國中學生對科學概念與生活概念「類屬-組成」論述的語意理解之研究

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(1)國立臺灣師範大學科學教育所碩士班碩士論文. 指導教授：楊文金博士. 國中學生對科學概念與生活概念「類屬-組成」論述的語意理解之研究 Students’ Semantic Understanding of ‘Kind-of/Part-of’ Discourses of Rural Area Schools. 研究生：黃瀞儀. 中華民國 102 年 7 月.

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(3) 致謝論文寫作的過程中，總是酸甜苦辣！堅持下去才能熬到現在。親身經歷這些過程，才能真正體驗到其中的甘苦，很慶幸自己有這個機會去完成、去學習、去成長，最後可以得到豐碩的果實。從研究的初始階段是不斷的碰壁，一直無法突破任甚至找不到方向繼續前進，最終要感謝我的指導教授楊文金老師，老師不斷地指導、提點、以及耐心包容，一再給予我打氣並鼓勵，點點滴滴皆感受在心裡。這幾年來有幸能跟在老師身旁學習，使我在學術知識與待人處世方面有所收穫。另外，要感謝陳世文學長額外花時間，利用 teamviewer 與 skype 協助我在資料的處理與詮釋上作更詳盡的分析。在與老師和學長的討論與合作的過程中，不但額外學習到許多研究技巧，以及論文資料的分析提供了許多寶貴的建議。在探索研究題目與研究方法的同時給予我許多意見與回饋，也感謝老師與學長在百忙之中，願意抽空並詳盡審閱論文，且給予我指導與建議。從 96 年碩一、97 年碩二，一路上認識很多好朋友，一起修課、一起研究、一起吃飯聊天地，雖然因身體不適休學 2 年，但我從未忘記過那兩年的時光。96 級同班的同學們，以及 SE302 的學長姊們、學弟妹們，還有化碩 97 級學長映霖、化碩 98 級佳婷，都是在碩班這兩年陪伴我最重要的朋友。最後要感謝我的家人，爸爸、媽媽和弟弟在精神上的支持、打氣與鼓勵，因為有你們的陪伴與扶持，我才有勇氣撐到最後。而我現在擁有的小小成就，有正式的教職工作、有碩士畢業的學歷等等，無非都是有各位的存在，你們都是我生命中的貴人。.

(4) 國中學生對科學概念與生活概念「類屬-組成」論述的語意理解之研究. 摘要. 本研究主要探討偏鄉國中九年級學生對科學概念與生活概念中「類屬—組成」論述的語意理解之差異。科學文本的功能不僅說明概念的定義，也解釋概念之間的關係，所謂「類屬—組成」論述是用來呈現科學概念間類屬與組成關係的陳述方式。為了體現類屬與組成關係，科學文本會以不同的論述方式來描述，如：「X 是一種 Y」指出 X 和 Y 之間具有類屬關係，而「X 由 Y 組成」是指 X 和 Y 間是組成關係。本研究選取苗栗縣某偏鄉國中九年級學生 6 位作為研究對象，其皆為 5 學期內 15 次定期考查占全校前 10%的學生，以 6 組生活概念和 6 組科學概念，並搭配 8 種「類屬— 組成」論述語式，設計出 2 份問卷：「生活概念的語意論述問卷」以及「科學概念的語意論述問卷」作為測驗工具，再以凱利方格技術(RGT)探討學生的語意理解以及比較兩者間的差異，並進行半結構式訪談。. 本研究發現：學生對於類屬關係的理解較具共識，他們能夠精確地分辨出類屬關係和組成關係的語意差異，同時也分化出組成關係中具有混合分體與鍵結分體的意義，甚至是單一成分與多重成分的混合分體。根據研究發現，學生對於類屬或組成論述的語意理解，{是、一種}與{一部分}適合用於表達類屬與組成關係，而{聚集而成} 與{混合而成}則適用於描述混合分體，{組成}適合於描述鍵結分體，同時也發現{有} 此論述方式所指涉的語意關係較為模糊，顯示它並非體現類屬組成關係的理想形式。然而，學生對於「氮氣是一種空氣」這個類屬論述是同意的，顯示學生將空氣和氣體這兩個詞彙作混淆使用，有不精確的區分；另外，學生同意「紅血球是血球的一部分」的組成論述方式，可能是血球種類只有 3 種，視為非典型的種類關係，故學生認為適用於{一部分}來描述之。最後，從個別訪談中可知，不同的學生對於相同論述方式所指涉的語意關係有多元的理解。. 關鍵詞：「類屬—組成」論述、語意理解、科學文本.

(5) Students’ Semantic Understanding of ‘Kind-of/Part-of’ Discourses of Rural Area Schools. ABSTRACT The study aimed at exploring students’ differences of understandings on the ‘kind-of/part-of’ discourses in science concepts and life concepts. The functions of science textbooks are not only to introduce the definitions of science concepts, but also to explain the relation between concepts for students. By ‘kind-of/part-of’ discourses the taxonomic and partonomic relations of science concepts could thus be described. The purposes of this study were to explore the discourses semantics which embodied the taxonomic and partonomic relations in science textbooks. For instance, ‘Y and Z are kind of X’ and ‘X is composed of Y and Z’ indicate that there exists ‘kind-of/part-of’ relation between X and Y and Z. A total of six participants which included six 9th grade students. They were then asked to fill out two questionnaires which designed by the Repertory Grid Technique(RGT) for exploring their differentiations of taxonomic and partonomic relations and the understandings of ‘kind-of/part-of’ discourse semantically. Two questionnaires, one is science concepts questionnaire, the other is life concepts questionnaire. The results showed that students had high consensus on taxonomic relation. They could definitely distinguish the semantic differences of semantics between taxonomic and partonomic relation. They could also understand that the partonomic relations implied a blending and bonding meaning even classify the mono-blend and multi-blend meaning. The results showed that students argued that [is, is a kind of] and [is a part of] were proper to represent the taxonomic and partonomic relations, and [collect] and [mix] were proper to represent the blending meaning, and [composite] were proper to represent the bonding meaning. They also suggested the lexicon [have] represented the taxonomic and partonomic relations ambiguously, which meant they were not the ideal discourses to indicate these two relations. Furthermore, students agreed the discourse, ‘nitrogen is kind of air’ that appeared they used two lexicons, [air] and [gas] are not correctly. Additionally, students agreed the discourse, ‘red blood cells are part of blood cells’ that maybe blood cells have three kinds of blood cells that is not atypical taxonomic relation. Finally, the individual interviews indicated that students interpreted these discourses with multiple semantic understandings.. Key words：Reading Comprehension, Science Textbook, Kind-of/Part-of Discourses.

(6) 目錄目錄------------------------------------------------------------------------------------------------------I 表目次--------------------------------------------------------------------------------------------------II 圖目次-------------------------------------------------------------------------------------------------III. 第一章、緒論第一節研究背景與動機---------------------------------------------------------------------1 第二節研究目的與問題---------------------------------------------------------------------6 第三節名詞釋義------------------------------------------------------------------------------8 第四節研究範圍與限制-------------------------------------------------------------------10. 第二章、文獻探討第一節系統功能語言學 SFL 的基本理論架構--------------------------------------11 第二節科學語言特徵對學生語意理解的研究討論------------------------------- 17 第三節「類屬—組成」概念之相關研究探討------------------------------------------23. 第三章、研究方法與設計第一節研究設計與流程-------------------------------------------------------------------37 第二節研究對象----------------------------------------------------------------------------39 第三節研究工具與文本資料蒐集-------------------------------------------------------40 第四節研究問卷----------------------------------------------------------------------------45 第五節資料的處理與分析----------------------------------------------------------------51.

(7) 第四章、研究結果第一節「類屬」與「組成」關係論述方式之分析----------------------------------------55 第二節學生對生活概念「類屬」與「組成」關係之理解情形-------------------------64 第三節學生對科學概念「類屬」與「組成」關係之理解情形-------------------------70 第四節國中學生對類屬組成論述的語意理解----------------------------------------78 第五節個別學生和總學生的合併方格之分析---------------------------------------105. 第五章、結論與建議第一節結論---------------------------------------------------------------------------------142 第二節討論---------------------------------------------------------------------------------151 第三節建議---------------------------------------------------------------------------------153. 參考文獻中文部分-------------------------------------------------------------------------------------155 英文部分-------------------------------------------------------------------------------------157. 研究附錄附錄一科學概念問卷之 RGT 方格評價表--------------------------------------------159 附錄二生活概念問卷之 RGT 方格評價表--------------------------------------------160 附錄三科學概念的語意論述問卷------------------------------------------------------161 附錄四生活概念的語意論述問卷------------------------------------------------------165 附錄五學生對生活概念的語意論述句之理解情形---------------------------------168 附錄六學生對科學概念的語意論述句之理解情形---------------------------------190 附錄七 S901-1 訪談摘錄-------------------------------------------------------------------212.

(8) 附錄八 S901-2 訪談摘錄-------------------------------------------------------------------215 附錄九 S901-3 訪談摘錄-------------------------------------------------------------------219 附錄十 S901-4 訪談摘錄-------------------------------------------------------------------220 附錄十一 S901-5 訪談摘錄----------------------------------------------------------------224 附錄十二 S902-1 訪談摘錄----------------------------------------------------------------228 附錄十三科學文本類屬組成關係之文本句(2012 南一版)------------------------233.

(9) 表目次表 2-1-1 及物性系統之過程與參與者形式------------------------------------------------------12 表 2-1-2 元功能與情境脈絡變數間的對應關係------------------------------------------------15 表 2-2-1 科學文本的體裁型式---------------------------------------------------------------------18 表 2-2-2 指涉概念分類的過程詞------------------------------------------------------------------19 表 2-2-3「有」的意義分類-------------------------------------------------------------------------20 表 2-3-1 科學詞彙的分類---------------------------------------------------------------------------24 表 2-3-2 組成論述的六項次類及三種性質的關係---------------------------------------------31 表 3-3-1 「類屬」與「組成」關係之詞彙論述方式及其特性------------------------------42 表 3-4-1 日常生活中與科學文本中的「類屬」與「組成」概念--------------------------47 表 3-4-2 RGT 問卷的 8 種構念設計-------------------------------------------------------------48 表 3-4-3 問卷試題的論述語式-------------------------------------------------------------------49 表 4-1-1 類屬組成論述形式的詞彙角色與出現次數-----------------------------------------60 表 4-2-1 受訪學生對生活概念「類屬」關係與「組成」關係之理解情形---------------69 表 4-3-1 受訪學生對科學概念「類屬」關係與「組成」關係之理解情形----------------77 表 4-5-1 受訪學生對生活概念「類屬」與「組成」論述之理解情形---------------------140 表 4-5-2 受訪學生對科學概念「類屬」與「組成」論述之理解情形---------------------141 表 5-1-1 類屬組成論述的詞彙角色與類型---------------------------------------------------138.

(10) 圖目次圖 2-1-1 語言和語境的關係------------------------------------------------------------------------16 圖 2-3-1 物質與原子文本的概念架構----------------------------------------------------------33 圖 2-3-2 文本概念層次與對應詞彙--------------------------------------------------------------33 圖 2-3-3 元素語意相似性--------------------------------------------------------------------------34 圖 2-3-4 國中學生之 PrinCom 主成分分析圖-------------------------------------------------34 圖 3-1-1 研究流程----------------------------------------------------------------------------------38 圖 3-3-1 查詢文本資料介面------------------------------------------------------------------------41 圖 3-3-2 文本查詢結果介面------------------------------------------------------------------------41 圖 3-3-3 生活概念分類牌組------------------------------------------------------------------------43 圖 3-3-4 科學概念分類牌組------------------------------------------------------------------------44 圖 3-4-1 生活概念問卷 LCQ 之凱利方格空白表-----------------------------------------------50 圖 3-4-2 科學概念問卷 SCQ 之凱利方格空白表-----------------------------------------------50 圖 3-5-1 問卷資料處理之程序---------------------------------------------------------------------51 圖 4-1-1 組合類型的語意空間分布--------------------------------------------------------------61 圖 4-4-1 生活概念問卷 LCQ 之凱利方格表---------------------------------------------------79 圖 4-4-2 學生對生活概念語意關係理解之 Focus 分析圖-----------------------------------79 圖 4-4-3 生活概念的 Focus 分析圖之構念群集-----------------------------------------------80 圖 4-4-4 生活概念的 Focus 分析圖之元素群集-----------------------------------------------82 圖 4-4-5 生活概念問卷 LCQ 的類屬組成關係之識別----------------------------------------84 圖 4-4-6 生活概念問卷 LCQ 之 PrinCom 分析-------------------------------------------------85 圖 4-4-7 科學概念問卷 SCQ 之凱利方格表-----------------------------------------------------89 圖 4-4-8 學生對科學概念的語意理解之 Focus 分析圖---------------------------------------90 圖 4-4-9 科學概念的 Focus 分析圖之構念群集-----------------------------------------------90 圖 4-4-10 科學概念的 Focus 分析圖之元素群集----------------------------------------------93.

(11) 圖 4-4-11 科學概念問卷 SCQ 的類屬組成關係之識別---------------------------------------94 圖 4-4-12 科學概念問卷 SCQ 之 PrinCom 分析-----------------------------------------------96 圖 4-4-13 科學概念與生活概念的語意論述之合併方格-------------------------------------99 圖 4-4-14 科學概念與生活概念的合併構念之 PrinCom 分析------------------------------100 圖 4-4-15 科學概念與生活概念的合併元素之 PrinCom 分析------------------------------102 圖 4-5-1 學生 S901-1 與總學生的合併元素方格之主成分分析圖-------------------------106 圖 4-5-2 學生 S901-1 與總學生的合併構念方格之主成分分析圖-------------------------108 圖 4-5-3 學生 S901-2 與總學生的合併元素方格之主成分分析圖-------------------------109 圖 4-5-4 學生 S901-2 與總學生的合併構念方格之主成分分析圖-------------------------112 圖 4-5-5 學生 S901-3 與總學生的合併元素方格之主成分分析圖------------------------113 圖 4-5-6 學生 S901-3 與總學生的合併構念方格之主成分分析圖-------------------------117 圖 4-5-7 學生 S901-4 與總學生的合併元素方格之主成分分析圖------------------------118 圖 4-5-8 學生 S901-4 與總學生的合併構念方格之主成分分析圖-------------------------122 圖 4-5-9 學生 S901-5 與總學生的合併元素方格之主成分分析圖-------------------------125 圖 4-5-10 學生 S901-5 與總學生的合併構念方格之主成分分析圖-----------------------127 圖 4-5-11 學生 S902-1 與總學生的合併元素方格之主成分分析圖-----------------------130 圖 4-5-12 學生 S902-1 與總學生的合併構念方格之主成分分析圖-----------------------132.

(12) 第一章、緒論. 現今對學生科學學習的研究，大部分著重在概念理解或形成迷思概念的因素等方式，來探討在科學學習時所產生的學習困難，甚少從科學語言或科學文字來找尋學生對科學產生困惑的原因。我們所認知的課本，通常是指教師和學生在課室中所使用的「教科書」，其中所使用的文字用來傳達科學概念及內容，但學生有可能因為科學語言的結構不同於一般書籍用語及日常生活，反而產生不同的語意理解。本研究從科學教科書作為切入點，來分析科學文本中組織科學訊息論述的意涵，並藉由探討國三的學生對科學文本中有哪些不同的解讀，進而理解學生在科學學習上的根本問題，在此分析科學文本及學生對語意理解差異之所在。. 本章在說明研究背景、動機、目的、名詞釋義及所要探討的問題，並將其與研究限制和範圍共分為四小節。. 第一節研究背景與動機. 每當學生對我說：「老師，理化好難喔!」時，很想給他們更好的回應，但又很難清楚說明「理化到底男在哪裡？」。只能陪著學生說：「理化的確不簡單呢！」這個問題一直存在著學生的腦海裡，也一直在我心中揮之不去，而從 Halliday(1995)說：「當我們學生語言時，同時我們也使用語言來學習」這句話，換言之，學科內容的學習與語言的學習是同步發生的。基於以上論點，也可以說是「當我們在學習科學時，同時我們也再學習科學語言」。然而，教科書在學校教學上有不可或缺的地位，因為它是教師教學和學生學習的媒介之ㄧ，通常學校的科學課程都利用教科書來呈現。不管是台灣還是其他國家，教科書都是教師教學和學生學習的重要依據。近幾來年，教科書市場開放之餘，以實行九年一貫課程，並將於 103 學年度全面實施 12 年國民基本教育，但教科書仍然是學校教學活動重要的核心之一。當然，在國民教育階段，教科書、教師與學生每日朝夕 -1-.

(13) 相處，課室中的教學活動與學習成效，和教科書就產生極大的聯結。學生不僅由教師教學方面獲取知識，亦是學生閱讀或自修研讀時最重要的材料之一。. 在中學階段，科學知識的學習以科學教科書為重要的來源，科學教科書將科學知識有系統、有組織的呈現，並將有關於自然現象的科學知識以及科學實驗活動的操作，提供給教師教學與學生學習。然而，學生在閱讀教科書的理解，並未我們大家所預期，因為每個學生的閱讀理解能力和先備知識的不同，對科學教科書的文本內容之理解會產生很大的差異。科學教科書藉由許多詞彙和語言結構來呈現科學名詞與科學概念，並加以說明科學概念之間的關係。倘若，教師在教學時和教科書所使用的語言結構相同，學生對科學總是興趣缺缺，對科學課文的內容便產生極大的隔閡。然而，根據陳世文(2006) 的說法：「科學教科書的內容應該要適當、深度與範圍應適合學生學習、應注重實驗與觀察操作、能充分引發學生好奇心等」或是「科學教科書應兼顧認知、情意與技能、注重內容的連貫性、統整性與適性化」，對於科學教科書的編寫提出了清楚的建議。. 蔡佩君(2008)指出，在科學與日常生活這兩種使用語言的情境中，應該存在兩種談論方式，也就是日常語言和科學語言。因為很多科學用語和日常生活用語字詞相同但意義卻大不相同，這可能是造成學生在閱讀科學文本產生困難的因素。日常語言對經驗的構作，通常是以名詞來指涉實體，以動詞來指涉發生的事件，日常生活的知識和科學知識之間不可分開，所以不管科學有多麼「非常識性」，但仍然被人們以常識知識的語言構作(Halliday, 1998a)。故科學事件常以日常語言的結構為出發點來重新被描述，日常語言與科學語言之間構作的差異性可得科學知識遠離了日常經驗，造成學生對科學領域知識的畏懼與排斥，研究者在教學上發現，學生對於科學文本的理解和教師的期待往往相距甚遠，這也是學生在科學學習上產生困難的重要原因之一。在隨堂考試或期中考試之時，部分學生常有看不懂題目，甚至完全不懂題目在問什麼的情形發生。研究者曾經試著利用 open book 的方式作為隨堂考試的方式，但是結果並未預期的理想，因為學生對於解讀科學文本的內容，往往有不同的語意理解差異。「識讀即是詮釋」，在科學學習的脈絡中，科學識讀能力即科學探究能力，且科學語言之識讀即科學語言溝通(Norris & -2-.

(14) Phillips, 2003；引自蔡佩君，2008)。然而，科學文本不易為學生理解往往來自於語言的因素(Halliday &Martin，1993；引自陳世文，2007)。因為科學語言的形式並非使用學生熟悉的口語來表達，科學語言表現出與日常語言有所不同的呈現方式(Halliday， 2004；引自陳世文，2007)。. 在《科學革命的結構》一書中提到：「科學教科書提供科學社群已知的事，那些實驗、觀念、定律以及理論，使學生迅速進入科學殿堂。」(程樹德等譯，1989，p195)。然而，陳世文(2007)指出，科學教科書的語言是學習語言，對象是初入科學的新手，為其能夠了解科學知識而服務。但我們所謂的新手，也就是學生們，想要去了解科學家討論科學的語言中所內涵的意義，並不是件容易的事。我們考量的重心應該放置在這些蘊載科學知識的語言如何論述科學知識，使新手能夠獲得充分理解。如果師生課室言談的議題重要，科學文本語言對學生理解的影響或許更為重要。由於觀察現今國中學生，普遍對科學語言系統感到頭痛，這類教科書往往出現太多語意不連貫或出現層次的邏輯關係:這對教師來說，因為背景知識充足，不會有閱讀理解的困難；對高成就學生來說，通常也不會造成困擾，高成就學生因為具備足夠先備知識及閱讀能力，可自行推理了解語意；但對於低成就學生則可能因為無法自行推理而造成閱讀困難，進而放棄科學(翁育誠，2004)。此外，柯華葳(1999)研究指出，閱讀困難的學生較不能由上下文中找出後文與前文所指示的同一事件或同一個人的對應關係。. 黃柏森(2010)指出，由閱讀理解的觀點來看，從文本中獲得資訊並且內化學習是一種複雜的技能，除了本身的背景知識之外，學生們能倚賴的便是文本呈現的方式、命題與情境。人與人之間的溝通使用語言作為工具，如果誤用詞彙的意義，不但無法達到溝通的目的，而且容易引起紛爭，對詞彙的不熟悉以及每個人賦予吳惠不同的意義與詮釋，都是可能造成誤解的原因。對科學術語給予定義，表現出我們在科學領域中對科學術語和生活中用語的方式不一樣(李哲迪，2006)。從文獻整理發現，科學文本具有某些特性會影響學生的閱讀理解，這些特性分述有以下四點：(1)科學文本中採用大量的科學詞彙(science terminologies)，這些詞彙經常蘊含許多訊息，科學文本中一些口語使用的 -3-.

(15) 詞彙，例如：質量、組織、釋放…等，都具有其他意義，使學生不易理解(Pickersgrill & Lock, 1991)；(2)科學文本所傳遞的訊息對學生來說是未知的、不熟悉的，這種情況下，便容易將所閱讀的訊息視為一連串的事實，忽略科學背後的不肯定性(吳惠琪，2004)； (3)科學文本具有雙語文(bilingual)特性，一個為公式或圖表…等的符號系統，另一為語意和命題…等的語言系統，學生必須瞭解科學知識呈現方式之間的差異才能適當地在兩個系統之間進行轉換和連結(Alexander & Kulikowich, 1994；引自許良榮，1997)；(4) 陳世文(2006)指出，科學文本中充滿許多用來強調各個語句或命題之間的邏輯關係的論述，這些論述易使學生感到混淆。例如：包含、有、分成、分為…等，這些論述在文本中被使用來表述概念與概念間的「類別—分類」或「整體—部分」關係，而學生反映這些論述方式在語意關係的分化上存有模糊性(引自黃柏森，2010)。. 由上所述，學生在科學學習上所面臨最大的障礙可能來自於語言的隔閡，因為科學知識來自於科學文本語言之中，語言成為科學知識傳達交流之工具，學生在學習科學知識的同時需要了解這些蘊含科學知識的語言論述(陳世文，2007)，本研究關心學生理解的語言論述，因為科學文本不易為學生理解往往來自於語言的因素(Halliday & Martin, 1993)，因為科學語言的形式並非使用學生熟悉的口語來表達，科學語言表現出與日常語言有所不同的呈現方式(Halliay, 2004)。科學文本使用許多科學詞彙來表徵科學知識，這些詞彙經常蘊含許多訊息，使得學生不易理解其意，因此文本需要透過語言詮釋其意義，在形成意義的過程中，語言會呈現包裝(packing)、拆解(unpacking)的名物化過程(陳世文、楊文金，2006)，而科學詞彙意義的詮釋過程常涉及到科學命名，其包含內含定義與外延定義之論述特性(楊文金，2007)。. 而科學概念的組織是指概念間的關係描述，那麼如何將科學詞彙的建構有組織的概念系統，需有藉於科學文本的語言論述來體現這些特性。科學詞彙並非分散於文本之中，他們需要透過語言論述的組織，使讀者了解他們之間的關係(陳世文，2007)。然而，在描述科學詞彙語意關係的論述上，如：「銅為元素」，是指銅是元素的一種，銅是次類，元素是主類，這種主次類之間的關係被稱為「類屬關係」。但「水是由 2 個氫原子和 1 -4-.

(16) 個氧原子所組成」，水、氫原子和氧原子之間並非種類，而是部份與整體的語意關係，這種關係稱為組成關係。無論是類屬關係或組成關係的論述，常可見描述其語意的詞彙，如：由…所組成、包含、有、是等動詞，其角色是過程(process)，用於描述參與者 (participant)之間的屬性、狀態或關係(Unsworth, 2001)。. 由上綜觀，在科學文本中，有哪些描述類屬與組成之語意關係的論述方式？這些論述方式在語意上具有什麼特性？文本中的科學概念透過甚麼樣的論述方式來描述呢？這些問題是本研究所關心的類屬組成論述的分析要點，因為語意關係的論述關係著文本科學訊息的組織，文本中可能以不同的論述方式描述相同的語意關係，使得讀者產生不同的解讀與理解。但學生對於科學概念之「類屬」與「組成」關係的論述有甚麼樣的語意理解？因為科學語言的形式並非使用學生熟悉的口語來表達，科學語言表現出與日常語言有所不同的呈現方式，那相較於科學概念，日常生活概念的「類屬」與「組成」關係之論述對學生而言，是否有不同的語意理解？以上述來說，如：「水是由 1 個氧原子和 2 個氫原子所化合而成」，以及「水是由 1 個氧原子和 2 個氫原子所混合而成」，學生對於此二句論述有何看法？若將「由…化合而成」以及「由…混合而成」用來描述生活概念的「類屬」與「組成」關係時，學生對此以什麼看法？這些問題涉及學生在閱讀這些論述時的心智解讀，因此本研究透過凱利方格技術來探討不同論述方式在學生的二維心理空間的分布及其差異情形，以了解學生對於類屬與組成論述的語意理解。. -5-.

(17) 第二節研究目的與問題. 一、研究目的：. 由前述討論可知，科學文本有不同的「類屬」與「組成」關係的論述方法，從學生的學習角度來思考，學生是如何理解文本中論述類屬和組成關係的概念呢？在日常生活中，學生又是如何描述生活概念間的「類屬」與「組成」關係？本研究的主要目的在探究現今「自然與生活科技」教科書的科學文本中，所描述「類屬」與「組成」關係的論述，並了解學生可能對此關係的論述產生不同的語意理解。科學文本有不同的「類屬」與「組成」關係的呈現方式，由這些科學文本所表達的科學語言，經過科學教師的教學，再經由學生自行閱讀之後，在個別差異的影響下，所理解的程度是否有極大的不同，然而所產生語意理解會不會影響對於科學知識的概念差異。. 本研究的目的有二：一是了解科學文本描述「類屬」與「組成」關係概念的論述方式，二是探索學生對於科學概念與生活概念的「類屬」與「組成」關係之間的語意理解。. 二、. 研究問題. 根據研究目的一，了解科學文本描述「類屬—組成」概念的論述方式以及其出現頻率。以系統功能語言學(SFL)的觀點，並根據相關文獻研究為依據來分析科學文本內容，找出有關「類屬」與「組成」關係的論述方式，以下提出一個問題：. 問題一：科學文本中有關類屬組成論述方式之種類及其使用情形？. 根據研究目的二，選取科學概念與生活概念的「類屬」與「組成」關係，並以凱利方格技術(Kelly Repertory Grid Techniques)來作為分析方法，並探索學生對於類屬和組成 -6-.

(18) 關係概念的論述方式之看法為何。以下再提出四個問題：. 問題二：整體學生是否能區別對生活概念「類屬」與「組成」關係的不同？問題三：整體學生是否能區別對科學概念「類屬」與「組成」關係的不同？問題四要探討整體學生對類屬組成論述的語意理解，以下再區分為 3 個子問題： 4-1 整體學生對生活概念與「類屬」與「組成」關係之論述的理解？ 4-2 整體學生對科學概念與「類屬」與「組成」關係之論述的理解？ 4-3 整體學生對生活概念與科學概念與「類屬」與「組成」關係之論述的理解？問題五：個別學生對生活概念與科學概念「類屬」與「組成」關係之論述的理解為何?. -7-.

(19) 第三節名詞釋義. 一、類屬關係 (classification) 闡述物件間具有上、下位關係，在此關係中又有幾種情形，首先是具有「主類/次類」的外顯類屬關係，再來是僅涉及「次類/次類」的內隱類屬關係，以語言學角度，指涉次類的詞彙稱下位詞，指涉主類的詞彙稱上位詞，下位詞屬於上位詞的一種(kind of)，其最簡單論述語式為「X 是一種 Y」或「X 是 Y 的一種」兩種命題形式來說明類屬關係， X 是下位詞(具體實例)，Y 是上位詞(泛稱詞彙)，上位詞的抽象性高，語意含攝較廣。. 二、組成關係 (composition) 就組成關係而言，也有兩種情形。一是在描述「整體/部分」之間的關係，另一是說明「部分/部分」之間的關係，而對應到類屬關係的上下位詞，組成關係則整體詞和部分詞，組成關係可以明顯的表示，但有時也會用內隱的方式來說明，在描述組成關係時，通常以「X 是 Y 的一部份」來表示，但在描述「X 是一部分的 Y」時，會產生語意歧異的現象，換言之，「X 是 Y 的一部份」和「X 是一部分的 Y」兩者語意上並不相同，造成這種語意差異現象的原因在於「部分」(part)一詞具有多義(polysemy)的特性(陳世文， 2007)。. 三、科學文本蔡佩君(2009)指出科學文本是用來表達科學知識、科學內容的形式，都屬於科學文本，包含報章雜誌、期刊、科普書籍、以及各種媒體報導的科學題材。最基本的科學文本形式為科學教科書，也是本研究所指的科學文本，分析範圍限於九年一貫課程自然與生活科技領域教科書。. -8-.

(20) 四、語意理解陳世文(2007)指出相同的論述方式可用於描述類屬或組成兩個不同的語意概念，亦可以利用不同的方式來闡述兩個不同的概念，學生在閱讀科學文本的過程中會對這些概念進行語意的理解，以辦別不同論述方式所要表達的關係。. -9-.

(21) 第四節研究範圍與限制. 本研究的研究結果和推論上本身有限制及範圍影響，因其研究對象有其特殊性，此處將敘述研究的範圍限制與界定。. I.. 本研究所用研究的文本內容，僅對國民中學自然與生活科技領域中，有關「類屬」與「組成」關係的論述概念，不宜過度推論至其他概念關係。. II.. 本研究的研究對象為苗栗縣偏鄉地區某一國中九年級學生，其學期成績平均為全校前 10%，故此處不宜推論至一般學生來討論。. III. 本研究對象的特殊性，僅探討學生對於描述概念間的論述方式之語意理解的差異性，不考量其它因素，如：「性別」、「智力」…等影響。 IV. 此處焦注於討論學生對科學課本內容的「類屬」與「組成」關係的論述理解，而不考慮如：「學生對圖表的理解」等因素。 V.. 此處受限於不同學生的特質和表達能力，在訪談中偶有引導學生或限制學生回答的狀況發生，故不能將學生的回答來推測學生的理解能力所在。. - 10 -.

(22) 第二章、文獻探討. 第一節系統功能語言學 SFL 的基本理論架構. 系統功能語言學(Systemic Functional Linguistics, 簡稱 SFL)是由韓禮德(M.A.K. Halliday)和 J.R. Martin 等人所發展，SFL 將語言作資源詮釋，認為語言是有系統、可以達到各種功能的資源，語法的論述是意義的論述，亦是功能的論述，因此構作多個意義的系統，正確的語言使用過程應是在意義系統進行選擇以創造意義過程，而不是將詞彙置入句法規則(蔡佩君，2008)。SFL 除了研究語言使用的意義之外，還包含脈絡情境對語意和語言形式的影響。系統功能語言學的理論架構，主要包含系統語法和功能語法兩個部份且兩者不可分割(胡壯麟等，1989)。. 系統語法將語言視為系統，著重說明語言作為系統的內部底層關係，當言語者使用語言時，需要表達的語言功能相互對應，並可供人們選擇的若干子系統所組成的系統網絡(system network)，這些系統網絡組成各種意義潛識(meaning potential)。語言作為符號的一種，在表達說話人想表達的語意時，必然要在各個語意功能部分進行相對應的選擇，例如：我們可選擇不同的過程(process)來描述事件的概念功能，我們可以選擇陳述、疑問、祈使等不同語氣型態，來表達人際功能，這些潛在語勢可供語言這選擇以體現功能的語言系統，就是所謂的意義潛識(胡壯麟等，2005)。. 功能語法是在說明語言是社會交流的工具，語言系統是被人際交流過程中，為了實現各種不同語意功能所決定的，背後蘊含了社會活動的意義，因此語言具有傳達不同社會目的之功能。亦即，語言的功能形塑語言系統，語言系統體現語言的功能而形成一部完整的理論(陳世文，2007)。. - 11 -.

(23) 元功能(meta-function)是系統功能語法的核心思想之一，Halliday 等人(1993)將元功能分為三個層面—概念功能、人際功能和語篇功能，概述如下：. (一)概念功能：概念功能分為經驗功能和邏輯功能。邏輯功能最典型的表現形式是「連接詞」，在語言中用來連接兩個語言單位的邏輯語意關係。語言可以反映我們對世界的事物的主客觀認知，透過語言來傳達經驗並交流，經驗功能可透過及物性(transitivity)和語態(voice) 來體現。及物性所指的是一個語意的系統，其將經驗事件分成許多不同的過程(胡壯麟等人，2005)。而 Halliday 認為人們通過及物性系統可將經驗世界分成六種不同的過程，如表 2-1-1 所示。. 表 2-1-1 及物性系統之過程與參與者形式過程 (process). 經驗事件. 參與者(participant). 物質. 做某件事的過程、發生、使發生…等. 動作者、目標. 心理. 表示感覺、反應、認知等心理活動。. 感知者、現象. 關係. 事物間處於何種關係的過程，包含歸屬和識別過程。. 屬性、歸屬；識別者、被識別與標記. 行為. 生理活動，如呼吸、咳嗽……等. 行為者. 言語. 通過講話交流信息的過程，為一種意識的外在表現。. 講話者、受話者. 存在. 表示有某物存在的過程。. 存在物. 這些不同的過程中，較常使用的過程形式是物質過程、心理過程和關係過程。舉例說明物質過程，如：小明｜打破｜盤子。「小明」是動作者，「盤子」是目標，「打破」是發生的過程；心理過程如：小華｜喜歡｜玫瑰花。「小華」是感知者，「玫瑰花」是現象，「喜歡」是心理過程。關係過程又分為歸屬和識別，歸屬如：大雄｜是｜園丁，「大雄」是載體，「園丁」是屬性，「是」為歸屬的關係；識別如：氮｜是｜空氣中含量最多的氣體，「氮」是被識別者，「是」為一種識別過程，「空氣中含量最多的氣體」是識別 - 12 -.

(24) 者。. 在及物性系統中，除了過程和參與者之外，還有環境成分(circumstance)。環境成分有八種不同的用法，包含：時間、空間、方式、程度、比較、伴隨、因果、身份。在及物性系統中，一個事件通常用一個小句的形式來體現，而小句的核心為一個過程成份。小句為 SFL 的文本分析單位，小句是事件的語言表徵，而事件是小句的意義內含，如以下述句：. 他. 放入. 兩匙糖. 在他的杯子裡. 參與者. 過程. 參與者. 環境成份. 此種語言分析的形式表達的參與者在某種環境成份下所要進行的活動。因此它清楚提供了關於社會中人們活動進行的概念訊息。本研究將分析「物質與原子」文本，將文本切分為小句，進而再標記小句內的組成成份，來探索低識讀能力學生的閱讀困難。. (二)人際功能：語言可以表達講話者的親身經驗和內心事件，也能表達出講話者與聽話者的關係、身份與講話者對事物的態度和評價…等，這就是語言的人際功能。語言的人際功能可由語氣(mood)、情態(modality)、語調來體現。當在分析小句的人際功能時，可將小句分為語氣成分和剩餘成份，語氣可體現人際功能，語氣成分又可分為主語和限定成份。通常主語由名詞組充當，而限定成份是指表達時態(現在式、過去式、未來式)或情態的助動詞(如：must、can 等)。情態用來表達講話者的主客觀、概率(非常肯定或否定、稍微否定或否定等)和頻率(總是、時常或很少)等。. 人際功能的語氣成分可以體現講話者的判斷和評價，這與概念功能表達經驗的內容大不相同，但卻可以同時分析一個小句的兩種功能，小句除了語氣成份之外，其餘的部分都稱為剩餘成份(residue)(胡壯麟等人，2005)。如下例句： - 13 -.

(25) 你. 必須. 在今晚完成你的作業. 主詞(subject). 命令語氣 (mood：command). 剩餘成份(residue). 以上例子中，明顯地可以看出說話者是以支配者角色下達命令的語氣要求他人從事某種動作或行為。可知語言在人際功能中傳達了參與者在社會情境中所扮演的角色。. (三)語篇功能：分析概念功能與人際功能時，多從小句的單位來分析，而最終完整表達語言的單位是語篇，要透過語篇功能，所有事件才會連接成有意義的文本，事件與事件之間的訊息才能推進。科學概念並非單一事件，是由多個事件所呈現的語篇，經由分析整個語篇，更可以了解背景脈絡。語篇透過下列三種形式體現的，分別簡單介紹如下(胡壯麟等人， 2005)：. 1. 主述位結構：一個小句可分為主位(theme)和述位(rheme)。主位為語句的出發點，述位則是環繞主要的核心內容。透過主、述位的結構，訊息便可傳遞與推進，通常透過分析主述位結構，就能清楚看出語篇當中是否有零代詞，如此也可以幫助教師和學生對語句做更完整的解釋。. 2. 信息結構：信息單位的構成為「已知訊息」(given)+ 「新訊息」(new)，信息的傳遞也跟主位結構有關，通常主要為已知訊息，述位則是新訊息。例如：. 原子. 是非常小的粒子. 主位(theme). 述位(rheme). 已知訊息(given). 新訊息(new) - 14 -.

(26) 3. 銜接手段：在語篇當中，文本內容要表達完整，前後連貫，又不能有太多的重複，就必須使用銜接手段，銜接手段大約可分為：照應、省略、替代、連接、重複、同義／反義、上下義／局部—整體關係、搭配…等。簡單來說，就是利用代名詞來指示前後出現過的參照物，或利用同義或反義的詞彙來取代過多重複的字眼，透過不同的銜接手段，將會是語篇更加的精緻和完整。. SFL 理論將語言和社會情境脈絡視為互補的抽象，以體現兩者關係的聯繫(Halliday & Martin，1993)，認為人們在選擇表達意義的語言資源時，會受到兩種因素影響，其一為脈絡因素，例如：同一個人若處在不同的情境脈絡下，可能會選擇不同的語言資源來表達意義；另一則是文化或社群因素，例如：不同文化或社群的人可能會選用不同的方式進行表達。. 由此可知，SFL 理論在語言分析時，相當重視情境脈絡因素。而在情境脈絡的分析上，有三個變數將可能影響人們對語言的使用，分別是語場(Field)—與社會活動、內容或主題有關，指涉「正在發生的事」；語旨(Tenor) —人和人之間的角色關係，指涉「誰正在參與」；語式(Mode) —在情境中語言的角色和媒介，指涉「語言正扮演什麼角色」。 SFL 理論認為所有的情境都是由語場、語旨和語式所組成，雖然此三種變數各自呈現的是三種不同的維度，但在語言內容意義的建構上，卻是同時發生的。Martin(1991a，引自 Unsworth，2000)就將這種由三種情境變數所組成的情境稱為語境(Register)。然而，三種元功能和情境脈絡中三種變數間的對應關係，如下表 2-1-2 所示：. 表 2-1-2 元功能 & 情境脈絡變數間的對應關係元功能(meta-function). 情境脈絡變數. 概念的(ideational)：表達經驗. 語場(Field)：社會活動、內容或主題. 人際的(interpersonal)：表達互動關係. 語旨(Tenor)：人和人之間的角色關係. 語篇的(textual)：表達語言內容. 語式(Mode)：語言的角色和媒介. - 15 -.

(27) 語場、語旨和語式三種類型構成所謂的語境(Register)，語境須透過語言系統來體現，因為彼此之間有互相對應的關係。Unsworth(2001)以偏心圓圖形說明社會情境脈絡、語言元功能和語法層次三者加以組織，如下圖 2-1-1 所示. 圖 2-1-1 語言和語境的關係(修改自 Unsworth，2001). 以科學課本內容為例，如：「空氣的組成」單元所談論之事物牽涉「空氣」、「氮氣」、「氧氣」、「二氧化碳」、「水蒸氣」、「氬氣」等，在談論過程中所涉及的內容稱為「語場」；教師和學生之間的角色或文本與學生之間對話語氣則是「語旨」；以書寫的方式呈現內容給學生稱為「語式」。. 一般來說，當學生在閱讀科學文本時，都會有同樣的感覺就是：科學是一門難以接近的學科，閱讀科學文本的困難性很高。除了科學知識的本身存有一定的難度之外，主要的原因是科學文本中使用大量的「科學語言」(scientific language)來鋪陳科學知識，經常出現許多艱澀的詞彙，使學生對科學產生排斥感，因為這些語言對學生來說是陌生的。. - 16 -.

(28) 第二節科學語言特徵對學生語意理解的研究討論. 在哲學、科學最初的經驗，不可避免的，需要摸索出一種新語言，用來為這些剛接觸，正瞭解新事物，賦予精確的意義(丘宏義譯，2000)。科學牽涉到的多半是看不見的事物，如：波、原子、分子、電子…等，許多學生對於科學文本有閱讀困難的現象，有時來自於我們常使用不正確的漢語。人與人之間的溝通使用語言作為工具，如果誤用詞彙的意義，不但無法達到溝通的目的，而且容易引起紛爭，對詞彙的不熟悉以及每個人賦予詞彙不同的意義與詮釋，都可能造成誤解的原因。對科學術語給予定義，表現出我們在科學領域中對科學術語和生活中用語的方式不一樣(李哲迪，2006)。. 科學學習必須透過語言建構科學知識，因為科學活動的結構跟功能與人類一般活動是非常不同的，構作科學知識與科學價值觀所使用的語言應該跟不同領域所使用的語言不同。科學本身就是文化，它有自己的特性，它有自己的語言，實踐方式、知覺、理論和信念(Roth & Lawless, 2002；引自蔡佩君，2008)。王琬菁(2001)指出，學生依賴教科書學習科學，教科書也是大多數科學教師的教學依據，學生認為科學教科書包含了所有科學教師所要傳達的科學概念與知識。. 既然科學教科書如此重要，其中的語言有何特別呢？有關科學文本體裁的功能與目的，Veel(1997)指出四項：1. 做科學(doing science)、2. 解釋科學事件(explaining events scienctifically)、3. 組織科學訊息(organizing scienctific information)、4. 挑戰科學 (challenging science)等功能分別呈現不同的文本形式，具有「致使」(enable)、「解釋」 (explain)、「證實」(document)、「說服」(persuade)等目的。因此體裁背後即是為了體現不同的社會目的，同時特定的體裁有特定的模式，包含不同階段元素。Veel 的體裁分類如表 2-2-1 所示(引自陳世文，2007)。. - 17 -.

(29) 表 2-2-1 科學文本的體裁型式(Unsworth，2001，p138；引自陳世文，2007) 功能. 體裁. 社會目的. 做科學 (doing science). 程序程序重述時序因果理論因素結果探索. 科學活動進行，如實驗或觀察重複與說明目的、步驟和結論解釋事件的發生說明抽象和不易觀察的事件說明理論原則陳述事件中同時發生的原因陳述事件中同時發生的效應說明事件中二個(含)以上的可能解釋. 組織科學訊息 (organizing scienctific information). 描述報告. 描述單一事件的特性或行為. 分類報告. 描述事件系統性的分類. 挑戰科學 (challenging science). 說明討論. 說服讀者以特定的方式思考說服讀者接受我事件的特定立場. 解釋科學事件 (explaining events scienctifically). 然而，組織科學訊息(organizing scienctific information)有二種分類：一類是描述報告 (descripition report) —雖然未直接呈現概念的分類，但是在描述事件屬性或特質的同時，也同樣蘊含著概念的分類；一類是分類報告(taxonomic report) —直接描述概念的分類。文本語言因為不同的功能目的，其中組織科學訊息的語言通常表徵著概念的分類，組織科學訊息是文本重要的功能之一，亦是引領學習者近入科學世界重要的一環，在科學文本中佔有重要的地位(楊文金，2007)。. 有上述可知，有些科學文本之體裁屬於描述的型式，有些屬於分類，而這些本質上是在闡述概念之間的類屬或組成關係。以下將說明科學文本是用何種方式呈現概念間的關係(陳世文，2007)。. . 直接描述科學文本在描述類屬關係時，最常用的方式是「A 是一種 B」，例如：醋酸是一種有機酸；描述組成關係時，則使用「A 是 B 的一部份」，如：電子是原子的一部分，以上是屬於外顯論述(explicit discourse)，可以使讀者清楚分辨出上下位概念間的關係。 - 18 -.

(30) . 過程詞描述以 SFL 的觀點，概念在小句中通常作為參與者(participant)，過程詞(process)是連接參與者成為小句事件的核心，其中過程分為六種：物質、心智、言語、行為、關係和存在(Unsworth，2001)。關係的過程詞分為兩類，如下所示：. . 「關係屬性過程」(relational attributive process)，主要用於分類或描述參與者，其語式為 “A 是 X 的一種”(胡壯麟等，2005)，其包含三種次類：1. 內涵—指 A 為 B 的一分子，在中文通常用「是」來表達，如：「乙醇是有機化合物」、2. 環境—指 A 和環境因素間的關係，中文常省略過程詞，如：「質子在原子核中」、3. 領有—概念所擁有或具有的特性，如：「植物的根部有許多細絲狀的根毛」。. . 「關係確認過程」(relational identifying process)，主要用來定義參與者，通常會涉及概念的分類，如：「氬氣是空氣中含量最多的惰性氣體」，即表達氬氣和惰性氣體的分類識別。. 表 2-2-2 指涉概念分類的過程詞過程次類內容. 及物結構. 例句. 內含類屬+是+載體乙醇是有機化合物屬性環境載體+環境質子在原子核中領有載體+有+屬性植物的根部有許多細絲狀的根毛關係內含識別者+是+被識別者氬氣是空氣中含量最多的惰性氣體確認環境標記+是+涵值夏天是最溼熱的季節領有領有者+有+領有物植物有根、莖、葉存在存在. —. 環境+有+存在物. 原子核中有質子和中子. 由上表 2-2-2 可知，及物系統的過程詞蘊含著類屬和組成關係，通常是以「是」或「有」來表達，然而「是」或「有」卻常涉及許多不同的意義，我們必須試著讓學生了解這些描述所表達意義的不同，才能使學生更清楚得分辨類屬和組成的關係(陳世文， - 19 -.

(31) 2007)。. 由前述可知，關係和存在過程類型中的「有」蘊含著概念分類的意義，不論是英文或中文的描述，「有」可以表達「存在」或「領有」的意涵。劉月華等人(2001)研究指出「有」的意義可分為五種類型，可以表達「領有、存在、包括、出現、達到」等多種語義及關係，而每一種語義關係都有諸多不同的句法表現，下列例句舉出科學課本中的「有」，如表 2-2-3：. 表 2-2-3「有」的意義分類(劉月華等人，2001) 分類. 說明. 語式. 例句. 領有具有. 1.賓語為主語的一部分 2.賓語為主語所領有 3.賓語為主語的屬性. NP1+有+NP2. 1.表皮細胞外層具有角質層 2.臺灣有豐富的生態環境 3.金屬具有良好的延展性. 存在. 環境語詞+有+名詞. PP+有+NP1. 在原子核外有電子環繞溫室效應使地球有漸暖化的現象. 發生出現列舉包括. 事件+有+狀態. NP1+有+NP2 PP+有+NP1. 1.賓語為主語的類別 2.事物列舉. NP1+有+NP2. 估計比較. 1.狀態估計 2.事物比較. NP1+有+NP2. 1.實驗器材有燒杯、錐形瓶等 2.植物有裸子植物和被子植物 1. 0.5M 表示每 1 公升的葡萄糖溶液中含有 0.5 莫耳的葡萄糖分子 2.氧氣有助燃性，而氮氣不助燃. 以上需要「列舉」出主語類別的賓語是有關分類的概念，此論述涉及概念之間的類屬關係，如：「植物有裸子植物和被子植物」；「領有」中賓語為主語的一部分則表示組成關係，如：「表皮細胞外層具有角質層」。從上述討論可知，「有」字句的論述與概念分類關係的語意極為相關，其表述的語式相似但意義卻是大不相同，當學生再閱讀科學文本的同時，若遇到「有」的字句時，是如何理解這些差異性呢，這是我們需要探討的地方。. 從文章陳述的目的來看，科學文章描述、解釋自然現象，非常注重邏輯的連貫性和因果關係，並且常會出現科學方面的專有名詞及術語，這種的方式和小說等文學作品的 - 20 -.

(32) 陳述方式不同(洪文東，1997)。依據文章的目的，將文本的形式區分為敘述式文本 (narrative text)和說明式文本(expository text)兩種。前者主要目的是講述一則故事，具有描述與組織一則故事的法則系統；後者的目的是要「告知」讀者新訊息，像是科學、語文、地理等方面的文章，其主要功能是通則、規律或呈現事實、資料等(Allington 等；引自洪文東，1997)。然而，科學文本的形式和特性是屬於說明式文本的結構，其主要在解釋某些事件或概念，是一種說明式的課文，這些課文的主題不易彰顯，結構不易確立，所以閱讀時產生較多的困難(Fitzgerald，1989；引自許良榮，1997)。. 科學文本的內容是以科學有關的知識為主題，科學文本的閱讀理解之處理方式和一般文本是不同的。因此增進學生對科學教科書或科學文本的閱讀理解，在科學教育中是非常重要的一環。洪文東(民 86)說明科學文本的閱讀理解，主要受到三項因素彼此交互作用所影響，分述如下：a. 讀者因素—讀者知識、能力、特性、動機；b. 文章因素— 文章型式、特性、結構、可讀性；c. 情境因素—閱讀時的互動、時間與場合。Perfetti(1989，引自許良榮，民 86)指出科學文本有兩種不同層面的閱讀理解：1. 課文意義的理解 (achieving a meaning of a text)—指課文語意上的理解，這裡指的是字面意義的理解。此種理解在訊息處理是自動化的，先備知識的影響可以被忽略；2.課文的詮釋—指的是進一步對課文意義的詮釋，包含對課文的推論，先備知識的影響相當重要。. 一般而言，科學教科書的文本內容所提供的情境是制式化的，有限制和義務的，知識結構較完整，有嚴謹的目標和課程，與學校課程的搭配，在傳授上有一定的規範存在，對學生而言是很不親切的(Halkia & Mantzouridis，2005；引自黃柏森，2010)。蔡佩君(2008)指出：科學教師應引導學生作科學閱讀、科學寫作和科學解釋，其亦是教科學語言的教師，並且使用精確的科學詞彙教導學生，引領學生對科學詞彙有正確的理解。然而，作為科學教師並非有能力去做科學，亦非展現如何作科學，而是去詮釋並傳遞科學，科學教師是科學的鑑賞者，也是科學著作與學習科學的新手之間傳遞知識的媒介。如果我們不讓學生知道，為什麼科學以這樣陌生的方式撰寫，以及在科學文本中的科學語言所陳述的脈絡意義，科學語言對學生來說是不熟悉的(Wellington & Osborne，2001, - 21 -.

(33) p.138-139；引自蔡佩君，2008)。. 然而，科學語言在社會或學校中知識語言是屬於權力符碼(power code)，這些語言神祕難以理解，但對於學生在校生活以及它奇未來生活是息息相關，因為科學語言是由「功能面向」來演化，這些語言必須被教導。所以，在科學學習過程，需要引導學生了解科學語言的特徵，讓學生學習科學語言，並以之作為學習資源建構其科學知識(陳建立，2010)。科學閱讀就是一種科學語言的教學。文本本身就是語言的展現，教學可以促進語言的學習，但文本本身也可以提供某些教學的功能(楊文金、陳世文，2006)。許多科學教育研究指出，師生課室中的言談對科學學習的重要性，那麼科學文本語言對學生理解的影響更為重要，學生透過文本語言建構知識，其理解卻無法顯而易見，文本中的論述也會影響其學習，如同 Halliday & Martin(1993)所言：科學文本難以理解，往往來自於語言本身。. 我們通常希望學生可以從閱讀科學文本學習正確的科學知識，儘管教科書提供了這些知識內容，但是學生除了有可能沒獲取到知識外，還可能因為科學語言的結構產生閱讀上的困難，教科書是目前教師評斷學生最重要的學習資源，學生除了從其獲得正確的理解外，還需要從中獲取知識，但學生在獨自閱讀教科書後的理解狀況，並不是如同我們想像的順利。然而，相同的教科書對於不同閱讀能力的學生來說是不同的，甚至也被其本身的先備知識所影響，教師必須體認到不同學生對於科學文本內容的理解情形，可能有很大的個別差異。. - 22 -.

(34) 第三節「類屬」與「組成」概念之相關研究探討. 科學這個詞彙成為漢語的專用語，只有一百多的時間，而其由來是因為日本學者誤認 science 是分科之學的意義(楊文金等人，2008)。構成科學語言的詞彙中，可以分為科學語詞和非科學語詞(Wellington & Osborne，2001)。科學語詞有其共通的特性，就是科學語詞有精密且適當的含義，無論是在何種形式(口說或文字)或是誰(不同國籍、世代) 使用，代表的意義都是一樣的，以「慣性」和「氣管」的例子：「氣管」指的是一個實體的語詞，但是「慣性」指的卻是概念語詞，對「慣性」的了解是來自於經驗中，觀察到重物動者恆動的現象，或是重物很難推動的心得。但許多實體性質的科學語詞無法像「氣管」那樣使人容易了解其意義，如「原子」就無法從日常經驗去獲得意義，還有「基因」也是如此(陳建立，2010)。. 但對於科學學習來說，分類是一個很重要的概念，也是必經的歷程，因為人們在分類的同時，亦是不斷地建立自己的思維與學習。科學本身就是一門分類的學科，例如：俄國科學家門德烈夫(Mendeleef)的元素週期表排列各種元素或林奈(Linnaeus)的生物命名法的來對各種生物進行分類…等，皆是透過分類方法讓我們對科學知識有讓更深層的認識。然而，「類屬」與「組成」關係的論述方式也具有科學概念的分類功能，如：Martin & Miller(1988)一文中提到：﹝海藻是低等植物﹞此句話則表達海藻是植物的一種，便是將海藻視為植物的一個種類，表達類屬關係的概念。. 在科學語詞的分類，可供科學教師在教學時的語言認知，在科學文本中，Wellington & Osborne(2001)將科學詞彙區分為四個類別：命名詞彙(naming word) —有關確認、觀察或是真實的物件或實體、過程詞彙(process word) —科學事件的發生、概念詞彙(concept word) —具有其特別的含意和抽象性和數學符號(mathematical symbol)。這些詞彙涵蓋內容以表 2-3-1 來說明：. - 23 -.

(35) 表 2-3-1 科學詞彙的分類(Wellington & Osborne, 2001；引自陳世文，2007). 詞彙類別命名詞彙. 過程詞彙概念詞彙數學符號. 1. 2. 3. 4. 1. 2. 1. 2. 3. 1.. 內容以新詞彙命名熟悉事物，如：口水—唾液(同義字) 以新詞彙命名新事物化學元素的命名其他專有詞彙的命名示例定義(外延定義)的過程，可表現出來的實例非示例定義(外延定義)的過程源於經驗的詞彙(感官概念) 包括生活和科學二領域的雙重定義理論概念(抽象、形式或假設之實體) 數字與運算符號. 科學中會對科學術語下定義，給定義顯示了科學裡我們對待術語的方式與生活中對待日常用語的方式並不相同(李哲迪，2006)。科學文本透過語言論述來介紹科學知識，解釋一個詞彙意義便是給此詞彙下定義。如 Unsworth(2001)認為科學文本的詞彙關係，可以分為分類學(taxonomic)關係和預期(expectancy)關係，而這裡所提及的「類屬」與「組成」關係就是屬於分類學的關係。「分類」又分為「類別」(classification)與「組成」 (composition)。「類別」中有數類情形，其中「主類/次類」與「次類/次類」為主要描述「種類」(a kind of)的關係，如：「昆蟲是陸地上最普遍的節肢動物」，說明次類在指涉主類下的屬性(楊文金，2007)；「組成」是探討「整體/部分」與「部分/部分」的意義，這兩類的描述是「部分」(a part of)。. 認識科學詞彙不只需要了解詞彙本身的意義，也需要了解詞彙與其他詞彙之間的關係，而類屬組成論述便提供了這樣的功能，如將科學詞彙比喻成科學概念網絡的節點 (node)，詞彙之間的關係如同節點之間的線(link)，要交給學生認識科學文本蘊含的概念網絡(concept network)，表徵概念「類屬」與「組成」的論述不能忽略，因學生如何理解這些論述影響著他們對整個概念系統的組織(陳世文，2007)。. 「類屬」與「組成」關係在語意學中是常見的詞義關係，Halliday(2004)指出兩者是很重要的詞彙關係。在科學文本的論述中，此兩者也是普遍存在，以下分別介紹「類屬」 - 24 -.

(36) 與「組成」關係。. (一) 類屬關係(classification) 闡述物件間具有上下位關係，在此關係中又有幾種情形，首先是具有主類/次類的顯明類屬關係，例如：「血球分為紅血球、白血球和血小板」，此處主類是「血球」和次類是「紅血球」；再來是僅涉及次類/次類的內隱類屬關係，例如：「植物可藉由光合作用自行製造所需要的養分，還可把養分儲存於根、莖、葉、花、果實或種子，而成為人類和其他動物的養分來源」，此處缺乏上位主類名稱，而根、莖、葉、花、果實或種子均為同一層級的次類名(楊文金，2007)，學生必須自行推論主類名為何。但是上下位詞並沒有必然的對應關係，要從語境脈絡中去判斷其上下位詞。. 我們常常會利用「X 是一種 Y」或「X 是 Y 的一種」兩種命題形式來說明類屬關係， X 表示 Y 的下階概念，而 Y 則是 X 的上階概念，X 含攝於 Y 的意義範疇之下。但是上位詞與下位詞沒有必然的對應關係，必須建立於言談情境之中，取決於當時的語意脈絡，以 Rocsch(1976)概念分類為例，在討論「生物分類」的言談情境下，我們會說「狗 (下位詞 X)是一種動物(上位詞 Y)」，但在討論狗在日常生活扮演的角色時，我們會說「狗 (下位詞 X)是一種寵物(上位詞 Y)」，同一個概念「狗」物隨著不同的言談情境對應到「動物」與「寵物」不同的上位概念。然而此關係是可以遞移的，在性質上具有繼承的推斷，例如「牛頓是科學家，科學家是人」，因此牛頓是人，這種類屬關係是可以繼承的，某集合具有某種屬性，若元素隸屬於該集合之下，那麼意謂著該元素寄成該集合句有的屬性，就是一種遞移性質。在科學分類中，希望以較精確的方式來說明其類屬關係，例如說明「兔子是一種哺乳動物」，比「兔子是一種動物」有更精確的科學分類，也可以說明更精確的類屬關係(陳世文，2007)。. 然而，有些學者認為類屬關係的分類可以直接從概念語意來探討，如：Chaffin 等人 (1984)指出概念本身的語意特性，其定義六種類屬關係的次類，分述如下(引自陳世文， 2007)： - 25 -.

(37) 1.. 知覺(perception)—對概念的語意認知，是一般人對概念關係的知覺標準，如：狗是一種動物。. 2.. 功能(function) —指下位概念對上位概念具有某種功能的角色，如：汽車是一種交通工具，因為汽車有運輸的功能。. 3.. 地區(geography) —詞彙概念在地理位置上的關係，如：沙丘是一種沙漠地形。. 4.. 活動(activity) —指概念意義所指稱的是活動性質，如：象棋是一種遊戲。. 5.. 情態(state) —指概念在心理情感上的關係，如：喜歡是一種情緒。. 6.. 動作(action) —概念被名物化為動作名詞後的關係，如：油炸是一種烹飪方式。. Chaffin 等人所區分的次類除了著重在普遍名詞本身之外，也描述了情態與動作的次類，如：喜歡是用於表達人們的愛慕情緒，油炸則是指人們的動作。其所涵蓋的分類較為廣泛，可以對應較多概念之間的類屬關係。所以對於上述所討論的類屬關係，概念之間的種類間能蘊含很多不同的語意關係，也因此區分不同的次類分類。. (二) 組成關係(composition) 就組成關係而言，也有兩種情形。一是在描述整體/部分之間的關係，另一是說明部分/部分之間的關係，而對應到類屬關係的上下位詞，組成關係則整體詞和部分詞，組成關係可以明顯的表示，例如：「血液由血漿和血球組成」，其血漿和血球是血液的部分詞；但有時也會用內隱的方式來說明，例如：「肝醣分解會變成葡萄糖」，是利用動詞「分解」來說明葡萄糖是組成肝醣的成分(陳惠如，2008)。. 在描述組成關係時，通常以「X 是 Y 的一部份」來表示，但在描述「X 是一部分的 Y」時，會產生語意歧異的現象，換言之，「X 是 Y 的一部份」和「X 是一部分的 Y」兩者語意上並不相同，例如：「電子是原子的一部份」和「電子是一部份的原子」兩者的語意並不完全相同，電子是原子的一部份表示電子是原子的組成之一；但是電子是一部份的原子似乎不在描述元件與整體的關係。造成這種語意差異現象的原因在於「部分」 (part)一詞具有多義(polysemy)的特性(陳世文，2007)。 - 26 -.

(38) Varzi(2004)指出三個部份整體關係的基本定理：反身性(reflexivity)、反對稱性 (anti-symmetry)以及遞移性(transitivity)，也就是類屬關係蘊含的性質。若有 X 及 Y，X 為 Y 的一部份，記為 Pxy，則這三個定理可描述為：. 1.. Pxx (反身性，reflexivity) X 為自己的一部份；在日常用法中較不常說：「自己是自己的一部份」因此若. 主張 Pxx 不成立，此時稱為這種分體關係為正則部分(proper part)關係。 2.. Pxy & Pyx  X = Y(反對稱性，anti-symmetry) 若 X 是 Y 的一部份，且 Y 為 X 的一部份，則 X =Y。. 3.. Pxy & Pyz  Pxz (遞移性，transitivity) 若 X 為 Y 的一部份，且 Y 為 Z 的一部份，則 X 為 Z 的一部份，表示 X 和 Z. 之間具有遞移性。. Varzi 進一步指出，除了正則部分關係外，基本分體學區別了更多種的部份整體關係，幾項基本類型分述如下： a.. 低層重疊(overlap)：若存在 Z，Z 是 X 的一部份，且 Z 為 Y 的一部份，則 X 和 Y 的分體關係則為低層重疊。. b.. 高層重疊(underlap)：若存在 Z，X 是 Z 的一部份，且 Y 是 Z 的一部份，則 X 和 Y 分體關係為高層重疊。. c.. 正則分體(proper part)：若 X 是 Y 的一部份，且 Y 不是 X 的一部份，則 X 和 Y 之間則為正則分體。. d.. 低層交錯(over-crossing)：若 X 與 Y 為低層重疊，且 X 不是 Y 的一部份，則 X 和 Y 之間為低層交錯。. e.. 高層交錯(under-crossing)：若 X 和 Y 為高層重疊，且 Y 不是 X 的一部份，則 X 和 Y 之間為高層交錯。. f.. 低層正則重疊(proper overlap)：若 X 和 Y 為低層交錯，且 X 不是 Y 的一部份， - 27 -.

(39) Y 亦非 X 的一部份，則 X 和 Y 是低層正則交錯。 g.. 高層正則重疊(proper underlap)：若 X 和 Y 為高層交錯，且 X 不是 Y 的一部份， Y 亦非 X 的一部份，則 X 和 Y 為高層正則交錯。. 一般對於「X 是 Y 的一部份」的看法是屬於正則部分，但事實上，除了正則部分之外，還包含了其他六種類型，換言之，分體關係不僅討論單一「部分」與「整體」間的關係，同時也涉及「部分」與「部分」間的關係(楊文金，2007)。. 因為部分(part)的多重意義，在討論「部分—整體」的關係時，自然會產生不同的次類。Iris 等人(1988)考慮部分和整體之間的遞移性(transitivity)：若 X 與 Y 的屬性相同，而 X 為 Y 的一部份，則稱 X 和 Y 之間具有遞移性。根據遞移性的概念，區分成三種分體關係的次類，分述如下(陳世文，2007)：. 1.. 片體—整體(segment-whole) 如「一天是一個月的一部份」或「一片麵包是整塊麵包的一部份」，因為一天與一個月都是屬於計量時間的單位，一片麵包與整塊麵包都是同一種材料，因此這類的分體關係具有遞移性。. 2.. 功能組成—整體(functional component-whole) 如「引擎是車子的一部份」或「門把是門的一部份」。其中引擎與門把對於車子與門而言，皆具有功能性，它們的存在提供了車子和門某些功能。. 3.. 成員—集合(member-collection) 如「獅子是獅群的一部份」或「機長是航空空服員的一部份」。此類別中的上下階概念在性質上並不相同，在分體關係上並不具有遞移性。. 不同於 Iris 等人的觀點，認知科學家對組成關係也有所探討。例如：Morton E. - 28 -.

(40) Winston(1987)指出對於組成關係的分類有三種不同的方式來區別：1.功能性 (functional)：部分對整體是否提供某些功能而言，例如：杯柄(部分)/杯子(整體)、2.同質性：(homoeomerous)：部分和整體之間的性質是否有相同，例如：一小片派(部分)/整個派(整體)、3.聚離性(separable)：部分和整體是否可以單獨存在，例如：輪子(部分)/腳踏車(整體)。由此三個性質還可以將組成關係分為六項次類：. a.. 元件—成品物件(component-integral object)關係在這裡的成品物件是指完整的物體或物件，而元件是組成物體或物件的部分，例. 如：「腳踏板—腳踏車」的關係，腳踏板是元件，腳踏車是成品物件；「杯柄—杯子」、「冰箱—廚房」、「章節—書本」的關係…等。元件和成品物件具有功能上的整合關係。. b.. 成員—團體集合(member-collection) 關係此處所指的團體集合是群體，而成員是全體的一部份，例如：「教師—學校教職. 員」的關係。因此，教師是學校教職員的一部份，並不排除教師也是教師會的成員之可能性，他們之間具有聚離性。還有一些例子，如：「樹木—森林」、「船隻—船隊」、「濁水溪—河川」的關係…等。. c.. 小體—大體(portion-mass) 關係在內含性質上，大體和小體是相同的，一小片派和整個派兩者性質相同，小體可. 以從大體中分離出來，英文可用 “some of”來描述。如同科學文本中所提到的水溶液概念，例如：從燒杯中取出 100mL 溶液和燒杯中的溶液有相同的物理和化學性質；「公厘(mm) —公分(cm)」的關係。. d.. 材料—物件(stuff-object) 關係材料是指構成物件的材質，英文可用 “made of”來描述。例如：「鋼—剪刀」，鋼. 是構成剪刀的材料，剪刀是物件，沒有材料便無法構成物件，故材料是必要部分。楊文金(2007)指出三個例子來區分「材料—物件」之間還有些不同的性質：(1)用鋼鐵為 - 29 -.

(41) 材料做成汽車；(2)將氫和氧依 2：1 的比例化合成水；(3)將糖加入水中形成糖水。以上描述的(1)可以推論：汽車有鐵，(3)可以推論：糖水中有糖，但是(2)「水中有氫」的推論恐怕不能成立，而且「水中有氧」的論述涉及了「氧溶解在水中」的概念，而非原來的意義。. e.. 特徵—活動(feature-activity) 關係組成關係不只限制於實體上，還包括了時間事件(temporal)，在完成一個活動事件. 時，經常包含了許多段落程序。這些段落程序也是動作事件的一部份，例如：「用餐」是一個活動，「點菜」是「用餐」的一部份，「吃飯」也是「用餐」的一部份(陳世文， 2007)。在科學教育中，科學探究的過程也常被詮釋為由某些過程所組成，例如基本科學過程技能及統整科學過程技能等。同樣的，在教科書中所呈現的「實驗」或「活動」也常有固定的組成。特徵—活動的關係可以是有時間順序的，也可能不具時序(楊文金，2007)。. f.. 地方—地區(place-area) 關係此類關係是指部分與整體在空間位置上的分類，例如：「文山區—台北」、「台北—. 台灣」是指文山區是台北市的一部份、台北市是台灣的一部份，兩者是指涉地理位置上的關係。. 因為「部分」與「整體」之間的語意差異，使得組成關係上有不同的次類區分，部分與整體之間的關係不只從最基本的「附屬—分離」的性質來看，它所延伸的意義比傳統對「X 是 Y 的一部份」的認知更為深入，當討論「X 是 Y 的一部份」時，所謂 X 是 Y 的「部分」所衍生的意義就會相當多樣，也因為語義的多樣性，因此在討論概念的組成關係時，也就容易產生語意理解上的歧異(陳世文，2007)。. 這六類的分類關係在功能性、同質性以及聚離性的關係，由下表 2-3-2 來表示：. - 30 -.