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1、科學與科學方法（Science and Scientific Approach)2003/9/241我的文件科學與科學方法大綱大綱q科學是什麼q科學與常識q獲得知識的方法q科學研究q科學方法q結論2科學是什麼求知活動求生存自然現象好奇心自然現象求知慾科學知識探索探索產生產生滿足滿足轉化轉化觀察觀察人類求知活動求知活動科學活動科學活動二大趨力1.了解自然2.控制自然3科學發展期程發展歷展 科學活動目的萌 芽 期(古代)描述自然現象A累積感覺經驗與常識認識B找出常規、慣例成 長 期(近代)解釋自然現象了解自然現象將常識累積的知識抽象化、系統化，形成科學理論發 展 期(20世 紀)控制自然現象利用自
2、然現象注重科學理論的應用以達具體實用性蓬 勃 期(21世 紀)預測自然現象征服自然現象解決人類適應環境所產生的相關問題科科學學目目的的-解解決決人人與與環環境境的的問問題題科學是什麼從科學觀點區分1 4科學是什麼從科學觀點區分2 靜態與動態靜態與動態(Conant,1951)區分主要觀點靜 態認為科學是對整個世界提供有系統資訊的活動強調目前不斷累積的知識體系，也強調現有的 法則、理論、假設及原理動 態科學不僅只是科學家進行的活動目前的知識體系是未來科學理論和研究的基礎 ，此種亦稱啟發性的觀點5科學是什麼從科學觀點區分3 啟發式(heuristic)指有益於未來的研究理論。強調發現和揭露。自我發
3、現(self-discovery)解決問題(problemsolving)v運用想像力及不依照慣例的解決 問題v強調解決問題更重於事實及資訊 的主體6科學是什麼從科學觀點區分4 傳統與社會歷史觀點傳統與社會歷史觀點(Sampson,1991)區分主要觀點傳 統科學是自然現象的鏡 子，或是毫無偏差的呈 現自然現象以最高程度的正確性來描述世界的真實模樣科學的工作是區分何者為真，並修正錯誤社 會歷 史認為科學是故事，科學家是說故事的人唯有故事才能說明事實真相每個故事都由說故事者的喜好而完成7科學是什麼從科學觀點區分5 Sampsons在社會心理學下的科學觀點在社會心理學下的科學觀點主 要 目 標 哲
4、 學 性 定 位 隱喻陳述 方法論考慮傳統描述人類社會亙動的真實性和功用真相可被未設立場的觀察者超然地發現，真現可以在不產生任何特別偏差的情況下掌握住科學被視為一面鏡子，被設計來反映真相創造和使用方法，以控制和消除會減弱研究者發現真相的因素非傳統透過社會的、歷使的資訊，描述人類社會經驗和活動的各種變化，以及它們在人類生活中所扮演的角真實性僅能從某些立場發現科學家被視為說故事的人，不同人有不同版本的真相研究者對真相的瞭解，受到廣泛社會和歷史因素所影響，此方法讓人們可對真相深入 瞭解8科學是什麼從科學觀點區分6 其他學者論點其他學者論點從目的區分英國史諾爵士(C.P.Snow)純 科 學：了解自然
5、 應用科學：控制自然漢培爾(Carl G.Hempel,1966)以邏輯觀點：描述、解釋與預測 以心理觀點：滿足人類的求知慾，即在心 智上，儘可能追求新知以逼近真理9奇門（J.Zieman,1980)探索物質世界的學問。一門實驗的學問。以邏輯推理的方法，自人類經驗的事實中 獲取真理。對人類生活環境之精熟科學是什麼科學的意涵1 10菲格爾（Feigl,1953)亙為主觀的可試驗性可靠性明確性與精確性一致性或系統性周延性科學是什麼科學的意涵2 11對科學的刻板印象白色外套聽診器實驗室形式科學家在象牙塔裏思考科學家的工作是改善各種發明與人造物品刻板印象會阻礙學生對科學活動的思考及瞭解科學是什麼被誤解
6、的字詞 12科學是什麼人類知識的分類知知 識識 性性 質質 物物 理理 科科 學學 生生 物物 科科 學學 社社 會會 科科 學學 人人文文學學基基本本的的(理理論論的的)物理學物理學生物學生物學人類學人類學哲學哲學化學化學解剖學解剖學社會學社會學文學文學天文學天文學植物學植物學心理學心理學藝術藝術地球科學地球科學生理學生理學經濟學經濟學音樂音樂氣象學氣象學遺傳學遺傳學政治學政治學倫理學倫理學實實際際的的(應應用用的的)土木工程土木工程農業農業法律法律新聞新聞機械工程機械工程醫學醫學教育教育電影電影化學工程化學工程公共衛生公共衛生企業管理企業管理戲劇戲劇電機工程電機工程護理護理公共行政公共行政
7、廣告設計廣告設計太空科學太空科學基因工程基因工程社會工作社會工作建築建築資料來源:魏鏞.民65年13科學是什麼社會科學研究領域q依對象區分人本身的行為 (行為科學)人與人之間的關係人與其生存環境的關係q依內涵及特質基本社會科學應用社會科學規範性社會科學分析性社會科學記載性社會科學14科學是什麼社會科學各學門關係社會經濟學社會經濟學社會心理學社會心理學政治人類學政治人類學政治地理學政治地理學民族地理學民族地理學消費心理學消費心理學經經濟濟地地理理學學文文化化人人類類學學政政治治社社會會學學政政治治 經經濟濟學學社社會會 人人類類學學政政治治 心心理理學學人類人類 生態學生態學資料來源:魏鏞.民6
8、5年15科學是什麼科學目的1 建立理論解釋自然現象q是追求各種解決問題的一般化理論其他基本目的q解釋q瞭解q預測q控制16科學是什麼科學目的2 理論(theory)的定義Kerlinger由相亙關連的構念(概念)、定義和命題所組合。這項組合對現象提出一項系統性的觀點，透過變數間的特定關係，具有解釋和預測現象的目的Blalock理論是一組環節相扣的觀念，供作描述、解釋與預測某一特定之現象17科學是什麼科學目的3 理論的構成要素q概念(Concept)q構念(Construct)q操作型定義(Operational Definition)q變數(Variable)q命題(Proposition)V
9、S.假設(Hypothesis)18科學是什麼科學目的4 概念(Concept)v義意 概念是有關某些事件、事物或現象的一組特 性，它是代表事件、事物或現象的一種抽象 意義v來源：來自個人的經驗及觀察例：人經過時，會反應，他是用跑的、跳的或走的v重要性：為所有思想與溝通的基礎19科學是什麼科學目的5 構念(Construct)v義意 研究者基於研究需要，所想像創造的抽象概念 並賦予一組具體言意之有意義名詞，其具有多 維度的特性，且不能直接測量。v目的：建立理論的基礎，使現象關係可以更精確地表 達出來。20科學是什麼科學目的6 概念與構念的關係最抽象最具體抽象程度工作興趣構念語言能力構念 語彙
10、語法 拼字報告品質構念 打字誤差 格式精確度 打字速度資料來源：古永嘉,民85年構構念念性性架架構構21科學是什麼科學目的7 操作型定義(Operational Definition)v義意 是將名詞加以定義，使實證檢定準則或 測量項目有明確的依據v受定義的項目必須有實證的數值，亦即可 以計算、測量22科學是什麼科學目的8 變數(Variable)v義意 研究者賦予數值之符號 概念經轉化後的特殊形式v變數尺度：名目、順序、等距及等比尺度v變數關係：獨立變數、依變數、干擾變數、外生變數及中介變數獨立變數干擾變數依變數中介變數23科學是什麼科學目的 命題(Proposition)VS.假說(Hyp
11、othesis)v義意 命題是對概念的描述，此一描述如依據可觀 察的現象可以判定其真偽，但它不一定要做 實證，其主要是在說明並連結二個或以上構 念之間關係 假說是為實證所建立的命題，其具有試驗與 猜測性 *描述性假說:目前底特律的失業率是6%*解釋性假說:工作壓力高者其工作滿意度低24科學是什麼科學目的.1 IQEQ命命題題假假說說操操作作化化定定義義概念概念構念構念理理論論構構成成要要素素關關係係圖圖25科學是什麼科學目的10 預測和控制q科學家不一定要關心現象的解釋與瞭解，但預測與控制是必要的q理論的預測能力愈高，表示理論解釋能力 愈強q控制由預測演縪而來的q科學的最終目的是理論，而其他目
12、的皆由 理論衍生而來26科學是什麼科學的功用 科學功能是建立一般性法則，以涵蓋科學所關心的實證事物的行為，因此，我們可將分散的己知事件知識結合起來，並對未知事件做較可信賴的預測（Braithwait,1953/1966)27科學是什麼科學的價值 q科學知識的成長，涉及價值的取捨與判斷q科學理論的更替，為科學價值的調整q科學革命-技術革命-社會革命-社會生產力q原理實用性-利用自然資源-增進環境適應-提 昇人類生活品質-社會文明進展 外在:滿足社會需求 內在:滿足好奇心、求知慾的需要q科學價值存在社會文明中28科學是什麼科學的意義 客觀論科學是一組有正確性，有邏輯相關性和附有系統的事實主觀論吾人
13、對事物的原因和定律的正確認識總結科學就是對一件事物，解明其成因或理由的有系統知識科學的定義科學的定義(宋稚青等宋稚青等，民民52年年)29科學之所以為科學，其主要判斷標準乃在於其客觀性、可試驗性及邏輯性，若從科學的歷史發展脈絡來看，科學實在來自人類感官經驗累積之常識，常識再系統化、組織化、抽象化、條理化成科學知識；由此觀知，科學活動實源於人類好奇心，只是經由人類求知活動中歷經神話、傳說、常識、形而上以至於形成系統化、組織化的科學知識。科學是什麼科學的意義 30科學與常識1(Science and Common Sense)科學 *系統的 *可控制的常識 *非系統的 *不可控制的31科學與常識2
14、異同點相似 *科學是常識的有系統及可控制的一種延伸相異 *概念架構和理論結構之差異 *測試理論和假說之差異 *控制觀念之差異 *系統、控制與否之差異 *觀察現象的解釋之差異32科學與常識3概念架構和理論結構之差異科學 *有系統地建立理論架構 *測試內部的一致性 *納入實證測試 *所使用概念是人製造出來的語彙，此概念 或許存在或許不存在於真實世界常識 *以鬆散方式(loose fashion)使用 概念性設計和理論架構33科學與常識4測試理論和假說之差異科學 *有系統地測試理論和假說 *在實驗室或田野中測試 *防範自我偏見或主見選擇性的支持假說常識 *以選擇性的方式測試理論和假說 *選擇和假說一
15、致的簡單證據 *刻板(Stereotype印象34科學與常識5控制觀念之差異科學 *嘗試著系統地抽出可能為研究結果之 原因的變數常識 *接受一些既有成見與偏見的解釋 Ex:非科學家相信貧民窟的條件情況產生犯 罪，卻忽視在非貧民窟犯罪 科學家們，另一方面尋求和控制犯罪在 鄰近之不同誘因35科學與常識6系統、控制與否之差異科學 *鎖定現象之間的關係 *有系統、有控制地追求現象之間的關係常識 *鎖定現象之間的關係 *嘗試解釋現象 36科學與常識7觀察現象的解釋之差異科學 *排除形而上的解釋#排除無法被驗證的命題 *重視可被公開觀察和驗證的事物常識 *無法被驗證的命題 *是一種抽象的解釋37獲得知識的
16、方法1Charles Sanders Peirce(1955)固執法權威法先知法(直覺法)科學法38獲得知識的方法2固執法強記方法人們堅定地緊握視為真理的知識依靠這緊握不放的信仰，以對抗真實 的衝突也從命題中去推導新知識，而這些命題或 許是錯誤的39獲得知識的方法3權威法如果一種想法是經過公眾所認可的，其必 定為真 *如果聖經這樣說，人們就信其為真 *如果一個知名的學者說有上帝，人們就信其真優於固執法，人類可因此而進步，雖然速 度較慢每個人無法佑道每件事，如果完全讓人們 開放心胸去思考的話，所有權威可能不復 存在40獲得知識的方法4直覺法又稱先知法(a priori method)所接受的命題
17、都是不證自明的假設基於理性的同意，而不一定是基於經驗 *即人們可透過溝通與交流，以獲得真理如果二個誠實可靠的人，經由相同合理的 程序，卻產生二種不一樣的結論，誰對?美國人的教育比亞洲人和歐洲人差嗎?這個意義真的是這樣嗎?41獲得知識的方法5科學法由外在不變的事物來形成信念，而非由人 類自我形成運用科學方法，將使每人的最終結論相同有些事物的實際特性完全不受人類看法的 影響特質 *自我修正(self-correction)*建立檢查機制 *客觀性42獲得知識的方法6科學法(自我修正)僅管一項假設似乎在一項實驗中被支持，科學家仍會檢定其他合理的替代方案如果繼續被支持，或許科學家們就會拋棄 原先有懷疑
18、的第一個假設，科學家們不會 接受看起來似乎是真實的陳述，即使一切 證據在第一眼時是如此令人大有可為43獲得知識的方法7科學法(檢查機制)檢查機制要盡可能追求事物或現象的真實 性，並排除科學家個人信念、知覺、偏見 、價值觀、態度及情緒的影響 *檢查機制應是客觀的客觀 *指那些對於世界某些現象的陳述，其可依我 們目前所隸屬社群的主張各證明準則而加以 評判44科學研究定義是預先檢定自然界存在某種關係或現象，再根據理論或假設進行系統性、控制性、實證性及與道德無關之公開及批判的檢視系統性和控制性的研究可使研究結果獲得高度 的信賴實證調查，依賴外部檢定及同儕評核科學性獲得的知識，並不受道德的評斷，只考 慮
19、信度與效度，但科學方法受約束45科學研究定義特性系統性：根據一定的程序及邏輯控制性：從事研究時，儘可能在研究者 控制的狀況下進行實證性：要實際收集資料，加以分析、驗證自己的研究假設或命題，易言之，要有實證的資料來驗證假設。批判性：研究結果公開發表，接受同行 的批判；論文論述者是不應根據個人 感覺來評論，而是就文章的結構及 程序來評論補補充充某某一一定定義義無無法法完完整整描描述述的的細細節節46科學的方法問題障礙想法q遇到瓶頸自開放體系中尋求想法合理的表達問題q產生的想法，最初是模糊的、不科學的思考或不系統的，須要經過精煉的步驟47科學的方法假說q以過去經驗做為解決的方法，觀察相關現象，形成假
20、說q假說就是一項猜測的陳述一個有關二個或更多現象或變數間關 係的試驗性命題48科學的方法3推理演繹q推論假設結果q經驗、知識及敏銳是重要的q推理過程中改變問題發現最初問題只是廣泛問題中的特殊個案引導問題至更寬廣、基本的問題所在提出原始假設的檢定49科學的方法演繹法(deduction)q從較廣泛的領域轉移到較狹窄的特定領域上的 程序，稱之演繹推理q目的在獲得一個結論，而該結論必須跟隨於已 設定之前提而來q若演繹為真，則它必須是前提為真且結論有效 前提1:所有守規矩的員工，不會有欺詐行為 前提2:張三為一守規矩的員工 結 論:相信張三不會有詐欺行為50科學的方法歸納法(induction)q必須
21、經由一個或以上的特定事實，抑或 一些證據，來歸納出結論解開事實q結論可能僅是一種假說q假說 確認或檢定證據例子：為何S銷售員的績效如此差?A他的責任區之市場潛能不如其他地區B他的銷售技能差，以致無法有效銷售C他的責任區域，因競爭者削價，喪失競爭機會D某些類型的人無法銷售該產品，如S銷售員51科學的方法觀察檢定實驗q檢定假說的本質檢定經由假說所表達的關係檢定變數間的關係q觀察檢定實驗的最大目的在於將問題的關係放至實驗檢定中來檢定不知道的事52科學的方法觀察檢定實驗q檢定假說檢定假說中的推論，即想法的關係q假說需要深思熟慮提出做為演繹的意涵假說模糊無法精確的檢定假說53科學的方法觀察檢定實驗q研究經由不同的證據，形成極度重 要的理論與實務問題q科學研究基本核心的一部份，就是 不斷努力去重覆和檢試發現，根據 證據修正理論，找出自然現象中較 佳的解釋54科學的方法程序圖科學之鑰右半圓採演繹法左半圓採歸納法55結論q科學方法就是探索(inquiry)*在某種範圍建立在懷疑、障礙形成問題 *文獻經驗想法 *推理假說驗證q在反射探詢的程序中，科學研究最重要是 *可控制的推理能力 *部份程序的相亙依存本質 *問題和陳述表達的重要性5657