第二章 文獻探討
第二節 科學解釋類型之相關研究
Salmon（1998）曾在一篇名為：「慧星、花粉和夢境：科學解釋的一些反思」
中，把科學解釋的定義，經由科學史例子和學科範疇，擴展了科學解釋的範圍，
把科學解釋區分成三大類：演繹的解釋、統計的解釋、功能的解釋。
（一）演繹的解釋：
以慧星的運作軌跡為例，此類解釋便是Hempel 的涵蓋律模式的傳統。
（二）統計的解釋：
以當年植物學家觀察到花粉的運動為例，花粉的布朗運動，並非來自生物的 內在生命力，而是受到周邊其他分子的碰撞，諸多分子以不同方向的碰撞，造成 了花粉的隨機運動，這種運動來自分子碰撞的統計結果，所以這種解釋屬於不可 化約的統計，相同的例子還有鈾這類放射性物質的半衰期，鈾內的原子會固定放 出α粒子，在固定的時間（半衰期）會有一半的原子放出α粒子，但到底是哪些 原子放出α粒子呢？沒有一定的規律或因子來控制，完全是機率問題，因此只能 做出統計式解釋。
（三）功能性解釋：
引用的例子是著名的佛洛依德的精神分析學派，佛洛依德把夢的產生視作是 為了填補潛意識的需求，因此是一種功能性解釋。（引自湯偉君，2008）
陸健體(1994)認為科學解釋是科學家們試圖回答「為什麼』問題的活動，並 且強調解釋在科學中所佔的地位，因此其將科學之解釋類型及定義歸納如下:
（一）演繹模式：
演繹解釋具有演繹推理的形式結構，在此種科學解釋當中，被解釋項是解釋 性前提的邏輯的必然推論。
（二）概率模式：
解釋項並不邏輯的蘊涵被解釋項，因而解釋項的真，不是被解釋項為真的邏 輯充分條件。
（四）目的論解釋：
目的的解釋有時又稱為功能解釋，表明待解釋的事件對它之後發生的事件或 對將要發生的事件所產生的影響。
（五）發生學解釋：
發生學解釋是將待解釋事件視為某一發展序列的後繼階段，而以對該系統的 各發展階段的描述作為該事件的解釋。
由Zuzovsky 和Tamir（1999）認為科學解釋的類型有賴於特定領域的經驗科 學而定，亦和引出解釋的問題型式有關，許多的科學解釋可視為對「為什麼」的 問題提出回答，有以命題邏輯的形式（propositional-logical form）表示之類型的問 題 ， 這 些 問 題 被 稱 為 「 尋 求 解 釋 的 為 什 麼 問 題 」 （ explanation-seeking why-questions），會引出有因果的D-N模式；另一類型的問題是尋求理由來支持 主張，這類的問題被稱為「尋求理由的問題（reason-seeking question）」，透過這 兩類型的問題所要求的解釋，就會牽涉到不同的情境，也會交互地引導出不同類 型的回應。因為情境的不同，會引導出不同的解釋類型，以下茲就教師的解釋類 型以及學童的解釋類型加以探討。
壹、教師的解釋類型
以科學哲學家定義較嚴謹的科學解釋，來解釋現象成因，或許為充分反映出 真理，而忽略了接受解釋者的理解能力。因此在科學教室中，可能出現有不同的 解釋方法或類型， Dagher & Cossman（1992）研究教師在課堂上所使用的文字類 解釋，將其做出如表2-2-1 的分類：虛無的、實用的、形上學、擬人化、類比、
機制式、功能、目的論、理性的、基因性。（引自湯偉君，2008）
表2-2-1 Dagher & Cossman（1992）對教師在課堂上文字解釋的分類
理性的 rational
提供證據或保證來支持 一特定宣告，以迫使他人 接受此一宣告。
問題：獵豹是否為一個優 勢動物？
解釋：從獵豹奔跑速度天 下第一可以證明。
基因性 genetic 藉著先前事件序列的進 行，解釋一個現象的發 生。
問題：蛋白質如何製造出 來。
解釋：DNA 轉錄出 RNA，RNA 再轉譯出蛋 白質。
（引自湯偉君，2008）
二、兒童的解釋類型
姜滿（1993）在研究地球科學概念的理解時，將12 位國小一~六年級學生解 釋的特徵分類為12 項，分述如下：
1.解釋是個人的（personal）；
2.是不連續的（inconsistent）；
3.解釋是穩定的（stable）；
4.解釋時要使用邏輯思考，且概念是對主題有意義的（use logical thinking；the ideas make sense to subject）；
5.解釋常常會混淆原因與結果（confuse causes and effect）；
6.使用非邏輯思考，且概念間沒有關連性（use illogical thinking；the ideas have no relationships）；
7.將其主題與資料混合一起（subject mixes the information）；
8.一開始是正確的，但最後卻是錯誤的解釋（explanation begins correctly but ends incorrectly）；
9.一開始是錯誤的，但最後卻是正確的解釋（explanation begins incorrectly but ends correctly）；
10.經常是不連貫的（incoherent）；
11.會同時出現有兩種解釋（gives two kinds of explanation simultaneously）；
12.會使用描述做為因果關係（use description as causality）。
皮亞傑和他的追隨者（Piaget, 1972；Fuson, 1976；Stepans & Kuehn, 1985）將 兒童的科學解釋類型分類如下：
（一）萬物有靈論（animism）:兒童認為自然萬物是有感覺、意識和感情的。例 如：一個二年級的女孩聲稱：「下雨是因為雲受到傷害而悲傷，所以他們 哭了。」
（二）人為論（artificialism）:兒童覺得所有的事物都是為了人類的利益而創造的。
例如：一個二年級的女孩聲稱：「風的產生是因為它想要讓人們覺得涼爽 和舒適。」
（三）決定論（finalism）:兒童會強迫自己去解釋自然事件，或者他們相信自然 界的現象皆為一個合乎日常生活常識的簡單的結論（finality），與這個現 象的起源和結果僅有一些關連。例如：一個一年級的男孩聲稱：「春天、
夏天、秋天和冬天是四季的名稱，而它們各自有不同的氣候並且會變化。」
（四）人造論（human-made）:兒童認為自然現象是由人類的力量所造成的。例 如：一個四年級的女孩聲稱：「山有兩種類型，一種是由人類所造，你所 看到的那些高山遊樂公園都是由人類所造的山;另一種山則是有自然所形 塑而成。」
（五）神造論（god-made）:兒童相信自然線像是由神的力量所造成的。
例如：一個五年級的女孩描述說：「海神掌管雨，每個春天它就會釋放雨 水滋潤大地，使得農作物得以生長。」
（六）機械論（mechanism）:兒童運用機械的過程解釋自然現象而屏棄了人類特 質的部份。例如：一個六年級的男孩描述說：「當地球繞著太陽行走，它 阻擋了太陽光照射到月球上，因此，月亮的形狀因此有陰晴圓缺的變化。」
學生的科學解釋類型是否會受到情境的影響而有所不同呢？Treagust & Harrison
（2000）指出學童在科學教室教室中所進行的科學解釋，是一種獨特的解釋，該 解釋結合了科學知識及教育的內容，以下茲就科學教室中出現的的科學內容解 釋、有效的教育內容解釋及日常解釋的解釋類型進行分類。（引自湯偉君，2008）
表2-2-2 Treagust & Harrison（2000）所指科學教室中出現的解釋類型 演繹律理 （deductive-nomological）
演繹統計 （deductive-statistical）
歸納統計 （inductive-statistical）
完整或無所不包的（complete or comprehensive）
因果 （causal）
科學內容解釋
實證 （empirical）
人類行動 （human action）
擬人化 （anthropomorphism）
目的論 （teleology）
類比 （analogy）
有效的教育內容解釋
比喻 （metaphor）
簡潔描述 （vignettes）
模糊不完整的 （vague/incomplete）
常民理論導向 （folk theory-driven）
直覺的 （intuitive）
有特性的 （idiosyncratic）
虛無 （tautology）
依據Toulmin, Rieke 與 Janik(1984)將An introduction to Reasoning(p313-347)的 文章內容，黃毓琪（2007）發現科學解釋可以細分為四個特殊類型。
表2-2-3科學解釋的四個層面內涵 一. 使適合標準的型態、成為一般通則(explanation by type) 二. 認識物質的組成成份(explanation by material composition) 三. 聚焦在事件的來源和發展(explanation by history)
四. 聚焦在未來的目標或成果(explanation by goal)
（引自黃毓琪，2007）
科學解釋的類型不僅有賴在特殊實驗科學領域中被考驗或討論，也同時從不 同類型的問題中透露出解釋（謝州恩，2005）。
湯偉君（2008）認為科學解釋的內涵有四個部份：外在形式、內在本質、看 過去事件以及看未來發展這四個層次，可以用此四個層面內涵來檢驗學生的科學 解釋能力表現。
從上述的研究中，可以瞭解學生在進行科學解釋時的解釋類型及解釋層面的 內涵，本研究是針對國中二年級學生的科學解釋能力進行探究，我們將在第四章 的資料的結果與分析中，將學生的科學解釋類型分類，接著從學生的科學解釋類 型及解釋層面內涵去評量學生的科學解釋能力，如何評量學生的科學解釋能力是 我們下一節所要探討的主題。