科學史融入國小自然科教學之行動研究---以「看星星」.doc

科學史融入國小自然科教學之行動研究---以「看星星」單元為例 顏玉萍* 許良榮** *台中縣吉峰國小 **國立台中師範學院自然科學教育系 摘要 本研究旨在瞭解科學史融入國小教學設計的可行性，反思在教學過程中所遇到的可能困難或問題，並分析學生對於科學史融入自然科教學的反應為何？研究樣本為一班國小五年級學生（35名），配合「看星星」單元提供科學史教材，蒐集學生回饋資料以及協同研究者與檢證小組之建議進行分析。研究結果發現：一、在教學設計方面：學生較喜歡有插圖之故事性教材，然而加入一些活動後可提高學生對說明性教材的學習興趣，且配合概念圖活動可協助學生統整知識。二、在課程實施方面：善用競賽與獎勵為誘因可引發學生學習動機，而科學史教材宜在活動進行之後發放。三、在教學成長方面：進行協同行動研究有助教師們專業成長形成類似學習型組織的架構，而分組競賽活動可提高學生學習科學史教材的興趣。最後本研究根據結論提出建議，以供教學實務應用與後續研究之參考。 關鍵辭：行動研究、國小自然科、科學史 壹、緒論 一、研究背景與動機 面對e世代的挑戰，教育必須持續求新求變，就國小自然科方面參考成映鴻（民83）與黃萬居（民85）的調查，兒童最喜歡研究的項目有天體運動、電與磁、我們的地球等項，而目前國小自然教材中，與天文相關的單元不少，其比例約佔10.6%，可見天文教學對學生不只具有吸引力亦有其重要性，因此在學校進行天文觀測、星座教學，是教學中不可或缺之一環。姜滿（民79）研究發現，68%的國小自然科教師因教材艱深覺得地球科學的教學最為困難，顏嘉億、盧怡秀（民89）的研究也發現礙於學校教學設備及場地時間等限制，天文教學的實施仍然有其難處。故如何進行星座等教學是教師的一大挑戰。 根據九年一貫「自然與生活科技」綱要，學生應有培養探索科學興趣與熱忱、養成主動學習習慣，且能應用所學於生活等目標，其中科學本質為八個能力指標之一（教育部，民92）。幫助學生對科學本質的了解是科學史的多元功能之一，相關研究顯示要提升學生對於科學理論本質之理解，科學發展的歷史探究是重要的(Lin Chen, 2002)。科學史在科學教學中具有多元性的功能(許良榮、，4；Kauffman，1991)，，，， 貳、文獻探討 一、科學史在科學教學的功能與相關議題 由文獻顯示科學史在科學教學中有值得重視的功能：科學史可以提供學生對科學本質較豐富的省思(Jenkins,1989)；利用科學史也可以讓學生了解科學理論的暫時性和不確定性(Garrison Lawwill,1993)；教師可以藉由科學史了解學生本身所持有的想法及學習困難的所在（許良榮、李田英，民84），並且透過科學史的幫助可以讓學生認識到本身概念的限制，激發學生嘗試去重建其新觀點（洪振方，民86），以達到教學成效的提昇。Oldroyd (1977) 則認為利用科學史教學的優點是讓學生瞭解科學理論持續改變著，使學生能開闊心胸接受錯誤；讓學生了解科學與社會間的關係，縮小科學與社會的距離等等。 對於科學史該如何應用於科學教育中，國內外學者提出了各種不同的建議，Solomon(1989)曾經簡要的建議四種可以應用於科學史教學的方式：(1)應用當代資源—科學家的日記、手稿、相片等；(2)應用戲劇；(3)應用團體討論；(4)寫作和藝術。國內學者也提出不同類型的應用與研究，例如：將達爾文演化論發展史融入大學生命科學通識課程之研究(廖麗貞、林寶英、洪振方，民89)，以「歷史個案」研究和「互動式歷史小品」模式將科學史融入高中理化的教學(陳淑媛、洪振方，民87)，運用科學史資源設計國小六年級的科學課文(許良榮，民88b)，高中生閱讀科學史課文學習科學的效果(許良榮，民87)，歷史導向物理課程對學生了解科學本質等的影響(巫俊明，民86)，科學史融入高中物理的教學研究(洪木利、陳和玉、溫武男，民88)，從科學史的個案分析，探討學生科學知識的重建(洪振方，民88)等，國外也已經有應用科學的歷史檔案進行科學教學的研究報告(Kafai Gilliand- Swetland，2001)。 科學史雖然受到科教學者的重視，但是有某些科學史的相關教學問題值得注意，Matthews(1994)指出在科學課程中是否引用科學史曾經受到二方面的反對：一方面是歷史學家，二方面是科學家。歷史學家認為科學教學包含科學史將會是一種很貧乏的歷史，或者是為了支持現行科學形態的偽歷史(pseudo-history)---也就是一種Whig型態的歷史。許良榮( 民88a)在「科學史與科學教學--一些省思與建議」一文中討論運用科學史於教學的問題時也指出；除非我們否認Kuhn(1962)所描述的科學企業以及學界對於科學本質的認識---觀察是理論負載、科學理論具有暫時性(等同於科學非真