概念與推理過程對推理結果之影響

本節所要探討的是概念與推理過程對推理結果的影響，分為以下幾個小節 進行討論。

一、概念對推理結果的影響

（一）「S○」型：指學生於預測過程中使用科學概念進行推理，且預測與觀 察結果有相符合者。

如表 4-3-1 所示，學生 S03、S07、S12 都是使用了科學概念來進行預 測，而且與觀察結果一致，因此研究者將之列為「S○」型。學生 S03 在概 念活動預測時，使用了「光直線前進，因為積木擋到光，物體後面的區域 照不到光線，所以會有影子。（S1-2）」這一個科學概念來作為預測的依 據；學生 S07 則是使用了「光直線前進，因為積木擋到光，物體後面的區 域照不到光線，所以會有影子。（S1-3）」、「光是四面八方發散在空間 之中（S1-1）」、「「兩道光從不同角度方向照(S3-1)」、「因為不一樣 的光源，因此會有角度上的差異，所以會有兩個影子。（S4-1）」等四個 科學概念來進行推理；學生 S12 使用了「當光線移動時，其所產生的影子 亦會跟著移動。（S1-2）」、「光是四面八方發散在空間之中。（S1-3）」、「因為不一樣的光源，因此會有角度上的差異，所以會有兩個影子。

（S4-1）」等三個科學概念進行推理。

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（五）「G○」型：指學生於預測過程中使用直覺進行推理，且預測與觀察結果有 相符合者。

如表 4-3-5 所示，S16 與 S24 都使用直覺臆測來做出預測，且預測與觀察結 果相符何者列為「G○」型。有時學生學生會憑著直覺來進行回答，雖然有時候 能夠正確答對問題，但卻並不是使用科學概念來進行推理，學生的學習效果將 會降低。

表 4-3-5 概念與推理結果類型表(五)

學生 概念 組別 步驟 預測或觀察描述 結果 S16 大概是紅色影子 活動一 預測 紅色影子

一致 觀察 黑色影子

S24 用直覺臆測 活動三

預測 紅色影子在下面 觀察 紅色影子在下面 一致

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（六）「Gx」型：指學生於預測過程中使用直覺進行推理，但預測與觀察結果不 相符合者。

S17 與 S09 都使用直覺臆測來做出預測，但預測與觀察結果並不相符何者列 為「Gx」型。

表 4-3-6 概念與推理結果類型表(六)

學生 概念 組別 步驟 預測或觀察描述 結果

S17

我 認 為 就 是 兩 個 黑色的影子。

活動二

預測 兩個黑色的影子

不一致 觀察 紅色和綠色兩個影子

S09

我覺得兩道光照 在積木上會重疊 成一個影子

活動二

預測 一個影子

不一致 觀察 分別有兩個影子

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研究者將資料進行分析後統計如下表，從表 4-3-7 中可以發現推理結果正確 的多是使用另有概念來進行推理（A○型），共出現 48 次，因此當科學教師在進行 教學時，必須時時評估如何讓學生學習正確的科學概念，以增進學生學習的成 效；次數第二多的是使用另有概念來進行推理，但推理結果與觀察的結果不一 致的，也就是 AX 型的，共出現 44 次，佔 26％。但若將「S○」型與「Sx」型合 計則大約為 30％；「A○」型與「Ax」型合計則大約為 54％，換句話說，使用另 有概念進行推理的次數還是比較多的。因此，學生在學習的過程中所擁有的另 有概念會被學生運用來解決新的問題，但也會對新的問題、新的學習產生影響，

所以若能在學習中讓學生經由推理活動認知到衝突進而修正並改變另有概念，

即可達到學習的目的。

表 4-3-7 概念與推理結果統計表

類型 次數 百分率

A○ 48 28％

Sx 20 12％

S○ 31 18％

Ax 44 26％

G○ 16 9％

Gx 14 7％

合計 172 100％

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二、推理類型對推理結果的影響

本研究將推理類型分為「演繹推理（DR）」、「歸納推理（IR）」、「類 比推理（AR）」及「直覺臆測（GR）」四種，以下將針對這四種推理類型對推 理結果之影響進行分析，並舉例說明，如表 4-3-7 所示。

（一）「DR○」與「DRx」型：指學生以演繹推理進行預測，其預測與觀察結果 一致為「DR○」，預測與觀察結果不一致則為「DRx」型。

學生 S03 與學生 S04 在活動一時都使用了演繹推理的方式來進行預測，但 學生 S03 的預測與觀察結果相符，因此研究者將之記為「DR○」型；反觀 S04 雖 然也使用了演繹推理，但其預測與觀察結果不同，因此列為「DRx」型。也是說 學生可能使用了同樣的科學概念、使用了同樣的推理方式，但預測的結果卻不 一定相同，也不一定會於觀察的結果一致。

（二）「IR○」與「IRx」型：指學生以歸納推理進行預測，其預測與觀察結果 一致為「IR○」型，預測與觀察結果不一致則為「IRx」型。

學生 S08 與學生 S18 在活動三時都使用了歸納推理的方式來進行預測，但 學生 S08 的預測與觀察結果相符，因此研究者將之記為「IR○」型；反觀 S18 雖 然也使用了歸納推理，但其預測與觀察結果不同，因此列為「IRx」型。但研究 者發現 S08 在進行推理時只用了歸納推理的方式來進行預測，但 S18 卻另外使 用了類比推理的方式進行預測，因此使用的推理類型不同有可能會造成推理結 果的不同。

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（三）「AR○」與「ARx」型：指學生以類比推理進行預測，其預測與觀察結果 一致為「AR○」型，預測與觀察結果不一致則為「ARx」型。

學生 S18 與在前活動時都使用了類比推理的方式來進行預測，預測也與觀 察結果相符，因此研究者將之記為「AR○」型；S27 在活動三使用了類比推理來 進行預測，但其預測與觀察結果不同，因此列為「IRx」型。

（四）「GR○」型：指學生以直覺推理進行預測，其預測與觀察結果不一致則為

「GRx」型。

學生 S05 與學生 S22 在前活動時都使用了直覺臆測的方式來進行預測，但 學生 S22 的預測與觀察結果相符，因此研究者將之記為「GR○」型；反觀 S05 雖 然也使用了直覺臆測，但其預測與觀察結果不同，因此列為「GRx」型。即使在 預測與結果是否一致來說，學生 S22 的預測與觀察結果相符；而學生 S05 不相 符合，但就概念及心智活動來說，他們的意義是相同的。

從下表 4-3-8 中可以得知學生大都使用演繹推理來進行推理，「DR○」、

「DRx」兩者合計共計 84 次，佔 51％。但通常學生進行推理時會有多種類型混 合運用，而不同類型的推理方式對於推理的結果都會造成影響，因此在統計時 會各列為一次並記錄下來。另外由於活動一以及活動三都可以使用歸納推理的 方式進行預測，因此就答對率來說也是最高的。

「DRx」型是全部類型中所佔比例最高的，計 51 次，佔 31％。而演繹推理 是指根據已知的事實或假設條件推演出結論的推理方式。也就是學生以一個特 定的概念或原則來進行思考並推測結果，但「DRx」型是指觀察結果與預測並不 一致。從這裡我們也能夠了解到學生多能使用科學概念或另有概念進行推理及 預測結果，但卻可能因為概念是否正確以及推理的方式而造成預測錯誤。

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表 4-3-8 推理類型與推理結果統計表

類型 出現次數 百分率

DR○ 33 20％

DRx 51 31％

IR○ 50 30％

IRx 9 6％

AR○ 3 2％

ARx 6 4％

GR○ 2 1％

GRx 10 6％

合計 164 100％

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