可能 是 班 上 的 ） 理解 。 科學 思考 學生 在 科學 推理 上 顯示出 驚人 的 變化 。 原本 在 九月 ， 學生 在 三 方面 上 顯示出 對 科學 的 推理 形式 並 不 熟悉 。 首先 ， 學生 並 不 知道 假設 或 實驗 在 科學 探究 上 的 功能 。 當 被 問到 對於 「 什麼 會 使 小孩 生病 」 這 個 問題 的 看法 時 ， 除了 少數 例外 ， 學生 傾向於 簡短 的 反應 ， 未加 修飾地 ， 通常 是 無法 驗證 的 假設 ， 那 只 是 單純 重述 問題 中 所 描述 的 現象 ： 「 那 是 一 種 東西 。 … … 嗯 ， 我 可以 說 有 一 個 人 ， 某人 給 他們 某 種 東西 … … 任何 東西 ， 像是 毒藥 會 使 人 的 胃 受傷 」 （ Rosebery et al __UNDEF__ .
 
,1992:81 ） 。 第二 ， 學生 以為 證據 就 是 指 他們 已經 知道 的 資訊 ， 不論 是 個人 的 經驗 或 二手 來源 ， 而 不 知道 證據 應該 是 從 實驗 和 觀察 所 產生 的 資料 。 當 要求 他們 設計 一 項 實驗 來 驗證 假設 — 「 你 如何 找出來 ？ 」 — 他們 通常 這麼 說 ： 「 因為 垃圾 對 魚 是 有毒 的 … … 垃圾 使 牠們 死掉 」 （ Rosebery et al __UNDEF__ .
 
, 1992:78 ） 。 第三 ， 學生 把 實驗 的 誘導 — 「 你 如何 確知 ？ 」 — 解釋成 是 課文 理解 的 問題 ， 亦即 存在 著 一 個 「 對 」 的 答案 。 他們 經常 以 知識 的 解釋 或 辯護 來 反應 ， 而且 很 一致 地 表明 他們 的 反應 是 解釋性 的 （ 「 因為 」 ） ： 「 「 因為 魚 不 吃 垃圾 。 牠們 吃 水 中 的 植物 」 （ 第78 頁 ） 。 在 六月份 的 訪談 ， 學生 顯示 他們 已經 變 得 更 熟悉 假設 和 實驗 的 功能 ， 可以 在 更 大 的 解釋 架構 中 推理 。 Elinor 發展出 一 個 統整 水文 系統 的 模式 ， 在 這 個 系統 中 的 任何 行動 或 事件 都 會 影響 其他 部分 （ Rosebery et al .
 
, 1992:87 ） ： 你 不可以 把 垃圾 丟 在 地 上 。 如果 你 把 它 丟 在 地 上 ， 丟 在 水 裡 ， 地球 有 地下水 ， 它 還是 會 破壞 地下水 。 就算 下雨 時 ， 雨水 只 會 帶走 它 ， 下雨 時 ， 水 是 會 流走 ， 但 水 會 只是 把 垃圾 搬到 河流 裡 ， 水 也 都 流向 那裡 。 那些 東西 ， 有毒 的 東西 ， 你 不能 把 它 丟 在 地 上 。 在 六月 ， 學生 不再 訴諸於 匿名 的 代理人 ， 提升到 用 一 串 假設 來 解釋 現象 ， 像是 小孩 為什麼 會 生病 （ 第88 頁 ） ： 像是 ， 你 可以 檢查 學生 吃 過 的 東西 ， 像是 ， 也 可以 檢查 喝 過 的 水 ； 可能 是 水 不 夠 衛生 ， 有 細菌 ， 可能 有 微生物 在 裡面 ， 所以 造成 小孩 生病 。 在 六月份 的 訪談 也 顯示出 學生 已經 開始 發展出 對 實驗 的 功能 與 形式 的 認識 。 他們 不再 把 個人 的 經驗 當 證據 ， 而是 提出 實驗 來 檢驗 特定 的 假設 。 在 回答 一 個 有關 魚 生病 的 問題 裡 ， Laure 清楚 地 知道 如何 找到 一 個 科學 的 答案 （ 第91 頁 ） ： 我 會 放 一 條 魚 到 清水 裡 ， 放 一 條 到 充滿 垃圾 的 水 裡 。 我 會 給 在 清水 中 的 魚 食物 吃 ， 在 污水 裡 的 魚 我 也 會 給 牠 食物 吃 ， 看看 在 清水 裡 的 魚 是否 因為 我 給 牠 的 食物 而 死掉 ， 在 污水 裡 的 魚 是否 吃 我 給 的 食物 而 死掉 … … 我 會 給 牠們 相同 的 食物 ， 到底 是 因為 水 中 的 食物 ， 還是 現在 我 給 牠們 的 食物 ， 哪 一 種 會 使 牠們 健康 ， 哪 一 種 不會 讓 牠們 健康 。 結語 在 科學 裡 的 教 與 學 受到 「 探討 專家 知能 研究 」 非常 直接 的 影響 。 本 章 所 討論 的 例子 主要 屬於 兩 個 科學 教學 的 領域 ： 物理 和 中學 的 生物 。 我們 舉 了 幾 個 教學 策略 ， 說明 在 學生 接觸 公式 和 方程式 之前 ， 如何 幫助 他們 思考 物理 中 的 一般 原則 或 「 大 觀念 」 的 方法 。 另外 則 說明 了 幫助 學生 投入 在 「 精心 練習 」 （ 請 看 第3 章 ） ， 以及 監控 他們 的 進步 的 方法 。 學習 科學 思考 的 策略 的 另 一 個 項目 是 ： 發展 促進 概念 改變 所 需 的 思考 靈敏度 。 通常 ， 要 獲得 新 解答 之 靈感 的 層層 障礙 ， 是 根植 在 教材 相關 的 基本 迷思 概念 。 在 物理科 裡 ， 有 項 幫助 學生 的 策略 ， 是 從 一 個 對於 某 現象 的 「 定錨 直覺 」 開始 ， 然後 逐漸 帶 學生 步入 他們 比較 缺乏 直覺 的 現象 ， 但是 其中 所 涉及 的 物理 原則 是 相同 的 。 另 一 項 策略 則 包含 互動式 的 講授 展示 來 鼓勵 學生 進行 預測 ， 思考 回饋 ， 然後 把 現象 重新 概念化 。 Chhe Konnen 的 例子 ， 展示 了 意會 的 科學 學習 的 威力 ， 它 是 以 學生 帶到 學校 的 家庭 文化 為 基礎 ， 包括 他們 熟悉 的 談話 方式 。 學生 學會 科學地 思考 、 對話 和 行動 ， 他們 的 第一 和 第二 語言 以 有效 的 方法 中介 他們 的 學習 。 使用 母語 Haitian Creole ， 來 設計 他們 的 研究 ， 解釋 資料 ， 並 對 理論 進行 辯論 ； 使用 英文 ， 從 他們 的 主流 同學 蒐集 資料 ， 閱讀 解釋 他們 科學 測驗 結果 的 標準 ， 報告 他們 的 發現 ， 並 向 當地 水 處理 機構 的 專家 諮詢 。 結論 傑出 的 教學 需要 教師 對 學科 教材 及 其 結構 有 深度 的 認識 ， 以及 對於 幫助 學生 瞭解 學科 教材 之 教學 活動 的 徹底 認識 ， 如此 才 能夠 問出 引人 深入 的 問題 。 很多 的 研究 都 顯示 課程 和 它 的 工具 ， 包括 教科書 ， 需 在 學科 更 大 的 脈絡 和 架構 下 來 剖析 和 討論 。 為了 能夠 提供 這些 指引 ， 教師 自己 需要 對 學科 領域 以及 引導 這 門 學科 的 知識論 有 一 個 通盤 的 瞭解 （ 在 歷史 方面 ， 請 參考 Wineburg and Wilson , 1988 ; 數學 及 英文 方面 ， 請 參考 Ball , 1993 ; Grossman et al .
 
, 1989 ; 科學 方面 ， 請 參考 Rosebery et al __UNDEF__ .
 
, 1992 ） 。 本 章 的 例子 主要 在 說明 第6 章 討論 過 的 學習 環境 設計 的 原則 ， 分別 是 ： 學習 者 、 知識 、