国小教师的科学本质观和其教学实践个案研究.doc

国小教师的科学本质观 及其教学实践个案研究 刘振中、熊召弟* 摘 要 本研究之目的，主要系透过一位任教国小六年级自然科的李老师教学信念及教学实务，来了解以科学本质为基础的课程设计及教学成效。本研究运用教室观察、访谈、凯利方格技术、文件分析等方式，配合问卷调查搜集数据，藉多元数据描述教师的科学本质观及以科学本质为基础的教学实务。研究结果说明了李老师的科学本质观较倾向于当代的科学本质观，在科学方法本质向度上，认为科学研究始于问题的产生、研究方法具多元性、探究重视假设的形成、解决问题及减少误差，而对科学知识的本质上，认为具实证性、暂时性、可复制性及公开性，最后在科学事业本质向度上，强调科学与生活相关，同时重视群体的合作与讨论，李老师亦试图将此理念应用在其教学方案中，并实践之。根据发现与结果，本研究对于课程与教学、教育行政等分别提出建议，可作为科学教育研究与教学实务的参考。 关键词：科学本质、教学信念、教学实务 国小教师的科学本质观 及其教学实践个案研究 刘振中、熊召弟* 绪论 二十一世纪是个信息爆炸、科技发达、社会快速变迁、国际关系日益密切的新时代，全世界兴起教育改革的风潮，不论课程或教学，在哲学观的演进下，都有截然不同的风貌。科学教育的目标与发展趋势，因应时代、文化、社会的演变也有所调适，以适应个人与社会的需要，由早期培养菁英科学家，转为注重科学素养全民化。如何提升全民科学素养，其首要之务在于「科学的本质」的了解（洪文东，民85）。 McComas和Almazroa（1998）综合一些教育学者的研究，认为对科学本质的理解，能进一步促进学习者对科学内容的习得、增进对科学的了解、提高对科学的兴趣、改善做决定的观点，同时能够促进教学的多元化，以呈现科学本质在科学教学上的重要性。 九年一贯课程「自然与生活科技」领域的课程纲要中，明确的指出「自然与生活科技的学习应该培养国民的科学与技术的精神及素养。」，而要达成科学素养的八项分段能力指标，分别是过程技能、科学与技术认知、科学本质、科技的发展、科学态度、思考智能、科学应用及设计与制作（教育部，民89）。这是首次在国内的课程纲要中，明列出「科学本质」，这与当今科学教育重视科学本质的世界潮流相互一致，更充分显示了我国在提升科学素养的趋向能与世界接轨。 为因应未来科技主导的世界以及地球永续发展的期盼，科学本质的重新体认和全民科学素养的加强充实，是当今学校科学教育应重视的教学目标（熊召弟，民85）。因此，如何在九年一贯课程的教育改革中，落实对科学本质的认识，并进一步提升全民的科学素养，就成了科学教育的当务之急。本研究之目的，系藉由一位国小自然科教师的科学本质观，其教案规划以及教学实施，学生及家长之反应，来呈现以科学本质理念为基础的教学风貌。 文献回顾 一、科学本质观的演变 科学哲学观点的演进使得科学教育学者对科学本质的看法也有所改变，亦即科学本质的观点会受到科学哲学观点的影响。根据 Nussbaum（1989）的分类，将经验实证主义、逻辑实证主义视为传统观点，而将 Popper、Kuhn 等人的哲学观，视为当代的观点。 (一)传统科学哲学观点对科学本质的看法 国内学者（丁嘉琦，民88；翁秀玉，民86；林陈涌，民85；许玫理，民81）认为传统科学哲学观点的科学本质的看法如下： 1.科学方法本质 (1)观察与实验是科学家去探讨存在于宇宙中的自然律的科学方法，观察是先于理论的，不受理论的影响。 (2)科学方法是客观与理性的，没有遵循科学探究模式的观察、分析比较与归类、提出普遍性原理、检验假说等过程的方法，就不被视为科学方法。 2.科学知识本质 (1)没有遵循科学探究过程所得的结果都是无效的，都不被视为科学知识。 (2)科学知识被视为绝对客观的真理，而且是极不容易改变的。 (3)科学知识的成长以一种线性累加的方式增长。 3.科学事业本质 科学家的任务在于发现自然界已存在的真理，其特质是公正、客观的态度。所以在整个科学的过程中，个人是可以被忽略的。 (二)当代科学哲学观点对科学本质的看法 至于当代科学哲学观点对科学本质的看法，国内学者（丁嘉琦，民88；翁秀玉，民86；林陈涌，民85；许玫理，民81）提出如下的重点： 1.科学方法本质 (1)科学家所具备的知识、理念和学说会很大程度的影响观察结果，因此观察的本身是理论蕴涵（theory-laden）的。 (2)科学的观察过程与实验设计受科学家所服膺的典范影响，客观与理性的方法是不存在的。 2.科学知识本质 (1)科学的核心在于不断的研究与批判，不是在于被接受的知识。 (2)科学知识具有暂时性，科学知识不等于真理，它随时可能被修改或放弃。 (3)科学知识的追求是过程取向，是动态的、进行的活动；而不是静态的累积信息。换言之