1、学习科学史、哲对力学教学之影响The effects of studying History and Philosophy on teaching Mechanics论文摘要（一）发展在职及职前教师之传统科学本质观量表，以作为评量物理发展史课程之师资培育的教学成效。（二）发展以牛顿典范和系统典范对比的科学发展史教材来改变在职及职前教师的传统科学本质观。（三）发展科学史与力学教材结合的学生实验教材、教师手册、解题方法（以一次段考（六星期的教学内容）为范围） ，为今年的实验教学作准备。（四）根据系统理论研究科学史哲与科学教材结合的认识论模式。关键词：科学史、科学哲学、科学教学、教材教法、科学本质。
2、一、计划目的：（1）发展科学史教材以改变在职及职前教师的传统科学本质观；（2）发展科学史融入力学教材的实验教材与教师手册，以帮助学生建立现代的科学本质观，并尝试提升其学习成就。二、研究方法：参下三、重要结果与讨论。三、重要结果与讨论：（一）发展在职及职前教师之传统科学本质观量表，以作为评量物理发展史课程之师资培育的教学成效。本研究以文献分析法来研究逻辑实证（经验）主义之科学本质观的理论架构。以概念之结构体系的演绎方式（概念之系统树） ，由整体到部份逐步分叉来进行分析。先把整个逻辑实证主义的科学本质观分成科学认识论和科学方法论的两个与我们的研究目的相关的大向度，再把两个大向度二分，分别成为科学知
3、识、科学理论以及科学方法和科学活动等四个子向度。每个子向度用 1 至 5 个主题来作为代表，每个主题再细分 1 至 7 个次主题。整个量表共有 15 个主题及 49 个次主题（如表一所示） 。把 15 个主转化为具体问题，在加上 3 个综合题之后，经两位专家审核修改，由一位研究生、94 位资深在职教师试作。我们以五点量尺及附加说明理由的方式来请每一为受试者对每一个主题提供他们的了解和详细的建议。参照审察意见，修改不适宜的陈述之后，将每个主题根据逻辑实证主义的科学本质观，以及现代科学哲学对这些问题的不同看法，发展出 110 题初稿。初稿在给 103位职前教师（包含本校物理、化学、工教等系不同年级
4、的学生）试测后，依据试测资料进行修订，剔除 12 题，增补 2 题，使整份量表的总数为 100 题，正负向陈述约各半。为估量内部一致性，把在每个主题项下的题目平均分为 A 与 B 两式，每式各为 50 题（折半信度） 。再把各个在主题项下的问题随机的打散，即得到我们所称以传统科学本质观为核心的量表。本量表的主要目的虽然只是作为评量我们所发展之实验教材之教学成效（故取样不多、不广） ，但仍然尝试以逻辑分析和专家的建议来增加内容效度，以较多的试题数目来提高量表的信度,并且正在进行各主题、各子向度及整个量表的 系数分析、区别效度的分析以及效标关联效度的分析（我们以宾州大学 Rubba 教授的科学本质
5、量表（NSKS）为效标） 。在此量表完成效化之后，我们除可对在职及职前教师的传统科学本质观提供整体的相对评量之外，还可个别的对科学认识论、科学方法论的两个向度；以及四个子向度（科学知识、科学理论、科学方法、科学活动等的四个分量表） ，和 15 个个别主题进行相对的评量。同时也可对如何利用科学史和其他专业课程来改变在职及职前教师之传统科学本质观提供参考。表一：传统科学本质观（逻辑实证（经验）主义）的 15 个主题，48 个次主题。科学认识论 科学方法论科学知识向度 科学理论向度 科学方法向度 科学活动向度主题 1.1：科学是什么？次主题：1.科学真理（绝对真理、经验真理）？2.科学逻辑或数学（逻
6、辑真理、形式真理）？主题 2.1：科学理论的本质和结构是什么？次主题：1.科学是一种理性事业？还是陈述系统？还是两者都是？主题 3.1：科学方法的基本内容是什么？次主题：1.科学方法应符合哪些条件？主题 4.1：科学活动的发现过程（假说的形成和探索）是什么？次主题：1.科学发现的逻辑是什么？3.科学猜测、创造（发明）或发现？4.科学信念或约定？5.科学科学心理学、科学社会学、美学、伦理学？6.形式科学（真理）经验科学（真理）吗？7 数学和逻辑的真理性内容如何？ 2.科学理论的概念结构是什么？3.模型在科学理论中发挥怎样的作用？4.科学理论怎样解释（说明）科学？2.观察与理论的关系为何？3.经验
7、与理论间的关系为何？2.科学发现的结构是什么？3.科学发现的方法是什么？主题 1.2：科学与非科学的划界标准是什么？次主题：1.科学与伪科学、2.理性与非理性、3.有意义与无意义、4.科学与形而上学（哲学思辩、超经验哲学、哲学本体论、传统哲学）等的划界标准。主题 2.2：科学理论的发展模式是什么？次主题：1.科学理论间如何竞争？2.科学理论间如何选择？3.科学理论间如何交替？4.科学理论间如何转化？主题 3.2：科学方法的本质特征是什么？次主题：1.存在普遍适用的科学方法吗？2.形式化方法有什么意义和局限？3.科学方法具有绝对性？规范性？不变性？唯一性？逻辑性？主题 4.2：科学活动的检验过程
8、（假说的确认与拒斥）是什么？次主题：1.检验的基础是什么？2.经验的证实是否可能？3.判决性实验的有效性如何？4.检验的标准是理性的吗？主题 1.3：科学知识的客观基础是什么？次主题：1.科学知识如何获得？2.科学知识如何检验？主题 2.3：科学理论的评价与辩护的标准是什么？次主题：1.科学理论的评价标准是什么？2.科学理论的辩护标准是什么？主题 4.3：科学活动的应用过程（说明、预测和实用）是什么？次主题：1.科学说明与非科学说明的判准？2.科学说明的程序与类型为何？3.科学说明、科学定律与科学预见间的关系？主题 1.4：科学知识的逻辑结构是什么？次主题：1.理论语言与观察语言间的关系？主题
9、 2.4：科学进步的评价标准是什么？次主题：1.科学的进步等同于科学的发展吗？2.科学进步的可能性根据是什么？3.科学进步的标准是什么？4.科学进步等于逼近真理吗？主题 1.5：科学知识的增长模式是什么？次主题：1 科学发展的过程如何？2 科学的发展有必然性吗？3 它依照怎样的模式来进行？4 概念的成长与变革（转化）的过程如何？5 科学的内部与外部（环境）因素如何起作用？主题 2.5：科学之合理性的标准是什么？次主题：1.科学是理性的吗？2.怎样使它成为理性？3.科学家实际用来探索和解释自然现象的思想程序具有确定且客观的思想特性吗？（二）发展以牛顿典范和系统典范对比的物理发展史教材来改变在职及
10、职前教师的传统科学本质观。物理学由近代的牛顿典范（paradigm） 经场论纲领到现代的系统典范 ，在自然观、认识论和方法论上（也因此是在对科学本质的看法上）已经发生革命性的改变。这种改变在现代的科学哲学中得到热烈的讨论并取得了一个重要的共识，即代表牛顿典范之逻辑实证和逻辑经验主义的（传统）科学本质观应该被修正，而这个共识也已列入美国2061 教改计划的课程纲领之中（AAAS，1989） 。另外，决定现代科学本质观的科学哲学流派虽然众说纷纭，莫衷一是，但它们之间也有某些共同点。例如它们都把现代科学的知识和方法（例如相对论、场论、量子论、信息论、控制论、系统论等等）作为研究的对象，而且除了逻辑实
11、证和逻辑经验主义者外，它们都有丰富的系统典范的思想（例如整体性、层次性、联系性、动态性等思想） 。因此从物理发展史中选择牛顿典范与系统典范对比分析的史料来改变学习者的传统科学本质观，似乎可以有直接的成效。本文就是根据这个思考主轴所进行的一个尝试。我们首先以逻辑分析的方法来了解牛顿典范与系统典范之概念体系间的关联和差别，以对比的方式来呈现这种逻辑分析的结果（表一） ，并从物理发展史中针对这些概念体系的各个环节，选择适当的史料（着重介绍各个具有代表性人物之认识论和方法论思想） ，来进行对比的分析和讨论。对于牛顿典范（或逻辑实证主译）之科学本质观的局限性，我们则以现代物理学、系统科学以及现代科学哲学
12、的研究成果来作具体的说明。根据这些要点发展出以目标为导向，着重合理重建（而非历史再现）之物理发展史的实验教材。我们以 94 位资深在职中学教师为研究的对象，其中 44 位没有修过任何科学史的课程（下称空白组） ，另外的 50 位依其专业背景（化学或物理教师）平分为两班（分别称为控制组与实验组） ，这两组都修过两个学期以上的一般科学史课程（不是专门为改变他们之传统科学本质观而设计的化学史或物理史课程） 。我们以自己发展的在职及职前教师之传统科学本质观的量表 （附录一）作为实验教学之成效的评量工具。由前测（未进行实验教学前）的结果发现，空白组教师有 53.4的传统科学本质观，控制组和实验组分别有
13、49.1% 和 47.3的传统科学本质观，此显示学习一般的科学史教材对传统科学本质观的改变有一定的成效。在对实验组进行 26 小时的实验教学之后，进行后测，结果实验组的传统科学本质观由 47.3降为 24.0，以宾州大学 Rubba 教授的科学本质观量表（附录二）作为效标，同时测试的结果，更降至 9.6。此显示，在物理发展史的课程中，自觉的筛选史料（以目标为导向，但非扭曲或窜改史料）来设计教材，对改变在职教师的传统科学本质观有显著的成效。（三）发展科学史与力学课程结合的学生实验教材、教师手册、解题方法（以一次段考（六星期的教学内容）为范围） ，为今年的实验教学作准备。我们所发展之科学史哲与中学
14、力学课程结合之实验教材的主要目标有二，一是协助学生建构现代的科学本质观，二是协助其改善力学的学习成就（例如在概念认知和解题模式等方面） 。原本是以国中力学为范围，适逢今年改用新教材，力学部份在二下，目前尚未上市，故先以高中一次段考的力学课程为编写的对象，待国中新教材上市后再根据新教材的内容、进度编写国中部份的实验教材。负责高、国中实验教学的教师（共八位，高中两位、国中六位） ，已从物理发展史之师资培育课程中商定成绩最优秀者参与。我们所发展的实验教材尝试以如表二所示之概念体系的逻辑结构图，以及这个结构图中之各概念和原理的历史发展过程与相互间的联系关系来达成上述实验教学的两项目标。我们计划以发展国
15、中科学本质观量表、概念结构之变化和发展的量表以及学校常态的段考成绩来检验实验教学的成效。概念体系的结构图（概念系统树）反应了力学概念的逻辑结构（形式逻辑与辩证逻辑的结合） ，以及系统思想的整体性、层次性、联系性与动态性（相互转化的思辩性） ，有如一棵倒长的概念树。我们以此作为可帮助学习者长期记忆及解决问题的模式结构，作为学生建构其自有之概念结构及解题模式的参考。 （注：根 据 学者 的 研 究 ， 概 念 系 统 树 （ 概 念 结 构 图 、 结 构 化 知 识 ） 是 一 种 教 学 与 学 习 的 有 效 方 法 。它 有 如 下 的 优 点 ： 1.可 以 增 进 对 主 题 的 理
16、解 ； 2.增 进 对 主 题 的 记 忆 保 留 量 ； 3.促 进 解 决 问 题 的 能 力 ； 4.易 于 直 接 迁 移 到 熟 悉 及 新 颖 的 情 境 里 ； 5.产 生 正 向 的学 习 态 度 等 。 因 此 以 结 合 物 理 发 展 史 的 概 念 系 统 树 为 主 轴 来 编 写 实 验 教 材 所 可 能 产生 的 功 效 ， 不 是 只 停 留 在 理 论 阶 段 而 已 ） 。在 改 善 学 习 成 就 方 面 ， 我 们 也 尝 试 把 科 学 史 上 着 有 成 效 的 两 种 解 题 方 法 （ 笛 卡尔 的 万 能 方 法 与 Polya 的 数 学
17、启 发 法 ） 与 概 念 系 统 树 结 合 起 来 ， 成 为 一 种 结 构 性思 维 的 解 题 模 式 ， 使 概 念 系 统 树 的 功 能 有 更 深 层 次 的 发 挥 。表 二 ： 物 體 受 力 之 概 念 系 統 樹萬 殊 歸 一歸 納（ 經 驗 科 學 ）（ 分 析 法 ）科 學 方 法 與 邏 輯 思 辯理 一 分 殊演 繹（ 結 構 性 理 論 ）（ 理 論 科 學 ） （ 綜 合 法 ）邏 輯 思 辯 的I、 陰 陽 概 念 對1.靜 與 動2.時 與 空3.時 空 與 運 動4.線 性 與 非 線 性5.彈 性 與 塑 性6.動 能 與 位 能7.動 力 學 與
18、 靜 力 學8.形 變 與 非 形 變I、 科 學 方 法 陰 陽 對1.一 與 多2.演 繹 與 歸 納3.綜 合 與 分 析4.理 論 與 經 驗5.抽 象 與 概 括 （ 具 體 ）6.邏 輯 與 歷 史II、 邏 輯 思 辯 之 規 律1.陰 陽 對 立2.陰 陽 制 約3.陰 陽 滲 透4.陰 陽 互 補5.陰 陽 轉 化6.陰 陽 統 一作 用 於結 果（ 依 其 能 量 被 運 用 的 方 式 來 分 類 ） 可 以 是可 以 是既 形 變 又 運 動動 能 與 位 能 相 互 轉 化 （ 波 ）靜 即 含 動 、 動 不 捨 靜（ 王 夫 之 ）（ 依 空 間 度 的 不 同
19、分 為 ） (依 運 動 方 式 的 不 同 分 為 )（ 應 用 ）1.力 ， 形 之 所 奮 也 。2.物 體 運 動 、 變 化 的 外 因 。1.感 官 儀 器 可 以 認 知 的 所 有 東 西 （ 有 相 ）2.一 切 的 存 在 和 性 相 。3.力 之 承 受 者依 形 變 的 種 類可 分 類 為 3-1(2)(二 )塑 性 形 變非 線 性 形 變不 可 逆依 應 力 的 不 同 分 為伸 長 形 變 、 壓 縮 形 變彎 曲 形 變 、 扭 轉 形 變續 接 波 以 及線 性 因 果 律氣 體 之 彈 性 與波 義 耳 定 律固 體 之 彈 性 與虎 克 定 律 (3-1
20、(2)(三 )彈 性 形 變線 性 形 變可 逆物 體 發 生 形 變 （ 靜 ） 3-1(2)(一 )儲 存 位 能依 著 重 運 動 的 原 因或 運 動 過 程的 不 同 分 為槓 桿 、 桿 秤 、 桔 槔斜 面 、 投 石 器滑 輪 、 輪 軸 、 天 平3-4靜 力 學 （ 3-2）合 力 為 零合 力 矩 為 零類 比 光 學 、 擴 散 、 流 力以 燭 光 (量 )I取 代 X以 粒 子 數 (量 )n取 代 X以 流 量 V取 代 X類 比 轉 動 、 熱 學 、 電 學以 轉 動 量 取 代 X以 熱 量 H取 代 X以 電 量 Q取 代 X統 一 公 式X=X +vt+
21、at /2v = v +2aX主 要 物 理 量位 移 量 （ X）速 度 v=dx/dt加 速 度 a=dv/dt立 體 運 動 （ 3D）平 面 運 動 （ 2D）直 線 運 動 （ 1D）運 動 學著 重 如 何 運 動 或運 動 的 過 程續 接 牛 頓 時 空線 性 因 果 律波 以 及 場 論 綱 領移 動 、 轉 動 、 振 動皆 遵 守 牛 頓 三 大 定 律以 及 線 性 因 果 律動 力 學著 重 為 何 運 動 或運 動 發 生 的 原 因運 動 狀 態 發 生 改 變 （ 動 ） 3-1（ 3）儲 存 動 能物 體質 點 、 幾 何 點 、 質 心 、 重 心 （ 3-
22、3）力 (3-1(1)定 性 陳 述 ， 3-1(4)定 量 瞭 解 , 3-5）（四）根据系统理论研究科学史哲与科学教材结合的认识论模式。本文是尝试建立一个适合我国中学物理力学教材与科学史哲结合的理论模式，以作为我们发展这类实验教材、进行这类教材之实征研究及师资培育等方面的理论依据。我们首先吸收 美 国 哈 佛 学 派 在 这 方 面 的 理 论 和 实 征 研 究 结 果 ， 然 后 从 科 学 认 识 论 的 角 度 出发 ， 提 出 以 系 统 方 法 （ methodology of systemism） 来 研 究 认 识 论 之 四 要 素（ 分 别 是 逻 辑 分 析 、 历
23、史 分 析 、 心 理 发 展 分 析 、 社 会 文 化 的 影 响 等 ） 间 的 交 互 作 用关 系 。 我 们 把 这 个 理 论 模 式 称 为 统 整 模 式 ， 以 有 别 于 西方文献中常用的插入式、融入式以及个案研究等方式。 把 这 个 认 识 论 模 式 称 为 统 整 模 式 的 原 因 是，这个模式在发展适当实验教材的目标导向之下，从整体上来考虑上述科学认识之诸要素间的对立、联系、转化和统一关系（参图一） ，并且依照学习与研究的不同层次，把这些循环反复的统一关系提升到更高、更深的阶层（此即为系统典范的螺旋进化原则） ，以达到逐次改进教材的目标。从本位主义的立场（牛顿典
24、范的分析观点）来看，科学史哲与科学教材结合的很多关键性的问题都尚未厘清（是着重历史再现呢？还是逻辑重建？还是合理重建？还是其他？） ，孰为主、孰为客的争论都尚未定位（面对不同的对象和需要，谁来教科学史？教些什么？如何教？等等） ，因此大谈把两种内容、研究方法、目标、价值标准等等完全不同（且无法调和）的科学史（社会科学）和自然科学教材结合起来，甚至把学习者的心理发展分析，和社会文化的因素列如考虑，似乎是荒唐的、不可思议的事情。然而从科学教育之整体联系的立场来看（系统典范的综合观点） ，不但科学教材（逻辑分析）应与科学史进行对话建立联系，使两者之间能保持适当的平衡关系，也应该与认识论的其他要素进行
25、联系，在概念和方法上相互渗透。甚至于应该建立可量化的数理理论及模式，对整个自然科学教材的内容，进行定量、精确的分析研究，以便能更加有效、更加合理的运用和发挥科学教育的特质与功能（参下五） 。图一：在为改进中学自然科学教材提供建议的目标导向之下，自然科学教材与科学认识之四要素（四个功能子系统）间的对立、联系、转化和统一关系。这些关系可以依照学习与研究的不同层次，循环反复的逐次深入到更高、更深的阶层，而且这种螺旋上升的进化层次是无止境的（在图一中没有呈现这种螺旋进化的立体图示） 。此模型与 建构实在论 的基本原理：开放原理(5)(包括辩证外推(3)、沟通原理(4)、社会学习(2)、对反原理(6)、
26、交织原理(7)、自组织原理(1) 一致。歷史批判分析（在目標導向之下著重科學家和科學家群體認知規律之分析）社會文化因素（在目標導向之下著重研究其與不同典範間與不同認知規律間的聯繫關係）心理發展分析（在目標導向之下著重學習者個體認知規律之分析）邏輯分析公理化體系牛頓典範或系統典範在职及职前教师之传统科学本质观量表试作林财库高雄师范大学物理系TEL：（07）71729303263FAX：（07）7111681E-Mailt1469nknucc.nknu.edu.tw摘 要本研究以文献分析法来研究逻辑实证（经验）主义之科学本质观的理论架构。以概念之结构体系的演绎方式（概念之系统树） ，由整体到部份逐
27、步分叉来进行分析。先把整个逻辑实证主义的科学本质观分成科学认识论和科学方法论的两个与我们的研究目的相关的大向度，再把两个大向度二分，分别成为科学知识、科学理论以及科学方法和科学活动等四个子向度。每个子向度用 1 至 5 个主题来作为代表，每个主题再细分 1 至 7 个次主题。整个量表共有 15 个主题及 49 个次主题（如表一所示） 。把 15 个主转化为具体问题，在加上 3个综合题之后，经两位专家审核修改，由一位研究生、94 位资深在职教师试作。我们以五点量尺及附加说明理由的方式来请每一为受试者对每一个主题提供他们的了解和详细的建议。参照审察意见，修改不适宜的陈述之后，将每个主题根据逻辑实证
28、主义的科学本质观，以及现代科学哲学对这些问题的不同看法，发展出 110 题初稿。初稿在给 103 位职前教师（包含本校物理、化学、工教等系不同年级的学生）试测后，依据试测资料进行修订，剔除 12 题，增补 2 题，使整份量表的总数为 100 题，正负向陈述约各半。为估量内部一致性，把在每个主题项下的题目平均分为 A 与 B 两式，每式各为 50 题（折半信度） 。再把各个在主题项下的问题随机的打散，即得到如表二所示，以传统科学本质观为核心的量表。本量表的主要目的虽然只是作为评量我们所发展之实验教材之教学成效（故取样不多、不广） ，但仍然尝试以逻辑分析和专家的建议来增加内容效度，以较多的试题数目
29、来提高量表的信度,并且正在进行各主题、各子向度及整个量表的 系数分析、区别效度的分析以及效标关联效度的分析（我们以宾州大学 Rubba 教授的科学本质量表（NSKS）为效标） 。在此量表完成效化之后，我们除可对在职及职前教师的传统科学本质观提供整体的相对评量之外，还可个别的对科学认识论、科学方法论的两个向度；以及四个子向度（科学知识、科学理论、科学方法、科学活动等的四个分量表） ，和 15 个个别主题进行相对的评量。同时也可对如何利用科学史和其他专业课程来改变在职及职前教师之传统科学本质观提供参考。关键词：物理教学、科学本质一、研究动机物理学由近代的牛顿典范（paradigm） 经场论纲领到现
30、代的系统纲领 ，在自然观和认识方法上（也因此在对科学本质的看法上）已经发生革命性的改变。这种改变在现代的科学哲学中得到热烈的讨论并取得了一个重要的共识，即代表牛顿典范之逻辑实证和逻辑经验主义的科学本质观应被修正；而这个共识已列入美国 2061 教改计划的课程纲领之中（AAAS，1989，第一章） 。鉴于师资培育体制内之物理系所的专业教材，对于这种转变尚未做出充分且必要的反应，以致我们的在职及职前教师的科学本质观仍大多停留在逻辑实证（经验）主义的思维框架之下，此将影响下一代建立现代的科学本质观，造成个人与社会进步的障碍。本文尝试建立能评估在职及职前教师之传统科学本质观的量表，以作为我们在发展专业
31、教材时，考虑如何在教材中改变这种传统科学本质观，以及如何评量教学成效时的一种参考，希望能够在把科学本质的教育由 ”潜在课程” 变为 ”形式课程”的大方向上，作一些能力所能及的努力。二、研究方法本研究首先以文献分析法来研究逻辑实证（经验）主义之科学本质观的理论架构。以概念之结构体系的演绎方式（概念之系统树） ，由整体到部份逐步分叉来进行分析。先把整个逻辑实证主义的科学本质观分成科学认识论和科学方法论的两个与我们的研究目的相关的大向度，再把两个大向度二分，分别成为科学知识、科学理论以及科学方法和科学活动等四个子向度。每个子向度用 1 至 5 个主题来作为代表，每个主题再细分 1 至 7 个次主题。
32、整个量表共有 15 个主题及 49 个次主题（如表二所示） 。把 15 个主转化为具体问题，在加上 3 个综合题之后，经两位专家审核修改，由一位研究生、94 位资深在职教师试作（有效样本 89 位，其背景资料如表一所示） 。我们以五点量尺及附加说明理由的方式来请每一为受试者对每一个主题提供他们的了解和详细的建议。参照审察意见，修改不适宜的陈述之后，将每个主题根据逻辑实证主义的科学本质观，以及现代科学哲学对这些问题的不同看法，发展出 110 题初稿。初稿在给 103 位职前教师（包含本校物理、化学、工教等系不同年级的学生）试测后，依据试测资料进行修订，剔除 12 题，增补 2 题，使整份量表的总
33、数为 100 题，正负向陈述约各半。为估量内部一致性，把在每个主题项下的题目平均分为 A 与 B 两式，每式各为 50 题（折半信度） 。再把各个在主题项下的问题随机的打散，即得到如表三所示，以传统科学本质观为核心的量表。本量表的主要目的虽然只是作为评量我们所发展之实验教材之教学成效（故取样不多、不广） ，但仍然尝试以逻辑分析和专家的建议来增加内容效度，以较多的试题数目来提高量表的信度,并且正在进行各主题、各子向度及整个量表的 系数分析、区别效度的分析以及效标关联效度的分析（我们以宾州大学 Rubba 教授的科学本质量表（NSKS）为效标） （参表四） 。表一：在职教师传统科学本质观量表之有效
34、样本的分析样本数（百分比）班级暑研三暑研二（物理组）48 人（物理组 25 人，化学组 23 人）41 人（物理组）性别 男 72 人（80.9）女 17 人（19.1）毕业学校 台师大 29 人 （32.6）彰师大 11 人 （12.4）高师大 43 人 （48.3）其他 6 人 （6.7）教学年资 9 年以上 82 人 （92.2）59 年 7 人 （7.8）教学所在地 高雄市 36 人 （40.4）高雄县 19 人 （21.3）台南市 10 人 （11.2）台南县 5 人 （5.6）屏东市 4 人 （4.5）屏东县 3 人 （3.4）其他县市 10 人 （11.2）教学层级 国中 82
35、人 （92.1）高中 6 人 （6.7）其他 1 人 （1.1）以前是否填国类似量表否 89 人 （100）是 0 人 （0）三、研究结果表二：传统科学本质观的概念架构传统科学本质观（逻辑实证（经验）主义）的 15 个主题，48 个次主题。科学认识论 科学方法论科学知识向度 科学理论向度 科学方法向度 科学活动向度主题 1.1：科学是什么？次主题：1.科学真理（绝对真理、经验真理）？2.科学逻辑或数学（逻辑真理、形式真理）？3.科学猜测、创造（发明）或发现？4.科学信念或约定？5.科学科学心理学、科学社会学、美学、伦理学？6.形式科学（真理）经验科学（真理）吗？7 数学和逻辑的真理性内容如何？
36、 主题 2.1：科学理论的本质和结构是什么？次主题：1.科学是一种理性事业？还是陈述系统？还是两者都是？2.科学理论的概念结构是什么？3.模型在科学理论中发挥怎样的作用？4.科学理论怎样解释（说明）科学？主题 3.1：科学方法的基本内容是什么？次主题：1.科学方法应符合哪些条件？2.观察与理论的关系为何？3.经验与理论间的关系为何？主题 4.1：科学活动的发现过程（假说的形成和探索）是什么？次主题：1.科学发现的逻辑是什么？2.科学发现的结构是什么？3.科学发现的方法是什么？主题 1.2：科学与非科学的划界标准是什么？次主题：1.科学与伪科学、2.理性与非理性、3.有意义与无意义、4.科学与形
37、而上学（哲学思辩、超经验哲学、哲学本体论、传统哲学）等的划界标准。主题 2.2：科学理论的发展模式是什么？次主题：1.科学理论间如何竞争？如何选择？科学理论间如何交替？科学理论间如何转化？主题 3.2：科学方法的本质特征是什么？次主题：1.存在普遍适用的科学方法吗？2.形式化方法有什么意义和局限？3.科学方法具有绝对性？规范性？不变性？唯一性？逻辑性？主题 4.2：科学活动的检验过程（假说的确认与拒斥）是什么？次主题：1.检验的基础是什么？2.经验的证实是否可能？3.判决性实验的有效性如何？4.检验的标准是理性的吗？主题 1.3：科学知识的客观基础是什么？次主题：1 科学知识如何获得？2.科学
38、知识如何检验？主题 2.3：科学理论的评价与辩护的标准是什么？次主题：1.科学理论之评价的本质是什么？2.评价的客观标准是什么？3.科学理论的评价与选择是否是理性的？主题 4.3：科学活动的应用过程（说明、预测和实用）是什么？次主题：1.科学说明与非科学说明的判准？2.科学说明的程序与类型为何？3.科学说明、科学定律与科学预见间的关系？主题 1.4：科学知识的逻辑结构是什么？次主题：1.科学知识的逻辑结构是什么？主题 2.4：科学进步的评价标准是什么？次主题：1.科学的进步等同于科学的发展吗？2.科学进步的可能性根据是什么？3.科学进步的标准是什么？4.科学进步等于逼近真理吗？主题 1.5：科
39、学知识的增长模式是什么？次主题：1 科学发展的过程如何？2 科学的发展有必然性吗？3 它依照怎样的模式来进行？主题 2.5：科学之合理性的标准是什么？次主题：1.科学是理性的吗？2.怎样使它成为理性？3.科学家实际用来探索和解释自然现象的思想程序具有确定且客观的思想特性吗？表三：传统科学本质观量表科学本质试卷量表（A 式）姓名：_； 性别：_； 毕业（就读）学校和学系：_； 教学年资（年级）：-_； 教学所在地：_。以前是否填过类似的试卷-:_1. 一切科学都自动遵守逻辑规律（例如物理学的公理化体系，此包括静力学、牛顿力学、电动力学、相对论、原子论、量子论等等） ，或应当遵守逻辑规律。十分同意
40、同意没意见 不同意 十分不同意2. 我认为科学的目标不是去发现普遍适用的真理。十分同意 同意 没意见 不同意 十分不同意3. 假设人类的文明可以重新来过一次（重头开始） ，你认为它还会发展成现在的样子吗？ 十分同意 同意 没意见 不同意 十分不同意4. 根据现在人类所拥有的知识，我们有可能预见未来世界的情景吗？ 十分同意 同意 没意见 不同意 十分不同意5. 任何事物和现象都必定有一定的道理，都一定可以用科学来解释。 十分同意 同意 没意见 不同意 十分不同意6. 虽然哲学、艺术、伦理、宗教等等领域内的知识和理论不能被确切的证明是对的，但它们可以是理性的，因此它们可以被称为是科学的。十分同意
41、同意 没意见 不同意 十分不同意7. 哲学虽然不能用精确、清晰的科学语言来表达，也不能被经验事实来判断它是否为正确（真或假） ，但它可以是一种科学，也可以是一种理论。十分同意 同意 没意见 不同意 十分不同意8. 科学只能用来研究经验领域内的对象，不能用来研究超经验（例如鬼神、占卜、外星人、灵魂、宗教等）领域的对象。十分同意 同意 没意见 不同意 十分不同意9. 科学知识是以普遍公认的经验事实（观察、测量和实验的结果）为基础，经过归纳法确认而得的知识。十分同意 同意 没意见 不同意 十分不同意10. 在逻辑上真实的东西，在科学上未必是真实的。十分同意 同意 没意见 不同意 十分不同意11. 在
42、科学中存在一种普遍适用的逻辑推理规则，运用这种逻辑推理规则永远都不会得到矛盾（不合逻辑）的结果。十分同意 同意 没意见 不同意十分不同意12. 我认为科学中并不存在一种普遍适用的逻辑推理规则。十分同意 同意 没意见 不同意 十分不同意13. 科学知识不一定会随着观测和实验结果之质量的提升而不断的发展和进步。十分同意 同意 没意见 不同意 十分不同意14. 科学是理性的事业，科学活动也是理性的活动。十分同意 同意 没意见 不同意 十分不同意15. 科学理论有一定的逻辑结构，这种逻辑结构有统一的公理化形式。 （例如阿基米得的静力学、牛顿的经典力学、Maxwell 的电动力学、爱因司坦的相对论、宇宙
43、论；Bohr 的原子论；Schrodinger 的波动量子力学等） 。 十分同意 同意 没意见 不同意 十分不同意16. 我认为科学中并不存在一种普遍适用的科学理论。十分同意 同意 没意见 不同意 十分不同意17. 因为观测与实验的 “质和量” 随时间的增加而增加，所以新的科学理论一定比旧的科学理论更好（更接近真理） 。 十分同意 同意 没意见 不同意 十分不同意18. 科学家以经验事实来发展理论，又以经验事实来证实理论，科学的知识就是这样一点一滴的积累起来。 十分同意 同意 没意见 不同意 十分不同意19. 评价（判断）科学理论之好坏的客观标准是经验证据与科学理论间之逻辑关系的优劣。十分同意
44、 同意 没意见 不同意 十分不同意20. 科学的成果是否正确一定要得到客观的、可靠之经验事实的确证，所以当理论和经验事实不一致时，一定是理论错了。十分同意 同意 没意见 不同意 十分不同意21. 我认为科学中并不存在一种可以确立、评价和辩护科学理论之真伪的逻辑标准。十分同意 同意 没意见 不同意 十分不同意22. 虽然观测与实验的质量和数量随时间的增加而增加，但不能因此判断符合新实验观测的理论一定比旧理论要更好。十分同意 同意 没意见 不同意 十分不同意23. 科学的目的是求得真理，因此科学的进步就是连续的累积真理，使它越来越逼近真理。十分同意 同意 没意见 不同意 十分不同意24. 人类在科
45、学上的进步，可以用科学家发现了更多普遍适用的真理来概括。十分同意 同意 没意见 不同意 十分不同意25. 科学进步的过程是一个归纳的过程，这个过程表现在把（经验）事实归并为定律，再把定律归并为理论。十分同意 同意 没意见 不同意 十分不同意26. 理性的标准就是逻辑的标准，也因此是科学的标准。因此，不重视（或反对）对科学进行逻辑分析，是非理性的作法。十分同意 同意 没意见 不同意 十分不同意27. 科学始于观察，科学理论以客观的、可靠的观察为基础。十分同意 同意 没意见 不同意 十分不同意28. 科学研究是需要先从事于观察或实验，从观察和实验中收集事实（经验事实） ，然后对事实加以分类和经过其
46、他的逻辑程序，而从事实中推论出定律来。十分同意 同意 没意见 不同意 十分不同意29. 经过专业严格训练的科学家们所进行的观察、测量和实验等结果不会受他们的主观信仰、思想或感情等所影响。十分同意 同意 没意见 不同意 十分不同意30. 经过专业严格训练的科学家们所进行的观察、测量和实验等结果不一定是可靠的。十分同意 同意 没意见 不同意 十分不同意31. 培根（F.Baken，15611626）说：科学是通过观察、实验、搜集材料和事实，然后再经由归纳，上升而成为理论的 。你同意吗？十分同意 同意 没意见 不同意 十分不同意32. 科学方法就是以客观的、精确的观察、测量和实验来进行求证的方法。十
47、分同意 同意 没意见 不同意 十分不同意33. 只有独立于理论之外，不受理论制约之纯粹的、客观的观察，才能被用来归纳以形成理论。十分同意 同意 没意见 不同意 十分不同意34. 科学方法不一定都是从经验事实中归纳出普适规律的方法。十分同意 同意 没意见 不同意 十分不同意35. 有效的科学方法一旦被找到之后，就可以长远的流存下去，不会随任何理论的发展而改变。十分同意 同意 没意见 不同意 十分不同意36. 我认为科学中并不存在一种普遍适用的科学方法。十分同意 同意 没意见 不同意 十分不同意37. 科学方法具有客观性，所以具有主观性和内省性的哲学方法不能作为科学方法。十分同意 同意 没意见 不
48、同意 十分不同意38. 所有真理都是会改变的，科学的真理也不例外。十分同意 同意 没意见 不同意 十分不同意39. 我认为科学的研究工作并不存在普遍有效的方法（例如观察、测量和实验）和活动（例如假说的形成、检验和应用） 。十分同意 同意 没意见 不同意 十分不同意40. 科学的活动不是一种理性的活动，它会受，例如，政治、经济和个人感情等等的影响。十分同意 同意 没意见 不同意 十分不同意41. 科学家不是只根据他先前的知识、观测和逻辑等理性因素来建立他的假说（假说的形成包含有非理性的因素） 。十分同意 同意 没意见 不同意 十分不同意42. 我认为存在一种普遍适用的归纳法则可以让我们从大量的观察数据中，通过某些特定的程序，来得到科学假说。十分同意 同意 没意见 不同意 十分不同意43. 经过专业严格训练的科学家们所进行的观察、测量和实验等结果，会受未被证实的假说所影响。十分同意 同意 没意见 不同意 十分不同意44. 我认为存在一种单一的科学方法（即以精确的观察、测量和实验来进行求证的方法）可以被用来进行有效的科学研究，用这种方法所得到的科学知识必定是
