科學解釋的評量

Ohlsson ( 1992 )認為解釋扮演了科學家們想要了解世界的主要角色，是學生 學習與了解科學現象的訴求；解釋可以使人了解，並提供個人思考的一扇窗。解 釋的建構和評鑑是科學論證的中心（Sandoval & Millwood, 2005）。

Sandoval（2002）提出學生科學解釋的標準為：一、原因的一致，此通常包 含兩個科學解釋的知識目標：描述原因的機制來解釋現象及因果的連鎖合乎情理 的一致。二、證據的支持：從資料中反映出解釋建構的想法，也就是資料反映主 張。Zuzovsky 和Tamir（1999）認為科學解釋的評量涉及兩個層面，解釋之邏輯 結構的評量與科學解釋所傳達出之對現象理解的程度，後者如同對解釋之語文表 達的評量。因此本研究將科學解釋的評量依科學解釋之邏輯結構及科學解釋中所 傳達出對現象的理解程度兩部分去做論述。

壹、解釋之邏輯結構的評量

條件與經驗條件的滿足，由解釋項與被解釋項兩種類型的句子組成，具有四個必 要條件：

（一）解釋項至少必須列出一條普遍定律。

（二）解釋項包含的普遍定律是經過高度驗證的。

（三）解釋項的內容必須是真實的。

（四）由前置條件導出結論的邏輯推理必須是正確的，被解釋項必須是解釋項的 邏輯結論。

D-N 模式是最普遍用來滿足解釋結構完整性之評量標準的要求，換言之，

一個論證涵蓋某先行條件與定律之語句的說明項，因此可解釋或預測一個現象，

此結構同時滿足邏輯與適當的實徵條件（Zuzovsky & Tamir, 1999）。

D-N模式又稱為「演繹模型」（陸健體，1994），或「涵蓋律模式」（林正 弘，1988），如果Hempel的想法無誤，則所有跟D-N模式不一樣的解釋都不屬於 科學解釋。事實上，由於D-N模式極為嚴謹，理想亦過高，許多科學解釋皆難以 完全符合其條件（黃惠鈺，2009）。由上述Hempel（1966）所提D-N模式的條件，

以及黃惠鈺（2009）對D-N模式的分析，可以知道D-N模式是嚴謹的，我們如果 以D-N模式去評量科學解釋，有些科學解釋的確不能滿足D-N模式的條件。因此 Zuzovsky & Tamir(1999)總結適當解釋的結構與邏輯標準如下：

（一）在物理解釋中，必須具備完整的D-N模式或至少是D-N模式之概述。

（二）統一性：從化約解釋為最可理解的基本原因，或是從多重原因整合成單一 的因果關係結構而獲得統一性。

（三）反思因果關係的複雜性，以提供另有多重原因的關係。

（四）在功能解釋的範例裡，表達出為了系統（s）的適當功能，特徵（i）的必 要性是滿足某必然條件（n）。

（五）在演化解釋的範例裡，區別近因與終極因，並提及兩者皆是為了產生生物 學之解釋。

Sandoval與Millwood（2005）則認為一個好的科學解釋，需具有以下四個特性：

（一）能解釋現象的因果機制。

（二）證據要能連結主張，證據的資料要足夠。

（三）提出解釋的限制條件。

（四）排除另有解釋。

科學解釋是個體與自然現象互動後提出的說明，其過程包含個體的理解，難 以完全客觀（黃文吟，2000）因此我們藉由D-N模式，讓科學解釋較為客觀，個 體在對自然現象提出說明時，能夠理解現象的因果機制，接著反思因果關係的功 能性，從多重的因素中，找到因果關係的統一性，提出解釋的限制條件，強化科 學解釋的完整性。

貳、科學解釋之語文表達的評量

Sutherland（2002）亦曾提出在科學探究活動中，好的科學解釋須具備四項條 件，包括：對問題提出主張、對主張提出證據、連結證據到主張之間的推理，以 及使用詳細精確的科學語言把解釋寫清楚。King（1994）則提及以自己的語言表 達科學解釋，能展現對科學的理解。

Scriven(1988)指出關連性和資料的邏輯時態順序是指，運用像「因此」、「然 而」、「結果」這些字眼在解釋的敘述裡。然而，僅有語言的線索並不足以區別 描述與解釋，他進一步提出區別差異的特徵並非在問題或回答的言辭形式中被找 出，而是在理解的已知或推論狀態，以及提出關於理解的解釋裡被找到的。

學生的科學解釋能力是科學學習成果的一項重要指標，因此培養學生具備好 的科學解釋能力是學生思考組織的再提升，讓學生將過程與想法有緊密的結合，

如何利用科學解釋與他人做「有效的溝通」，是科學教育的重要研究主題。(洪 曉憶，2010）

察到的科學現象，但是語文表達能力較差的人，可能就沒辦法把自己完整的想法 用科學語言表達出來。