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二十世紀初,美國教育開始將科學納入教學科目,NOS 一詞在 1907 年就 出現在科學教育的文件中,至今有百年以上 (Lederman, 2007)。Rubba、Horner 與 Smith (1981)認為 NOS 從 1950 年代才開始受到重視,也開始成為科學教育的 重要目標之一。美國 1960 年代的科學教育改革,重視科學過程與方法,如 Carey 與 Stauss (1968)從過去的學者論述中提到:事實是科學的基礎、科學是在事實之 上、科學是形成理論來解釋大自然的事實與現象;科學是概念與概念基模的連 結,是實驗與觀察的結果,也是未來實驗和觀察的基礎。國內物理學者芮涵芝

(1996)認為科學是系統的知識,並強調科學知識間的因果關係;科學的定律 是不可以挑戰的。以上的 NOS 觀是以觀察和實驗為基礎、以推理和證據尋求精 簡的單一解答為宗旨,來產生有層級的知識體;相信越經證實、精要的科學知 識可以解釋越多的自然現象,這些觀點較傾向於傳統實證論者。1970 年代起,

Thomas Kuhn 的科學革命觀點,將原本認為科學是實證、探究、實驗過程的觀 點,逐漸轉變為重視科學家的工作、科學是社會建構以及科學知識是人為的、

暫時性等方向(Kuhn, 1970)。Kuhn 影響了近四十年 NOS 的方向,對科教學界的 NOS 觀影響深遠。

美國 80 年代後興起的另一波教育改革,其中 NOS 也部份受到 Kuhn 的影 響 , 包 含 National Science Teacher Association [NSTA] (2000) 、 American Association for the Advancement of Science [AAAS] (2001)與 AAAS (2007)等提出 的 NOS 觀,其中 AAAS (2001)與 AAAS (2007)的 NOS 是包含:

1.證據與邏輯推理:科學家要有確切的理由、證據與論證,才會提出主張 2.科學調查:包含證據、推理、假設與解釋等部分

3.科學理論:不同科學家對現象有不同解釋與理論 4.科學應避免偏見

5.科學的世界觀:雖然科學知識仍可能變動,但科學可以在確切的知識上形成預 測

6.科學社群間的差異、溝通與檢證

7.科學和社會的關係:包含經濟與道德等會影響科學家要研究什麼 美國 NSTA (2000) NOS 觀是:

1.科學知識是可以信賴的,但也暫時的

2.沒有獨一無二的科學方法,但有大家有共識的方法 3.其解釋是由實徵的證據所支持,並且被考驗

4.創造力在科學知識發展中佔有一席之地 5.理論與定律之間有關係

6.觀察與推理有關

7.科學應該客觀,但在科學知識發展過程有主觀的成分 8.社會、文化脈絡對科學會有影響

美國 National Research Council [NRC] (1996)認為學生應知道科學事業、科 學知識會變動(如:地球暖化、演化論)與不易變動(如:牛頓力學、能量守 恆)、科學知識多元性、科學解釋要符合實驗或觀察的證據才能做出精確預測、

個人和社群對科學都有貢獻等。

從以上可以得知 AAAS、NSTA 與 NRC 認同 NOS 的內涵包括:科學知識 與方法是多元的,但是也是要透過證據與考驗才能達成共識;邏輯與想像對科 學知識與方法都很重要;科學應儘可能客觀;強調科學與社會、文化、倫理道 德等的相關性。

Lederman、Abd-El-Khalick、Bell 與 Schwartz (2002)提出七個 NOS 主要的 面向:

1.區分推理和觀察:觀察是對大自然的描述;推理是用來解釋現象。

2.區分科學定律和理論:定律與理論是不同類型的知識,定律是觀察現象的描述 或陳述,理論是觀察現象後的推理解釋。兩者之間鮮少有彼此轉換的事例。

3.科學雖源自於對大自然的觀察,但是也包含人類的創造力與想像力。

4.科學知識是主觀且理論負載的。

5.科學是人類的事業,當觀察或實驗成功的例子越多時,就越能被接納。

6.科學知識是暫時性的,理論會隨著新證據的出現而改變,也會因對相同的證據 有不同的詮釋而產生新的理論。

7.科學會受文化、社會等因素而影響科學知識的形成。

Lederman (1992)歸納了 70、80 年代當時科教學者的 NOS 觀來形成上述 NOS 觀點。Abd-El-Khalick、Bell 與 Lederman (1998)整理之前的 NOS 文獻,認為上 述第 3、4、6 點是與其他 NOS 文獻具有高度重疊性的部分,可適用在中小學。

許國忠與王靜如(2003)認為這幾項包含了 NOS 的暫時性、經驗性、理論的建 構、個人主觀與創造、社會性五個部分,與國內九年一貫課程綱要中 NOS 能力 指標吻合。

其他國家,如:紐西蘭教育部的 NOS 教育也重視學生要知道科學事業,與 如何投入此行業 (Ministry of Education, 2007)。值得注意的是澳洲 Australian Curriculum, and Assessment Reporting Authority (2013) 近年推出新的教育課程 綱要,在小學階段多為傳統的 NOS 觀點,如:科學包含預測與描述模式、科學 收集資料與使用證據對現象解釋和預測,並對預測進行考驗。中學階段則要學 生能知道科學與社會、文化的關係,如:科學成就很多源自於文化的貢獻、科 學知識需要經過社群檢視的機制等。澳洲對培育學生 NOS 是有階層性的,隨年 齡由傳統到現代的 NOS 觀點來設定 NOS 綱要。

香港中文大學的 Post-Graduate Diploma in Education 計畫針對在職教師進修 計畫進行 NOS 教學研究,所採取的 NOS 觀主要是相對論端的觀點,他們的 NOS 問題包含:科學知識是否是累積的?科學理論描述的是真實的世界嗎?科學是 帶領我們接近真理嗎?科學理論是從資料形成模式而來嗎?以及假設、理論與 定律的區分。該計畫未來將這些 NOS 觀拓展到中小學,故先進行師資培育與相 關研究 (Yip, 2006)。

韓國 90 年代開始進行教育改革,重點在 STS、建構主義教學與提升學生創 造力等方向,Cho (2002)認為韓國近年的科學教育改革也是受到美國 1993 年 AAAS 與 1996 年 NRC 的影響深遠。其中 Park 與 Lee (2009)從不同的觀點比較 美國與韓國國小教師的 NOS,他們採取 24 題量化的方式測量,包含:科學是

相對論還是實證論的?是歸納還是演繹的?是情境的還是去情境的?是重視過

國 80 年代所興起的 STS 教育的影響。而 STS 教學與學生的 NOS 學習有相當程 度的關係(蔡今中,1998)。

由上可知西方近年 NOS 教學的標準,且亞洲先進各國的教育改革將逐漸跟 上歐美的腳步。從更廣闊的學術領域來看,McComas 與 Olson (1998)提出 NOS 是科哲、社會學、科學史與心理學 4 大面向的整合。他們調查 1990 年代後美國

(4 篇,包含:1993 年 AAAS 的標準、1990 年 AAAS 大學生科普標準、1990 年美國加州標準、1996 年美國 National Science Education Standards)、英國威 爾斯、加拿大、澳洲、紐西蘭共 8 篇科學課程理念或綱要的文獻,筆者歸納出 過半數文獻所認同的 NOS,如表 1。從 McComas 與 Olson 的區分來看,哲學類 的有 8 項、社會學 7 項、科學史 7 項、科學家心理 2 項。

我國科學教育也應該隨時注意這些國際脈動,除了取法國外教育的觀點,

也應對 NOS 進一步論述與區分,產生特色,才能保有領先的教育思維。