科哲筆記(11)_科學史教學的前提

「科學家和一般人對創造性的科學活動的印象，來自同一個權威性的源頭…至於這權威的源頭，我心中主要想到的是科學教科書、通俗作品、和以它們為根據的哲學著作…三者都紀錄下過去諸革命的穩固結果，並展示目前常態科學傳統的基礎。」（頁169-170）

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這一章要解釋的是現代教科書如何斬除了歷史感，使我們看不到革命的過程、且以為科學的發展是連續性的。

教科書的功用，是使常態科學延續下去。也因此在一個科學革命之後，教科書受當時常態科學的語言、問題結構、標準等改變，必須得部分或全部重寫。對於一般的讀者而言，他們的只能碰觸到最近一次的革命歷史。

再來，教科書要使學生迅速熟習當代科學社群認為已知的事。它必須分別逐個的處理常態科學中的各種實驗、觀念、定律、理論等。這在教學上無法避免，但這樣撇除歷史氣息的結果，會讓教科書發揮一種暗示：科學家從古至今都在追求諸典範界定的特定目標，科學家在過程中砌磚建樓似的，在當代科學知識體上，逐步累加新的事實、觀念、定律、理論。

但作者認為事實並不是這樣，因為許多當代科學的問題在最近一次科學革命發生之前並不存在，如同前一章節所說的，科學家的「世界觀」在每一次科學革命後都產生了極大的改變，過往的科學家在過去的典範中，以自己的工具、解題準則去解決他們的問題。

作者最後說：「在科學的諸多面向中，教學形式更能決定我們對科學的本質、以及發明及發現在它的進展中所扮演的角色的看法。」

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我想從實際教學層面來頭談科學史這件事。

若從現今課綱的架構，科學史是高中才開始需要觸及的領域，或許在目前國中小的教學、甚至課外書，都會穿插一些科學家的故事，但那些都仍是滿片段的歷史。

舉例來說，我們通常都以為日心說的提倡者是哥白尼，而且他提出日心說後從此替換掉過往的地心說，但從歷史上來看並非如此。日心說的初始模型早在古希臘時期就出現，與地心說的初始模型可說是並列存在的，只是基於人類文明的發展、宗教的崛起等因素使得地心說成為主流，以地心說為核心的探究更是不斷為這理論進行精煉。

哥白尼純粹以一名「涉世未深」的年輕角色，從數學的觀點認為地心說過於複雜；反觀古希臘亞里斯塔克提出的日心說則是簡潔易懂，又能解釋地心說處理過的現象。哥白尼實際上只是日心說的擁護者，以及日心說的精煉者。

至於日心說真正取代地心說的時機，應該要歸功給克卜勒，因他將公轉軌道變成橢圓形、讓魯道夫星表預測星體運行的能力更準，人們才放棄了地心說，擁抱了新的典範。

這段歷史，至少在高中以前是不會提及的，但我也覺得就算以我現在真的理解了這段歷史，我也不覺得高中以前有必要學習這些。主要原因在於要能夠理解這段歷史，必須要將地心說與日心說的基本概念弄清楚，但這個內容其實非常艱澀，國中小的學生基於認知層次可能未到位、以及基礎科學的底子都不足的狀況下，學習這些只是變成一知半解。反觀到了高中以後，擁有基礎學識涵養下，應該較有能力將這兩個理論並列分析。

只是這樣的安排會出現一個問題，那就是學生為了先奠定基本學術涵養，勢必得先學習其中一套典範，不可避免的，他們一定是學習目前最經典的典範。在這樣的狀況下，如果我們到高中以後才開始把舊的典範拿出來談時，學生很容易會覺得舊典範根本不值得一提，無法真且感受到典範之間的「不可共量性」。

若大家與我一樣，認同科學史教學的價值，也能認同孔恩所提出的「不可共量」的觀點，在教授科學史、分析不同時期的典範之前，我們其實還有一項能力可以先交給學生，那就是「批判性思考」。

我認為，唯有在學習的過程中，不斷讓學生去提問、辯論、反思，讓學生從小在學習教科書中每一個知識時，也能同時保有一個「知識的價值是可能轉變」的態度，那麼未來他有能力從科學史中更深入這些理論的發展時，相信也能夠以更客觀的心態去看待從古到今的這些典範轉移。