概念與推理類型對推理結果之影響

本節主要探討學生運用相關概念及推理類型對推理結果之影響，分為「概念 對推理結果之影響」及「推理類型對推理結果之影響」兩部分說明。由於解釋步 驟之推理，多為針對觀察結果與預測結果不一致時所提出之說明，對預測結果並 無直接影響，故本節所探討之推理，乃根據預測理由的部分加以分析，解釋理由 的部分則不列入。

一、概念對推理結果之影響

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，其與推理結果之關係，舉例說明如下：

（一）「S9」型：指學生於過程中運用科學概念進行推理，其推理預測結果與觀

表4-3-2 「S±」型

色板後只剩單一色光」及「以顏料調色的結果來類推色光混合後的顏色」之另有

（五）「G9」與「G±」型：指學生依直覺臆測，其預測與觀察結果一致為「G9」

型，預測與觀察結果不一致則為「G±」型。

本研究之晤談資料中並無「G9」型，而「G±」型只出現一次，如表 4-3-5，學 生S03 於進行第四組預測時，除了運用「兩片壓克力色板本身的顏色就一定會呈 現」之另有概念選取紅、紫色，同時輔以「直覺」推測加選了綠色，但其觀察結 果與預測並不相符。

表4-3-5 「G±」型

學生 概念 組別 步驟 紅 橙 黃 綠 藍 紫 結果 預測 9 9 9

S03 會出現本身的顏色

（紅、紫），直覺覺得 綠色應該也會出現。

第 四

組 觀察 9 9 9 9 9

不一致

綜合上述各類概念對推理結果之影響，統計如表4-3-6，以「A±」型所佔比 率最高，共出現 63 次，佔 44.37%，顯示學生以另有概念進行推理的結果通常是 錯誤的。其次是「S9」型，共計 30 次，佔 21.13%，可見當學生以科學概念進 行推理較能獲得正確結果。而「S±」型出現 28 次，所佔比率也相當高，可能是 因為學生通常非以單一概念進行推理，科學概念與另有概念混合並用，以致推理 結果錯誤。「A9」型共出現 20 次，學生以另有概念亦能推理獲得正確結果，則 是教學過程中需特別注意之處，以免學生誤用。

表4-3-6各類概念對推理結果之影響

類型 出現次數 百分率

S9 _{30 21.13%}

S± _{28 19.72%}

A9 _{20 14.08%}

A± _{63 44.37%}

G9 _{0 0.00%}

G± _{1 0.70%}

合計 _100%

附註：「A」代表另有概念，「S」代表科學概念，「G」代表直覺概念

「9」代表推理結果正確，「±」代表推理結果不正確

二、推理類型對推理結果之影響

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「直覺推理（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）「DR9」與「DR±」型：指學生以演繹推理進行預測，其預測與觀察結果 一致為「DR9」型，預測與觀察結果不一致則為「DR±」型。

學生Ｓ01 與 S12 於第一組預測時，都運用了一次演繹推理，Ｓ01 觀察結果 與其預測一致，列「DR 9」型一次，Ｓ12 觀察結果與其預測不一致，則列為「DR±」

型一次。雖同為演繹推理，但Ｓ01 同時又運用了類比推理，可見其所持概念不同，

推理結果也就有所差異。

（二）「IR9」與「IR±」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 9」型，預測與觀察結果不一致則為「IR±」型。

學生S03 及 S09 進行第三組預測時，都運用到歸納推理，而Ｓ03 實際觀察 結果與其預測不一致，列「IR±」型一次，Ｓ09 實際觀察結果與其預測一致，則

列為「IR9」型一次。對於同樣的現象，兩位學生依據個人經驗，各自分析歸納，

其中Ｓ03 除了運用歸納推理，又加入了類比推理，顯示兩人所依據的理由不同，

自然也就會影響其推理結果。

（三）「AR9」與「AR±」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 9」型，預測與觀察結果不一致則為「AR±」型。

學生Ｓ02 及 S19 進行第二組預測時，Ｓ02 同時運用類比及演繹推理，S19 則同時運用類比、歸納及演繹推理，雖其中都包含類比推理，但推理結果並不相 同，Ｓ02 預測與觀察結果一致為「AR 9」型，S19 預測與觀察結果不一致則為

「AR±」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

「GR±」型。

學生Ｓ04 進行第一組預測時，運用了直覺推理與演繹推理，其觀察結果與 預測不一致，列為「GR±」型。由於資料中並無以直覺推理預測正確者，故無

「GR9」型。

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結果之關係，均各列為一次記錄，例 如：學生S01 於Ｐ1 步驟時，同時運用「AR」與「DR」，其觀察結果與預測一致，

則「AR 9」及「DR 9」各列一次。依此方式，將推理類型與推理結果之關係統 計如表4-3-8。由表顯示，「IR±」型出現次數最多，佔25.35%，其次是「DR±」

型，佔 24.65%，兩者只有些微差距，因學生使用演繹與歸納推理的次數居多，相 對答錯率也較高。若針對推理結果正確者而言，出現次數最多的為「IR9」型，

佔21.83%。其次則是「DR9」，佔9.15%。而「AR 9」型只佔4.23%，乃學生於 此活動中所類比之概念為均顏料混合之經驗，而此原理與色光混合是不同的，當 然類比推理的答對比率就偏低。

表4-3-7推理類型對推理結果之影響

表4-3-9概念與推理類型對推理結果之影響

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 為直覺

「9」代表推力結果正確，「±」代表推理結果錯誤

三、色光概念與推理類型對推理結果之交叉分析

若同時考慮學生概念與推理類型對推理結果之影響，分析其類型及結果如表 4-3-9。出現次數最高的為「ADR±」及「SIR9」，各計 29 次，分別佔 20.42%，

顯示學生在此研究中以另有概念進行演繹推理，其結果通常是不正確的，而以科 學概念進行歸納推理，則較能預測正確的結果。研究者於分析資時亦發現，當學 生預測錯誤時，常會不斷更換運用的概念，而演繹推理次數最多，錯誤也最高的 可能原因是，線性因果關係的思考方式，當學生假定的「因」未能正確預測出

「果」，便又以另一個假定的「因」進行預測，致假設演繹比率居高，但並未能 正確預測。其他出現次數較高者為「SIR±」型及「AAR±」型。「SIR±」型出現

類型 出現次數 百分率

ADR9 12 8.45%

ADR± 29 20.42%

AIR9 2 1.41%

AIR± 14 9.86%

AAR9 6 4.23%

AAR± 19 13.38%

AGR± 1 0.70%

SDR9 1 0.70%

SDR± 6 4.23%

SIR9 29 20.42%

SIR± 22 15.49%

GGR± 1 0.70%

合計 100%

次數偏高，可能是學生只注意到改變的情形，而忽略穩定的狀態，導致未能歸納 出正確的概念。而「AAR±」型乃因學生類比所運用之概念為另有概念，以致推 理結果錯誤。整體而言，預測正確率偏低，除了上述原因，共同的原因之一便是，

學生常於同一步驟內運用多個概念，然而就另一方面論之，則也顯示 POE 的活 動確實促進學生的思考與概念的改變。