推理類型

本節呈現 31 位學生在 POE 活動中，在「預測」階段與「解釋」所運用的推 理類型，茲將學生所運用的推理類型，歸納為三類別進行說明，分別為第一類、

第二類及第三類。以下列舉例子，依序說明：

表 4-2-1 學生推理類型統計表

表 4-2-2 ST12 學生的推理歷程 研究中發現共有 ST2、ST5、ST6、ST19、ST20 等 5 位學生在推理的歷程中全都使 用歸納推理的方式進行推理。茲將 ST2 的推理歷程舉例如下：

P2 都有出現一樣的顏色 I

的成份 理類型，從本研究中發現共有 ST3、ST7、ST13、ST14、ST16、ST17、ST21、ST26、

ST29、ST30 等 10 位學生在推理的歷程中全都使以上兩種推理的類型進行推理。

P5 因為紫色有一點暗，所以紅色的顏色被紫色吸去 C E5 紅色的不會出現，因為被紫色吸去 C

由 S13 的推理歷程可以發現，ST13 在 P1、E1、P2、E2、P3、E3、P4、E4 的 推理歷程中使用「歸納推理」進行推理，在 P5 及 E5 的推理歷程中使用「概念推 理」進行推理，因此將 ST13 的推理類型歸類為「CI」型。

三、第三類別

是指學生在 P1 至 E5 的實驗過程中使用三種推理類型的方式進行推理，從本 研究中發現學生在推理的歷程中使用三種推理類型共有三種類型，一種為 ACG 型，另一種為 ACI 型，最後一種為 CGI 型，茲將這三種型式的推理類型說明如下：

(一)「ACG」型

是指學生在 P1 至 E5 的推理歷程中使用「類比推理」、「概念推理」及「直覺 推理」三種推理類型進行推理，從本研究中發現共有 ST11、ST15、ST24、ST25、

ST28 等 5 位學生在推理的歷程中使用三種推理的類型進行推理。茲將 ST15 的推 理歷程舉例說明如下：

表 4-2-6 ST15 學生的推理歷程

實驗步驟 理由 推理類型

P1 因為兩個單色光的顏色加起來 C

E1 不知道 G

P2 依照玻璃紙顏色來判斷 C

E2 不知道 G

P3 我想用調色盤原理，黃色加綠色會調出綠、藍 A E3 扣除掉不可能的，紅橙比較不可能在調色盤上 A

用黃、綠調出來

所以偏紅色系 推理」三種推理類型進行推理，從本研究中發現共有 ST4、ST8、ST9、ST10、ST22、

ST23、ST31 等 7 位學生在推理的歷程中使用此三種推理的類型進行推理。茲將

推理」進行推理，在 E1 推理歷程中使用「歸納推理」進行推理，在 P2、E2、E3、

P4 及 E5 的推理歷程中使用「概念推理」，因此將 ST4 的推理類型歸類為「CGI」

型。

第三類 42%

（１３人）

第二類 35%

（１１人）

第一類 23%

（７人）

第一類 第二類 第三類

圖 4-2-1 學生推理類別比例圖

由圖 4-2-1 可知，從推理的類別來分析，使用第 I 類別，也就是在推理的歷 程中只使用一種推理類型的學生共有 7 人，佔 23%，使用第 II 類別，也就是在推 理的歷程中使用二種推理類型進行推理的學生共有 11 人，佔 35%，使用第 III 類 別，也就是在推理的歷程中使用三種推理類型進行推理的學生共有 13 人，佔 42%。

由以上的資料顯示本研究中學生使用推理的類別以第三類別為最多，其次是使用 第二類別，再其次是第一類別，這也顯示大部份的學生在進行推理時會用兩種以 上的推理類型，當學生在進行 POE 活動時，發現預測和觀察結果不一致時，會試 著提出新的概念來解釋，因此學生就會改變原有的概念，因而也改變其原有的推 理方式。至於只利用一種推理類型的學生，從本研究中發現倘若學生在第一次預

測階段時，所持有的概念是正確的話，學生通常會利用此概念進行後續的推理，

推理類型，只有少部份利用一種推理類型進行推理。至於學生所使用的推理類型 以「CI」型為最多，「C」型、「AC」型為最少。

第一節 概念與推理類型對推理結果的影響

本節主要探討概念及推理類型對推理結果的影響，共分三部份，第一部份說 明學生所持有的概念對結果的影響，第二部份說明學生所運用的推理類型對結果 的影響，第三部份說明概念及推理類型，兩者對推理結果的影響。

一、學生持有的概念類型對推理結果的影響

本研究發現在色光混合實驗中，學生持有三種概念類型，分別為「另有概 念」、「直覺概念」及「科學概念」，以下就此三種概念類型對結果的影響呈現 於表 4-3-1 中，並列舉例子說明如下：

表 4-3-1 概念對學生推理結果的影響統計表

概念類型 P1 P2 P3 P4 P5 總次數 SA 1 2 0 1 4 8(5.2%) SA 9 8 4 9 5 35(22.6%) SG 0 0 2 0 0 2(1.3%) SG 6 0 3 0 3 12(7.7%) SC 15 18 21 21 19 94(60.6) SC 0 3 1 0 0 4(2.6%) 合計 31 31 31 31 31 155

附註：SA 代表另有概念，SC 代表科學概念，SG 代表直覺概念。

「 」代表推理結果正確；「 」代表推理結果不正確

念非常的滯固，不輕易改變，以 ST3 為例，該生一直認為「光被吸收了仍然會出

黃色跟橙

覺概念影響結果的情形，例舉如下：

表 4-3-4 SG 對推理結果的影響

學生名稱 實驗步驟 直覺概念 預測結果 觀察結果 預測和觀察結果

ST18 P3

化學不是

ST25 P3

感 覺 這 些

表 4-3-5 SG 對推理結果的影響

表 4-3-6 SC 對推理結果的影響

(六)「SC 」類型

由表 4-3-1 可知，學生所持有的概念類型對推理結果的影響，以「SC 」為 最多，亦即學生持有科學概念而答對者次數最多，共有 94 次，佔 60.6%，顯示本 研究大部份的學生都持有正確的科學概念來推理，其次是「SA 」，亦即學生持 有另有概念而答錯者，共有 35 次，佔 22.6%，這也說明學生若持有另有概念，通 常會干擾推理的結果，最少的是「SG 」，亦即持有直覺概念而答對者，共 2 次，

佔 1.3%，學生用猜的或感覺的，通常不會得到好的結果。另外本研究也發現兩種 的現象，學生持有另有概念而答對者，出現 8 次，學生持有科學概念而答錯者也 有 4 次，前者可能的原因是另有概念固執性的影響，後者可能的原因是學生持有 的科學概念和本研究無關或不足以解釋本研究的現象。

再從學生持有的概念而影響作答情形來分析，學生持有的概念而答對的情形 共有 104 次，其中持有科學概念而答對者共有 94 次，佔 90.38%為最高，顯見學 生持有科學概念對其作答的情形有顯著的關聯，其次是持有另有概念而答對者共 有 8 次，佔 7.69%，顯見學生雖持有另有概念，但也可能會得到正確的答案。最 後是持有直覺概念而答對者共有 2 次，佔 1.92%，是答對人數最少的，這可能的 情形是學生亂猜對的。再從學生持有的概念而答錯的情形來分析，共有 51 次答 錯，其中以持有另有概念而答錯者佔的次數最高，共有 35 次，佔 68.62%，學生 持有另有概念很明顯會影響作答的情形。其次是持有直覺概念而答錯者，共 12 次，佔 23.53%，這也說明學生憑自己的直覺而產生的概念，通常是不正確的。最

後是持有科學概念而答錯者，有 4 次，佔 7.84%，是答錯次數中佔最少的，這也 說明學生持有科學概念而答錯的比例會比較少，由以上的結果顯示學生若持有科 學概念將會得到很好的推理結果，若學生持有另有概念或直覺概念將會得到不好 的推理結果。

二、學生運用的推理的類型對結果的影響

本研究發現在混合色光實驗中，學生持有的推理類型共有四種，分別為「類 比推理」，以 B 表示，「概念推理」，以 C 表示，「直覺推理」，以 G 表示，「歸 納推理」，以 I 表示，以下就此四種推理類型對推理結果的影響呈現於表 4-3-8 中，並列舉例子說明如下：

表 4-3-8 推理類型對推理結果的影響統計表 推理類型 P1 P2 P3 P4 P5 總次數

A 0 0 1 0 1 2(1.3%) A 1 1 1 5 2 10(6.5%) C 3 5 3 10 7 28(18.1%) C 7 10 4 4 3 28(18.1%) G 0 0 1 0 0 1(0.6%) G 7 0 3 0 3 13(8.4%) I 13 15 18 12 15 73(47%) 合計 31 31 31 31 31 155(100%)

附註：A 表示類比推理，C 表示概念推理，G 表示直覺推理，I 表示歸納推理。「 」表示推

理結果正確；「 」表示推理結果不正確。

(一)「A 」類型

表 4-3-10 A 對推理結果的影響

學生名稱 實驗步驟 推理類型 預測結果 觀察結果 預測和觀察結果

ST11 P2 A 紅、橙 黃

紅、橙 黃、綠

藍

不一致

ST15 P4 A 黑、白 紅、橙 不一致 ST24 P4 A 橙、藍 紅、橙 不一致

由上表可知，ST11 在 P2 利用顏料相混合的類比推理，預測會出現紅、橙、

黃，其預測的結果和觀察的結果不一致。ST15 在 P4 時利用調色盤的類比推理，

預測會出現黑和白，顯見其預測和觀察的結果不一致。ST24 在 P4 時利用水彩混 合的類比推理，預測出會有橙和藍出現，其預測結果和觀察結果不一致。由以上 的結果顯示 ST11、ST15 及 ST24 三位學生所持有的類比推理，對推理結果沒有幫 助。

(三)「C 」類型

是指學生在推理的過程中利用「概念推理」的型式進行推理，而其預測結果 和觀察結果一致的情形。以此類型進行推理共有 28 次，茲將此類型的推理結果 列舉如下：

表 4-3-11 C 對推理結果的影響

紫

由以上的資料顯示，ST1 在 P1 時利用「光經過紅色玻璃紙時還是紅色」的概 念推理，預測出會有紅、橙、黃、綠四種顏色，其預測的結果和觀察的結果不一 致。ST4 在 P2 利用「玻璃紙的顏色」的概念推理，預測出會有紅、橙，其預測的 結果和觀察結果不一致。ST11 在 P5 時利用「紅色跟藍色的色彩混合會產生紫色」

的概念推理，預測出會有紅、橙、紫三種顏色會出現。

由以上三位學生的例子顯示，此三位學生均是利用概念推理進行推理，但其預測 的結果和實際觀察的結果不一致。

(五)「G 」類型

是指學生在推理的過程中利用「直覺推理」的型式進行推理，而其預測結果 和觀察結果一致的情形。以此類型進行推理只有 1 次，茲將此類型的推理情形列 舉如下：

表 4-3-13 G 對推理結果的影響

學生名稱 實驗步驟 推理類型 預測結果 觀察結果 預測和觀察結果

ST25 P3 G 紅、橙 紅、橙 一致

由上表得知，ST25 在 P3 時利用「感覺」的直覺推理進行預測，其預測結果 為紅、橙、黃、綠、藍五種顏色，此和觀察結果一致。這說明學生利用直覺推理 有可能會猜對實驗結果。

(六)「G 」類型

表 4-3-15 I 對推理結果的影響

學生名稱 實驗步驟 推理類型 預測結果 觀察結果 預測和觀察結果

ST13 P1 I 紅、橙 紅、橙 一致

ST20 P2 I 紅、橙

黃、綠

紅、橙

黃、綠 一致 ST26 P1 I 紅、橙 紅、橙 一致

由上表得知，ST13 在 P1 時利用「兩個同樣顏色就會出現」的歸納推理進行 預測，其成功地預測出會有紅、橙。ST20 在 P2 時利用「有重覆的會出現」的歸 納推理進行預測，也成功的預測出會有紅、橙、黃、綠四種顏色。ST26 在 P1 時

由上表得知，ST13 在 P1 時利用「兩個同樣顏色就會出現」的歸納推理進行 預測，其成功地預測出會有紅、橙。ST20 在 P2 時利用「有重覆的會出現」的歸 納推理進行預測，也成功的預測出會有紅、橙、黃、綠四種顏色。ST26 在 P1 時