科學寫作與概念學習

壹、 概念的定義

許多研究者對「概念」有著不同的定義，例如，Lawson(1988)將概念定義為：

「概念 ＝心智模式 + 語詞」，但他強調教師無法將心智模式傳授給學童，教師 只在教導語詞，學童必須由活動中親身經驗才能學習得到心智模式，教師藉由教 導語詞意義的機會，才能使學童能連結心智模式及語詞，而獲得概念。Novak(1991) 認為概念是一種事件(events)或物件(objects)的規則性，以文字(words)或符號 (symbols)表示。張春興（1995）指出概念有兩種意義，廣義而言：概念是個體對 具有同類屬性事物，獲得的概括性單一經驗；狹義而言：單一概括性的名稱或符 號，用以代表具有共同屬性的全體事物。歐陽鍾仁（1997）指出概念是一種認知 過程的形成或階層，在認知階層中，以思想的本質、觀點以及物體間的關係為其 特徵，使個體能夠做比較、概括、抽象及理解的活動，並以語言為其主要的表達 工具。

楊志強（2001）指出概念就是內在的想法，由個人對外界的事實、現象抽 象(抽取不同形象的共同點，綜合而成的一種觀念)而形成的，所以概念的形成即 包含了脈絡性，研究者可藉由觀察脈絡性，例如進一步詢問學生回答的理由、概 念的來源等方式，來瞭解個體概念存在的情形。賴明照（2003）則提出概念是一 個思考的法則，一個認知的結構，經由生活經驗和學習的建構，讓自我產生對某 些事物或意向的想法，以達到對該事物或知識瞭解的一個認知過程。

由此可知，概念是抽象的，不是具體的，是用文字或符號來表示事件的規 則性。概念是內在的想法，是人類用來思考和瞭解的工具、學習的基本單位。而 影響個體對某些事物概念產生的因素包括：生活經驗、社會文化情境、個人成長 的環境及學校教育等。

概念的形成有脈絡性，研究者可藉由觀察，例如進一步詢問學生回答的理 由、概念的來源等方式，來瞭解學生概念存在的情形。學生在學習科學知識時，

個人知識的來源可分為兩種，一為自發知識（spontaneous knowledge），二為正式

知識（formal knowledge）。自發知識是來自學生日常生活中與環境、文化交互作 用，受到語言、文化及其他人的影響，由學生的觀察及體驗產生的；正式知識是 學校課程所傳授的知識，有嚴謹的邏輯概念及明確的定義，具有權威性。因自發 知識和正式知識的不同關係，可說明三種概念的轉換過程： （1）若學習者經過 統整（ integrate ）和分化（differentiate）的過程，將正式知識併入自己的認知結 構中，稱為概念發展（conceptual development）。（2）若學習者的自發知識與正 式知識有嚴重衝突，此時放棄了其實是錯誤卻自認為正確的自發知識， 而接受 了正式知識的過程， 稱為概念轉換（ conceptual exchange）。（3）若學習者的 迷思概念與正確科學概念僅發生少許的衝突，只將認知結構做小部份修正，稱為 概念澄清（conceptual resolution）（郭重吉，1988、1992）。

因此，學習者在學習新知識時，若發生了概念發展、概念轉換或是概念澄 清的情形，這樣的學習，即可稱為概念學習。

貳、 寫作與概念學習

就心理學家的觀點而言，概念的學習有兩派理論。行為論認為學習者是一 個被動的參與者，概念的學習就是學習者根據回饋，建立刺激與概念之間的一種 聯結歷程；認知論認為學習者是一個主動的參與者，在學習時學習者會主動形成 假設，經過不斷的試驗、修正、證明等步驟，最後終於獲得概念，將概念的學習 視為思考與問題解決的歷程（林清山譯，1992）。因此，概念的學習，被動地來 說，是學習者根據回饋，建立刺激與概念之間的一種聯結歷程；主動地來說，是 學習者形成假設，經過不斷的試驗、修正、證明，最後獲得概念，是思考與問題 解決的歷程。舊有的概念會影響新的概念學習，所以教師要注意學生學習時的情 形。

Ravenscroft （2001） 指出，科學知識藉由語言溝通，給學生機會訴說他們 想的是什麼，這樣的方式，比我們把世界觀直接加諸在他們身上更好，因此，教 師和學生在教室中便使用口語與寫作兩種語言形式來傳達意義。林素雯（2003）

提出寫作不僅只是語文教育之一，寫作也可以用來學習其它學科的歷程；學生的 寫作讓教師從知識傳授的角色轉變為促進學習的角色，而學生則扮演了主動參與 學習過程的角色；學生可以在寫作過程中思考和分析他們手邊的資料，展現他們 對主題瞭解的深度，並且將科學概念（scientific concept）用文字的方式解釋給讀 者。Gordon（2004）指出，寫作教學時，教師若予以清晰明確的支援，即使是學 習能力較低的學生，在理解、概念形成及寫作表達方面還是會受影響，所以教師 應該提供各種機會讓學生從事閱讀、思考及寫作活動。Ibarreta和McLeod（2004）

指出在寫作的經驗中，學生的批判思考能力和自我學習的能力都增加，而這兩個

重要的能力在學習的過程中是互補的。寫作提供學生能在紙上發揮想法的機會，

並能反映出他們參與學習的理解程度和瞭解程度。Bye和Johnson（2004）指出鼓 勵學生學習最好的方法之一就是寫作活動，和一般的紙筆測驗評估及閱讀報告相 比較，藉由寫作的方式學習，能幫助學生使用更多有意義的方法去理解及形成概 念。

因此，透過寫作，學生有機會訴說他們想的是什麼；透過寫作，讓學生扮 演主動參與學習過程的角色，讓學習成為概念的學習；透過寫作，學生在理解、

概念形成及寫作表達方面會有成長；透過寫作，增加學生的批判思考能力和自我 學習的能力，並在作品中反映出他們參與學習的理解程度和瞭解程度；透過寫 作，幫肋學生使用更多有意義的方法去理解及形成概念。

參、 科學寫作與概念學習

陳慧娟（1998）提出科學寫作不僅對學習者本身是一種具體化、視覺化，

記錄概念改變歷程的簡便方式，更有助於學習社群的討論，以及其他成員的參 考，並建議利用科學寫作促進學童科學知識的概念改變；寫作學習不僅是將內心 已獲得的經驗或觀念做有意義的轉譯，還須用自己的語言組織與說明新、舊知識 之間的關係。劉國權（2001）指出寫作讓學生能夠看出自己先前的概念，明白自 己所知及未知，進而結合新資訊重新組織，原本的概念結構重整，將自己模糊不 清的想法轉變為澄清的概念，以促進概念改變，讓學習成為概念學習。

林素雯（2003）指出科學寫作以視覺化的文字具體呈現科學概念之間的關 係，教師藉由學生的寫作可檢視其思考過程和對概念的瞭解是否達到預期的教學 目標；對學生而言，科學寫作的功能有：

一、改變學生的概念。

二、增加高層次思考。

三、提升溝通能力。

四、組織科學相關資訊。

因此，科學寫作可作為教師在自然科學教室中實施教學的策略。透過科學 寫作，讓學生把學習到的知識，經由交互及建構的過程，將學習時所發生的經驗、

所學習的一般性及科學性知識，用自己的語言，藉由寫作的活動，完整地表達出 來，這樣一來，學生所學習到的知識不再只是屬於片斷性的知識，而是屬於較完 整的概念性的知識。

蕭登峰（2003）以啟發式科學寫作的方式將科學寫作融入教學中，藉小組 討論及同儕互動的方式促使學生對概念自我澄清，深入分析自己的想法，他認為

從科學寫作的過程中可以瞭解學習者新舊知識連結的關係。梁郁汝（2004）也提 出在科學寫作的過程中，學生將內心獲得的知識、經驗或觀念，作有意義的轉譯，

用文字呈現在紙上，以達到與人溝通的目的。寫作的歷程是認知的模式，適當的 寫作活動，不只可以使學生整合多重表徵的活動，也可以使學生將口述的語言轉 變成文字的符號，這將能激發學生主動學習，提昇高層次的思考、後設認知與回 顧的能力。Wallace、 Yang、 Hand 和 Hohenshell（引自 Wallace, 2004）指出將 啟發式科學寫作(Science Writing Heuristic , SWH )作為學習科學的工具有助於學生 的概念學習，在最近的研究中，更進一步指出，學生在進行科學寫作時利用各種 知識來源，包括教科書，教師領導的討論，實驗室的活動，同儕的討論；在分析 這些寫作作品及訪談參與研究的學生後，研究者發現，科學寫作讓學生將理解的 知識變成自己的語言，表現在作品中，透過仔細觀察，學生的作品更加豐富詳盡，

也更加正確真實（Wallace, 2004）。

本研究希望透過科學寫作融入教學的方式，促進學童將已獲得的經驗或觀 念做有意義的轉譯，並且用自己的語言組織與說明新、舊知識之間的關係；讓學 生重新組織原本的概念結構，將模糊不清的想法轉變為澄清的概念，並且激發學 生主動學習，讓學習成為概念學習。