科学本质学科教学知识(NOS PCK)的内涵

1、科學本質學科教學知識（NOS PCK）的內涵目前NOS教學的研究主流正聚焦於NOS PCK之探究上，其目的是找出一些有效的NOS教學方法來讓教師參照與執行，以使學生成功地習得NOS這一當代所強調的科學素養；然而，時下的現實狀況卻是各家說法不一、著重的焦點有異，尚未有一個高共識或高整合性的NOS PCK論點產出。因此，研究者在本節裡除了從本體論的觀點來對NOS PCK的演進歷程作一概述外，將再持花蓮科學本質研究團隊所提出的三階段論來對實踐NOS-CI教學的具體教學作為作一論述。一、 NOS PCK的演進歷程學科教學知識（pedagogical content knowledge，以下簡稱為PCK

2、）的概念是由Shulman於1986年時率先提出的，其認為當時美國的師資檢定過程中僅強調學科知識（content knowledge，以下簡稱為CK）與教學知識（pedagogical knowledge，以下簡稱為PK），卻忽略了教授不同學科時須有不同的PCK之需求。在Shulman的看法裡，PCK是由PK融入CK裡而成型的，所以PCK是屬於CK裡的一種形式（form），是一種教授CK的專業PK。在實際的教學情境下，所謂的PCK即是指瞭解學科的中心主題，並能轉換成一般的方式教授給特定級的學生知道，如：類比、圖解、舉例、解釋與示範等，也包含了瞭解學生的學習困難與先前概念，以及如何導正學生概念的

3、教學知識與策略（Shulman & Sykes, 1986）；易言之，PCK是教師在面對特定單元與特定學生時，其學科知的表徵方式與改變概的教學策等內涵之知。因此，PCK是一種具有學科特定的PK，不同於學科專家對CK的瞭解，也不同於教育專家對PK的體認，而是一般教師所獨有的一套融合了CK與PK的完整知識體系，為教師所需具備之最重要的知識（Shulman, 1987）。此外，Shulman於1987年時亦提出了PCK的形成歷程。Shulman認為PCK的形成是教師經由理解（comprehension）、轉換（transformation）、教學（instruction）、評鑑（evalua

4、tion）、反思（reflection）與新的理解（new comprehension）等歷程而漸至完備（見圖2-4-1）。故而，PCK所呈現的即是一種動態發展的本質，而教師的專業知識也因此而才能隨之成長。圖2-4-1PCK的形成歷程（Shulman, 1987）Shulman於1986年提出PCK的概念之後，諸多學者便對PCK的內涵發表了許多延伸性的看法。段曉林於1995年時將上述的延伸性看法作出一番整理，並進而歸納出自己對PCK之內涵的微觀觀點與巨觀觀點：（一） Grossman於1988年時提出，PCK應再加入對課程知的重視。（二） Tamir於l988年時提出，PCK應再強調特定學科（

5、subject matter specific）教學知。（三） McDiarmid、Ball與Anderson於1989年時提出，PCK的內涵應著重在如何表徵CK，如：好的比喻、活動、模型與問題等，以使學生於解CK。（四） Carter於l990年時提出，PCK是指教師對學科的瞭解程與如何將CK傳遞（translate）到教室中的課程事件（classroom curricular events），這種傳遞的過程是多向且複雜的。Carter在1990年時所提出的想法與McDiarmid等人在1989年時所提出的觀點一致，皆為PCK提煉出轉換此一重要的意涵。（五） Kennedy於l990年時提出

6、，PCK的重點在於混合、而非總合CK與PK。（六） Gudmundsdottir於l990年時指出，PCK包含了CK與PK，而Shulman所提出的PCK是一種特殊的混和（special amalgan），就好比是合，其性質已與原先混合之物質相同。（七） Marks於1990年時指出，其在實際分析國小學教師的PCK當中，發現了Shulman所提出的PCK其實是由CK所轉換成的一種可教授的學科知；但Marks亦認為PCK可藉由一般的PK轉移到特定的主題與內容之方式衍生出來。（八） Geddis於1993年時提出，PCK是CK與一般PK交互作用下的產物，是一種由CK轉變為最適當的教學方式之知。（九

7、） Lederman與Latz於1993年時，對PCK提出了同於Shulman的新定義。他們認為教師只有在斷的教學與持續使用個人的專業CK於教學活動中，專業CK與PK方能融合起以形成PCK。（十） Tobin、Tippins與Gallard於l994年時以建構主義的觀點提出，CK、PK與PCK三者是相互交錯在一起的，宜單獨分開某域知。從（五）至（十）的文獻裡可以得知，有關PCK與CK、PK的相互隸屬關係，尚未有一個明確的定論；然不可否認的是，CK與PK同是形成PCK時的要素之一。（十一） Reynolds於l992年時綜合各家的點，把限定於特定學科範疇的PCK展成融合學科內容、一般教學與學習原

8、與一般通學科的特定內容教學知（content-specific knowledge）。雖然Reynolds提出了一個新的名詞，但其本質上仍類屬於PCK。（十二） Cochran、DeRuiter與King於1993年時，引用了McEwan與Bull的觀點在科學社群中，科學家需斷地將自己的研究結果與他人溝通、分享，以改變別人的信、或者準備改變自己的信來質疑Shulman所提出的PCK之知本質是屬於一種靜態的知體系，無法符合建構主義的觀點。因此，Cochran、DeRuiter與King提出以knowing來代替knowledge，把PCK拓展成整合學科知、教學知、有關學生知與有關情境知的PCKg

9、。在建構主義的觀點之下，PCKg比PCK多教師對學生的瞭解，以及教師對社會、政策、文化或外在環境因素的瞭解。（十三） 段曉林在整理了上述有關PCK之內涵的延伸性看法後，歸納出自己對PCK之內涵的微觀觀點與巨觀觀點：1. 微觀觀點：PCK是教師在課室教學情境中，為了教授特定的單元而所具備的教學知，其內涵囊括了：（1）學科知；（2）學生對特定單元的學習知；（3）表徵方式與教學策；（4）課程知；（5）評知；（6）情境與文化之知。2. 巨觀觀點：PCK是教師的學科知、學生知、一般教學知、課程知、評知及情境與文化之知等域知識的融合產物。當教師在師資培育學程中學習上述域之知時，其心智會斷地將種的域知進行融

10、合，並以全方位的角來思考學科的教學，此時，PCK即已形成；另外，在教師斷地思考特定單元的PCK之同時，也會自建構此學科域的教學方法。從（十一）至（十三）的文獻裡可以得知，PCK的範疇已從原先的特定學科領域，被拓展成與社會、文化、教學情境、學生背景、學習原理與教學評量等交相建構的體系(Hodson, 2000)。綜觀上述文獻，PCK是一種具有動態建構的實踐性知識，其所強調的重點乃在於教師能轉換出適宜的教學策略，以將CK傳達給學生。然更為重要的是，在建構主義的影響之下，PCK的發展思維已不再侷限於只與教師的教學面向有關，其更能考量到在當代的教育思潮裡，學生的學習面向亦扮演著與教師的教學面向同樣重要

11、的角色；故而除了教師的CK與PK之外，有關學習情境的佈置與學生的學習脈絡，都成為當代的PCK所強調的重要內涵之一。PCK的蓬勃發展後來則為NOS教學之研究提供了一個新的思考面向。在Lederman（1992）指出教師的NOS觀與學生的NOS觀並沒有直接的因果關係之後，NOS教學之研究便開始等待著一個突破性論點的出現；而當Schwartz與Lederman於2002年提出NOS PCK此一新概念的同時，NOS教學之研究才終於有了一個較為正式與明確的指導性架構。Schwartz與Lederman於2002年時所提出的科學本質學科教學知識（NOS PCK）是由科學本質知識（Nature of Sci

12、ence Knowledge，以下簡稱為NOS-CK）、學科內容知識（Subject Matter Knowledge，以下簡稱為CK）與教學知識（Pedagogical Knowledge，以下簡稱為PK）等三者交互融合而成（見圖2-4-2）。NOS-CK是指教師對NOS之內涵所具有的知識；CK是指教師對自然科課程內容所具有的知識；PK則包含教師對學生與各種教學策略的瞭解，以及能善用各項教學資源的能力。簡言之，NOS PCK的內涵應包括教師對NOS內涵的瞭解、教師對自然科CK的瞭解、教師對傳達NOS與自然科CK之相對應的PK之瞭解、以及對學生的瞭解，使教師能營造適當的學習情境來傳達NOS的內

13、涵，讓學習發生。所以，NOS PCK是一種特定的CK與PK的融合形式，故較不適宜將其中的要素分開來談。科學本質知識 NOS Knowledge學科內容知識 Subject Matter Knowledge教學知識Pedagogical KnowledgePCK for NOS圖2-4-2NOS PCK架構圖（Schwartz & Lederman, 2002）雖然Schwartz與Lederman於2002年時提出了NOS PCK這一新概念，但他們在當時卻沒有進一步地指出有哪些PK將對NOS的教學有所助益；所以，當今的NOS PCK在PK的發展狀況上是各家說法不一、著重的焦點有異，尚未

14、有一個高共識或高整合性的論點產出，如：明示（explicit）（Abd-El-Khalick & Lederman, 1998; Abd-El-Khalick & Lederman, 2000）；反思（reflective）（Akerson, Abd-El-Khalick, & Lederman, 2000; Kim, Ko, Lederman G., & Lederman S., 2005）；探究的歷程（inquiry）（Lederman, 2000）；融入式教學（integrated）（Clough, 2003）；課室對話（discursive practi

15、ce）（Driver, Newton, & Osborne, 2000; Duschl & Osborne, 2002; Kim, Ko, Lederman G., & Lederman S., 2005; Leach & Scott, 2003; Yore & Treagust, 2006）；班級經營（relational pedagogy）（Darby, 2005; Kim, Ko, Lederman G., & Lederman S., 2005）；內隱途徑、外顯途徑與整合式途徑（高慧蓮，2006）等。故而，在本研究的研究目的之下，研究者須

16、採用一套有系統擘劃、有高度整合性的PK論點，來協助釐清研究對象的NOS PCK涵養。二、 實踐NOS-CI教學的具體教學作為劉聖忠教授所主持的花蓮科學本質研究團隊，目前正在執行國小教師科學本質能力指標學科教學知能之研究，該研究乃是以科學本質能力指標為導向之3C科學課程開發之研究整合型計劃之子計劃一，而上述的整合型計畫又是促進學生3C素養Competency, Cooperation, & Confidence科學課程發展與實施區塊計劃之子計劃四。花蓮科學本質研究團隊所執行之國小教師科學本質能力指標學科教學知能之研究現下已進入第二年的研究進程，該進程的研究目的是將第一年所發展出來的三階段

17、論落實到國小NOS-CI的教學現場裡；至於研究者的碩士論文乃隸屬於第二年的研究進程，主要的研究目的是從教師的角度出發，來釐清一位受過NOS PCK與三階段論之專業成長訓練的國小六年級教師是否真正具備了NOS PCK涵養。除了研究者之外，本團隊尚有另一位成員將從學生的角度出發，藉由檢核同一教學場景之學生的NOS觀，一樣來釐清該教師是否真正具備了NOS PCK涵養。而上述同時從教師與學生的角度來釐清研究對象的NOS PCK涵養之研究組合，花蓮科學本質研究團隊則設立了兩組，一組於國小四年級現場執行，而研究者所屬的另一組乃於國小六年級現場執行。所謂的三階段論，是由劉聖忠教授所主持之花蓮科學本質研究團隊

18、所提出的NOS-CI教學理論，目前為該團隊進行NOS PCK研究時的理論依據。三階段論所指陳的內容乃是一套進行NOS-CI教學時的教學架構，用以觸發有效的NOS-CI教學，並讓學習發生，為該團隊的成員透由查找國內外有關NOS PCK的文獻、參與研究團隊的討論與親身嘗試進行NOS-CI教學的回饋，並在文獻討論教學回饋三者之間經過兩年不斷的激盪反省修正等行動研究歷程來慢慢凝聚出其全貌（邱太河，2007；陳文玲，2006；陳俊欽，2006）。三階段論認為自然科教師若欲進行有效的NOS-CI教學，其除了得周全班級經營（relational pedagogy）之外，亦須於教學的歷程裡同時實踐如下三階段：

19、第一階段：要有明示（explicit）教學的意願第二階段：要有探究（inquiry）教學的歷程第三階段：營造課室對話（discursive practice）的思辨情境以統攝NOS-CI概念之教學故而，在目前尚未有一個高共識或高整合性的NOS PCK論點產出的情況下，研究者就以自身所參與之花蓮科學本質研究團隊所提出的三階段論，來對實踐NOS-CI教學的具體教學作為作一論述：（一） 班級經營（relational pedagogy）Darby於2005年時，以教室觀察與訪談等方法，對澳大利亞一所鄉間學校的23名學生進行研究，來瞭解學生對於教師的教學方法所營造出的學習環境是否有助於其學習科學之觀感

20、。研究結果指出，教師若能營造出熱情（passion）、舒適（comfort）與支持（support）的學習氛圍，那麼此一班級經營（relational pedagogy）的策略將能讓學生樂於學習。熱情是指教師在意自己做什麼，並且願意和學生分享所做的事；舒適包括友善（friendly）與沒有恐懼（non-threatening）等兩項內涵，指教師不可對學生咆哮，並不做不合理的要求；支持包括鼓舞（encouraging）、同理心（understandable）與傾聽（attentive）等三項內涵，指教師能鼓勵學生、與學生一起工作及幫助學生去理解，並支持此一學習氛圍的建立（見圖2-4-3）。圖2-

21、4-3熱情、舒適與支持的學習氛圍（Darby, 2005）Darby（2005）的研究指出了學生在學習上的心理層面需求；若回頭審視NOS PCK的內涵，我們不難發現這一學生的心理層面尚未被加以探究與強調。此外，Kim、Ko、G. Lederman與S. Lederman等人亦於2005年時指出，教師必先有明示教學的意願，才能進行以學生為中心（student-centered）的教學；而營造適當的NOS學習氛圍首應關心學生的心理需求，以讓學生透過探究活動、課室對話與反思學習等以學生為中心的教學方式來學習NOS的內涵。故而，花蓮科學本質研究團隊認為若欲健全NOS PCK的PK內涵，除了建構一套有系

22、統擘劃、有高度整合性的PK論點之外，尚須兼顧學生的學習氛圍，以啟動學生想學的心、讓學生主動學習，使學生真正成為學習的主體；而上述這種以學生為中心的學習氛圍之建立，即是花蓮科學本質研究團隊在此所提出的班級經營之內涵，是實踐NOS-CI教學的具體教學作為裡不可或缺、且是貫穿前後的重要一環。（二） 第一階段：要有明示（explicit）教學的意願所謂明示教學的意願，簡言之，即是指教師願意將NOS列為直接的教學目標。Abd-El-Khalick與Lederman於2000年時指出，教師採用暗示（implicit）教學是相對無效的；明示（explicit）教學和反思性（reflective）教學才能促進

23、學生對NOS的理解。暗示教學乃意指教師無意將NOS列為直接的教學目標，同時卻期待學生在探究或科學學習的過程中，能自行瞭解或吸收課程中所隱含的NOS內涵。暗示教學會相對無效的原因，可歸因於教師將NOS列為情意性（affective）的學習目標、而非認知性（cognitive）的學習目標，所以才會期望學生能自行、或自然而然地透由學習活動來對NOS的內涵產生體會。相對於暗示教學，明示教學即是指教師將NOS列為直接的教學目標，或可說將NOS看成是一種認知性的學習目標。在Abd-El-Khalick與Lederman的定義之下，暗示教學與明示教學的最大區隔，就在於教師有沒有在教學的歷程裡與學生討論NOS

24、的相關內涵。舉例來說，Lin與Chen（2002）、翁秀玉與段曉林（1997）及高慧蓮（2006）等，都曾建議可實施科學史教學來促進學生對NOS的瞭解。如果教師在科學史的教學裡並沒有與學生討論任何與NOS相關的議題，則此教學模式即為暗示教學，學生僅能從科學史的課程內容裡自行體會出NOS的內涵；相對地，如果教師在科學史的教學裡讓學生有在NOS的架構內進行討論與反思課程內容的機會，則此教學模式即為明示教學。然而，與學生討論NOS的相關內涵，並不意味著教師即應直接使用NOS的語彙與學生進行溝通。Gallagher與King各於1991年時提出，職前教師應了解科學哲學的內涵，但學生並不需要如教師一般學

25、習科學哲學的內涵。易言之，教師若欲傳達NOS的內涵，則應將自身所了解的NOS內涵進行適當的轉換，以讓學生可以體會到教師所欲傳達的旨意。除Abd-El-Khalick與Lederman（2000）之外，Kim、Ko、Lederman G.與Lederman S.等人亦於2005年時指出，教師必須採用明示教學與以學生為中心的探究（inquiry）及情境（context）等教學設計，將NOS當成認知性的學習目標，才能讓學生學習到NOS的內涵。此外，許國忠與王靜如於2003年時提出，教師教授NOS時，必須讓學生先經歷一段科學概念為開端，再讓學生經歷一段經過安排的探究活動為接續，最後教師才明示與學習活動

26、相關的NOS為結尾，如：如何思考、如何獲得新知等。這樣的過程有一種後設學習的特質，可用以支持花蓮科學本質研究團隊在此所提出的明示與討論之運用範疇。（三） 第二階段：要有探究（inquiry）教學的歷程除了明示教學之外，另一項常被文獻所提及之實踐NOS教學的具體教學作為，即是反思性教學（reflective teaching）：1. Abd-El-Khalick與Lederman於2000年時指出，教師必須採用明示教學與反思性教學，才能讓學生真正習得NOS的內涵。2. Kim、Ko、Lederman G.與Lederman S.等人於2005年時指出，教師必須採用明示教學與以學生為中心的教學設計

27、，讓學生透過探究與課室對話等活動來反思教學內容，才能使學生進一步瞭解NOS的內涵。3. 高慧蓮在解讀了Abd-El-Khalick與Lederman（2000）有關暗示教學與明示教學的文章之後，於2006年時提出了自己對NOS教學的新見解。高慧蓮將NOS教學區分為內隱途徑、外顯途徑與整合式途徑。其中，內隱途徑為科學探究的教學、科學過程技能的教學、學科內容課程工作、從做中學科學、或其他的教學策略，用以促進學生對NOS的瞭解；外顯途徑是以科學史、哲或是與NOS的各種方面一致的教學來增進學生對NOS的認識；整合式途徑乃是內隱途徑與外顯途徑的整合，即在探究活動中融入相關的科學史，以讓學生從NOS的架構

28、中反思這些探究活動。然而，Abd-El-Khalick與Akerson於2007年時指出，不管是對教師而言、或是對學生而言，教學反思與學習反思皆沒有具體的操作性內涵；易言之，對於實踐NOS教學的具體教學作為來說，在此的反思所強調的是類屬於後設認知的心理運作範疇，較不利於教師對其進行具體的操作。花蓮科學本質研究團隊有鑑於此，希望能賦與反思比較具體與明確的操作性內涵，所以其在研閱與歸納國外有關NOS PCK的文獻之後，利用探究（inquiry）教學來彌補反思性教學在操作性上的不足。所謂要有探究教學的歷程，簡言之，並不是讓學生依循教科書的設計或教師的指示去進行探究，而是讓學生透由參與知識的形成歷程，

29、以對NOS的內涵真正有所體會，而不是將NOS的內涵當成是記憶性的知識而已。讓學生依循教科書的設計或教師的指示去進行探究，這只是一種食譜式的探究教學，學生至多只能感受到其複製了前人的經驗而已，無法產出更深層的體會；而讓學生參與知識的形成歷程（如：做實驗），即是讓學生能依據親身的經驗與所收集到的資訊作出結論（hands-on之歷程），進而從中有所反思與體悟，使個人的知識最終能過渡成公共知識（minds-on之歷程）。除此之外，Clough於2003年時指出，明示教學對於落實NOS PCK之具體教學作為而言，尚未稱充足，所以其提出了融入式（integrated）教學的概念，期能更加完備NOS PCK

30、之PK內涵。所謂融入式教學，簡言之，即是將NOS的內涵融入科學教育的教學過程裡，而非由教師純以講述的方式來教授NOS之內涵。若將融入式教學與上述的探究教學相互對照，將可看出這兩者皆在強調相似的意涵。探究教學強調教師要避免採用食譜式的探究教學，而是要讓學生經由hands-on的探究歷程來達成minds-on的反思與體悟，以對NOS的內涵真正有所瞭解，並非僅是記憶NOS的內涵而已；而融入式教學亦是在強調教師要避免採用食譜式的教學方式來直接教授NOS的內涵，而是要透過統整教學（integrated curriculum）的方式來幫助學生統攝NOS的內涵，進而使其對能廣泛應用的NOS內涵擁有深刻之體會

31、。因此，花蓮科學本質研究團隊認為探究教學與融入式教學兩者有著異曲同工之妙，皆是要避免學生將NOS的內涵當成是記憶性的知識，而是要對NOS的內涵產生真正的體會與瞭解。Lederman於1986年時，探討了教師的教學行為與班級氣氛等兩者，對於改變學生的NOS概念之關係。研究結果指出，若教師較傾向於問題解決模式與探究模式的教學，師生間的互動將較為頻繁、詢問問題的風氣也將較為盛行，且班級的氣氛亦將較為動態與愉悅的；此外，若教師能在上述的情境之下，發揮幽默、並利用故事來輔助教學，便將不會出現機械式的記憶取向教學，這有助於學生瞭解NOS的概念，並進而促進學生的科學學習。其次，Lin與Chen於2002年時

32、提出，將科學史融入教材教法的課程，能使學生的NOS觀由原先的傳統觀點轉向於當代的創新觀點。在科學史融入教學的實務技巧上，教師可利用小組討論、模擬以前科學家的實驗、或示範實驗等來進行，不宜直接講述科學史；易言之，如果教師可以在教學中整合教學理論、學習理論與科學史，將能使學生產生自我內化，進而促進學生學習NOS的內涵。此外，翁秀玉與段曉林於1997年時，針對教師如何在課室教學中提昇學生的NOS觀之作法，提出了四點建議：1. 學生極難由科學活動中主動思考NOS的內涵，因此教師可利用討論的方式，幫助學生將課程內容與NOS的內涵進行連結，以促進學生思考有關NOS的內容。2. 配合教材注入科學史的素材，有

33、助於學生瞭解科學知識的形成過程與科學家形成知識的過程相似，進而對科學面貌有較完整的認識。3. 教師應營造一個類似於科學家進行探究的學習情境，以安排學生實際操作科學探究的活動，而非僅是讓學生操作食譜式的實驗步驟。這是使學生重視科學探究層面最有效的策略。4. 教師不僅要增進自身對NOS的瞭解與傳達NOS的教學能力，更重要的是必須將潛藏在課程中的NOS內涵融入其教學信念中；唯有重視它，才可能將之表現在課室教學中。再者，陳文玲於2006年時為了落實中年級NOS-CI此一教學目標，採用了不同的教學策略，如：POE教學、探究式教學、學習環、問題引導學習與實驗探究式教學等，並依循中年級NOS-CI中知道、察

34、覺與相信等內涵，不斷地重複學生的學習經驗，以培養學生具備當代NOS之信念。上述Lederman（1986）、Lin與Chen（2002）、翁秀玉與段曉林（1997）及陳文玲（2006）的研究，與花蓮科學本質研究團隊在此所提出的探究之內涵多所呼應，皆是在強調教師應避免採用食譜式的探究教學，而是要採用統整教學的方式，並讓學生經由hands-on的探究歷程來達成minds-on的反思與體悟，進而對NOS的內涵產生真正的、深刻的瞭解，而非僅是將NOS的內涵當成是記憶性的知識而已。（四） 第三階段：營造課室對話（discursive practice）的思辨情境以統攝NOS-CI概念之教學如三階段論的第

35、一階段與第二階段裡所陳述的：NOS應被視為認知性的學習目標；此外，若教師採用食譜式的講述教學、或將NOS的內涵隱含在探究活動中且不經討論，那麼學生的NOS學習效果將無法顯現。因此，在上述的脈絡之下，營造課室對話（discursive practice）自然便成為落實NOS PCK的具體教學作為所必須面對的課題，而這也是其會成為三階段論裡的第三階段之緣由。此外，若要成功地、有效率地營造課室對話，教師又必須為學生經營出熱情、舒適與支持的學習氛圍，以讓學生願意融入課室對話的情境之中、進而樂於學習；故而，花蓮科學本質研究團隊在其所提出的三階段論裡，亦特別強調教師必須有班級經營的歷程。所謂課室對話，簡言

36、之，即是在思辨的對話情境之下，讓學生透過在探究歷程中的經驗與其所蒐集到的資料（數據或資料分析）來學習自然科知識，同時也要學到NOS的內涵（對三階段論而言，此處所指之NOS的內涵即是教育部所設立之NOS-CI）。Abd-El-Khalick與Lederman（2000）及Kim、Ko、G. Lederman與S. Lederman（2005）等皆指出課室對話在NOS教學中的重要性；教師是否經營合宜的課室對話，將影響學生反思探究活動的經驗能否形成科學知識、如何形成科學知識與科學知識的限制等NOS的內涵。Driver、Newton與Osborne於2000年時指出，學生的科學素養必須經由學習如何論證

37、來加以提升；因此，如果課室中缺乏論證的機會、或是教師經營課室論證的能力不足，皆會對學生的科學學習產生阻礙。Leach與Scott於2003年時指出，知識是透過語言脈絡來進行傳遞的，然學生的日常生活用語、日常生活經驗與日常生活的思考方式等學習背景深受文化的影響，因此與科學社群所使用的語彙意涵是有所落差的。教師應將上述的落差所造成的學習需求（learning demand）視為教學目標之一，以透過經營課室對話的方式，促使學生理解日常生活的用語、經驗及思考方式等與科學社群所使用的語彙意涵之不同處，進而讓學生內化科學知識以迎合學習的需求。Darby於2005年時指出，教師若能採用解釋（explanat

38、ion）、討論（class discussion）與澄清（clarification）的教學策略（instructional pedagogy）來進行教學，將能促使學生樂於學習。解釋是指教師應先使用連續問句（追問）讓學生區別科學概念間的差異，再進行解釋；討論是指教師在提問時，應讓學生充分表達意見，再從學生所表達的意見裡聚焦一個方向來進行討論；澄清是指教師應重複講述學生表達過的科學概念，幫助不太瞭解的學生再建構已知的概念，以加強相關概念間的連結。Yore與Treagust於2006年時指出，生活用語、課室用語與科學用語是有所不同的，教師應透過經營課室對話來使學生瞭解科學用語的語彙意涵。王靜如於2

39、002年時指出，真正能反映出NOS的教學型態，是教師必須擺脫大量講述的教學方式，改以引導學生經由發表、討論與辯證等逐漸建構的歷程來進行學習；教師亦可應用蘇格拉底式的教學對話，讓學生針對對話內容來對彼此進行思辨與批判，從而能應用科學的遊戲規則、或化約經驗世界的複雜性，以建立精簡與有條理的科學概念，並成為一位具有多元思考、理性批判與決策能力等科學素養的公民。從上述的文獻裡可以得知，經營課室對話時，教師與學生皆是對話中的主體。對教師而言，其必須擺脫大量講述的教學方式，改採解釋、討論、澄清或蘇格拉底式的對話等策略來經營課室對話，同時亦得體認到學生的日常生活用語、課室用語與科學用語等三者著實存在不同，所

40、以須帶領學生體認這三者之間的不同定義與可能有的相關連結；易言之，教師必須聆聽且尊重學生的看法，並得滿足學生在不同的文化背景之下所產生的學習需求。對學生而言，其能在熱情、舒適與支持的學習氛圍之下積極投入發表、討論、思辨、辯證、與批判等對話情境，並能感受、理解與尊重文化的多元性，將是課室對話能有效運作的最大保證；易言之，學生必須在讓彼此都能發聲、都能聽見彼此的發聲的對話情境之下，來習得表達、溝通與分享的真正意涵與價值（陳俊欽，2006）。而當教師與學生共同促成課室對話能有效運作之後，教師便能引導學生在思辨的對話情境之下，以其在探究歷程中的經驗與所蒐集到的資料來同時學習自然科知識與NOS的內涵；這即

41、是花蓮科學本質研究團隊在此所提出的以課室對話來統攝學生對NOS-CI的學習之內涵，與國內針對師生對談主題做段落分析與語詞分析來研究對談特色（林雅慧、張文華、林陳涌，2003）、利用STAM做小組互動分析來研究學生的學習情況（柯靜宜、張文華、郭重吉，2004）、及針對一系列的師生對話論證模式來研究教師的教學取向（莊敏雄、洪振方、邱太河，2006）等研究取向不同。美國NSES曾以教學指揮家（orchestrate）一詞來譬喻教師應如何經營課室對話，其可用以輔助說明花蓮科學本質研究團隊在此所提出的第三階段之內涵。教學指揮家這個譬喻旨在說明：在經營課室對話的情境之下，教師的角色就如同交響樂團的指揮家一般。指揮家必須清楚掌握不同樂者與不同樂器之特性；在樂團的演奏過程中，指揮家也得清楚明瞭哪個樂器該在什麼時候、以何種方式呈現出樂音，以演奏出和諧美妙的音樂。將上述的譬喻置入經營課室對話的教學情