科学本质教学初探-台北立大学理学院科学教育中心.DOC

科學本質教學初探 許國忠1 王靜如2 1高雄市莊敬國小 2屏東師範學院自然科學教育系 (投稿日期：92年4月15日；修正日期：92年7月7日；接受日期：92年7月11日) 摘要 科學本質在科學教育的研究，從Wilson 1954年至今，已經將近有五十年的歷史了。在我國已於2000年列入教育部九年一貫課程，「自然與生活科技」領域的科學素養之一，正式的進入了教師的教學實務中。 科學本質的教學會受到科學教育界的重視，主要是學生的科學本質觀會影響其學習方式，而且與科學學習成就具有正相關。因此如何把科學本質這個懸在空中的概念屬於研究的概念，落實到學校情境裡面教給學生，就成了理論與實務兩者之間的重要課題。 筆者1從民國八十八年迄今九十二年，連續五年參與屏東師範學院王靜如、張靜儀、林曉雯三位教授所主持的國科會計畫，計畫目的之一即為提昇國小教師科學本質的教學知能，由筆者2負責籌畫並執行教師的專業成長。筆者1在理論與實務結合的合作行動研究之下，建構出個人的科學本質教學模式。本文是筆者1目前對「科學本質教學」的一些觀點和心得。內容主要分為四個部分：一、科學本質的動態發展與共識；二、科學本質教學之研究；三、科學本質教學可視為一種「後設學習能力」的教學；四、明示的科學本質教學實務。 反思個人專業成長歷程，筆者1認為以科學史來建構教師科學本質觀，並以師範院校教授和小學教師的合作行動研究模式，是科學教師專業成長有效途徑之一。 關鍵詞：小學自然科教師、科學本質、教學實務 前言 提昇學生對「科學本質」的了解，是科學教育界的重要目標之一(許榮富，1985；AAAS，1989；洪文東，1995；林顯輝，1996；王靜如，2001)。「科學本質」一詞，在民國六十四年版以及八十二年版的新課程標準中，皆未出現在自然科的目標中，雖然未正式出現，但根據一些研究分析(林顯輝，1996 ；翁秀玉，1997；莊嘉坤1999；黃寶蓉，2000 )，在自然科的目標中卻有隱含「科學本質」的項目。在教育部(2000)公佈的九年一貫課程暫行綱要，首次將「科學本質」正式列入「自然與生活科技」領域的主要目標之一，之後教育部(2003)定案的九年一貫課程綱要，亦將「科學本質」列入。「科學本質」在我國從以往的潛在課程轉換到正式課程，正式的進入了教師的教學實務中。因此探討「科學本質的教學」將是今後科學本質研究的重心。 科學本質的教學為什麼受到科學教育界的重視呢？主要是學生的科學本質知識可幫助學生的科學學習(Songer ＆ Linn，1991；Marble，1992；Edmondson＆Novak，1993；Tsai，1998；李悅美，2002)。邏輯實證取向的學生，科學學習取向傾向機械式的背誦記憶；建構主義取向的的學生，比較能夠做有意義的學習(Edmondson＆Novak，1993)，因此兒童科學本質觀與自然科學習成就存有正相關(李悅美，2002)。那麼要如何使學生具備當代的科學本質觀呢？大部分科教學者認為必須使教師具有當代的科學本質觀，因此很多研究(如Brickhouse，1990；Gallagher，1991；Lederman，1995；Forawi，1996；林顯輝，1996；林陳涌、楊榮祥，1998；陳忠志等人， 1998；鄭淑妃，1998；丁嘉琦，1999；黃寶蓉，2000；柯玉婷，2000；王靜如，2001；劉振中，2001)探討教師是否具備當代的科學本質觀，研究顯示大多數科學教師仍未具當代科學本質觀。因此，許多努力和經費都投入在使教師具有當代的科學本質觀(Lederman，1999)。那麼教師具備了當代的科學本質觀，是否就能將它知道的科學本質轉換到教學策略上且付諸行動嗎？從Lederman(1995)、黃寶蓉(2000)的研究顯示：教師科學本質觀未必影響其教學表現，具有相同的科學本質觀的教師其教學並不一定相同。從這種結果來看，很顯然的知道科學本質不一定會用科學本質去思考教學，更何況使學生具有科學本質觀。王靜如(2003)分析此主要原因是教師的學科知識與學科教學知識(pedagogical Content Knowledge，簡稱PCK)均不足以營造交互作用取向之建構主義理念的教學，因此建議科學本質教學知能的提昇包括教師對科學知識結構、功能、發展及科學本質的充分了解外，還要因應兒童的學習本質、應用不同的教學方法、擷取相關教學資源，將科學本質轉化為教學知識，再由教室教學實務與評量、反思後、修改課程。 筆者1有幸從民國八十八年迄今九十二年，連續五年參與屏東師範學院王靜如、張靜儀、林曉雯三位教授所主持的國科會計畫，計畫的目的是以合作行動研究的方式提昇國小自然科教師的教學知能，教學知能之一為科學本質教學知能。在這五年期間筆者1參與過程中，經由計畫老師的各種方案，歷經科學本質教學觀的改變