推理意涵及歷程

基於上述的研究顯示，POE 策略可以刺激思考與學習的好奇心，而且學生也 喜歡這樣的活動，可以引起學生的學習動機，有助於學生的學習。

(三)、POE 策略有助於探究學生的推理歷程：

葉淑華(2002)研究結果證實使用 POE 策略式晤談，有助於對學生思考歷程 的探究；姚志宗(2006)以 POE 策略探究六年級學生在「月相類比模型」中使用 推理技巧，從研究結果中發現，POE 策略可以用來探究學生的推理歷程；張榮裕 (2006)以 POE 策略及個別晤談方式，探究國小六年級學童對齒輪操作的推理過 程，並分析其推理表徵之類型。

上述研究顯示 POE 策略除了可以用來探究學童的另有概念外，亦可用於探 究學童的推理歷程，本研究以 POE 策略探究國小六年級學童對混色光的推理歷 程及另有概念。

第二節 第二節

第二節 第二節 推理意涵及歷程 推理意涵及歷程 推理意涵及歷程 推理意涵及歷程

一 一 一

一、、、、推理意涵推理意涵推理意涵推理意涵

教育部國語辭典(2007)對推理的說明為：推理是一種邏輯的思考方式。由已 知或假定的前提來推求結論，或由已知的答案結果，反求其理由根據。凡由因以

求果﹑由果以溯因﹑由現象以歸其原理﹑以原理說明現象等，演繹﹑歸納﹑類比 的思考活動，皆稱為推理。而 The Oxford Advanced Learner’s Dictionary(2007)對 推理(reasoning)的說明為：推理是由事實經邏輯思考所下的判斷。張春興(1992) 對推理的說明是以某種原則為基礎，由已知事項，推求未知結果。Rosser(1994) 認為推理是由既有的經驗引出新訊息的思考歷程，個體依普遍性原則與前提間建 立關係。

Holland、Holyoak、Nisbett 和 Thagard(1986)認為推理是擴展知識的歷程。

黃志賢(1996)指出推理思考活動是一種尋求因果關係的心理歷程，推理能力係指 個體具有使用邏輯和先前所學經驗運用到新情境的能力。

綜合上述對推理的說明，推理是一種心理活動，由已知事實，經邏輯思考，

推測其過程，或由已知事實為線索，推測其結果，但結果不一定為真。推理能力 是經邏輯規則思考方式或依先前經驗解決新情境問題的能力。

Kuhn、Amsel 和 O’Loughlin (1998)提出，科學推理是理論與事實間的相互調 適。科學探究中，研究者運用先備知識或信念，從事科學探究，用以獲得各種事 實訊息，而獲得的訊息可能會與原有理論互相調適。調適意味著它們之間的交互 調整，即原有理論決定獲得事實訊息的形式和方向，或以事實訊息為依據來調整 原有的理論。兒童對所獲得的事實訊息結論與理論評價會受到自己原有理論影 響，對相關事實訊息並不敏感。

部分心理學家從理論層面探討歸納推理能力和語言的理解、學習過程及記憶 結構之間的相關性。雖然對智力有不同看法，但普遍都認為智力是抽象思考和推 理的能力。利用智力測驗為工具，藉由統計方式(因素分析的理論、方法與結果) 說明人類心智能力(張春興，1994)。Spearman的智力二因論將智力分為兩個因 素，分別為一般智力因素與特殊因素，智力因素以思考與演繹推理能力為主，決 定個人在智力測驗上表現的主要因素。後來Thurstone用複因素法（multiple factor

method）分析若干智力測驗，提出智力是由七群主要能力因素構成，包括數字能 力、文字流暢、語文推理、空間關係、記憶、歸納、和知覺速度等。Cattell再將 智力因素分為流體智力和結晶智力，並解釋流體智力是對於非語文性訊息間的關 係，能夠洞察和推理的思考能力，與大腦的功能有關，此種智力與個人的學習能 力有高度的正相關，不受環境經驗或文化背景之影響。Guilford之智力結構學說，

根據四種內容、五種運作和6種成果，得到120種特殊智能因素，其中也包含了「歸 納、演繹推理」等能力。由這些觀點探查，我們可知推理能力被視為傳統智力的 中心因素 (張春興，1994)。

張玉成(1993)說明泰德等人提到推理主要的功用為：

(一)、推知未明講的細節，綜合歸納結論。

(二)、知悉關係：部分與全體、因與果、普遍與特殊等關係，包括順序、空間、

時間、大小之關係。

(三)、類化作用。

(四)、解讀數字資料。

(五)、認明人物特質、行為動機、和反應等。

(六)、推測故事的可能發展。

(七)、提出假設。

(八)、預測故事發展結果。

(九)、預估事情情節若做改變後可能引發的結果。

(十)、應用構想並用與過去經驗統整。

綜合以上所述，推理和建構新概念間有重要的關係，由既有概念來推理，也 由推理建構新概念，推理也是科學探究中重要的思考過程，由此可見推理在科學 學習中的重要性。

二 二 二

二、、、、推理歷程推理歷程推理歷程推理歷程

Bruner等（1959）認為推理就是概念形成的歷程，他們認為推理過程中，學 習者不斷形成假設，並從實例中檢驗自己的假設，直到發現概念的所有重要特性 (引自周家卉，2006)。

從訊息處理論觀點來說明推理歷程，訊息處理論是解釋人類在不同環境中，

經由感覺、察覺、辨識、記憶、轉換等內在心理活動，以同化、調適並運用知識 的歷程。訊息處理模式是把思考與推理在人類大腦中的運作歷程類比為電腦軟體 在電腦裏運作的過程。Sternberg和Nigro(1980)研究指出推理可分六部份：編碼、

推論、計畫、應用、辨證及反應。這是人與環境間的交互作用，人們主動選擇，

是一複雜的內在活動，個體察覺、組織及提取相關訊息。Das、Naglieri和Kirby(1994) 認為個體進行推理時，是根據先備知識的編碼與解碼，複雜的編碼、解碼過程，

需要更多的先備知識與更多的意識控制。

科學學習心理學(熊召弟、王美芬、段曉林、熊同鑫(譯)，1996)一書中也指 出，學生在推理科學現象時，用人類的資訊處理系統發展腦中的個人心智模式，

學生進行認知過程。當學生推理出一個科學現象時，他就發展了一個個人模式，

學生要常面對一個含有疑問、觀察和結論的問題解決環境，學生要進行一些認知 過程並在他的腦中的工作記憶區裡創造出關聯性，當學生在推理時，他會描繪出 適當的事實、原理和技能，並將它們儲存於腦中的長期記憶區，學生這一連串科 學推理的產物就是個人理論和模式。

Holland、Holyoak、Nisbett和Thagard(1986)認為心智模式是推理過程的基 礎。心智模式是理解事物和推理過程時，在短期記憶或工作記憶中所建立對問題 情境或外在事物的一種暫時性表徵，也可以是人們儲存在長期記憶中對外在世界 的穩定表徵或「圖像」(Vosniadou，1994)。

從認知發展的觀點來說明推理歷程，認知發展是指個體自出生後，在適應環 境的活動中，認識事物及面對問題情境的思維方式與表現能力，隨年齡增長而改 變的歷程。認知發展理論代表人物首推Piaget，其研究重點在瞭解兒童如何從直 覺推理發展至邏輯、抽象推理的過程，並將認知發展歷程劃分成四個主要階段，

每一個主要階段，都有特定的行為特徵：

1.感覺動作期：此時期是指兒童從出生到兩歲的階段。此時期的兒童瞭解簡 單因果關係，開始有目的性的行為，以動作行為對外界形成心理表徵，進一步形 成物體恆久概念，對消失在眼前物體形成符號性的心像。

2.前操作期: 此時期是指二歲到七歲的兒童，自我中心很強，還不知道可逆 性，沒有質量、容積等保留觀念，雖然能開始思考，以事物的表象推理，或以自 我看法推論，是一種不合邏輯的直接推理方式，還無法進行邏輯的思考和推理。

3.具體操作期: 此時期是指七歲到十一歲的兒童此時已有質量、容積等保留 概念，也有可逆觀念。他們能進行簡單的邏輯思考，能排列次序，能用不同的特 性進行分類，但仍須透過具體實物才易理解，無法抽象思考。

4.形式運思期: 這個時期的兒童大約十一或十二歲以上，他們具有科學的歸 納能力，會運用符號和語言，具有系統性及抽象的邏輯思考能力，而從事類似成 人的抽象思考和概念化活動，可以依假設進行演繹推理。

依Piaget的認知發展歷程來看，兒童的推理能力隨著年齡的增長會逐漸發 展，由動作知覺到抽象概念形成，由具體而抽象，進入形式運思期後，推理能力 趨於成熟，能運用抽象的、概念的、純屬形式邏輯的方式去推理，在形式運思期 後，會再增加的，只有知識，不會再提升思維方式。，

Kuhn、Schauble和Garcia-Mila（1992）提出科學探索中的典型活動是推理，

推理有兩種重要的方式︰排除(exclusion)與包含(inclusion)。排除是在非共變性 的事實基礎上，推斷出某種因果關係的不存在；包含是在共變性的事實基礎上，

推斷出某種因果關係的存在。兒童常在科學探究的過程中忽略一些自己認為是無 關因素的影響，這可能會漏掉一些能否定自己理論的事實訊息。Koslowski(1996) 也提出人們對於資料的解釋方法，如果人們可以想出兩個變項可能會共變的推 論，那麼一小部分顯示它們沒有共變的資料就不太可能讓他們剔除變項共變的假 設；相反的，如果他們不能想出任何正確的推論來解釋這兩個變項間共變的關 係，那麼一小部分顯示這兩個變項間共變的資料也不太可能說服他們兩個變項間 有相關。

Klahr和Dunbar（1988）提出「雙重科學探索」模式(Scientific Discovery as Dual Search，簡稱SDDS)，將推理視為是SDDS歷程，分為搜尋假設空間、檢驗假設、

評估證據三部分，搜尋假設空間即為產生新假設，假設來源有既有知識與實驗歸 納；檢驗假設是產生實驗證據來測試假設，以支持或拒絕其所提出的假設。證據 評估則是研究樣本考量測試假設結果與先前證據，實驗所累積證據是否足以接 受、拒絕或保留提出的假設。

周家卉(2006)依Klahr和Dunbar(1988)的SDDS模式以及陳亦媛（2003）對科 學推理歷程的分類，將科學推理行為分成三個階段：有順序性的資料收集、資料

周家卉(2006)依Klahr和Dunbar(1988)的SDDS模式以及陳亦媛（2003）對科 學推理歷程的分類，將科學推理行為分成三個階段：有順序性的資料收集、資料