單一D 6.1% DG
6.1%
DI 21.2%
DIA DIG 6.1%
15.1%
DIAG 45.4%
單一D DG DI DIA DIG DIAG
附註：「單一D」為「演繹」、「DG」為「演繹-臆測」、「DI」為「演繹-歸納」
「DIG」為「演繹-歸納-臆測」，「DIA」為「演繹-歸納-類比」
、「DIAG」為「演繹-歸納-類比-臆測」
圖4-2- 2 推理歷程次類別比例圖
五、 總結
大部份的學生都能依自己的想法來說明實驗的因果關係，但是學生未 必考慮所謂科學上的自變項和依變項的關係，而是依個人感官（眼睛）對 兩個有共變關係的角色作出因果關係的解釋，雖然說法上符合邏輯，有先 前概念命題，有推理方式的呈現，但不足以應用在科學實驗中，以至於提 出許多天真的預測想法，對於此種現象，是需要科學訓練來輔助克服的，
除了概念外，如何聚焦於正確的推理也是科學教學上不可忽略的一環。
第三節 概念與推理過程
本節主要探討學生運用相關概念及推理類型所建構的推理過程，在推 理的 POE 活動中，「預測」和「觀察」步驟提供了充分的資料來分析學生 推理過程，除了概念的部份外，還包含推理類型，如同邏輯上的命題和推 理方式的關係，另外，預測的結果也影響著推理過程的改變，本節就這些
部份來分析討論，其中分為「學生的推理過程類型分析」、「概念－推理類 型對推理預測結果分析」，最後是「學生推理過程分析」等三部分說明。
一、 學生的推理過程類型分析
本研究將學生持有之相關概念，分為「科學概念」、「另有概念」、「直 覺概念」 三種，分別以代號表示：
「科學概念」型：指學生於過程中運用科學概念進行推理，標記為「S」。
「另有概念」型：指學生於過程中運用另有概念進行推理，標記為「A」。
「臆測」型：指學生依直覺臆測，標記為「G」。
配合本研究，亦將推理類型分為四種，代號如下：
「演繹推理」：指學生以演繹推理進行預測和解釋，標記為「DR」。
「歸納推理」：指學生以歸納推理進行預測和解釋，標記為「IR」。
「類比推理」：指學生以類比推理進行預測和解釋，標記為「AR」。
「臆測推理」：指學生以個人直覺進行預測和解釋，標記為「GR」。
由於多數學生於同一步驟內，常並用多種不同類型的推理方式，而其 對推理結果均會造成影響，故對於每一推理類型與概念之關係，均各列為 一次記錄，整理學生的概念配合推理運用的類型，可以發現，學生在進行 推理的過程是非常多元而豐富的，若以各類型來分析，學生們的推理活動 大致可分為六大類，分別為：運用二種、三種、四種、五種、六種、八種 類型的概念─推理類型來思考，當中有些學生類型相同，在因為活動順序 的關係，所以類型的排列方式不同，原因是學生運用的概念和推理能力有 所不同產生，以下為其中的討論，可歸納出六種類型
（一）運用二種概念－推理類型來進行推理過程：
學生運用二種概念－推理的組合來進行推理活動，以下為學生 S20 和學生 S28 的推理過程組合：
z S20：SDR→SDR→SDR→SDR→SDR→SDR→SDR→SDR→ADR→
ADR
z S28：SDR→SDR→ADR→ADR→ADR→ADR→ADR→ADR→ADR→
ADR
（二）運用三種概念－推理類型來進行推理過程
學生運用三種概念－推理的組合來進行推理活動，共有11 位學生為此 類組合，以下分別為學生S02、S05、S06、S07、S09、S11、S13、S17、
S23、S30、S31 的推理過程組合：
z S02：SDR→ SDR→ GGR→ ADR→ ADR→ X→ ADR→ ADR→ ADR
ADRAIR→SDR
z S11：SDR→ SDR→ ADR→ ADR→ ADR→ ADR→ ADRX→ AIR→
ADRAIR→ ADR AIR
z S13：ADR → SDR→ SDR→ ADR→ ADR→ ADR→ ADR→ ADR→
ADRAIR→ ADR AIR
z S17：SDR→ SDR→ ADR→ SDR→ ADR→ SDR→ ADR→ SDR→
ADRAIR→ ADRAIR
z S23：GGR→ GGR→ ADR→ AIR→ ADR→ ADRAIR→ ADR→ ADR→
ADR→ AIR
z S30：SDR→ SDR→ ADR→ ADR→ ADR→ ADR→ ADR→ ADR→
ADRAIR→ AIR
z S31：ADR→ SDR→ SDR→ ADR→ ADR→ ADR→ ADR→ ADR
→ADRAIR→ADR
（三）運用四種概念－推理類型來進行推理過程
學生運用四種概念－推理的組合來進行推理活動，共有6 位學生為 此類，以下分別為學生S03、S04、S10、S12、S21、S27 的推理過程組合：
z S03：AGR→ X→ ADR → AIRGIR→ ADR→ ADR→ ADR→ ADR→
ADRAIRAGR→ AIR
z S04：SDR→ SDR→ ADR→ ADR→ ADRAAR→ ADR→ ADR→
ADR→ ADR→ ADRAIR
z S10：ADR→ ADR→ GGR→ ADR→ ADRAAR→ ADR→ ADR→
ADR→ AARAIR→ADR
z S12：GGR→ GGR→ GGR→ ADR→ ADR→ ADR→ ADR→ AIR→
AARAIR→ ADRAIR
z S21：ADR→ AIR→ AIRAAR→ X→ AAR→ X→ AGR→ ADR→
AIRAARAGR→ X
z S27：SDR→ SDR→ ADR→ ADR→ ADR→ ADR→ ADR→ ADR→
AIR→ AIRAGR
（四）運用五種概念－推理類型來進行推理過程
學生運用五種概念－推理的組合來進行推理活動，共有9 位學生為 此類組合，以下分別為學生S01、S08、S15、S18、S24、S25、S26、S32、
S33 的推理過程組合：
z S01：SDR→ SDR→ SDR→ ADR→ ADRAAR→ ADR→ ADR→
SDR→ AIRAGR→X
z S08：ADR→ AGR→ GGR→ GGR→ AARAIR→ADRAIR→ ADRAIR→
ADR→ ADRAIRAGR→ AIRAAR
z S15：ADR→ GGR→ GGR→ GIRGGR→ AIRAAR→ AIR→ ADR→
GGR→ AIRADR→ AIR
z S18：GDR→ GDR→ GIR→ ADR→ADR→ ADR→ ADRAIR→ ADR→
ADRAIRAGR→ ADR
z S24：SDR→ SDR→ ADR→ X→ AAR→ AIR→ ADR→ ADR→
ADRAIR→ ADRAGR
z S25：SDR→ SDR→ ADRAIR→ ADR→ AAR→ ADR→ SDR→ ADR→
AIRADRAGRX→ ADR
z S26：SDR→ SDR→ ADR→ ADR→ AARADR→ ADR→ ADRAIR→
ADR→ AIRAGR→ AIRADR
z S32：ADR→ SDR→ ADR→ AIRGIR→ ADR→ GIR→ ADR→ ADR→
AIRAGR→ AIR AGR
z S33：GGR→ SDR→ ADRAAR→ ADR→ AIRAAR→ ADR→ ADR→
ADR→AIRADR→AIR
（五）運用六種概念－推理類型來進行推理過程
學生運用六種概念－推理的組合來進行推理活動，共有4 位學生為 此類組合，以下分別為學生S14、S16、S22、S29 的推理過程組合：
z S14：SDR→ SDR→ ADR→ ADR→ AIRAAR→ ADR→
AARADRAIR→ SDR→ AIRAGR→ SIR
z S16：SDR→ SDR→ ADR→ AGRGGR→ AAR→ ADR→ ADR→
ADR→ AIRAAR→ AIR
z S22：GGR→ SDR→ GGR→ X→ GAR→AIR→ AIR→ ADR→
AIRAGR→ AIR
z S29：ADR→ SDR→ ADR→ ADR→ AAR→ GIR→ ADR→ ADR→
AIRADRAGR→ AIR
（六）運用八種概念－推理類型來進行推理過程
學生運用八種概念－推理的組合來進行推理活動，只有S19 一位學 生為此類組合：
z S19：SDR→ GAR→ ADR→ GIRGGR→ AIRAAR→ AIR→AIRADR→
ADR→AIRAARAGR→AIR
可以看出學生在推理活動的概念－推理過程，沒有任何兩位學生的思 考過程是相同的，教師在教學時設定的教學目標，除了需要注意學生學習 時的另有概念外，更要設計具體而可以推理出接近科學概念的活動，進一 步來說，需要的是可以應用於活動中的知識目標，才是直正的教學目標，
也才能是提升學生能力的指標。
二、 概念－推理類型對推理預測結果分析
學生在預測時若原先想法不符合眼睛的觀察，往往會改變原來有的概 念，但是學生作預測的概念是如何而來的呢？於是本研究就33 位晤談學生 的預測理由作概念配合推理類型的整理，再將每個活動之預測後是否符合 觀察結果的正確率作一統計，如表4-3-1 所顯示：
表4-3- 1 學生預測正確率統計表
項目 喚醒活動 活動一 活動二 活動三 活動四 總計
O 22 1 25 8 2 58
X 11 32 8 25 31 107
正確率 13.3％ 0.6％ 15.2％ 4.8％ 1.2％ 35.2％
當中，喚醒活動的正確率為13.3％；活動一的正確率為 0.6％；活動二 的正確率為15.2％；活動三的正確率為 4.8％；活動四的正確率為 1.2％；
總正確率為35.2％，大約佔三分之一。
若以概念─推理的類型來看預測的正確與否，如下表4-3-2，預測正確 的學生中，以科學概念－演繹的SDR 類型預測的正確率最高，在總共的 215 次預測中出現了 22 次佔了 9.8％，其次是 ADR，共出現 10 次，佔 7.9
％，其餘如上表4-3-2 所示，可以看出國小六年級學生在作預測時傾向用 演繹的方式配合本身的發展的概念來推理思考或解決問題。
表4-3-2 學生預測正確類型統計
類型 出現次數 百分率
SDR 22 / 215 9.8％
GGR 3 / 215 1.4％
AAR 7 / 215 3.3％
AAR 10 / 215 4.7％
ADR 17 / 215 7.9％
AIR 7 / 215 3.3％
GAR 1 / 215 0.5％
附註：第一個英文字母代表概念類型，A 為另有概念，S 為科學概念，G 為直覺概念 第二、三個英文字母代表推理類型，DR 為演繹，IR 為歸納，AR 為類比，GR 為臆測
三、 概念－推理類型對推理解釋影響分析
學生在作出預測後，必須對實驗結果觀察並且作出解釋，以下列 33位 晤談學生的解釋概念－推理的類型，有的學生在推理過程中，不是只有一種 概念－推理的方式，通常在出現另有概念和臆測後，研究日誌發現，學生對 於未符合預測的結果感到懷疑，在尋找新概念的同時，會使用多樣化的方式 推理，以求能符合現象的概念，但是，有的學生從一開始便不想參與推理思 考，所以直說「不知道」，可能是學習動機不夠強烈，但幾次連續性的推理 活動下，學生常下意識的說出一些判斷和想法，可見本質上，學生是能推理 而且學習成長的。
表4-3-3 為 33 位晤談學生中所用的解釋概念－推理的類型的統計，可 以看見學生大多數使用另有概念－演繹ADR 方式來做推理解釋，在 183
次的解釋中，出現了83 次，佔 45.3％，其次是 SDR 類型，佔了 18.3％，
兩者當中有相當的落差，可見學生產生許多另有概念的想法，影響了整個 推理過程。
表4-3- 3 學生解釋概念－推理的類型
類型 出現次數 百分率
ADR 83 / 183 45.3％
SDR 34/ 183 18.6％
AIR 33/ 183 18.0％
GGR 9/ 183 4.9％
X 9/ 183 4.9％
GIR 6/ 183 3.3％
AGR 5/ 183 2.7％
SIR 1/ 183 0.5％
AAR 1/ 183 0.5％
GDR 1/ 183 0.5％
GGR 1/ 183 0.5％
附註：第一個英文字母代表概念類型，A 為另有概念，S 為科學概念，G 為直覺概念 第二、三個英文字母代表推理類型，DR 為演繹，IR 為歸納，AR 為類比，GR 為臆測
綜合上述，各類概念－推理類型對推理結果之影響，預測以「SDR」
型正確率所佔比率最高，顯示國小學生以科學概念進行推理結果最為穩定 而正確，但是結果如果是錯誤的，會由原來的科學概念演繹出另有概念來 解釋，所以在解釋上，最常用的概念－推理是ADR 型，雖然此種方式暫 時獲得合理解釋，但是在下一個活動作出預測，由於是使用另有概念推 理，所以結果依然不正確，在183 次的解釋中，只有 9 次學生回答「不知 道」，佔 4.9％，可見多數學生都能依自己想法思考推理，並說出其因果關 係，但是，學生會依賴感官直覺或歸納觀察現象，來尋求更合理的解釋，
本研究顯示六年級學生的推理能力是足夠的，但是對科學概念的印證經 驗，不足以來形成自己的理論法則，所以在連續性的推理活動中，科學概 念應用能力顯得難以淩駕另有概念，通常，學生並非以單一概念進行推
理，而是科學概念與另有概念混合並用，並且從符合觀察的結果出發，和 成人不同的是，學生們會大膽作出預測，而並不考慮許多科學因素的不合 理，故常發生推理結果上錯誤。另外，學生會有忽視推理結果或證據，轉 而相信教科書或老師所述答案，這種類型雖然在本研究中歸入臆測型，但 其實學生在思考時，似乎是有所根據，只是文字或某些因素影響，表達不 出或表達偏差所致，例如：
S05-A1
P：一個黑色的影子，因為兩個光還是一樣透不過那個實體 所以還是一樣影子是黑色
S05-A1
E：不同角度照…反射…想不出來另外，學生以另有概念亦能推理獲得正確結果，其所認定的法則會一
另外，學生以另有概念亦能推理獲得正確結果，其所認定的法則會一