科学本质的理论回顾及课程设计的实例分享

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1、科学本质的理论回顾与课程设计的实例分享 高慧莲苏明洲1国立屏东师范学院自然科学教育学系2大仁技术学院环境工程与科学系摘要：长久以来「培养具有科学素养的国民」一直是科学教育的主要目标，而科学素养中一个很重要的内涵是「科学本质」。是故本文从以下四方面：（1）科学本质哲学观点的演进；（2）科学本质的现代观；（3）科学本质的范畴与内涵；和（4）科学本质的教学，回顾相关的理论与文献，最后笔者再提出两个融入科学本质的课程设计之实例。壹、前言回顾美国科教改革2061计划，是以「培养具有科学素养的公民」被认为是当今科学教育努力目标(AmericanAssociationforth

2、eAdvancementofScience[AAAS],1989)。而这股风潮有逐渐影响到世界各国的趋势，如英国、加拿大、澳洲、日本等国家，皆陆续以此为科学教育改革的目标（林树声，1999）。我国在民国九十年实施的九年一贯课程「自然与生活科技」学习领域也提及欲培养国民的科学素养（教育部，2001）。无庸置疑，科学教育的目标是在于提升全民的科学素养。美国科学促进会（AAAS）在1993年于「科学素养的里程碑」（BenchmarksforScienceLiteracy）一书中直接指出学生正确的科学本质观是成为具备科学素养的要件之一，并将科学本质列为该报告书的第一章。在

3、国内，九年一贯课程「自然与生活科技」学习领域（教育部，2001）中提到，自然科学学习所培养之国民科学素养，依其属性和层次来分项，分成八项来陈述，而第3项即是「科学本质」。又众多学者亦认为「对科学本质的了解」是具有科学素养公民的重要特征（AAAS,1989；Lederman＆Zeidler,1987），由此可知「科学本质」是科学素养中的重要内涵之一。九十学年度开始，全国各小学从一年级实施九年一贯课程，并预定于九十三学年度时，国中小各年级皆纳入全面实施。面对急迫的实施时程，许多学校的教师充满疑虑，没有信心（范信贤，2000）。然而学校教师却是影响课程改革的重要因素，因

4、此，本文希望透过以下四方面：（1）科学本质哲学观点的演进；（2）科学本质的现代观；（3）科学本质的范畴与内涵；和（4）科学本质的教学，回顾相关的理论与文献，并提出两个融入科学本质的课程设计之实例，冀能抛砖引玉，鼓励科学教师接受新挑战致力于科学本质课程的开发行列。 贰、科学本质的哲学观点的演进 科学本质的哲学观点从古至今一直随着时代而改变，甚至在同一时代存在着多种不同的哲学观（翁秀玉、段晓林，1997），然一般可归纳为经验主义（empiricism）、实证主义（positivism）、逻辑经验主义（logicalempiricism）、理性主义（rationalis

5、m）、否证主义（falsificationism）和后实证主义（post-positivism）等(见图1)。根据科学哲学观的历史演进，经验主义、实证主义、逻辑经验主义和理性主义被视为「传统」的观点，后实证主义被视为「新」的哲学观，而否证主义被视为介于以上两种科学哲学间的「过渡」观点（Abimbola,1983）。 28传统的科学哲学观假设知识是已被证实或确定的，然而「过渡」与「新」的科学哲学观假设知识是不可证实和不可确定的，而是由人类大胆的猜测、创造性地建构出来的。兹将每一派学说的中心信条列举如下： 一、经验主义经验主义的基本信条为所有的知识都必定来自感官经验，

6、或者建立在感官经验的基础上，而这些知识是藉由超然客观的观察以及归纳法的科学方法所得到的（Fabricius,1983;Harris,1979;Nussbaum,1989）。二、激进的经验主义 经验论者认为真理是藉由感官经验的鉴定而来的（Fabricius,1983）。然而苏格兰哲学家休姆（D.Hume）是一位激进的经验主义者，他坚持坚守经验主义的基本信条，但认为知识不仅来自于感官经验的印象（impressions），也来自于所有心智活动的观念（ideas）（Hume,1962）。当我们观看或反省一件事物时的立即知觉就是印象，而除了感官知觉（perception）及

7、内省（introspection）外，所有心智活动的察觉就是观念；然印象可以说是意义、真理及真实的来源（Abimbola,1983）。三、实证主义实证主义是由经验主义结合数学符号逻辑（symboliclogic）而形成的。实证主义的主要学说为利用数学原理一书（PrincipiaMathematica）中的符号逻辑当作工具（Loving,1997），宇宙的自然定律或原则就可从经验或实验的基础上被确定的归纳出来（Bentley&Garrison,1991）。 四、逻辑经验主义28韩培尔（Hempel,1966）辩称以归纳法为前提的推测所得的结论不具确定性；然而以演绎法

8、（dedu