學生 NOS 的學習是否達到目標是本研究關切的核心之一。Cakic 與 Bayir (2012)取 Lederman 的 NOS 觀，曾以 18 個 10-11 歲學生進行十天，每天三小時 的角色扮演教學，發現學生對科學知識與方法觀點改變最多，其次是理論負 載，對科學知識暫時性相對改變的較少，最少的是科學家的性別。在 Cakic 與 Bayir 的研究中，就是重視科學本質的轉變效能，才會去進行比對學生哪些 NOS 轉變較有效能。這類的研究是屬於單一且特殊的教學情境下，學生 NOS 轉變的差異。也顯示課程情境與教學會對學生 NOS 認識產生改變。以下就國內 外的 NOS 課程與教學探討，以瞭解不同課程或教學策略對學生 NOS 認識轉變 的效能。
一、國內 NOS 課程探討
我國科學教育課程自民國初年以來都缺乏 NOS 的主題，直到九年一貫課程 綱要受到美國 STS 課程的影響，以及科學教育學者提倡 NOS 學習之重要性，
而將 NOS 納入我國九年一貫課程綱要（劉俊庚、邱美虹，2012）。教材常以穿 插科學史或科學小故事，欲使學生透過對科學發現過程的認識，達到 NOS 的學 習效果。
國內翁秀玉與段曉林（1997）、林淑梤、劉聖忠、黃茂在、陳素芬與張文華
（1998）與喬莉莉與洪志誠（2005）等學者曾推動科學史置入學生科學課程的研 究，以提升學生認識 NOS，根據他們研究結果，認為學生經科學史學習後能提 升學生認識 NOS，接近我國課程標準之要求。又如：姜志忠、張惠博、林淑梤 與鄭一亭（2006）將物理史融入高中教學中，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，來協助學生學習現代的科學認識觀。經共變 數分析結果顯示，物理史融入教學的班級，學生的科學認識觀將更符合現代觀
點，尤其是傳統認識觀的學生，進步更明顯。其次，物理史融入教學亦可增進 學生對物理概念的理解與興趣。因此，實驗組學生的學業成績不只未因科學史 佔去部分上課時間而降低，甚至優於控制組。而林陳涌、鄭榮輝與張永達
（2009）將六個班級，實驗組與對照組各三班，共 234 名高中女學生參與科學史 融入的課程。研究發現經歷融入科學史教學的學生，在科學本質觀或是對科學 的態度均顯著的優於對照組，在學業成就上則沒有顯著不同。
目前在國內中小學科學課本各章節裡面或後面常穿插科學家的故事，以此 提升學生學習興趣或帶有提升學生 NOS 的功效，但並非專門針對學生學習 NOS 的課程安排。科學史融入課程的模式至今仍是國內科教的 NOS 的學習模 式。Matthews (1994)認為科學史融入科學課程中，主要的是可以提升學習興 趣，促進學生對探究的興趣。Matthews 也指出運用科學史於教學的問題，包括 了科學史的教學會不會影響學生對科學的信心？如何使用科學史才不會使學生 對出名的科學家抱有偏見或幻想？以及科學態度與 NOS 是否會有衝突等問題。
可見得科學史融入科學課程，並非完全能提升學生對 NOS 的認識，且有其他疑 慮。我國現行國民小學自然科教學指引及課程標準中有提及部份 NOS 的內涵，
但是學生的教科書卻幾乎沒有介紹 NOS 的文字敘述（翁秀玉，1997）。
又許國忠與王靜如（2003）曾經簡單分析我國 NOS 能力指標，認為符合暫 時性、經驗性、理論的建構、個人主觀與創造、社會性五個面向，並認為國內 NOS 能力指標符合國際趨勢，不需更動。但是符合這五個向度的其實只是符合 所有 18 項 NOS 能力指標中的七項，並不足以代表 NOS 能力指標全部的向度。
國際間科哲與科教學者在 NOS 上的研究與探討與時俱進，各國科學課程標準也 有新的演進。且李哲迪（2009）從 2006 年 PISA 與 2007 年 TIMSS 施測結果，
曾經建議國內九年一貫 NOS 應該調整，包含：
1. 應結合科學家、科哲學者、教育心理學家、科學課程專家來發展中小學生 NOS 課程目標。
2. 建議刪除 NOS 課綱裡兩個的帶有科學學習信念的標準（3-2-0-3 與
3-4-0-6），因為該兩個信念是一般常識，且課綱沒有豐富其內涵，故不需陳列於課 綱。
3. 課綱應補充探究的目的、起源、實驗應對等能力指標。
李哲迪（2009）的建議是希望九年一貫課綱的 NOS 需擴大其面向，且應傾 向學生對 NOS 的認知觀點、探究的觀點，非目前 NOS 課綱情意觀點。
國內的九年一貫課程企圖融合科學與科技的學習，甚至在九年一貫課程綱 領中將 NOS 與科技本質視為一體。從之前的論述可知九年一貫自然與生活科技 中的 NOS 與科技本質有必要區分出來，以免混淆。而且國內九年一貫中 NOS 綱要大多傾向於實證觀點，仍缺乏較多元的、調和兩極端的綱要部份。
二、NOS 教學與評量探討
（一）科學史與明示省思教學評量
Advances in Nature of Science Research：Concepts and Methodies 書中後面
NOS 教學方法是針對教學實徵研究部分，Lederman 團隊的實徵研究在這書的第 二部分，陳述相當多的 NOS 教學探討，也顯示 Lederman 團隊的貢獻應該傾向 於 NOS 教學研究與實務上更甚於 NOS 哲學概念，值得借鏡 (Khine, 2012)。
Abd-El-Khalick 與 Lederman (2000)建議在應用科學史教學時，應該採用明 示的教學方式，明確的引導學生去討論 NOS，甚至認為，科學史融入的教學觀 點不如他們的明示教學法。且 Wang 與Marsh (2002)針對中學科學教師的研究發 現，教師認為課程的內容已經太多，只有能與教學結合的科學史元素才有使用 的意願；否則，就算很有價值的科學史，也會被捨棄不用。與 Allchin (2011)反 對與教學情境脫節的教學一樣，重視情境對學生的影響。
為了貼近學生所學課程與情境，近年來 Lederman 團隊的學者也重視將 NOS 與探究教學結合，如：Khishfe (2008)以三個月的明示教學融入探究課程，
來促進 18 個七年級學生 NOS。他強調科學知識的暫時性、實徵性、推理性與
創造性，發現多數學生從素樸的觀點進步，有的是跳躍式，有的是漸進式的，
但是在推理性的面向上仍維持素樸的比較多，凸顯了推理是學生最難改變的一 個 NOS 面向。從近年探究的研究中知道學生的推理可以開放性的問題引導而獲 得進展 (McNeill & Pimentel, 2010)。
表 2-6
Lederman 團隊的研究工具與其研究對象
學者 研究工具 研究對象
Akerson, V. L., & Abd-El-Khalick, F. (2003) VNOS 國小教師教學 Bell, R. L., Matkins, J. J., & Gansneder, B., M.
(2011) VNOS 國小職前教師
Bell, R. L., Blair, L. M., Crawford, B. A., &
Lederman, N. G. (2003) VNOS 10-11 年級學生 Khishfe, R., & Lederman, N. G. (2006) VNOS 9 年級學生 Khishfe, R. & Lederman, N. G. (2008) VNOS 7 年級學生 Khishfe, R., & Abd-El-Khalick, F. (2002) VNOS 6 年級學生 Walls, L. (2012) VNOS 3 年級學生
表 2-6 可知 Lederman 團隊的論文採用他們自行研發的 VNOS 評量工具，依 他們研究對象順序整理，可以知道目前他們的研究對象不只是在大學生、教 師，也包含到中小學生。但是值得注意的是，Lederman 的明示省思教學法也許 能提供比科學史教學使學生更明瞭 NOS，但是從之前的討論來看，Lederman 團 隊的 NOS 觀點，就是適合小學生的嗎？能符合小學生的學習心理與小學生的課 程結合嗎？Allchin (2011)為此批判了 Lederman 團隊的 VNOS 研究工具是去情 境化的測量工具，應該融入更多的情境供學生實作與判斷。而 Schwartz、
Lederman 與 Abd-El-Khalick (2012)也回應 Allchin (2011)，認為 Allchin 的批判也 是僅止於理論，並沒有真正進行過實徵研究，缺乏實徵研究的基礎，且不認為 學生的 NOS 可以從實作中呈現。雖然 Allchin 的觀點仍缺乏實徵研究，但就他 提出對 Lederman 團隊的批判，確實是有值得借鏡之處，因為 Lederman 團隊一 貫的 VNOS 測驗裡，例如：科學與社會的關係，在 Lederman 團隊會被視為高
度相關的，即直接設定了學生應學習的目標，認定科學與社會是高度相關，學 生若在活動前後選擇時仍傾向於較低的相關時，就認為是沒有達到他們研究的 目的，此與本研究對科學與社會的關係抱持的觀點，有些高度相關、有些低相 關的觀點不同。
（二）教師 NOS 觀是否影響教學？
至於教師的 NOS 觀是否會影響學生？楊榮祥（1998）的跨國研究進一步發 現台灣與西澳的中學教師對於 NOS 的看法相近，都屬於「後現代客觀主義」
的，但是台灣的教師很少在教學中強調科學知識的演化性、暫時性及偶發性的 本質，而西澳的教師則較能表現「後現代主義的特點」，重視學生在教室中體 驗科學探究的歷程。影響台灣教師重視科學教室環境的主要因素係來自社會和 家長對學校教師的角色偏向期望，並導出三項主要缺失：
1. 教師忽視科學知識暫時性的本質，忽略演繹性思考能力之培養。
2. 視教室為一整體，忽略個別學生的自我和自尊，以及不同的能力、興趣和需 要。
3. 將教室孤立於社會生態環境之外，使教學和現實生活脫節。
故若要將教師的 NOS 發揮，除了教師要自省是否能將所學教導給學生外，
也要重視課程與教學情境。應減少片段的 NOS 學習，將學生 NOS 的學習與活 動融為一體，較能引發他們的興趣。Lederman 團隊的 VNOS 質性問答，與學生 在校的科學學習可能是脫節或片段的，難以在小學適用的，需要重新設計。在 教學上，過去 Lederman 團隊的明示省思教學，主要是要學生進行與大學或中、
小學課程無關的問題解決活動，透過對活動過程的省思，來瞭解科學家的工 作，提升學生瞭解 NOS。Lederman (2007)提出 NOS 要與探究結合才能更貼近 學生的課程，以提升學生學習 NOS 的效能。
三、論證教學
（一）探究到論證教學
故何謂科學解釋或論證？要先從探究開始談起（謝州恩、吳心楷，2005）。
探究教學的概念在科學教育中一直是很重要的，至少有超過一百年以上的歷 史。早在 1900 年之前，大多數的教育學者將科學以知識體系的模式直接灌輸給 學生。直到 1909 年 Dewey 認為這種模式忽略了學生思考的方法與態度，不應
探究教學的概念在科學教育中一直是很重要的，至少有超過一百年以上的歷 史。早在 1900 年之前，大多數的教育學者將科學以知識體系的模式直接灌輸給 學生。直到 1909 年 Dewey 認為這種模式忽略了學生思考的方法與態度，不應