推理

壹、推理的意涵

教育部國語辭典（2007）的解釋，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。推理可融入自然與生活科技學習領域教學中，可提高學生學習的效能；

推理教學使評量命題更趨多元化，讓教學者與學生有更多的互動，促使學生主動學 習(林福貹、劉曼麗，2007)。一般人（正常狀態下的人）皆具有推理能力，古希臘哲 學家亞里士多德說，人是理性的動物，指的就是人具有思考、推理、分別真偽的能 力（劉見成，張燕梅，2004）。下表為國內外學者對推理的定義所提出的見解：

表 2-3 推理的定義

提出者 推理之定義

Broadbent（1958）

訊息處理模式就是一種以心智處理來思考與推理的模 式，也就是說思考與推理在人類大腦中的運作便像電 腦軟體在電腦裏運作相似。

Newell和Simon（1972）

指出推理是發現解題策略前，對問題情境知識的發展 歷程。

韋氏大譯典（1976） 一種邏輯性思考或陳述的歷程。

Sternberg（1985）

認知發展論中的推理就是個人解題或作決定時，對整 個歷程的理解及監控的能力。

Holland,Holyoak,

Nisbet和Thagard（1986）

在不確定性之下經由推理擴展知識的歷程。

張春興（1989） 按邏輯規範推理思考的歷程，或說是解決問題時合理 思考的歷程。

張春興（1992） 是以某種原則為基礎，由已知之事項，推求未知之結果。

Rosser(1994)

推理是由舊資料引出新訊息的思考歷程，個體需根據 系統性的原則，在前提間建立起特殊關係。

Hogan和Keller（2000） 用推理去建構知識，用知識去推理。

心理計量學 推理能力被視為傳統智力的中心因素。

（引自周家卉，2006）

貳、科學推理的認知模式

一個學生在推理一個科學現象時，他可以用人類的資訊處理系統的成分來發展 他腦中的個人心智模式。一個學生在上科學課時，很自然的會面對由各方面所創造

學生的工作記憶區 1.認知過程 2.建構關連

學生的長期記憶區 1. 科學的事實與原理

2. 基本科學方法和統整科學方法 3. 理論和模式

出來的解決問題的環境，包括學生、老師、教科書、實驗手冊或這些的綜合；而環 境則包括了問題、觀察和結論，其中也許有一部分是由學生提出的環境。在執行控 制的督導下，學生進行認知過程，並架構頭腦中工作區的各種關連，這些關連在問 題、觀察和結論都能產生衝擊。當學生在其工作區中推論某一科學現象時，他們將 適合的事實、原則、技能儲存在長期記憶區內。所謂技能是包括基本科學方法（含 觀察、分類、應用數字和測量、預測、推理）和統整科學方法（控制變因、繪製圖 表、解釋變因、獲取和處理資料等之間的關係、操作型定義、設計實驗和驗證等），

科學家們在學門中都經常在使用這些方法。在腦中工作區形成之科學推理的產品要 移到長期記憶區以備未來使用。而學生科學推理的最後產品就是理論和模式（熊召 弟等譯，1996）。

問題解決環境 1. 問題 2. 觀察 3. 結論

圖 2-1 科學推理的認知模式（引自熊召弟等譯，1996）

參、推理的類型

一、張春興（1992）認為推理的方式一般分成演繹式推理和歸納式推理兩種，另外 還有一種不按邏輯程序的推理方式，稱為捷徑式推理，茲分述如下：

（一）演繹式推理（deductive reasoning）係以普遍承認的原則（或定理定律）為前 提，從而推演到特定的事例並獲得結論。其標準形式為大前提、小前提、結論 組成的三段論法（syllogism）。演繹式推理是遵循程序法則（rule of procedure）

而運作的。

（二）歸納式推理（indeductive reasoning）係由特殊事例歸結為概括原則的一種思 考方式，其主要的特徵有：

1.推理的根據為多個具體事例。

2.多個事例彼此類似，類似之點即為推理的主要根據。

3.類推論證所得的結果，只能視為「邏輯的可能」，而非肯定的結論。

4.在類推論證中，每一個命題所包含的主要名詞都相同。

歸納式推理是遵循機率法則（rule of probability）而運作的。

（三）捷徑式推理（heuristic reasonung）即在問題情境中，個人根據以往解決類似 問題的經驗所累積的訣竅去推理思考的方法。最大特徵是不按邏輯程序去思 考，不按常理去看問題，在時間有限的情境下，由經驗老到的人使用，有時可 收事半功倍之效，但結果卻未必保證成功，如賭徒謬誤（gambler’s fallacy）。

捷徑式推理是遵循經驗法則（rule of experience）運作的。

二、王溢然（2001）認為任何一種科學猜想或假設，都是以一定的經驗材料、實驗 事實和理論知識為出發點的。由於背景不同，產生猜想和假設的思維方法大致 可分為下列幾種方法：

（一）類比推理法：自然界中有許多對象和過程，都具有很好的對應性和相似性，

科學研究中常常借助於類比的方法，對陌生的對象與熟悉的對象類比，把未知

的東西與已知的東西類比，從中得到啟迪而提出猜想、形成假設。Dunbar（1994）

在實驗室長期觀察科學家的研究之後發現，科學家慣常使用局部類比（local analogy）（對一個相似領域進行類比）與區域類比（regional analogy）（兩個 領域之間的類比）等兩種方式來使用過去的與其他領域的知識，以增進他們的 研究成果。

（二）歸納推理法：把在特殊情況下已經證明無誤的規律，或對部分對象（或過程）

研究所得的結論，運用歸納推理的方法，提高到一般情況中去，也是提出猜想、

形成假設的一種比較重要的方法

（三）演繹推理法：演繹推理是把已知的一般原理（理論）運用於某一特殊的具體 的場合或對象上，並由此作出對未知事件的猜測或假設的一種方法。

（四）經驗公式法：根據已有的實驗或觀測數據，運用數學方法處理後，可以找出

（或湊出）經驗公式，這種經驗公式由於只是根據有限次數的實驗或觀測取得 的，往往會帶有很大的侷限性。但是，可以在此基礎上作出進一步的猜想或假 設，以便為更寬廣的實驗研究或觀測試驗提供新的線索或探測方向。

（五）直覺思維法：利用突然因某種刺激而引起的聯想，得到啟發，茅塞頓開，發 現端倪或使問題迅速得到解決。

三、周家卉（2006）針對進行國小六年級學童科學推理類型研究，將國小學童推理類 型分為下列七類，說明如下：

（一）概念推理：指學童運用本身已有之概念進行推理，其中可再分為科學家概念 推理及另有概念推理。

（二）邏輯推理：指學童能夠運用邏輯方式進行推理，如歸納推理。

（三）類比推理：指學童能將已有的知識，遷移到另一個新的問題情境，將具有相 似性的訊息表徵，進行應對。包含表面特徵類比推理和結構特徵類比推理。

（四）實驗技能推理：是指學童能夠運用實驗技能進行推理，可分為為實驗設計推

理、變因控制推理以及資料解釋推理。

（ 五 ） 經 驗 推 理 ： 指 學 童 能 夠 運 用 過 去 的 印 象 進 行 推 理 ， 但 此 經 驗 並 未 形 成 概念或成為技能。包含生活經驗推理及引述推理。

（六）字義推理：指學童單就字面意義進行推論。

（七）直觀知覺反應：指學生根據直觀知覺進行判斷。

四、Driver、Leach、Millar和Scott（1996）將學生推理的類型歸納為：

（一）以現象為基礎的推理：解釋和描述不顯著，而實驗的目的是要去尋找和查看。

（二）以關係為基礎的推理：解釋被視為包含確認和關聯性，在可觀察和認為假定 的實體之間，而不是探索其中原因，探究的方法傾向於確證的和不批評的。

（三）以槪念為基礎的推理：根據槪念的本質，描繪根本的原因或是較有深度的解 釋。

五、Hongan 和 Keller（1996）認為，科學推理通常是科學探究期間（形成問題和 假設→設計研究和收集資料→解析資料和整合資訊→確立結論和溝通爭議）發 生的思考過程，學生在獨自思考或小組討論時產生的推理思考模式有以下六種：

（一）分析的推理（analytical reasoning）－檢驗整體的每個部分及如何將他們的功 能放在一起，包括個人的假設、主張、解釋等推理之成分分析。

（二）類比的推理（analogical reasoning）－識別兩個或更多事物的相似點（不考慮 其不同處），常常是藉由比較更多熟悉的例子以了解或說明故事情境、想法或 問題的顯著特徵。

（三）對話的推理（dialogical reasoning）－試著以不同觀點來考慮事物的各方架構。

對話推理有一部分是辯証推理，意在測試對立觀點孰強孰弱。

（四）推論的推理（inferential reasoning）－連結兩個情況作出某些事是如此，因為……

等等的結論。推論思考的模式有兩種，一為歸納思考，一為演繹思考。前者是 從一些特殊的例子或證據引出結論，並將其一般化，後者是應用一般的原理或

前提推演至特殊事例形成結論。

（五）評估的推理（evaluative reasoning）－根據某些表面的準則來審定某事的價值 或品質，例如只用這個方法夠不夠？是否還需要其他方法？並評估其根據的合 理性。

（六）整合的推理（integrative reasoning）－把不同片段的資訊或知識來源整合成一 體。

六、劉見成、張燕梅（2004）根據不同的劃分標準將推理的類型分成以下五種：

（一）以思維進程的方向來劃分，推理可分為演繹推理、歸納推理和類比推理。演 繹推理是從一般原則推到特殊事實；歸納推理是從特殊事實概括出一般性結 論；類比推理則是從某特殊事實類推到另一個特殊事實。

（二）以前提與結論間是否具有蘊涵關係來劃分，事理可分為必然性推理和或然性 推理。必然性推理的前提真則結論必為真；或然性推理由真實的前提只能推出

（二）以前提與結論間是否具有蘊涵關係來劃分，事理可分為必然性推理和或然性 推理。必然性推理的前提真則結論必為真；或然性推理由真實的前提只能推出