从科学学习的观点探讨模型与建模能力.PDFVIP

從科學學習的觀點探討模型與建模能力 邱美虹 1* 劉俊庚 1,2 1 國立臺灣師範大學 科學教育研究所 2 臺北市立中崙高級中學 摘 要 科學的發展過程中科學家常透過模型的建立，使科學知識得以簡明的方式表示或傳遞其理論， 以做為溝通的媒介。但是在科學教育的教學中，教師較少發展學生對模型的觀點，也不重視建模能 力的建構，因而學生對模型的看法常停留在具體的層次而未能提升到抽象的層次，使得科學學習受 到阻礙，更遑論整體建模能力的培養。有鑑於此，本文主要是回顧有關模型和建模能力的相關文獻， 並對其在科學教育的教與學中所扮演的角色以及以模型為基礎的教學實例加以評析，以作為科學教 與學之參考。 壹、前言 質的教學中卻常被忽略（Gilbert, 1995；引 Hodson（1992）認為科學教育的目的 自 Crawford Cullin, 2004）。近來，科學 有下列三個：科學的學習（the learning of 教育研究也重新關注於模型與建模的議 science），如理解由科學所產生的想法；關 題，如科教著名的期刊 International 於科學的學習（learning about science）， Journal of Science Education 於 2000 年 9 如理解在哲學、歷史和科學方法的重要議 月即針對此議題出版專刊。因此，確有其 題，和學習去做科學（learning to do 必要對於模型與建模做更為深入的探討。 science），如能夠參與那些獲得科學知識的 貳、何謂模型 科學活動，而達成這些目的最為關鍵的角 色即是對模型（model）的認識與建立模型 一、模型的定義 關於模型（model）這個名詞，許多研 （modelling）的能力。在科學的實踐上， 究者均有不同的解釋，在這些不同意義之 ??型與建模也扮演著相當重要的角色，模 間，有一個共同的核心意義，即是模型代 型的形態或結構可以減少其所呈現現象的 表在某些情況下所呈現的另有表徵。一般 複雜性，讓抽象理論更易被理解，並可用 來說，通常模型常被視為是一個物件、事 來進行預測和推論，當然更是科學教學與 件、想法或現象的表徵（Gilbert Boulter, 學習歷程中相當重要的呈現方式與不可或 2000）。 缺的能力，然而在科學探究活動與科學本 然而，學生與科學家對於模型卻有不 * 為本文通訊作者 同的看法，通常學生僅能建構可以見到物 - 2 - 從科學學習的觀點探討模型與建模能力