第四章 第四章
第四章
研究結果與討論 研究結果與討論 研究結果與討論 研究結果與討論
本章分為三節，分別探討學生寫作論證之線性推理能力的差異與變化情形、
科學概念變化差異情形，以及線性推理能力與科學概念的交互表現，分述如下。
第一節 第一節 第一節
第一節 寫作論證之線性推理能力 寫作論證之線性推理能力 寫作論證之線性推理能力 寫作論證之線性推理能力
本節分為三個部份作討論，首先是實驗組與對照組的寫作論證之線性推理能 力的差異，接著為實驗組四個單元寫作論證之線性推理能力的變化，最後為寫作 論證之線性推理能力的個案例子。
一 一 一
一、 、 、 、 實驗組與對照組的寫作論證之線性推理能力 實驗組與對照組的寫作論證之線性推理能力 實驗組與對照組的寫作論證之線性推理能力 實驗組與對照組的寫作論證之線性推理能力
在實驗組與對照組的寫作論證之線性推理能力差異的部份，將從總分、六大 向度與 19 個問題作探討。
（一）兩組寫作論證前後測總分
從寫作論證之線性推理能力前測到後測分數來看，如表 4-1-1，實驗組由平 均 35.3 分到 46.0，進步了 10.7 分，對照組則由平均 27.4 分到 32.1 分，進步了 4.7 分。實驗效果量為 0.71。實驗組前測與後測的得分皆比對照組高，且進步的幅度 高於對照組。
表 4-1-1. 兩組寫作論證前後測（總分）平均得分表 實驗組 對照組
M (SD) M (SD) ES
前測 35.3 (19.7) 27.4 (18.4)
後測 46.0 (20.0) 32.1 (19.0) 0.71
因實驗組與對照組的前測分數有差異，故再以前測為共變量，進行實驗組與 對照組後測共變數分析。經過除去前測的共變數之影響後，共變數分析如表 4-1-2，結果發現兩組的寫作論證之線性推理能力後測成績達顯著差異 (F = 4.544，p < .05)。由此可知論證活動使寫作論證之線性推理能力顯著提高。
表 4-1-2 線性推理能力（總分）共變數分析表
平方和 自由度 平均平方和 F檢定 顯著性 對比 1114.304 1 1114.304 4.544 .037*
誤差 117066.000 57 245.205
（二）兩組寫作論證前後測六大向度
圖 4-1-1 是實驗組與對照組在六大向度的分數比較，其分數為全班學生在各 向度所得的平均分數。由圖 4-1-1 及表 4-1-3 可看出，實驗組後測在六大向度中所 有得分均為最高，實驗組前測為第二，對照組後測第三，而對照組前測六大向度 的得分均為最低。
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
論題
推理結構
觀察的證據
解釋的證據
結論
反駁
分數
對照組前測 對照組後測 實驗組前測 實驗組後測
圖 4-1-1.兩組寫作論證前後測（六大向度）分數比較圖
至於實驗組與對照組在各大向度的綜合比較，由「論題」獲最高分，其次為
表 4-1-3. 兩組寫作論證前後測（六大向度）平均分數表
實驗組 對照組
前測 M (SD)
後測 M (SD)
前測 M (SD)
後測 M (SD)
ES
論題 2.4 (1.5) 2.4 (1.6) 1.5 (1.6) 2.2 (1.6) 0.13
推理結構 2.1 (1.1) 2.5 (1.1) 1.7 (1.0) 1.8 (1.1) 0.64 觀察的證據 2.0 (1.3) 2.6 (1.1) 1.8 (1.3) 1.8 (1.1) 0.73 解釋的證據 1.6 (1.3) 2.5 (1.3) 1.3 (1.1) 1.6 (1.2) 0.72
結論 2.0 (1.7) 2.4 (1.7) 1.1 (1.5) 1.7 (1.5) 0.44
反駁 1.5 (1.3) 1.8 (1.2) 0.8 (1.0) 1.2 (1.2) 0.50
由此得知學生對論題的陳述能力較佳，反駁能力較弱。若單就實驗組而言，前測 表現最佳的為「論題」，最差的為「反駁」，後測最佳的是「觀察的證據」，最差 的同為「反駁」。而對照組前測最佳的為「觀察的證據」，最差的是「反駁」，後 測最好的則是「論題」，最差的同樣是「反駁」。有些學者將反駁視為論證要素中 層級較高的元素，亦是較困難的部份(Osborne et al., 2004a; Sadler & Fowler, 2006)，故學生在反駁的表現上比其他向度來得差。
若由進步的幅度來看（如圖 4-1-2），先就實驗組做說明：實驗組在每一向度 皆為進步，「解釋的證據」向度得分進步最多，可見學生能使用更多的證據來做 說明；其次為「觀察的證據」、「推理結構」、「結論」、「反駁」，而「論題」的進 步幅度最小。在「反駁」向度，前後測分數皆為六大向度之末，但仍有進步。而 從對照組來看，除「觀察的證據」外，其餘向度皆有進步，進步幅度最大的反而 是「論題」，與實驗組相反，其次為「結論」、「反駁」、「解釋的證據」、「推理結 構」，最小的則是「觀察的證據」，由此可見對照組在論題及結論的陳述部份進步 較多，但推理及證據的說明部份則較少。
實驗組在「論題」、「結論」和「反駁」的進步分數雖較對照組少，但平均得 分都比對照組高。在兩組進步分數相差最多的「論題」向度中，實驗組的該向度
-0.2 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
論 題 推 理 結 構 觀 察 的 證 據 解 釋 的 證 據 結 論 反 駁
向度
進退步分數
實驗組 對照組
圖 4-1-2.兩組寫作論證前後測（六大向度）進退步比較圖
分數在前測中為六大向度得分最高者，進步幅度有限，學生在此向度只有不到 0.1 分的進步。
本研究所做的研究處理即為「論證」，論證強調以有根據的證據形成主張，從 以上實際得分與進退步情形不難看出，實驗組在論證學習後於證據解釋的部份
（觀察的證據、解釋的證據、推理結構）獲得較大進步，對照組則否。除去前測 的共變數影響，由表 4-1-4 的六大向度共變數分析表可以看到兩組在推理結構 (F
= 5.113，p < .05)、觀察的證據 (F = 8.829，p < .05)、解釋的證據 (F = 7.724，p < .05) 三個向度的後測成績達顯著差異，故本研究的論證教學活動對學生的寫作論證線 性推理能力在推理結構、觀察的證據及解釋的證據上有實際的幫助。
（三）兩組寫作論證前後測 19 個問題
圖 4-1-3 為兩組寫作論證線性推理能力前後測之 19 個問題的分數比較圖，其 分數為全班在該題的平均分數。由圖 4-1-3 及表 4-1-5 實驗組及對照組前後測整體 來看，學生在問題 4、5、7、8 題的平均得分較高，其中第 4 與第 5 題為「推理 結構」向度的「推理的路線是否在論題的範圍內？」和「推理有歸納成一結論
表 4-1-4. 兩組寫作論證前後測（六大向度）共變數分析表
向度 來源 平方和 自由度 平均平方和 F檢定 顯著性
論題 對比 .321 1 .321 .144 .705
誤差 126.643 57 2.222
推理 對比 4.749 1 4.749 5.113 .028*
結構 誤差 52.949 57 .929
觀察的 對比 7.684 1 7.684 8.829 .004*
證據 誤差 49.609 57 .870
解釋的 對比 8.863 1 8.863 7.224 .009*
證據 誤差 69.932 57 1.227
結論 對比 1.579 1 1.579 .712 .402 誤差 126.448 57 2.218
反駁 對比 1.375 1 1.375 1.109 .297 誤差 70.670 57 1.240
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 問題編號
分 數
對照組前測 對照組後測 實驗組前測 實驗組後測
圖 4-1-3. 兩組寫作論證前後測（19 問題）分數比較圖
（是否可讓別人看得懂、認同）」和「資料的呈現有無適當的描述、解釋？（看 得懂）」，且實驗組後測在問題 4 和 7 的平均每位學生得分為 3.0，為全部平均得 分中最高者；其次為「論題」向度的 1、2 題「論題清楚的被陳述嗎？」和「所 提出的論題能解決問題嗎？」；而較差的為「反駁」向度的 18、19 題「反駁所持 的理由充分嗎？」和「反駁是合理的嗎？」，次差的為「推理結構」向度的第 3 題「有多種推理的思路嗎？」，此三題平均得分在 1.5 分以下。
由對照組的前後測進退步情形來看（圖 4-1-4），大多數問題都有進步，在第 1、2 題進步最多，分別由平均 1.6 分到 2.3 分，以及 1.4 分到 2.1 分，皆進步 0.7 分，故其在論題的陳述與解決問題方面有改善；但第 7、8 題退步，由 2.1 分降至 2.0 分及 1.9 分，退步 0.1 及 0.2 分，顯示其在觀察資料的呈現「被辨識」及「適 當描述、解釋」方面為小幅的退步；而第 3、6、10 題分數持平，表示其未能發 展更多的推理思路，且觀察資料的適切置入與充足性皆未獲改善。
-0.4 -0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
問題編號
進退步分數
實驗組 對照組
圖 4-1-4.兩組寫作論證前後測（19 問題）進退步比較圖
實驗組則每題都有進步。進步最多的為第 14 題，由平均 1.5 至 2.6，進步有 1.1 分，可見學生在解釋的證據間能做更好的連結，關聯性更強；其次同樣由 1.5 分進步至 2.5 分的為第 12、13 題，找到的資料更能支持自己的解釋，且為證據的 一部份；而進步最少者為第 1、2 題，與對照組恰好相反，此兩題為對照組進步 最多的問題。第一題「論題清楚的被陳述嗎？」實驗組由 2.4 分增至 2.5 分，對 照組則由 1.6 分進步至 2.3 分，第二題「所提出的論題能解決問題嗎？」實驗組 由 2.3 分增至 2.4 分，而對照組由 1.4 分增至 2.1 分。實驗組的進步分數雖較對照 組少，但得分都比對照組高，實驗組此兩題的前測分數為 19 個問題中最高及次 高者，進步幅度有限。另外，在實驗處理的過程中，實驗組的論題為學生自己設 計，對照組的實驗題目由教學者訂定，教師明確的規範論題該包含的項目，推測
對照組可能因為有「楷模學習」的對象，無形中學習論題書寫的技巧，而實驗組 較缺少學習的對象，所以進步較少。
綜合實驗組與對照組的進步分數來看，進步分數相差 0.5 分以上的有第 1、2、
4、7、8、11、12、13、14 等共 9 題，其中差別最大的為第 8 題「觀察資料的呈 現有無適當的描述、解釋？」，差了 1 分。下面再進行兩組的共變數分析，以前 測為共變量，針對推理結構、觀察的證據與解釋的證據三大向度中的 13 個問題 各別做共變數分析，如表 4-1-6。兩組的後測分數在第 3、4（推理結構）、7、8、
9、10（觀察的證據）、11、12、13、14（解釋的證據）等十題達顯著差異。
推理結構向度的 3、4 題為「有多種推理的思路嗎？」和「推理的路線是否在 論題的範圍內？」，在實驗處理的過程中，對照組完全依照既定的實驗步驟做實 驗，只做實驗結果的歸納，而實驗組需自行訂定步驟與尋找解答，有較多練習推 理的機會，故在這兩題的表現顯著優於對照組。觀察的證據向度的 7、8、9、10 題分別為「資料的呈現是可被辨識出的？」、「有無適當的描述、解釋？」、「資料 是否有相關？」和「資料是充足的？」，在實驗處理的過程中，實驗組需將觀察 的資料進行統整並完整的寫成一段，而對照組的實驗報告中觀察的結果則可分點 敘述，不需連結資料的相關性，所以實驗組在這部份的表現顯著優於對照組。解 釋的證據向度的 11、12、13、14 題分別是「資料是否可以明確的被辨識出來？」、
「所提供的資料是否可做為解釋的一部份？」、「提供的資料是否有支持你的解 釋、說明？」與「資料的關聯性清楚的被辨識？」，實驗處理的過程中，對照組 不需對觀察到的結果提出解釋，而實驗組的論證強調「為什麼」、「理由」的重要 性，故實驗組在這部份的表現亦顯著優於對照組。
表 4-1-5.兩組寫作論證前後測（19 問題）得分表
對照組 實驗組
論證向 度
對學生的寫作論證提出的問題 前測 M (SD)
後測
M (SD) 進步 前測 M (SD)
後測
M (SD) 進步 ES
論題 1. 論題清楚的被陳述嗎？ 1.6 (1.6) 2.3 (1.5) .7 2.4 (1.6) 2.5 (1.6) .1 0.13 2. 所提出的論題能解決問題嗎？ 1.4 (1.7) 2.1 (1.8) .7 2.3 (1.7) 2.4 (1.7) .1 0.17 推理結
構
3. 有多種推理的思路嗎？
1.3 (0.8) 1.3 (0.9) - 1.6 (0.9) 1.9 (0.9) .3 0.67 4. 推理的路線是否在論題的範圍內？ 1.9 (1.1) 2.0 (1.4) .1 2.3 (1.4) 3.0 (1.3) .7 0.74 5. 推理有歸納成一結論嗎？ 1.9 (1.4) 2.1 (1.5) .1 2.4 (1.5) 2.7 (1.4) .3 0.41 1.9 (1.3) 1.9 (1.2) - 2.0 (1.4) 2.4 (1.3) .4 0.40 觀察的
證據
6. 適切的資料是否適當的被置入？是否 有適當的資料呈現(所需要的資料是否有 放進去)？
2.1 (1.4) 2.0 (1.3) - .1 2.3 (1.4) 3.0 (1.3) .7 0.77 7. 資料的呈現是可被辨識出的？(是否可
2.1 (1.4) 2.0 (1.3) - .1 2.3 (1.4) 3.0 (1.3) .7 0.77 7. 資料的呈現是可被辨識出的？(是否可