第二章 第二章
第二章
文獻探討 文獻探討 文獻探討 文獻探討
本章將文獻歸納整理分為三節，第一節探討論證，第二節為論證與推理，第 三節則是論證與科學概念。
第一節 第一節 第一節
第一節 論證 論證 論證 論證
本節對論證分為四部份做討論，一為論證的定義，二為論證能力，三為論證 教學活動，最後將論證的相關研究做一整理。
一 一 一
一、 、 、論證的定義 、 論證的定義 論證的定義 論證的定義
1958年，Toulmin所著的「論證的使用(The Uses of Argument)」一書，認為人 們在對自己的信念有所堅持時，會提出一主張，當主張正確、可被他人接受時，
是不需要論證的。但許多時候，我們會對不同人對他所聲稱的主張提出質疑，除 非他能夠說明他所立論的基礎，其主張才會有價值、有可信度。書中提出一簡單 且 廣 義的 架 構 以 呈 現 出 論 證 的 模 式 ， 稱 為 Toulmin 的 論 證 模 式 (Toulmin argumentation pattern，簡稱為TAP)，如圖2-1-1。此論證模式包含組成論證的六項 要素：主張、資料(data)、理由(warrant)、依據(backing)、修飾(qualifier)，以及反 駁。主張：論證者認為正確的主張或相信的理念；資料：用以支持主張的基礎，
以清楚的資料形式呈現，可說明主張之正確性，如數據、圖表、報表等；理由：
用以連結資料與主張的陳述，說明如何將資料推論至主張；依據：用以確保、強 化理由之正確性的陳述，它可以是某種定律，或是某項法律條文……等；修飾：
用以表達主張的適用性或正確性的用語，指出主張在何種情況下適用；反駁：用 以說明主張在何種特殊情況並不成立，又或者對主張、資料或理由抱持質疑，認 為其正當性不足之說明，而本研究的反駁兼採此兩種情形。
Toulmin認為科學論證的過程，即是使用資料、理由和支持等論證要素來說服 他人相信某一主張的歷程，而該論證的強度與品質，則是取決於過程中各項論證 要素出現的情形，包含愈多不同種類的要素，代表論證的強度與品質愈高。(Clark
& Sampson, 2007; Osborne et al., 2004a, 2004b; Sadler & Fowler, 2006)
Toulmin 論證模式這種利用論證結構是否完整、多樣的分析方法，因為是從 語言學的角度切入，並非著重於專門學科知識的表達，是一種領域依存性(domain dependency)較低的分析法，也因而適用於多種科學、法律、社會性科學議題……
等不同性質的議題中。然而此論證模式雖被廣為引用，卻也有其限制。Sampson 與 Clark (2006)指出這種分析方法對於論證內容的品質無法做有效的評估與呈 現，例如：無法判斷所提出的「理由」的適切性，以及無法將過程中所使用的學 科知識品質列入評斷論證品質的依據。另外，分析的過程，區分各項論證要素對 分析者而言亦頗具難度(Diver et al., 2000; Kelly, Druker, & Chen, 1998)，故 Erduran、Osborne 和 Simon (2004)和 Simon、Osborne 和 Erduran (2003)將資料、
理由、和依據此三個論證要素結合成「根據」(ground) (引自 Clark & Sampson, 2007)。
在論證的分類部份，林煥祥在教育部（2007）德智體群美五育理念與實踐一 書中整合論證相關文獻，將論證模式分為兩類：第一類為 Kuhn (1992)及 Boulter
圖2-1-1. Toulmin的論證架構全圖 (Toulmin, 1958)
因為
資料 所以 修飾 主張
理由 反駁
依據
基於 除非
和 Gilbert (1995)等人依據牛津英文字典的定義所詮釋成的「修辭或教誨式的論證」
(rhetorical or didactic argumentation)。此類的論證由論證者提供說明，該內容經過 修辭，清晰易懂，主要目的是提供一充分的理由去說服別人，使其了解該論點或 主張的合理性。第二類是 Driver 等人(2000)提出的「對話式或多元意見式的論證」
(dialogical or multivoiced argumentation)，此類論證方式藉由小組組員相互討論、
質疑與辯證，提供給學生更多練習建構論證的機會，教師只是提供學習資源、適 時介入輔導，並安排全班整合式的討論。
Simon、Erduran 和 Osborne (2006)依論證的形式提及兩類的論證：對話(oral) 論證與寫作論證。Clark 和 Sampson (2008)提及科學教室中的對話論證可提供學生 參與多元對話內容的機會，在對話論證中，個體可突破自我的潛在發展區，進而 改變自己的認知結構。而 Kelly 等人(2007)視寫作論證為一教學挑戰，需要許多 特 殊的 語 言 技 巧 ， 得 依 賴 不 同 的 知 識 和 練 習 ， 包 括 概 念 知 識 (conceputal knowledge)、修辭知識(rhetorical knowledge)和語言學知識(linguistic knowledge)，
且寫作論證亦要能說服別人，在科學社群中溝通。
本研究依 Kelly 等人(2007)的說法，將寫作論證此等需修辭技巧的論證視為修 辭式的論證，透過論證者的科學陳述來表達自己的概念與想法，經由文字說明試 圖說服閱讀者。綜上所述，欲提昇學生的推理思考能力與概念學習，本研究兼採
「修辭或教誨式的」及「對話式或多元意見式的」兩種論證教學。能透過小組及 全班的對化式口頭討論，與同儕間相互質疑與辯駁，訓練其思考能力，亦經由需 具備修辭技巧的寫作論證讓學生除了能自己透過寫作找出證據，亦能提出得以說 服別人的合理說法。
二 二 二
二、 、 、論證能力 、 論證能力 論證能力 論證能力
關於評鑑學生論證能力的好壞，有許多研究者根據論證品質來做評鑑，研發 出不同判斷品質優劣的方法，以評測論證的能力。如Osborne等人(2004b)的「科
學教育中的構想、證據與論證資源手冊（”Ideas, Evidence and Argument in Science Education” Resources Pack，簡稱論證資源手冊）」裡，說明評鑑論證的方式可由 幾點去觀察：（一）有「主張」嗎？（二）所持的論點有「資料」來支持主張嗎？
（三）有「理由」來連結資料和主張之間的關係嗎？（四）有更進一步的辯解 (justification)──也就是「依據」，來證明資料和主張是正確的嗎？（五）對於 相反的立場是否做了預設，並能加以「反駁」？除此五點外，並將論證品質分為 五個層級，如下表2-1-1。
表2-1-1. Osborne等人(2004b)論證層級
等級 定義
1 有一個主張與反主張(counter-claim)相對或是一個主張與另一個主張相 對
2 有資料或理由或依據來支持主張，但沒有反駁
3 有一連串具資料、理由及依據支持的主張與反主張，且偶爾有反駁出現 4 論點包含一主張，此主張有一清楚可辨識的反駁。這樣的論點可能有好
幾個主張和反主張
5 主張有資料和理由支持，且有超過一個的反駁
而Erduran、Osborne和Simon (2004)以及Simon等人(2003)將Toulmin的資料、
理由以及依據三項論證要素整合成「根據」，並將論證層級分為五級，如表2-1-2 (Clark & Sampson, 2007)。
表2-1-2. Erduran等人(2004)和Simon等人(2003)論證層級
等級 定義
1 有一簡單的主張(與一反主張或另一主張相對) 2 有主張，且需有根據，但沒有反駁
3 包含一連串有根據的主張或反主張，且偶爾有微弱的反駁 4 主張中包含清楚、有根據的反駁
5 有兩個以上有根據的反駁
Sadler和Fowler (2006)發展一套論證層級的架構，如表2-1-3，此架構的重點在 於支持主張的辯解上，因為辯解是論證中最基本的形式且非常重要。
表 2-1-3. Sadler 和 Fowler (2006)論證層級架構
等級 敘述 定義
0 沒有辯解 參與者未能提供辯解來支持他或她的立 場
1 無根據的辯解 參與者提供支持他的立場的辯解，但是此 辯解是沒有根據的
2 有簡單根據的辯解 有辯解來支持主張，而辯解簡單的被單一 根據所支持
3 有精緻根據的辯解 有辯解來支持主張，且更詳盡、有更好的 支持根據
4 有精緻根據及相對觀點的 辯解
不但能夠提供有根據的辯解，也能夠確認 與他們立場矛盾的立場或證據 (evidence)
由以上的三種論證品質架構可看出分類的重要依據大致可以「反駁」及注重 辯解有無「根據」來定，可見此兩種能力的重要性。本研究希望學生在論證活動 中能學習兩者，除能選取適當的證據並加以詳細說明理由外，也具備反駁的能力。
除「論證品質」架構之外，Kerlin、McDonald和Kelly (2010)為檢視學生如何 從不同的科學資料來源使用「證據」，開發一新的論證分析架構以了解學生如何 制定主張、訴諸權威、辨認模式、使用邏輯，以及評價自身及他人的主張（表2-1-4）。 除了發展論證品質的層級架構來評判學生論證能力的研究外，李松濤等人
（2007）透過國小學生科學論證能力的發展來了解其思考智能的程度在國小自然 與生活科技課程領域中的學習成效。以思考智能測驗工具來評測學生的論證能 力，其思考智能工具包含四大項題目：概念題、推理題、控制變因題、統計數字 題。結果發現學童的科學論證能力隨著教學展現了顯著成長，學童的科學論證能
表2-1-4. Kerlin等人(2010)論證分析架構 學生從科學資料
的推論層級 (inference level)
要素 推理(reasoning)根據
1 適合 完成作業
訴諸同儕 其他學生的行為或想法
無實體的主張 沒有推理，主張缺乏「理由」及「依據」
的支持
2 訴諸特質 資料中的實例
訴諸引證 更多有知識的人或引用
定義 概念的意義
方法 處理資料的能力
3 承諾一致 一般性因素
模式辨認 辨別資料中的模式與規律性 與其他知識一致 先前知識的因素
與經驗一致 人或已知歷史的因素
4 結合 科學資料與特定原則的連結 訴諸邏輯 邏輯的使用
5 因果關係 一因素影響另一因素 預測 邏輯與資料以形成假設
6 評價 評價自身及他人的意見
力並不會因教學方式的不同而產生明顯的差異，但只要時間充裕，偏向探究式的 教學仍然可能對於小學生科學論證能力的學習與成長有幫助。李松濤等人（2010）
以科學論證能力測驗來評測學生的論證能力，工具同樣包含四大項題目：概念 題、推理題、控制變因題、統計數字題。結果發現國小學童科學論證能力表現同 時受到學科成績與教師教學取向等二項因素的影響，且學童的科學論證可能會因 為教師上課方式的不同取向而產生發展上的差異，探究式取向的教學比較可以幫 助學生提升科學論證能力的表現，而且比較具有延宕的效果。林樹聲和黃柏鴻
（2009）則採因果比較設計以探討不同學業成就的國小六年級學生在社會性科學 議題教學中之論證能力。
三 三 三
三、 、 、 、 論證教學 論證教學 論證教學活動 論證教學 活動 活動 活動
論證不是一種自然產生的對話，所以必須透過事先準備合適的活動、支持及 模範(modelling)來明確的教導學生如何論證(Simon et al., 2006)。科學練習是包含 口頭與寫作會話的高文化素養(highly literate)活動(Kelly & Chen, 1999)，而發展學 生論證技巧的主要障礙就是學生缺乏這類活動的參與機會(Clark & Sampson,
論證不是一種自然產生的對話，所以必須透過事先準備合適的活動、支持及 模範(modelling)來明確的教導學生如何論證(Simon et al., 2006)。科學練習是包含 口頭與寫作會話的高文化素養(highly literate)活動(Kelly & Chen, 1999)，而發展學 生論證技巧的主要障礙就是學生缺乏這類活動的參與機會(Clark & Sampson,