第一節 研究背景與動機
科學史在科學教育中具有多重的角色和功能，許多研究指出應用科學史教學 的成果不斐（Lee, 1996; Gal-Ezer & Harel, 1998; Rupf, 2004；許良榮和蕭培玉，
2007；林陳涌、鄭榮輝和張永達，2009）。科學史包含科學的真實發展過程，從 紀錄科學知識發展過程的科學史中，可以學習科學的方法（Conant, 1951）。而由 科學史也可以發現，在科學發展時有許多迷思概念的產生，透過科學家之間的討 論與爭辯，才逐漸建構出現今科學的樣貌。學生許多的迷思概念與科學史上的迷 思概念是相同的（McCloskey, 1983; Clement, 1983），妥善利用科學史上出現過的 迷思概念，可以提早發現學生的問題，有助於引導學生學習。此外，科學史提供 了時代背景、社會人文或者科學家之間的互動，能反映出科學發展的動態過程，
使學生能夠在學習的歷程中協調認知和價值觀，並達到人文社會與科學的融會貫 通（劉君燦，1999）。科學史也能夠提昇學生的科學本質以及對科學的態度，如 Lin、Chen 及 Chang（2011）融入科學史於生物遺傳學的教學，學生的科學本質 及科學態度顯著提昇。Kaygin, Balçin, Yildiz 和 Arslan（2011）以科學史融入八年 級的費氏數列和黃金比例的教學，發現對學生的學習成就有正向的影響。是故，
將科學史融入科學教育，可以幫助學生澄清迷思，並且訓練批判性的思考能力，
進而建構完整且符合目前已知的知識結構（傅麗玉，1999；洪振方，1997；Matthews, 1994）。學生也可藉由科學發展的歷程，釐清知識或概念的脈絡關係，並形成科 學知識的脈絡架構，進而建立完整的概念脈絡（Gal-Ezer& Harel, 1998）。
若要推廣以科學史融入科學教學，勢必從科學史教材的設計著手。許良榮
（1998）認為科學史課文應符合六項原則，分別是(1)須以符合科學發展史的順 序呈現科學理論，(2)須呈現科學理論之「背景知識」，(3)須呈現科學理論之「先 前條件」，(4)須描述科學家不同觀點的差異或是衝突，(5)以知識發現的角度描述 科學理論的建構過程，(6)避免使用後來出現的科學知識說明先前的科學理論。
邱明富和高慧蓮（2006）提出以科學史教材教學時，教師應該在關鍵處以 What、
Why、Where、Who、When 及 How 等問題提醒學生思考相互呼應。而歸納許多 科學史研究所使用的教材 （Lin , Cheng & Chang, 2011; 廖麗貞、林寶英和洪振 方，2000; 林淑梤、劉盛忠、黃茂在、陳素芬和張文華，2008; 李明昆、劉靜怡 和洪振方，2011） 後發現，教材的內容多能符合前述的設計原則。
電腦科學也是科學領域的一個範疇（Denning, 2005），其教學的理念可與一 般科學教育相提並論，電腦科學學者也認為融入電腦科學史於教學之中有其必要 性。Lee（1997）及 Rupf（2004）認為融入電腦科學史於教學，可以引發學生的 學習動機，並使之以客觀的態度探究事件的形成及模仿電腦科學家找尋證據的過 程。IFIP TC3 and TC9 Joint Task Group（1999）也提出電腦科學史課程建議書，
包括課程的實施形式、課程的內容以及教學的方法等，提倡電腦科學史的學習。
高中「資訊科技概論課程綱要」（教育部，2008）亦強調「資訊科學發展」的重 要，認為科學史可以幫助學生建立資訊科學的整體性概念，並能啟發學生學習資 訊科技之興趣。
然而，陳秋燕（2009）分析台灣的資訊科技概論教科書發現，電腦科學史在 教科書中呈現不多，內容亦不盡完善。例如，教科書中對科學史之描述大多僅列 出人名、日期或單一事件，並未完整地呈現電腦科學事件的演進關係，如此不僅 無法達到電腦科學史教學的功能，更可能使學生認為科學知識的發生過程是單一 事件，缺乏科學家之間的交流，進而傳達錯誤的科學本質觀。陳怡芬（2013）調 查高中資訊教師對科學史的看法發現，教師普遍認為電腦科學史教材不足，並希 望能夠有包含中文影音資料的電腦科學史網站資源可供使用。因此，如何發展適 合高中資訊課程使用的電腦科學史教材？這些電腦科學史教材之教學成效為何？
都是值得探討的問題。
科學教育界重視應用科學史的教學，發展許多教材以及進行相關的教學研究，
但電腦科學領域中關於電腦科學史的教材設計以及教學研究卻仍然貧乏。現行的 電腦教科書缺乏科學史的部份，也鮮少提及電腦科學事件的演進關係，而資訊教
師亦希望獲得更多電腦科學史的教材資源。故此，本研究參考其他科學領域科學 史教材的設計理念，以高中資訊科技概論中的電腦網路主題為範疇，發展電腦科 學史教材，並評估其使用成效，相關的教學研究結果，可以作為電腦科學史教材 發展的參考。
第二節 研究目的
本研究的主要目的為發展電腦科學史教材，並進一步探討電腦科學史教材對 學生的科學本質觀、學習成就、概念脈絡理解、以及學習態度之影響。具體的研 究目的如下：
1. 發展高中資訊科技概論電腦科學史的教材 2. 電腦科學史教材對學生科學本質的影響 3. 電腦科學史教材對學生學習態度的影響 4. 電腦科學史教材對學生學習成就的影響 5. 電腦科學史教材對學生建立概念脈絡的影響
第三節 研究範圍
本研究的範圍如下：
1. 林陳涌（2006）提出科學本質具備三個面向，分別是科學事業本質、科 學方法本質以及科學知識本質，本研究因教材設計內容著重於科學事業 本質，故科學本質取科學事業本質為範疇。
2. 本研究設計的電腦科學史教材，內容依據高中「資訊科技概論」課程綱 要（教育部，2008)電腦網路單元的教學目標，以電腦網路為範疇。
第四節 名詞釋義
本節針對研究出現的名詞釋義，包含科學史、科學本質、概念脈絡、學習態 度以及學習成就。
1. 科學史：紀錄科學發展過程的歷史，包含科學的真實發展過程（Conant, 1951）。
2. 科學本質：科學本質因時代不同而有不同的詮釋，本研究所指科學本質 是以林陳涌（1996）整理國內外學者對於科學本質的解釋，包含科學事 業本質、科學知識本質以及科學方法本質。
3. 概念脈絡：概念之間的前因後果關係，亦即概念在建立時的背景知識和 先前條件所形成的脈絡。
4. 學習態度：對學習電腦網路的興趣以及對學習電腦科學史和相關歷史教 材的興趣。
5. 學習成就：係透過學習歷程獲得較為持久性的行為結果，本研究指的是 對於電腦網路概念的理解程度。