第四章 結果與討論
第二節 學生色光混合之推理類型與歷程
直覺概念（G） 1 0 0 1 0 2 科學概念（S） 9 11 13 17 14 64 另有概念（A） 16 18 10 9 11 64 解釋
（E）
直覺概念（G） 2 0 3 0 3 8
第二節 學生色光混合之推理類型與歷程
在色光混合POE 活動中，學生於預測與解釋步驟，均需陳述自己的想法和 理由，藉此研究者可以探討學生的思考模式，並加以分類。本研究將學生推理思 考的方式分為「演繹推理」、「歸納推理」、「類比推理」和「直覺推理」共四 類，分別以DR、IR、AR 和 GR 表示，以下將舉例說明歸類方式及統計相關資料。
一、分析推理類型
（一）演繹推理（DR）：根據已知的事實或假設條件推演出結論的推理方式。 當 學生以一個特定的概念或原則來進行思考，推測結果，則將其視為演繹推 理。
Ｓ16 第一組：紅色＋黃色壓克力板
Ｓ16-P1：光線經過紅色片之後就變成紅光，紅光再打到黃色片上就沒有了。因 為它只能反射黃色，可是它並沒有黃色，所以都沒有了！
步驟 紅 橙 黃 綠 藍 紫 其他
預測 無
觀察 9 9
學生Ｓ16 認為紅色壓克力板只會讓紅光通過，黃色壓克力板只會讓黃光通 過，即以「經過單片壓克力色板後只剩單一色光」的概念來進行推理，將其列為 一次演繹推理。
S12 第一組：紅色＋黃色壓克力板
S12-E1：可能兩者先後順序有關係，只會剩下後面那一片的顏色。
學生S12 以「兩片壓克力色板前後順序會影響結果」與「會剩下後面那一片 的色光」的兩種假設條件，來解釋其觀察到的結果，將其列為二次演繹推理。
S03 第四組：紅色＋紫色壓克力板
S03-E4：除了本身色板的顏色，相近波長的顏色也會出現，只是我們的眼睛不一 定觀察得到。
學生S03 同時使用「兩片壓克力色板本身的顏色就一定會呈現」、「波長接近 的色光會一起透過壓克力色板」及「因觀察者的視覺或角度造成誤差，影響結果」
三種條件來解釋觀察結果，將其列為三次演繹推理。
（二）歸納推理（IR）：根據觀察所見多個事例所得經驗為基礎，歸結出一槪括 性的結論，藉以做為解釋或預測類似事件可能發生之依據。
S05 第一組：紅色＋黃色壓克力板 步驟 紅 橙 黃 綠 藍 紫 預測 9 9 9 9 9 觀察 9 9 9
步驟 紅 橙 黃 綠 藍 紫 預測 9 9 9 觀察 9 9 9 9 9
步驟 紅 橙 黃 綠 藍 紫 預測 9 9 9
觀察 9 9 9
S05-P1：根據活動一的觀察結果。選取兩者都有的顏色，兩者都能透過的才能到 我們的眼睛。
學生Ｓ05 根據活動一的經驗，歸納出「能通時透過兩片壓克力色板的色光 才能呈現」的概念來進行預測，將其列為一次歸納推理。
S08 第三組：藍色＋紫色壓克力板
S08-P3：根據前面的經驗，選擇兩者的聯集。
學生S08 進行第三組預測時，根據前兩組的經驗推測，認為最後會呈現的色 光，是分別透過兩片壓克力板色光的聯集，將其列為一次歸納推理。
Ｓ13第三組：藍色＋紫色壓克力板
Ｓ13-P3：看了前面的數據，覺得加在一起好像只剩下色板的顏色，所以只有藍 色和紫色。
學生S13 進行第三組預測時，根據前兩組的數據資料，歸納出「只剩下兩片 壓克力板的顏色之色光」的規則，將其列為一次歸納推理。
（三）類比推理（AR）：從兩個特殊事物間發現其有一種或多種類似之處，將 以往的經驗用於解決目前問題的方法。不同於歸納推理之處，是類比推理 有一明確的類推對象或事物。
步驟 紅 橙 黃 綠 藍 紫
預測 9 9
觀察 9 9 9
步驟 紅 橙 黃 綠 藍 紫
預測 9 9
觀察 9 9 9
Ｓ03 第一組：紅色＋黃色壓克力板
Ｓ03-P1：紅色加黃色接近橙色。 I：類似顏料混合的顏色嗎？
S03：嗯！
學生S03 進行第一次預測時，即以顏料調色的經驗，來類推光通過兩片壓克 力板後所呈現的色光，將其列為一次類比推理。
S18 第二組：黃色＋綠色壓克力板
S18-P2：黃色和綠色板會透過黃色和綠色，再加上顏料混合的顏色也會出現，所 以我預測黃、綠、藍、紫。
學生Ｓ18 進行第二組預測時，除了預測兩片壓克力板的顏色會出現，同時 也依顏料調色經驗預測藍、紫色也會出現，將後者列為一次類比推理。
S19 第一組：紅色＋黃色壓克力板
S19-P1：除了紅色、黃色，因為水彩課時紅色加黃色也變成橙色，又因之前觀察 會有旁邊的顏色，所以綠色可能也會出現。
學生S19 進行第一次預測時，先選了壓克力板的主要顏色紅色和黃色，接著 引用上水彩課的經驗，以顏料調色的結果來類推色光的混合，選了橙色，最後又
步驟 紅 橙 黃 綠 藍 紫 預測 9
觀察 9 9 9
步驟 紅 橙 黃 綠 藍 紫 預測 9 9 9 9 觀察 9 9 9
步驟 紅 橙 黃 綠 藍 紫 預測 9 9 9 9 觀察 9 9 9 9
加上活動一的經驗，認為旁邊的顏色應該也會出現，選了綠色。其根據顏料調色 類推的部分，將其列為一次類比推理。
（四）直覺推理（GR）：當學生做推測或解釋時，沒有心智思考的依據，只能 以直覺臆測，說不出具體的緣由，則將其列為直覺推理。
S14 第三組：藍色＋紫色壓克力板
S14-P3：應該是藍色和紫色，因為感覺這兩種顏色中間也沒有什麼顏色好混了。
S14-E3：想不出可能的原因。
學生S14 進行第三組預測時選擇了藍色和紫色，觀察時發現多出了紫色，對 於與預測結果不一致情形，想不出出可能的原因，將其列為一次直覺推理。
S03 第四組：紅色＋紫色壓克力板
S03-P4：會出現本身的顏色（紅、紫），直覺覺得綠色應該也會出現。
學生S03 進行第四組預測時，選取了兩片壓克力板的顏色，另外又依直覺選 取了綠色，並沒有說明其他原因，將其列為一次直覺推理。
S20 第三組：藍色＋紫色壓克力板
S20-P3：藍色、紫色是原本（色板）的顏色，藍色光加紫色光可能會變成紅色光。
步驟 紅 橙 黃 綠 藍 紫 預測 9 9 9 觀察 9 9 9 9 9
步驟 紅 橙 黃 綠 藍 紫
預測 9 9
觀察 9 9 9
步驟 紅 橙 黃 綠 藍 紫 預測 9 9 9
觀察 9 9 9
S20-E3：藍、紫色是原本的顏色，有出現。但想不出為何會出現綠色？
學生S20 進行第三組預測時，選取了壓克力板的顏色藍色、紫色，同時預測 混後的顏色是紅色，但觀察時出現了綠色並非紅色，其想不出原因，故將其列為 一次直覺推理。
二、推理類型之統計
研究者將二十位學生晤談資料中，預測理由及解釋理由的部分，逐一分析歸 類，將學生推理類型統計如表4-2-1。由此表顯示，居首位的是演繹推理，共計 114 次，佔 41.01%；其次是歸納推理，共計 108 次，佔 38.85%；其餘依序為類 比推理及直覺推理。
若分預測與解釋兩步驟所呈現之推理類型觀之（如表4-2-2），學生於預測 階段使用最多的是歸納推理，其次是演繹推理，而解釋步驟所呈現之結果，轉為 演繹推理多於歸納推理。研究者分析資料時發現，學生在面對兩片壓克力色板混 合時，有些學生會想到運用前面單片壓克力板觀察的資料，嘗試從前面的活動歸 納出原理依據，再加以運用，這與研究者設計前觀察階段的活動，旨欲讓學生進 行POE 活動時能以其做依據正相符合。然而當學生發現歸納出的原理出現錯誤 或不適用時，隨即改變方法，試著尋求舊有的概念，將之推演到觀察的現象上，
故而由歸納轉為演繹。
表4-2-1學生推理類型統計表
表4-2-2 各步驟推理類型統計表
推理類型 預測出現次數 百分率 解釋出現次數 百分率
演繹推理（DR） 48 33.80% 66 48.53%
歸納推理（IR） 67 47.18% 41 30.15%
類比推理（AR） 25 17.61% 21 15.44%
直覺推理（GR） 2 1.41% 8 5.88%
合計 100% 合計 100%
三、分析推理歷程
研究者將學生於 POE 活動過程中，所呈現之推理類型運用情形分析歸類（如 表 4-2-1），由於資料中並無使用單一種推理類型者，故將其歸為下列三種推理 歷類型：第一類歷程-過程中使用 2 種推理方式；第二類歷程-過程中使用 3 種方 式；第三類歷程-過程中使用 4 種推理方式。分別舉例說明如下：
（一）第一類歷程-過程中使用 2 種推理類型
1.「AD」型：學生於過程中同時運用類比與演繹推理
由表4-2-3 可以看出學生 S01 在整個推理過程中，使用了「演繹推理」與「類 比推理」，將其歸類為第一類歷程的「AD」型。此類歷程於 20 位晤談資料中，
只有學生S01 運用。
2.「DI」型：學生於過程中同時運用演繹與歸納推理
從表 4-2-4 顯示，學生 S11 於推理過程中，使用了「歸納推理」與「演繹推 理」。將其歸類為第一類歷程的「DI」型。此類歷程於 20 位晤談資料中，計有 S05、S07、S10、S11、S12 及 S15 共 6 位學生運用。
表4-2-3 學生S01的推理歷程
表4-2-4學生S11的推理歷程
表4-2-5學生S08的推理歷程
實驗步驟 理由摘要 推理類型
（二）第二類歷程-過程中使用 3 種推理類型
表4-2-6學生S04的推理歷程
實驗步驟 理由摘要 推理類型
（三）第三類歷程-過程中使用 4 種推理方式
「ADGI」型：學生於過程中同時運用類比、演繹、直覺與歸納推理。
從表4-2-7 顯示，學生 S03 於推理過程中，使用了「類比推理」、「演繹推 理」、「直覺推理」與「歸納推理」。將其歸類為第三類歷程的「ADGI」型。
此類歷程於20 位晤談資料中，計有 S03、S09、S14 和 S20 共 4 位學生運用。
表4-2-7學生S03的推理歷程
實驗步驟 理由摘要 推理類型
推理歷程中，佔最大比例的是第二類歷程-過程中使用 3 種推理方式，共計 9 人，
佔45%，其次是第一類歷程-過程中使用 2 種推理方式，共計 7 人，佔 35%，最 少的是第三類歷程-過程中使用 4 種推理方式，共計 4 人，佔 20%。
第二類歷程
（9人）45%
第一類歷程
（7人）35%
第三類歷程
（4人）20%
第一類歷程 第二類歷程 第三類歷程
附註：「第一類歷程」為過程中使用 2 種推理方式
「第二類歷程」為過程中使用 3 種推理方式
「第三類歷程」為過程中使用 4 種推理方式
圖4-2-1 推理歷程主類別比例圖
（二）推理歷程次類別
根據三種推理歷程主類別的不同推理方式之組合，將其再細分為下列五種次 類型：「AD」型、「DI」型、「ADI」型、「DGI」型及「ADGI」型，其運用 比例如圖4-2-2 所示。其中「ADI」型所佔比例最高，顯示在此活動中，學生最 常運用的是，同時運用「演繹」、「歸納」及「類比」三中推理方式，佔35%，
其次是同時運用「演繹」及「歸納」兩種，佔30%。
ADGI (4人)20%
DGI
（ 2人）10%
ADI
（7人）35%
DI (6人)30%
AD
（1人）5%
AD DI ADI DGI ADGI
附註：「AD」為「類比-演繹」，「DI」為「演繹-歸納」
「ADI」為「類比-演繹-歸納」，「DGI」為「演繹-歸納-直覺」
「ADI」為「類比-演繹-歸納」，「DGI」為「演繹-歸納-直覺」