, 2007)。Rubba、Horner 與 Smith (1981)認為 NOS 從 1950 年代才開始受到重視，也開始成為科學教育的 重要目標之一。
（一）受科學內部史影響的 NOS 觀
美國 1960 年代的科學教育改革，重視科學過程與方法，如：Carey 與 Stauss (1968)從過去的學者論述中提到：事實是科學的基礎、科學是在事實之 上、科學是形成理論來解釋大自然的事實與現象；科學是概念與概念基模的連 結，是實驗與觀察的結果，也是未來實驗和觀察的基礎。國內物理學者芮涵芝
（1996）認為科學是系統的知識，並強調科學知識間的因果關係；科學的定律是 不可以挑戰的。以上的 NOS 觀是以觀察和實驗為基礎、以推理和證據尋求精簡 的單一解答為宗旨，來產生有層級的知識體；相信越經證實、精要的科學知識 可以解釋越多的自然現象，這些觀點較傾向於傳統實證論者。近期的實證觀 點，如：Collett 與 Chiapetta (1994)強調的 NOS 是：科學是探究自然界的思考方 式、科學是一種探究的方式、科學是知識的集合體。
我國教育部於 100 年度實施的九年一貫課程綱領（教育部，2008），國民中 小學自然與生活科技課程與指標，多傾向於學生要學習以感官經驗自然現象、
學習動手做實驗；而中學階段則傾向於科學知識的概念與結構的介紹，顯示目 前國內中小學科學課程也普遍強調實證論的 NOS 內涵。
（二）受科學外部史影響的 NOS
1970 年代起，Thomas Kuhn 的科學革命觀點，將原本認為科學是實證、探 究、實驗過程的觀點，逐漸轉變為重視科學家的工作、科學是社會建構以及科 學知識是人為的、暫時性等方向 (Kuhn, 1970)。Kuhn 影響了近 40 年 NOS 的方 向，對科教學界的 NOS 觀影響深遠。美國 80 年代後興起的另一波教育改革，
其中 NOS 也部份受到 Kuhn 的影響，包含 Lederman (2007)提出的 NOS 觀點。
近二十年來，Lederman 以及其追隨者的 NOS 觀點在 1990 年後科教界的 NOS 研究常具有主導性的。他們常在幾個科教重要學刊（如：JRST、SE、IJSE 等）提出他們的觀點與研究。他的追隨者代表著近年科教學界 NOS 主流，傾向 於科學外部史的觀點，Lederman (2007)也提到自己是反實證論的。Lederman、
Abd-El-Khalick、Bell 與 Schwartz (2002)提出七個 NOS 主要的面向：
1. 區分推理和觀察：觀察是對大自然的描述；推理是用來解釋現象。
2. 區分科學定律和理論：定律與理論是不同類型的知識，定律是觀察現象的描 述或陳述，理論是觀察現象後的推理解釋。兩者之間鮮少有彼此轉換的事 例。
3. 科學雖源自於對大自然的觀察，但是也包含人類的創造力與想像力。
4. 科學知識是主觀且理論負載的。
5. 科學是人類的事業，當觀察或實驗成功的例子越多時，就越能被接納。
6. 科學知識是暫時性的，理論會隨著新證據的出現而改變，也會因對相同的證 據有不同的詮釋而產生新的理論。
7. 科學會受文化、社會等因素而影響科學知識的形成。
Lederman (2007)提到實證論者不區分觀察與推理，且認為定律與理論有階 層關係。Lederman 特別對推理、觀察、定律與理論的意涵加以定義後再說明彼 此間的關係，如：他發現從科學史中並沒有什麼理論能變成定律，理論就是理 論，永遠不會成為定律；他支持科學知識是帶有人為主觀的，科學是源自於觀 察、創造與想像，當然也不認為科學是客觀、有絕對真理存在的。他相信科學
知識是暫時的、不斷改變的，又強調科學是人為、帶有主觀、不確定性的、想 像力等的 NOS 觀，此些觀點應是受到 Kuhn 早期與 Feyerabend 等極端相對論的 影響。極端相對論者反對 1960 年代之前，科哲普遍認為科學知識是實證與客 觀，不認為科學知識與方法是暫時的、有時代意義的，科學會受個人、社會與 國家等影響。Feyerabend 的極端相對論觀點在 70 年代後逐漸成為科哲主流之 一，並進而影響教育學者。
科哲界對 NOS 的觀點，根據科哲觀的歷史演進，經驗主義、實證主義、邏 輯經驗主義和理性主義被 Abimbola (1983)視為「傳統」的觀點，後實證主義被 視為「新」的哲學觀。邱明富與高慧蓮（2006）也認為「傳統」的觀點認為科 學知識是經過觀察、提出假設及實驗來驗證，然後透過歸納或演繹而成，並強 調理性與客觀的態度。「新」的哲學觀點認為科學知識具有暫時性，科學知識
並不是真理而是動態、進行的活動。科學的觀察是理論負載的（theory-laden），會受個人主觀意識的影響。此外，邱明富與高慧蓮還特別強調科學研 究受到科學社群的影響及 STS 具有交互影響的關係。在此所謂傳統，是接近科 學內部史觀，新的哲學觀則是接近科學外部史觀。而 Lederman (1992)歸納了 1970-80 年代當時科教學者的 NOS 觀來形成上述他的 NOS 觀點。可知 Lederman 研究團隊的 NOS 觀是被當時流行的科學外部史派所影響。
而今科學分工且專業化，卻又同時要面臨相關或其他領域的考量，而變得 複雜與多元，許多問題不像過去單一解答就能論斷。或許傳統實證論的觀點會 漸漸式微，但中小學學童所學幾乎仍是百年以前的科學內容，課程理念仍多傾 向實證論，不禁令人省思，傾向於科學外部史影響的 NOS 觀，就是適合中小學 生的嗎？絕對調和的觀點就是對的嗎？當代科學、科哲、科教相關領域專家們 的專業觀點是否會更適合於中小學？
（三）調和的 NOS 觀
由於科哲學者對科學的立場與論述也有差異，表 2-1 以 McComas 與 Olson
(1998)所提出的四大領域（實證科哲、科學史、科學心理學與科學社會學）為 區分，整理了本研究所引用的 NOS 觀點，以及對應學者的科哲主張。
McComas 與 Olson (1998)分析了 1990 年代後美國（包含：1990 年美國加 州標準、1990 年 AAAS 大學生科普標準、1993 年 AAAS 的標準、1996 年美國 National Science Education Standards 等 4 篇）、英國威爾斯、紐西蘭、澳洲、加 拿大等國共八篇科學課程理念或綱要的文獻。仍有少數 McComas 與 Olson 的研 究所整理出的項目，未在前段論述中提到，如：科學仰賴實徵的證據、科學新 知必須清楚且公開的報導、科學家需要在該社群答辯、科學家總是據實報告研 究發現、科學對全人類有啟示等，這些項目出現在六篇以上的課程綱要文件 中，可視為認同度高的 NOS 項目，值得本研究借鏡，將列於表 2-3。
此外，Allchin (2004)也站在持平的立場，認為達到社會的可信度與科學事 物的證成同等重要，相信在實證論與科學社會學間仍還有空間。美國國家科學 教師聯盟（National Science Teacher Association [NSTA], 2000）與美國觀察美國 科學促進會（AAAS, 1989, 1993）所提出有關科學課程中的 NOS 觀點，兼容了 部分傳統 NOS 觀（謝州恩、劉湘瑤，2016）。如：AAAS (1989)認為證據可供 解釋與預測，但非絕對；科學家重視邏輯推理，但是也承認可能會有人為偏 見。NSTA 與 AAAS (1993)認同 NOS 的內涵包括：雖然科學知識與方法是多元 的，但是也需要透過證據與考驗達成其中的共識。又如 NSTA 的 NOS 觀強調重 視科學的創造性本質、科學與人的關係，也同時重視實證 NOS 觀的推理、觀察 與客觀性等。美國國家科學院（National Academy of Sciences [NAS], 1998）認 為科學解釋是暫時性的，不同證據可以形成不同的科學解釋，但是也認同科學 是解釋自然現象以及科學知識是累積的實證觀點。又如 Kuhn (1970)曾在《科學 革命的結構》補充其論述，認為科學發展並非只有革命的成分，主要是有符合 傳統典範的特徵，希望修正之前被誤解科學都是革命的般的發展，也可視為調 和的觀點。謝州恩與劉湘瑤（2013）認為上述文獻中的 NOS 論述或內容，具有 調和的意涵，如：調和觀點即科學源自於個人努力也是科學社群，兩者兼有。
又調和觀認為，有些科學知識持久，有的被修正，是因不同知識原本即有其不 同的演進歷程。又上述兩種調和的意涵雖然不同，但是都在不針鋒相對的情形 下，融合了傳統實證論與後實證之間的觀點，而非只是凸顯兩極端的觀點。又 如近年社科領域的研究方法主流以質性與量化相輔相成的，但其實早期受實證 論影響，是以量化研究為主，質性研究不被視為嚴謹的，之後隨著時代思潮轉 變，兩大領域的研究法之間也爭議過許多年，在思辨的過程中，質性研究逐漸 受到重視，最後質性研究的地位才得以確立。可知調和觀點目前已經普遍反映 在社科的方法論上。同樣的在知識論上，只要科哲的實證與後實證觀點彼此不 針鋒相對，也應該有調和的空間（謝州恩、劉湘瑤，2016）。
科哲上的調和觀點是屬於介於科學內外部史間的觀點。整理上述觀點，可 以將上述的觀點發展成如表 2-2 的科學外部史派、調和、科學內部史派觀點的 順序。
表 2-2
科學內外部史學派與調和學者舉例比較表
科學外部史派 調和 科學內部史派
Cleminson (1990) Lederman (1992)
AAAS (1989) AAAS (1993) Allchin (2004) NAS (1998) NSTA (2000)
芮涵芝（1996）
教育部（2008）
Carey 與 Stauss (1968) Collett 與 Chiapetta (1994)
從上述內容也知道學者間對 NOS 的看法差異頗大，各家一定有其合理的觀 點，基於調和的觀點，也不能以誰絕對是對或錯來論斷，以免落入絕對二分的 思維。然而中小學生課程內涵大多仍是實證論的觀點；科學外部史派學者重視 科學與人的關係；AAAS (1993)與 NSTA (2000)等為調和的觀點。如何從這些差 異中尋找適合我國中小學生的 NOS，即使之前已經從實證科哲、科學史、心理 學與社會學中尋找 NOS 的觀點，但仍有賴各國發展趨勢、學生心理學與符合我 國現實等的篩選，也許較能適合我國中小學生。