緒論

第一節 研究背景與動機

美國科學促進會（American Association for the Advancement of Science，簡稱 AAAS, 1989）在 Project 2061: Science for all American 一書中指出，科學教育以培養具有科學素 養的公民為目標。教育部依據行政院核定之「教育改革行動方案」，於民國八十二年頒 布修正國民中小學課程標準提出科學學習，在於提昇國民的「科學素養」。研究指出「對 科學本質有充分理解」為科學素養的重要表徵（丁嘉琦，1999；Collette & Chiappeta, 1989；National Science Teachers Association, 1982），因此，提昇學生對科學本質的認識 為增進科學素養重要的一環。

運用科學史於科學學習課程，有助於學生科學知識的建構與科學本質內涵的理解

（巫俊明，2002；Irwin, 2000；Schecker, 1992；Souque, 1987；Wandersee & Roach, 1998）。 雖然科學史課程有諸多的好處，但當前國內中學自然科教材之中，科學史的比例偏低，

並沒有良好的、現成的科學史教材可以提供給教師使用（Hodson, 1986），所以研究者 設計科學本質融入科學史課程，期望能提昇學生的科學知識與科學本質觀。

小組討論工作為科學史有效教學策略之一（鄭子善，2000），巫俊明（1997）的研 究指出，學生僅單純地閱讀或聆聽教師提供科學故事文本的內容，卻沒有「問題討論」

進行引導，學生將很難「看見」故事背後豐富的科學本質內涵。因此，本研究希望探討 社會建構取向之科學本質融入科學史的課程教學，對於中學生在物質組成、原子結構、

色光、燃燒四個主題之科學知識、科學本質觀和主題相依科學本質觀的影響。

第二節 研究目的

本研究以發展科學本質融入科學史學習內容為主要目的，期望探討『社會建構取向』

與『非社會建構取向（傳統講述取向）』對學生物質組成、原子結構、色光、燃燒概念 建構與科學本質觀之演進的成效。

第三節 研究問題

基於前述研究動機與目的，本研究探討的問題有：

一、不同的教學模式（社會建構取向之科學本質融入科學史教學、非社會建構取向之科 學本質融入科學史教學）、學業成就（高分組、低分組），對學習者在物質組成、原

子結構、色光、燃燒概念學習成就有何差異？

1-1 不同教學模式學生，在科學概念學習成就（後測、追蹤測）達顯著差異。

1-2 不同自然學業成就分組學生，在科學概念學習成就（後測、追蹤測）達顯著差異。

二、不同的教學模式（社會建構取向之科學本質融入科學史教學、非社會建構取向之科 學本質融入科學史教學）、學業成就（高分組、低分組），對學習者在科學本質觀（驗 證性、持久性、暫時性）有何差異？

2-1 不同教學模式學生，在科學本質觀變化（後測、追蹤測）達顯著差異。

2-2 不同自然學業成就分組學生，在科學本質觀變化（後測、追蹤測）達顯著差異。

三、不同的教學模式（社會建構取向之科學本質融入科學史教學、非社會建構取向之科 學本質融入科學史教學）、學業成就（高分組、低分組），對學習者在單元主題相依 科學本質觀（驗證性、持久性、暫時性）有何差異？

3-1 不同教學模式學生，在單元主題相依科學本質觀變化（後測、追蹤測）達顯著差異。

3-2 不同自然學業成就分組學生，在單元主題相依科學本質觀變化（後測、追蹤測）達 顯著差異。

四、不同的教學模式（社會建構取向之科學本質融入科學史教學、非社會建構取向之科 學本質融入科學史教學）、學業成就（高分組、低分組），對學習者在單元學習單上 的主題相依科學本質觀有何差異？

4-1 不同教學模式學生，在單元學習單上的主題相依科學本質觀（驗證性、持久性、暫 時性）演進有何差異？

4-2 不同自然學業成就分組學生，在單元學習單上的主題相依科學本質觀（驗證性、持 久性、暫時性）演進有何差異？

第四節 名詞譯義 一、社會建構：

教室中的學生透過言語與同儕、教師的討論、磋商、和解互動的歷程來建構概念，

獲得知識（Slolmon, 1987），一切知識係透過語言使用與意義生成兩種社會性的 共識歷程所構成(Gergen, 1995; Geelan, 1997)，因此，學習者所處之「外在社會情 境脈」（社會互動、文化、語言）都會影響學習的成效（Cobern, 1993）。

二、科學史(history of science)：

運用互動式歷史小故事(interactive historical vignettes)融入科學教學，可促進學生

對科學與科技領域的了解，明白專有名詞的由來，以及了解科學本質的複雜性 (Wandersee & Roach, 1998)。使用歷史個案研究(historical case study)融入科學教學 的策略，呈現科學家如何取得證據與解釋的過程，讓學生瞭解科學知識形成的歷 程，傳達科學本質的內涵(Irwin, 2000)。本研究兼採歷史小故事與歷史個案研究 並陳來融入設計教材，協助學生認識科學本質。

三、科學本質(Nature of Science，簡稱 NOS)：

AAAS（1989）將科學本質細分成十五個概念，其中包括「科學知識是可改變的」、

「科學知識並不容易被推翻」、「科學家們嘗試著驗證理論並盡量避免錯誤」。 NAEP（1989）將科學本質細分為十五個概念，其中包括「科學知識具有暫時性」、

「科學知識具有實驗性」。郭博嵐（2005）將九年一貫課程綱要內科學本質的部 分歸納為十一項科學本質關鍵概念，包括「科學知識具有可驗證性」、「科學知識 具有持久性」、「科學知識具有暫時性」。由於科學本質的概念眾多，本研究針對 科學本質的暫時性、持久性、驗證性三個關鍵概念進行深入研究。

四、驗證性：

由於大自然現象具有重複出現的規則，因此科學家們能夠透相同的實驗設計得到 同樣的結果，所以科學理論是否成立可以依靠觀察或實驗的方法來驗證確認，科 學知識需經過科學社群的驗證挑戰，否則並不會被過於重視（教育部，2008；郭 博嵐，2005；AAAS,1989；NAEP,1989）。

五、持久性：

理論上科學構想都是暫時且可預期會改變的，但是大部分重要的科學構想是經過 許多實驗被科學社群所確認，這些構想在未來不太會產生很大的改變，也不容易 被推翻（教育部，2008；郭博嵐，2005；AAAS,1989）。

六、暫時性：

科學知識是可改變的，科學知識並非恒久不變的真理，既有的科學知識不具有永 久的權威地位，現在被科學社群所認同的理論未來可能會改變，更好的理論可能 會出現。這是一個動態的持續過程，並非靜態的累積。（教育部，2008；郭博嵐，

2005；AAAS,1989；NAEP,1989）

第五節 研究範圍與限制

本研究的對象為新竹縣某國中八年級學生，教學模式分社會建構取向之科學本質融

入科學史組、非社會建構取向之科學本質融入科學史組各二個班，所以不具有全國國中 生的代表性，且教材以九十九學年度康軒版的國中自然與生活科技內容為主。研究結果 若要推論到其他群體或教材領域時，需審慎衡其適合度。