為了在科學課堂落實科學精神，本書試圖從科學的日常裡，帶著讀者觀察切入自然科領域課程綱要，在中學科學教育希望能夠達成的「學習表現」建構，以科學傳統重視證據的方向，實際幫助科學領域背景的職前教師順利進入課堂，扮演科學探究歷程的引導者。本書也期盼讓原先接受科學訓練的學生，能夠以科學知識形成的過程及方法，一邊融合素養導向教學策略的引入，思考並設計以科學核心素養為出發點的課程與評量。為了超前呼應科學研究中知識形成的關鍵重點之一，書中特別開闢專章討論科技、數位儀器導入科學課程的實際實踐，主要希望接軌大數據、人工智慧時代的知識形成特性與物聯網中科技自動化量測技術進展與知識形成的密切關係。