第二章 文獻探討
第二節 科學知識論觀點
雖然在目前的文獻中，對於科學知識論的內容架構還沒有一致的看法，但是依其理 論發展來源，仍然可以分為兩個大類：一是以傳統哲學中知識論的探討議題（知識的本 質為何，認知的本質為何等）為出發點，參照科學知識的特性所衍生出來的內容架構，
此類科學知識論觀點的內容可以用Hofer 和 Pintrich（1997）的研究論述為代表。另一類 則是以科學史及科學心理學為基礎，從科學知識的發展與改變的觀點所衍生出的內容架 構，此類科學知識論觀點的內容架構可以用Tsai 和 Liu（2005）的研究論述為代表。
壹、 以傳統哲學中知識論為基礎的科學知識論觀點
Hofer 和 Pintrich 認為在目前的一些研究文獻裡，對於學生科學知識論的結構仍有五 項共同的看法：（一）科學的目的；（二）科學的變易性；（三）實驗在科學理論改變中 的角色；（四）科學的一致性；（五）科學知識的來源。依循以上的結構看法，Elder (2002) 研究國小五年級學生所持有科學知識論觀點時，則採用了上述五個內容架構去整合學生 有關科學知識的本質（nature of knowledge in science）之信念。但是後來 Conley 等人
（Conley, Pintrich, Vekiri,＆ Harrison, 2004）在研究改變國小五年級學生的科學知識論觀 點時，對於學生的科學知識論結構卻加以修訂，並採用了四個向度，分別為科學知識的 來源（source）、確定性（certainty）、發展（development）及驗證（justification）。其向 度的設計理念仍是緊跟著傳統個人知識論信念的兩個核心問題：知識本質的信念（beliefs about the nature of knowledge）與認知本質的信念（beliefs about the nature of knowing），
並在自然科學的範疇裡分別對應四個向度：認知本質的信念對應了科學知識的來源與驗 證，而知識本質的信念則對應了科學知識的確定性與發展。
贰、 以科學史及科學心理學為基礎的科學知識論觀點
有別於從傳統知識論議題出發的科學知識論內容架構，Tsai 和 Liu（2005）則提出
了五個向度來整合學生的科學知識論內容，其五個向度分別是：（一）科學社群協商：
科學知識是由科學社群中，經由社群協商，取得共識所得來的；（二）科學的創造發明 本質：科學知識是來自於發明與創造的；（三）觀察蘊含理論：科學觀察是理論蘊含的；
（四）文化影響：科學受文化影響；（五）科學知識的變易性和暫時性：科學知識的發 展是由概念改變所造成的，科學知識為目前的自然現象提供暫時性的解釋。
叁、 兩種科學知識論觀點的相關性
雖然二者因為概念的來源取向有所差異，導致衍生出來科學知識論的內容組成有所 不同，但是進一步比較兩種科學知識論的內容組成(如表 1)，無論何種內容架構，各向 度在大致上仍然有相關之處。
表 1 傳統哲學取向與科學史及科學心理學取向的科學知識論組成之相關表 科學知識的來源
（source）
科學知識的確定 性（certainty）
科學知識的發展
（development）
科學知識的驗證
（justification）
1.科學社群協商 ˇ ˇ ˇ
2.發明與創造本
質 ˇ ˇ
3.觀察蘊含理論 ˇ
4.文化影響 ˇ ˇ
5.科學知識的變
易性與暫時性 ˇ ˇ
以「科學知識的來源」此項目而言，其背後是想探討學習者在科學知識的來源與獲 得方面是否認為「科學知識是由外而內（被動的接受知識）」、「來自權威人士」，這些看 法呼應了「科學社群協商」與「發明與創造本質」所探討的「科學知識是由一群科學家 所組成的科學社群所討論協商出來的」與「科學知識是被創造發明的，而不是被發現的
（個體主動的心智活動所產生）」兩項背後的意義。
在「科學知識的確定性」項目上，代表學習者認為對於一個複雜問題是否只有一個 標準答案或是可能有超過一個以上的標準答案的信念，此信念呼應以下三個項目：一、
「觀察蘊含理論」：科學觀察活動是受到觀察者所蘊含理論的引導；二、「文化影響」： 傳統的科學教育忽略在不同的文化影響下有不同的獲得科學知識的方法；三、「科學知 識的變易性和暫時性」：科學知識總是在改變的，並處於一個暫時的狀態，有別於科學 知識代表自然真理的看法。
在「科學的知識發展」項目上，是指認為科學仍處於發展中的狀態，一旦有了新的 證據和資料，既有的概念和理論就有可能會被改變。科學上新的發現會導致此看法呼應 以下三個項目：一、「科學社群協商」：科學知識是由一群科學家所組成的科學社群所討 論協商出來的；二、「發明與創造本質」：科學知識是被創造發明的，而不是被發現的（個 體主動的心智活動所產生）；三、「科學知識的變易性和暫時性」：科學知識總是在改變 的，並處於一個暫時的狀態，有別於科學知識代表自然真理的看法。
在「科學知識的驗證」項目上，主要是指實驗活動所扮演的角色及學生使用資料以 支持其科學觀點的信念。它呼應了「科學社群協商」及「文化影響」兩個項目，前者是 指科學知識是由一群科學家所組成的科學社群所討論協商出來的，後者是指在不同的文 化裡，對於驗證科學知識的看法不一定相同。
然而，影響當代科學教育的科學哲學與學習心理學的知識論觀點，分別是以實證主 義為取向的傳統知識論觀點與以建構主義為取向的知識論觀點，其兩者的比較如表 2
（修改自Brooks & Brooks, 1993, p17）。
表 2 傳統知識論與建構主義對於科學知識論觀點之比較表
傳統知識論觀點 建構主義的觀點 科學課程的目標 ．教導科學知識
．得到廣泛性的知識或基本的 科學技能
．得到基礎的科學知識
．教導什麼是科學
．得到深入的科學知識或概念
．得到情境脈絡化的科學知識
科學課程間的關係 課程單元之間是獨立的 課程單元之間是連貫的 認知的目的 ．事實的記憶與累積 ．處理生活經驗、連結先備知
識 學習者的角色 ．學習者如同一張白紙進入學
習環境
．被動學習知識
．接收科學知識的意義
．同學是競爭者
．學習者帶著本身已有的觀 點、想法進入學習環境
．知識的主動建構者
．協商科學知識的意義
．同學是合作者
此外，即是不同的科學知識論觀點內容組成，以科學知識論觀點研究學生對於科學 知識及獲得科學知識的看法，仍然可以將學生的科學知識論觀點區分為傾向於建構主義 或實證主義的兩個方向。以Conley et al. （2004）所使用的科學知識論觀點內容來看，
雖然他們將學生所反映的科學知識論觀點區分為較為成熟的與較為不成熟的兩類看 法，但是另一方面以學生所偏好的科學知識論觀點來看，各向度的回答傾向仍然可以表 現出其比較趨向建構主義或實證主義的觀點如表表 3（修改自Conley et al., 2004, p190）。
例如對於科學知識的來源，如果比較認同科學知識是來自於自身的推理與觀察，則 與認為知識是由個體主動建構而成的(von Glasersfeld, 1989, 1993)的知識論觀點是比較 相近的。而傾向於實證主義的科學知識論觀點是認為科學知識的獲得是由外而內，科學 知識是來自於外在的權威，持一種較為被動的觀點。
以科學知識的確定性而言，偏向建構主義的觀點對於複雜的問題，認為可能有不止 一個的正確答案。而偏向實證主義的觀點則持有科學問題都有一個正確的標準答案之信
念。
以科學知識的發展項目而言，偏向建構主義的觀點可能認為科學知識是會因為新的 證據或資料而持續發展改變的。而偏向實證主義的觀點則認為科學知識是表徵自然的真 理，所以是不變的。
以科學知識的驗證項目而言，偏向建構主義的觀點可能認為驗證概念的實驗方式並 不是固定的，在各種情境脈絡下除了實驗檢證外，還可以運用各種推理方法形成可以普 遍被接受的科學主張。而偏向實證主義的觀點則認為唯有透過科學實驗才能驗證的知 識，才能歸屬於科學知識。
表 3 科學知識論觀點向度顯示建構主義與傳統知識論的比較表 科學知識論觀點向度 較成熟的科學知識論觀點（偏向
建構主義）
較不成熟的科學知識論觀點（偏 向實證主義）
科學知識的來源 來自於自身的推理與觀察。 是由外而內，來自於外在的權 威。
科學知識的確定性 複雜的問題可能有超過一個以 上的答案。
相信科學問題有一個絕對的答 案。
科學知識的發展 科學知識是會持續改變的。 科學知識是不變的。
科學知識的驗證 驗證概念的實驗方式並不是固 定的。
唯有透過科學實驗才能驗證知 識。
另外，Tsai和Liu（2005）提出學生的科學知識論觀點包含了五個向度內容，在各個 向度中可以根據受試者的反應，將其顯示的觀點區分為偏向建構主義或實證主義的觀點 如表表 4（修改自Tsai ＆ Liu, 2005, p1623-1624）。例如科學知識的發展是來自於科學 社群協商一項，如果學生能比較認同此觀點，則相近於建構主義所主張的科學學習是和 個體內在認知結構與外在社會脈絡有關的過程（Driver et al., 1994）。若學生的觀點是 偏向經驗主義或是實證主義的看法時，則會認為科學是個人獨自的探索過程，主要依賴
個人的努力而獲得發展。
在科學的創造發明本質項目裡，偏向建構主義觀點的受試者會認為科學是被創造發 明的，而不是被發現的。在此認知觀點中，人類的想像力與創造力在科學知識的發展中 會扮演一個重要的角色。
在觀察蘊含理論的項目裡，偏向建構主義觀點的受試者會認為科學家在進行科學觀
在觀察蘊含理論的項目裡，偏向建構主義觀點的受試者會認為科學家在進行科學觀