學生論證能力表現情形

第三節 研究問題

依據本研究之目的，詳細具體的研究問題如下：

一、 學生論證能力表現情形

1. 學生在經過以「水庫興建預定地的選定」這個社會性科學議題為教學題材的 論證教學後，其在「提出論點」、「提出反論點」、「提出支持性的論點」、「提 出證據」，和「提出前提或條件」這五項論證子能力的表現為何？

2. 學生的論證能力在經過以「水庫興建預定地的選定」這個社會性科學議題為 教學題材的論證教學後，是否有顯著不同？

二、 學生的科學認識觀

1. 學生在經過以「水庫興建預定地的選定」這個社會性科學議題為教學題材的 論證教學後，其在「科學的創造性」、「探究過程的理論依據性」、「科學知識 的暫時性」、「社會協調性」，和「文化影響面」這五個科學認識觀面向的表 現為何？

2. 學生的科學認識觀在經過以「水庫興建預定地的選定」這個社會性科學議題 為教學題材的論證教學後，是否有顯著不同？

三、 學生論證能力表現和科學認識觀間的相關性

1. 不同科學認識觀傾向(偏向建構主義的認識觀、偏向邏輯實證主義的認識觀) 的學生，其論證能力是否有所差異？

2. 在各個科學認識觀向度(科學的創造性、探究過程的理論依據性、科學知識 的暫時性、社會協調性，以及文化影響面)中，不同認識觀傾向(偏向建構主 義的認識觀、偏向邏輯實證主義的認識觀)的學生，其論證能力是否有所差 異？

3. 學生在各項論證子能力(提出論點、提出反論點、提出支持性的論點、提出 證據、提出前提或條件)的表現，與其科學認識觀的相關性為何？

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第四節 研究的重要性

本研究的重要性主要有四大項，分述如下：

1. 能提供未來論證相關實徵研究，針對探討我國國中生之科學認識觀對社會性 科學議題的論證表現影響，有更深入的瞭解。

2. 本研究在研發國中生接受論證教學的模組過程，可深入探討哪些設計元素對 學生論證能力的培養有所助益，進而增進論證融入科學學習的效益，並做為 未來論證教學設計的參考。

3. 若自然科學教師欲進行論證教學，透過本研究對於科學認識觀與論證能力表 現間相關性的探討，可以對於教學內容或評量方式有更適切的規劃與設計。

4. 當自然科學教師評量學生的論證能力時，可以透過本研究的結果對於學生論 證能力表現的優劣有更好的詮釋與理解，以提升論證教學評量的品質與實質 意義。

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第五節 名詞釋義

本研究中相關重要名詞的定義，分述如下：

一、 論證能力(Ability of Argumentation)

本研究關於論證能力的定義與分類，主要以 Toulmin(1958)所提出之論證架構 (Toulmin’s Argument Pattern, TAP)為主要依據，他將論證過程細分成幾個論證要 素，分別為：Claim(主張) 、Warrant(理由) 、Data(證據)、Rebuttal(反駁)、Backing(支 持性通則)、Qualifier (前提或條件)，再參考 Mason 與 Scirica(2006)以及黃柏鴻與林 樹聲(2007)所提的論證能力，其包含三個部份：提出論點(arguments)、提出反論點 (counterarguments)以及提出支持性的論點(supportive arguments)。最後發展出本研究 對 於 論 證 能 力 的 定 義 ： 論 證 能 力 指 的 是 提 出 論 點 (arguments) 、 提 出 反 論 點 (counterarguments)、提出支持性的論點(supportive arguments)、提出證據(data)，以 及提出前提或條件(Qualifier)的能力。其中，論點包含主張及理由、反論點則是與 論點相反主張的論點、支持性的論點則是當反論點提出後針對論點所做的支持性論 述，包含：1)精緻化原理由、2)補充新理由及 3)反駁、證據則是提出能支持其論點 的有效資訊，前提及條件則是在提出一項論點時所需考量的前提與條件狀況。

二、 社會性科學議題 (SSI)

有些科學問題出現在社會情境裡，解決途徑往往不是唯一，因而當社會大眾 面對這些問題時，會因為個人經驗、背景、文化、所處環境或所持立場不同而有不 同觀點及不同的解決方式，有時因為無法達到一致的共識而產生爭議，早期學者稱 這 類 問 題 為 「 具 爭 議 的 社 會 性 科 學 議 題 」 (controversial socio-scientific issues) (Stradling, 1984)。後期學者針對此類議題的定義與特性做了更多的描述，指出社會 性科學議題主要的特性如下：通常為開放性的問題，且具有對立性論點或社會性兩 難，問題的結構較模糊且沒有所謂的正確答案或解決途徑(Sadler, 2004)。本研究針 對社會性科學議題的定義，是依據 Sadler (2004)對此類議題的定義，除了因為此定 義對於社會性科學議題的內涵及特性描述較完備之外，也因為此定義廣為現在研究 這一類型科學議題的學者所使用(Dawson, Venville, 2010; Kolstø, 2006; Patronis, Potari, & Spiliotopoulou, 1999; Sadler, 2004; Zeidler, Walker, Ackett, & Simmons,

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2002; Zeidler, & Keefer, 2003)。而本研究論證教學的主題－「水庫興建預定地的選 定」議題能符合本研究對於 SSI 的定義，是因為興建水庫的主題須考量不同興建預 定地的氣候、地質、生態保育、政府或居民等的立場因素，這些因素不僅止於科學 知識的考量，也牽涉到社會觀感或文化價值等因素的影響，所以是一個具情境兩 難，且沒有唯一正確解決方式的問題，故本研究所選取的「水庫興建預定地選定」

議題屬於社會性科學議題。

三、 科學認識觀(Scientific Epistemological View)

科學認識觀指的是一個人對於科學本質、知識發展或特性的瞭解和看法。傳 統的科學認識觀較偏向邏輯實證主義，現代科學認識觀的趨勢強調融入以社會文化 角度理解科學的觀點，整體來說是較偏向建構主義的(劉湘瑤、李麗菁、蔡今中，

2007)。由於在本研究中希望瞭解學生論證能力與科學認識觀的相關性，也基於現 代科學認識觀強調考量社會層面的影響，所以採用有明確的科學認識觀面向分類，

且具科學本質的社會文化影響層面的科學認識觀定義(Tsai, 1998, 1999)。該定義之 科學認識觀包含五個面向：

(一) 科學的創造性(Invented and creative, IC)

科學是人類嘗詴瞭解自然界的運行，所創造或發明出來的一套解釋或說法，

並非發現自然界中既有存在之真理。

(二) 探究過程的理論依據性(Theory-laden, TL)

科學觀察無法全然客觀，其會受到科學社群的價值觀或科學理論所影響。

(三) 科學知識的暫時性(Changing and tentative, CT)

科學知識會隨著新的證據及理論的出現，而不斷更新演進，並非亙古不變。

(四) 社會協調性(Social negotiation, SN)

科學知識的形成是經過科學社群中，學者們彼此間不斷辯證、討論與切磋所 產出的。

(五) 文化影響層面(Cultural impacts, CU)

科學會受到不同社會、文化或政策等影響而因地制宜，並非放諸四海皆準。

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第二章 文獻探討

此章節將針對本研究三大主題：論證能力、社會性科學議題、科學認識觀，

分段敘述其理論發展的時代背景與歷史沿革，然後針對各主題的定義和特性作說 明，最後彙整各主題的相關研究結果，瞭解近期研究發展的趨勢。

第一節 論證能力

一、論證的重要性

近二十幾年來，論證這個議題開始廣為許多學者所研究(Aufschnaiter, Erduran, Osborne, & Simon, 2008; Bricker & Bell, 2008; Dawson, & Venville, 2010; Driver, Newton, & Osborne, 2000; Kolstø, 2004; Kuhn, 1992; Toulmin, 1958)。而近期論證開 始受到科學教育學者重視，並成為當前科學教育一個重要的目標，使得論證教學成 為一個逐漸受到重視的教學策略(Bell, 2004; Bricker & Bell, 2008; Dawson, &

Venville, 2010; Driver, Newton, & Osborne, 2000; 黃柏鴻、林樹聲，2007)。論證能 力的培養在科學教育中占有一定程度的重要性，因為欲使學生成為具科學素養的公 民，且讓其能有效解決日常生活中的問題以及協調與溝通人與人之間的紛爭，尌必 須加強學生的論證能力(Nussbaum, 2002; Siegel, 1995)。在科學教育中實施論證教 學，能提升學生對於學習的主動性，及其科學探究能力與批判性思考能力等等 (Duschl, & Osborne, 2002; 黃柏鴻、林樹聲，2007)。更有學者指出學生學習科學時，

應更重視與強調其投入科學知識形成過程實務之學習，例如科學的論證與建模等 等 ， 讓 學 生 能 更 瞭 解 科 學 發 展 的 歷 程 與 內 涵 (Bricker & Bell, 2008; Duschl, Schweingruber, & Shouse, 2007)。由此可見，論證對於學生學習科學有其相當程度 的重要性。另外，從科學的本質來看，論證是為科學知識形成之核心，故透過論證 的方式讓學生瞭解與學習科學知識發展過程是合理而可行的(Bell, 2004; Bricker &

Bell, 2008)。科學知識形成的過程包含了不同的論證階段與內容：初期科學家針對 其欲研究之問題提出他自己的假設後，會先經過自身的論證過程，然後再提出能說 服其他科學家的論點和證據，經過學界許多科學家一番論證後再將研究成果公開發 表於所在的領域社群中，最終則是將研究結果公諸於社會大眾 (Driver, Newton, &

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Osborne, 2000; 黃柏鴻、林樹聲，2007)。從美國科學促進會(American Association for the Advancement of Science, AAAS)的研究報告指出，論證融入科學教學中，對於學 生在科學課室中學習對科學論述做出定義、評價或反駁等等都有很大的助益，故培 養學生的論證能力是當前及未來重要的科學教育目標之一(AAAS, 1992; 邱美虹，

1994)。同時在國內的國中九年一貫課程綱要也提到，培養學生批判性思考能力是 十分重要的(教育部，2003)，鑑於批判性思考能力當中論證能力的表現尌是其一項 重要的指標能力(Freeley & Steinberg, 2005)，由此可看出國內中學科學教育，對於 學生論證能力的培養有其冀望與目標性。

二、論證的定義

關於論證的定義說法甚多，從認知心理學的角度看論證，Kuhn(1992)提出論 證是指利用一些證據來支持自己或反對他人意見、主張或結論的過程。透過論證可 以檢視人類面對一件事時是如何思考的，可提供瞭解其思考歷程與方式的訊息，所 以Kuhn(1992)將論證的形式分成兩類：修辭的論證(rhetorical argument)以及對話的 論證(dialogic argument)。修辭的論證指的是一系列關於證明事情真偽的推理，這類 型的論證在Boulter, & Gilber (1995)的定義中此種論證稱為教導式論證(didactic argument)，也和Oxford英語辭典中論證的定義相近，指的是為了反對一個立場而提 出理由的行為(Driver, Newton, & Osborne, 2000; Kuhn, 1992)。修辭的論證通常多為 單向的論證，對應到科學教育中也有修辭論證的例子，例如：當科學教師在教授學 生科學知識時，使用傳統單一講述的教學法時，教師將科學理論教授給學生的過程 中，必須提出這項理論的主張並說明支持這個理論的理由或證據，去說服學生接受 這一項科學理論，其實這尌是一種論證的過程，而這樣的論證屬於單向的論證，即

關於論證的定義說法甚多，從認知心理學的角度看論證，Kuhn(1992)提出論 證是指利用一些證據來支持自己或反對他人意見、主張或結論的過程。透過論證可 以檢視人類面對一件事時是如何思考的，可提供瞭解其思考歷程與方式的訊息，所 以Kuhn(1992)將論證的形式分成兩類：修辭的論證(rhetorical argument)以及對話的 論證(dialogic argument)。修辭的論證指的是一系列關於證明事情真偽的推理，這類 型的論證在Boulter, & Gilber (1995)的定義中此種論證稱為教導式論證(didactic argument)，也和Oxford英語辭典中論證的定義相近，指的是為了反對一個立場而提 出理由的行為(Driver, Newton, & Osborne, 2000; Kuhn, 1992)。修辭的論證通常多為 單向的論證，對應到科學教育中也有修辭論證的例子，例如：當科學教師在教授學 生科學知識時，使用傳統單一講述的教學法時，教師將科學理論教授給學生的過程 中，必須提出這項理論的主張並說明支持這個理論的理由或證據，去說服學生接受 這一項科學理論，其實這尌是一種論證的過程，而這樣的論證屬於單向的論證，即