推理也稱為邏輯推理，因為有效的推理過程，必須合於邏輯，我們常用 邏輯來研究推理，所以認為推理和邏輯思考是分不開的。Klenk 指出推理 是我們大部份知識之來源，而研究推理就是要從研究邏輯下手（引自劉福 增，1997 譯）。在張氏心理學辭典（張春興，1989）中，「推理」是指按照 邏輯規範推理思考的歷程，或是解決問題時合理思考的歷程。
但是，另一方面，推理卻也是人們和環境互動下大腦的思考活動過程。
馬秀蘭（2007）認為推理是我們處理問題時的反應，是自然而且不由自主 的，在日常生活中我們常使用推理而不自知；所謂的推理能力就是從所知 證據推出或抽出適當結論之能力，所以在日常生活中相當重要。Angell
（1964）指出：推理（reasoning）是人類的一種動態活動，推理是我們做 的一些事，它也是一種心理活動，這種活動包括解決問題、想出某事。它 有四個特點：1.推理是過程、有目的；2.依據推理目標而採取特定的推理方 式；3.屬於個人的；4.是一種心智及內心的活動（引自馬秀蘭，2007）。Lawson
（2003）認為「推理」是存在腦中的心智結構和同化基模和環境壓力的互 動下，個體經歷的過程，而且因為發現事物、產生喜悅，則心智結構可以 完全將輸入訊息同化而具有意義行為，之後行為將深植於心智結構中（劉 嘉茹、邱鴻麟，2007）。
綜而言之，推理是人類的一種心智活動，因某種目的而思考，用已知 的事實，去推想未知的結果；推理也是一種心智能力，當面對問題情境時，
運用本身已有的經驗、知識做合乎邏輯的思考，解決問題；推理亦是一種 學習，解決問題的同時，將新經驗融入舊經驗，或者改變原有的知識架構。
（Newell & Simon , 1972; Sternberg, 1995; Holland, Holyoak, Nisbett &
Thagard, 1986; Rosser, 1994, 張春興，1996, Hogan & Fisherkeller, 2000）。
在科學領域中，更加需要推理來主導研究發現和科學學習；推理在科 學領域的使用稱為科學推理，它是科學研究和科學學習中探究活動的主要 角色
，但是在不同觀點研究下，對科學推理的定義就有所不同。Zohar 和 Nemet
（2002）認為科學推理過程為確認資料來源，接著形成研究問題、產生控 制變因，最後下結論。Kanari 和 Millar（2004）認為科學推理乃學習者於 科學研究或調查中，資料收集與解釋的過程。此外，個人於科學領域以適 切的思考方式，經歸納、演繹、假說之邏輯推理過程，理性且客觀進行探 究與驗證，並對結果進行解釋、論證、發現新事實、新理論或形成概括性 結論，此過程為科學推理（NRC,2000）。
綜合來說，科學推理是個人在探究科學或自然現象過程中依邏輯來思 考尋求解釋驗證的過程，包括依據邏輯法則，有效地形成問題、產生假設、
預測結果、整理資料、尋求證據、做成結論的過程；而本研究相關部分為 學生依據假設、預測、觀察和評估解釋的推理過程來討論之。
二、 科學推理的型式
由於推理和個人思考有關，每個個體都有其獨特推理方式和類型，教育 百科辭典（1994）中說到：「推理由判斷所組成。可以是由許多特殊情形引出 一般結論的活動，即由特殊到一般，這是歸納推理。但也可以是從一般規律、
規則、原理到特殊情形並作出新結論的活動，即由一般到特殊，這是演繹推
理。」
陳祖耀（2003）於「理則學」一書中，對於推理形式之分類如下：
（一）直接推理：從原命題主詞與謂詞之關係，直接推得一個新的命題，不 需要第三者概念作媒介。
（二）間接推理：已知的命題與推知的新命題，其主詞謂詞間並無直接聯繫，
必須由第三者概念居間作媒介。間接推理又可分為三種：
1. 演繹推理：是由普遍以推知特殊，是概念的運用。
2. 歸納推理：由特殊事實以推知普遍原理的一種思維方法，乃依據部份
既知事物，以論定該事物之全部。歸納推理以經驗為出發點，必須經 驗正確，推理又無錯誤，推理所得結論才能確定不移。3. 類比推理：由特殊事物以推知特殊事物的一種推理。亦即從兩個特殊
事 物間發現其有一種或多種類似之處，比而同之，由此一事物的真，推知彼一事物亦或真。
張春興（2003）認為「推理」是指在思維時遵循某種邏輯法則，用已知的 事實或假設條件為基礎，推演出有效結論，從而對事理間之關係獲得理解的 歷程。所以推理是遵循邏輯法則進行的思維歷程，故推理一詞有時也稱為邏 輯推理，所以，張春興將邏輯推理分為演繹推理、歸納推理還有類比推理，
分述如下：
（一）演繹推理
演繹推理係根據已知的事實或假設條件推演出結論的推理方式，亦即根 據普通的原則去確定特殊事例的推理。他將演繹分為三段論法演繹推理與假 設演繹推理兩種。
（二）歸納推理
歸納推理是以觀察所見多個事例所得經驗為基礎，歸結出槪括性的結 論，藉以做為解釋或預測類似事件可能發生之根據的思維歷程。不同的是，
演繹推理所得到的結論是肯定的、必然的，而歸納推理所得到的結論卻是不
能肯定的、是或然的。事實上，在人類經由思維運作獲取知識的整個歷程中，
演繹推理與歸納推理二者是交互使用的；有時演繹在前，歸納在後；有時歸 納在前，演繹在後。
（三）類比推理
「類比」是將以往經歷過類似問題的經驗用於解決目前問題的一種方 法，類比法之有效必須符合兩個條件：其一是新問題與舊經驗確有類似之 處；其二是以往的經驗是成功的。
在科學教學的領域裡，也有研究者研究科學探究學習下的推理類型：
周家卉（2006）針對進行國小六年級學童科學推理類型研究，將國小學童推 理類型分為下列七類，說明如下：
（一）概念推理：指學童運用本身已有之概念進行推理，其中可再分為科學 家概念推理及另有概念推理。
（二）邏輯推理：指學童能夠運用邏輯方式進行推理，如歸納推理。
（三）類比推理：指學童能將已有的知識，遷移到另一個新的問題情境，將 具有相似性的訊息表徵，進行應對。包含表面特徵類比推理和結構特 徵類比推理。
（四）實驗技能推理：是指學童能夠運用實驗技能進行推理，可分為為實驗 設計推理、變因控制推理以及資料解釋推理。
（五）經驗推理：指學童能夠運用過去的印象進行推理，但此經驗並未形成 概念或成為技能。包含生活經驗推理及引述推理。
（六）字義推理：指學童單就字面意義進行推論。
（七）直觀知覺反應：指學生根據直觀知覺進行判斷。
李靜等人（1994）也提出科學推理具有間接認知和創造性的特徵。他們認 為科學推理分為四種類型：
（一）展示理論導向的「演繹」技巧：
演繹模式作為一種前提蘊涵結論的推理模式，具有普遍有效性，但
是其限制是只能從邏輯上保證推理的正確性，若前題非真，則推論 就不能正確真實。科學解釋常有運用邏輯來推導，內容包括三部份：
1.定律原理，2.相關條件陳述，3.待解釋內容，這些都需要不斷找到
相關證據來支持，或者使用異例來挑戰推理。（二）擴深認識的「溯因」技巧：
溯因模式必需依賴一些有效性條件，所以要注意：1.逆推設想的理 論原理想與待觀察現象要有邏輯相關，2.逆推的理論是可檢驗的，
不應是特殊設定的條件。因此，溯因模式可做為評論理論的依據。
（三）最具創造性的「類比」技巧：
類比有兩種具體形式：1.相似點類比，2.差異點類比；在前提非清晰 並必而依賴背景知識推理情境下，常顯出類比推理的特徵，在科技 的發明中，類比是常用的一種方式，並且可應用於理論的間接論證，
例如：確證和否證，所以類比可輔佐演繹方式來推理。
（四）概括經驗與辯護理論的「歸納」技巧：
歸納是從個別知識上升到普遍性知識的推理法，可以從經驗的概括 出發，最後達成經驗定律的發現或理論原理的發現；屬於必然可觀 察性的為經驗定律，從統計歸納我們也可以發現理論，在科學上常 有異例發生，所以所歸納出的結果，常做為假設或條件的命題，而 非理論。
Hengan和Keller（1996）認為科學推理通常是科學探究期間發生的思考過程，
學生在進行科學探究過程中，獨自思考或小組討論時產生的推理思考模式 有以下六種：
（一）分析的推理（analytical reasoning）－檢驗整體的每個部分及如何將他 們的功能放在一起，包括個人的假設、主張、解釋等推理之成分分析。
（二）類比的推理（analogical reasoning）－識別兩個或更多事物的相似點
（不考慮其不同處），常常是藉由比較更多熟悉的例子以了解或說明
故事情境、想法或問題的顯著特徵。
（三）對話的推理（dialogical reasoning）－試著以不同觀點來考慮事物的各 方架構。對話推理有一部分是辨證推理，意在測試對立觀點孰強孰弱。
（四）推論的推理（inferential reasoning）－連結兩個情況做出某些事情是 如此， 因為…等等的結論。推論思考的模式有兩種，一為歸納思考；
一為演繹思考，前者是從一些特殊的例子或證據引出結論，並將其一 般化。後者是應用一般的原理或前提推演至特殊事例形成結論。
（五）評估的推理（evaluative reasoning）－根據某些表面的準則來審定某 事的價值或品質，例如只用這個方法夠不夠？是否還需要其他方法？
並評估其根據的合理性。
（六）整合的推理（integrative reasoning）－把不同片段的資訊或知識來源 整合成一體。
Driver、Leach、Millar和Scott（1996）將學生推理的類型歸納為：
（一）以現象為基礎的推理：解釋和描述不顯著，而實驗的目的是要去尋找 和查看。
（二）以關係為基礎的推理：解釋被視為包含確認和關聯性，在可觀察和認 為假定的實體之間，而不是探索其中原因，探究的方法傾向於確證的 和不批評的。
（三）以槪念為基礎的推理：根據槪念的本質，描繪根本的原因或是較有深
（三）以槪念為基礎的推理：根據槪念的本質，描繪根本的原因或是較有深