緒論

第一章 緒論

第一節 研究背景與動機

1950年代哈佛大學校長 James Conant 主張以個案研究方式將科學史帶入科 學教育之後（Conant, 1957），相繼有許多學者嘗試在科學教育中運用科學史教材

（Kolpfer, 1969；Rutherford, Holton & Watson, 1981）。科學史在教學中扮演重要 的角色，能夠結合科學、科技與社會的特質，加深學生對科學知識與科學經驗的 視野、呈現科學在人文社會的觀點、促進科學概的理解，也能傳達科學方法與科 學本質（許良榮、李田英，1995；Matthews, 1989；Mach, 1895；巫俊明，2002）。

許多科學教育研究發現，在教學中添加人性化的情境，能夠提高學生的學習興 趣，培養學生對科學的正向態度、增進學生對科學概念的理解，也能促進學生對 科學本質的了解 （Galili & Hazan, 2001；邱明富、高慧蓮，2004；姜志忠、張惠 博、林淑梤、鄭一亭，2006；胡瑞萍、林陳涌，2006）。

電腦科學是一門新興的學門，不同領域的科學對電腦科學發展的貢獻，呈現 了電腦科學史更多元豐富的面向，許多電腦科學學者呼籲將電腦科學史納入電腦 課程中，以提昇學生電腦科學素養及學習成效（Impagliazzo et al. 1999）。電腦科 學史融入教學有許多優點，學生可由不同面向認識電腦科學的本質，以更客觀的 態度洞察真實世界的改變，且更深刻地體會電腦科學與社會的互動關係；避免重 蹈科學發展歷程中的錯誤，建立正確的電腦科學知識與脈絡架構；藉由電腦科學 家對人類的貢獻，引起學生學習興趣，並激發探索與創新的能力（Lee, 1997;

Gal-Ezer & Harel, 1998; Rupf, 2004; Impagliazzo & Lee, 2004）。

1999 年IFIP TC3 and TC9 Joint Task Group 提出電腦科學史課程建議書，內 容包含電腦科學史的相關教學資源、教學工具與教學方法，期能讓教學者以更有 趣的方式進行教學（Impagliazzo et al. 1999）。我國教育部也於 2008 年首次在高 中電腦課程綱要的「教材綱要」中明列須教授「資訊科學本質與內涵」、「電腦 發展」、及「資訊科學發展重要里程碑」等與電腦科學史相關的主題；在教學重 點中特別提及應介紹電腦科學發展的重要事件或創新貢獻始末，幫助學生瞭解電 腦科學的本質及全貌，使授課更為活潑，學習更為深刻（教育部，2008）。

2

雖然許多研究指出應用科學史教學的優點（Lee, 1996; Gal-Ezer & Harel, 1998;

Rupf, 2004; Impagliazzo & Lee, 2004），但教師對於教學內容或教學目標的認知依 然是影響教學成敗的關鍵因素之一（Matthew, 1989）。研究發現教師們普遍認為 科學史融入教學對師生都有幫助，但還是遭遇教學資源、教學內容與科學史專業 訓練不足等困境，使得教師缺乏對科學史融入教學的信心（Galili & Hazan, 2001;

Siu, 2004；Panasuk & Horton, 2012）。學者們建議，科學史專業知識的教師培訓、

提供良好的教科書教材設計，可強化教師的科學史教學的知識與信心（Galili &

Hazan, 2001; Siu, 2004；Panasuk & Horton, 2012）。

近年來國外電腦科學史學者相關研究偏重於高等教育的電腦科學史課程設 計（Cortina & McKenna, 2006; Tcortina, 2006）與教學方法（Impagliazzo & Lee, 2004），較少著墨在於中學教師教學的看法與教科書教材設計。陳秋燕（2009）

分析現行高中電腦教科書的電腦科學史內容，發現多數教材並未介紹電腦科學發 展的重要事件或創新貢獻始末，編寫方式片斷零散，未呈現科學發展脈絡，也未 註明歷史資訊的參考來源。

為了協助高中資訊教師運用電腦科學史教學，提供電腦科學史教學設計與教 學方法之建議，本研究以「教學態度」、「教學挑戰」、「教學設計」、「教學 內容」與「教學支援」向度了解教師對科學史教學的看法與需求。一方面統整電 腦科學史融入教學的有效策略，做為高中資訊教師運用電腦科學史教學之參考；

另一方面則在電腦科學史教材內容與教學資源向度提出建議，期能做為未來教材 開發者之課程設計依據，提供更有效的教學支援，以減低教師運用電腦科學史教 學遭遇的困境。

3

第二節 研究目的

本研究分別針對教學態度、教學挑戰、教學設計、教學內容與教學支援五個 向度調查高中資訊教師對電腦科學史融入教學之看法；並以教師背景與課程實施 現況探討影響教師實施電腦科學史教學之因素。具體研究問題如下：

一、 教師對電腦科學史融入教學的態度為何？

二、 教師認為電腦科學史融入教學面臨的挑戰是什麼？

三、 教師運用電腦科學史教學的策略為何？

四、 教師認為學生應該了解的電腦科學史內容為何？

五、 教師需要的電腦科學史教學支援是什麼？

六、 教師背景是否影響教師對電腦科學史融入教學的態度？

七、 教師對電腦科學史融入教學的態度是否與課程實施方式有關？

八、 教師背景是否影響教師對電腦科學史教學挑戰的感受？

九、 課程實施方式是否與教師對電腦科學史教學挑戰的感受有關？

4