國中學生之非形式推理能力探討-以「風力發電」及「生態步道」決策為例

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國立台中教育大學科學應用與推廣學系碩士論文

指導教授

指導教授：

：

：靳知勤

：

靳知勤

博士

國

國中

中

中學

學

學生

生

生之非形式推理

之非形式推理

之非形式推理能力探討

之非形式推理

能力探討

-以

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風力發電

風力發電」

」

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及「

及

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「生態步道

「

生態步道

生態步道」

生態步道

」決策

」

決策

決策為例

決策

為例

研究生

研究生：

：

：賴志忠

賴志忠

撰

中華民國

中華民國九十七年

九十七年

六

月

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摘要本研究藉由社會性科學議題，以探討國中二年級學生在議題中所呈現的推理模式、生物多樣性認知與態度對學生非形式推理能力高低之影響，正式施測有效樣本共 84 人。研究工具為生物多樣性認知與態度問卷、社會性科學議題開放式問卷，針對非形式推理內容進行分析、量化評分及深入個別晤談等，期望藉此找出學生生物多樣性認知與態度分數高、中、低分組間，非形推理過程所呈現的推理模式及議題知識對非形式推理能力顯著差異間的分界線。研究結果如下：（一）國中學生對議題之非形式推理過程，顯示風力發電（90.25%）及生態步道（90.84%）的推理過程中學生較常使用理性推理模式。（二）在學生個人背景及性別變項中，不同性別、每週閱讀自然相關書籍時間、過去一年參加自然相關活動不同次數，各組別間平均雖有差異但未達顯著差異。（三）線性迴歸分析中，生物多樣認知分數及學科（國文、自然、學期總平均）成績高低對學生非形式推理分數均達到顯著差異，顯示上述變項為學生非形式推理能力高低之主要關鍵，其中又以生物多樣性認知之影響程度最大。認知分數分組中推理分數具顯著差異的閾值（threshold），風力發電議題介於中分組及低分組間，生態步道議題閾值落於高分組及中分組間，顯示確實存有一個內容知識的分隔線以區分學生的推理能力。（四）兩議題之單因子變異數分析中，生物多樣性態度分數高、中、低分組學生之非形式推理分數，僅風力發電議題達到顯著差異。態度分數分組之推理分數在風力發電議題閾值落於高分組與低分組間，生態步道各分組則無顯著差異，顯示態度對非形式推理的品質影響程度並非主要的。關鍵詞：社會性科學議題、非形式推理、生物多樣性認知、生物多樣性態度

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Junior High School Students’ Informal Reasoning ability Analysis on Socio-scientific Issue:

「「「

「Generate electric by wind」」」」 and 「「「「Eco-alamedas」」」」

Chih-Chung Lai ABSTRACT

This study is to investigate the 8th grader students’ informal reasoning ability by Socio-scientific issues, and how the reasoning patterns and the informal reasoning ability are influenced by biodiversity knowledge and biodiversity attitudes? There are 84 effective samples in the formal questionnaire. Research tools include a Biodiversity knowledge questionnaire, Biodiversity attitudes questionnaire, and open-end Socio-scientific Issues questionnaire. By investigating students’ informal reasoning content and quantify the reasoning content as score, and individual interviews. We hope to find out the informal reasoning patterns and dividing line of Biodiversity knowledge and Biodiversity attitudes score between high score, middle score, and low score groups. The results of this study are as follows:（1）To analyze the junior high school students’ informal reasoning processes, we can find that student usually use rational reasoning patterns in 「Generate electric by wind」（90.25%） issue and 「Eco-alamedas」（90.84%） issue. （2）Informal reasoning score in students’ individual background, such as gender variable, how much time do students spend on reading science books in a week, and joined about science activity last year, different groups have little difference ,however, it does not show significant difference.（3）In linear regression analysis, the grade of biodiversity knowledge score and school subject(including Chinese, Science, and school term average achievement） to informal reasoning score are reaching significant difference. This shows that above variables are critical point in informal reasoning ability and quality high or low of students, however, biodiversity knowledge score is the most influence factor. In different biodiversity knowledge score group there is a threshold between different groups, the threshold is between middle and low score group in 「Generate electric by wind」issue, and between high and middle score group in 「Eco-alamedas」issue. This shows that there actually is a divide line of knowledge to separate the reasoning ability of students.（4）One-way analysis of variance in this two issues, only 「Generate electric by wind」issue reached significant difference in high, middle and low score group of Biodiversity attitudes. The threshold in different Biodiversity attitudes score grouping in 「Generate electric by wind」issue is between high and low groups, however,

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difference score groups in「Eco-alamedas」issue have no significant difference. This implies that Biodiversity knowledge has more influence in students’ informal reasoning quality than Biodiversity attitudes.

Key words: Socio-scientific issue, Informal reasoning, Biodiversity knowledge, Biodiversity attitudes

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目

錄

中文摘要………Ⅰ 英文摘要………Ⅱ 目錄………Ⅳ 附錄次………Ⅴ 圖目錄………Ⅴ 表目錄………Ⅴ 第一章第一章第一章第一章緒論緒論緒論緒論……… 01 第一節研究背景及動機……… 第二節研究目的……… 第三節待答問題……… 第四節研究範圍與限制……… 01 03 03 03 第二章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……… 05 第一節社會性科學議題……… 第二節非形式推理……… 第三節生物多樣性……… 05 15 26 第三章第三章第三章第三章研究方法研究方法研究方法研究方法與與與與設計設計設計設計……… 32 第一節研究內容及架構……… 第二節研究對象……… 第三節研究工具……… 第四節研究流程……… 第五節個別訪談的使用……… 第六節資料處理與分析……… 33 35 36 44 45 47 第四章第四章第四章第四章研究結果與討論研究結果與討論研究結果與討論研究結果與討論……… 62 第一節國中學生對社會性科學議題之非形式推理模式……… 第二節國中學生所具的非形式推理正、反觀點及推理分數分佈…… 第三節國中學生所具之個人經驗、背景對非形式推理能力影響…… 第四節國中學生生物多樣性認知及在校學科成績對非形式推理的影響……… 第五節國中學生的生物多樣性態度對非形式推理能力影響………… 62 77 86 89 99 第五章第五章第五章第五章結論與建議結論與建議結論與建議結論與建議……… 107

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第一節結論……… 第二節建議……… 107 110 參考文獻參考文獻參考文獻參考文獻……… 112 一、中文部分……… 二、英文部分……… 112 115 附錄次附錄次附錄次附錄次附錄一：國中學生對生物多樣性認知與態度之調查問卷……… 附錄二：自然與生活科技領域與社會性科學議題對應內容整理………… 附錄三：與本研究議題相關之「自然與生活科技」學習領域之教材內容要項……… 附錄四：國中階段自然與生活科技領域與生物多樣性認知相關之教材內容細目……… 附錄五：個別訪談大綱……… 附錄六：致專家學者與國中自然與生活科技領域專長教師效度邀函……… 附錄七：國民中學學生寫作測驗評分規準一覽表……… 120 129 131 133 135 136 138 圖次圖次圖次圖次圖 2－1：社會性科學議題教學理論架構……… 圖 2－2：內容知識轉換的閾值（threshold）模式……… 圖 2－3：非形式之推理模式……… 圖 2－4：生物多樣性對生態系之影響……… 圖 3－1：非形式推理議題研究內容……… 圖 3－2：資料蒐集流程圖……… 圖 3－3：研究流程圖……… 圖 3－4：研究資料分析架構圖……… 圖 4－1：非形式推理模式記次統計圖……… 圖 4－2：風力發電議題及生態步道議題正向觀點分佈比較圖………… 圖 4－3：風力發電議題及生態步道議題反向觀點分佈比較圖……… 圖 4－4：本研究議題的閾值（threshold）模式……… 10 14 18 27 33 34 44 47 64 84 85 96 表次表次表次表次表 2－1：邏輯推理常見之類別及說明……… 表 2－2：非形式推理品質之判斷規準……… 15 17

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表 2－3：以社會性科學議題對不同階段學生所進行的非形式推理研究列舉……… 表 2－4：國內認知與態度實證研究列舉……… 表 3－1：知識問卷預試結果分析表……… 表 3－2：生物多樣性認知問卷之雙向細目表……… 表 3－3：態度問卷預試結果分析表……… 表 3－4：生物多樣性認知問卷之雙向細目表……… 表 3－5：本研究社會性科學議題設計情境說明表……… 表 3－6：個別訪談內容之設計及向度說明表……… 表 3－7：生物多樣性認知及態度分數分組統計表……… 表 3－8：抽樣訪談學生分組表……… 表 3－9：問卷資料編碼表……… 表 3－10：學生推理內容之分類類別及類別說明……… 表 3－11：學生非形式推理所具之評分標準……… 表 3－12：非形式推理評分向度內容說明表……… 表 3－13：非形式推理向度內容與國民中學學生寫作測驗評分規準對照表表 3－14：非形式推理評分標準……… 表 3－15：風力發電非形式推理評分範例表……… 表 3－16：登山步道非形式推理評分範例表……… 表 3－17：學生非形式推理之分數計算範例……… 表 3－18：風力發電及生態步道評分者信度表……… 表 4 － 1 ：學生之非形式推理模式記次表 … … … 表 4－2：生物多樣性認知分數與風力發電推理模式記次表……… 表 4－3-1：風力發電議題高、低分組學生類比的推理內容列舉表……… 表 4－3-2：風力發電議題高、低分組學生功能的推理內容列舉表……… 表 4－3-3：風力發電議題高、低分組學生實用的推理內容列舉表……… 表 4－3-4：風力發電議題高、低分組學生理性的推理內容列舉表……… 表 4－3-5：風力發電議題高、低分組學生恒真的推理內容列舉表……… 表 4－3-6：風力發電議題高、低分組學生目的論的推理內容列舉表…… 表 4－3-7：風力發電議題高、低分組學生直觀直覺的推理內容列舉表… 表 4－3-8：風力發電議題高、低分組學生情感推理的內容列舉表……… 表 4－4：生物多樣性認知分數與生態步道推理模式記次表……… 表 4－5-1：生態步道議題高、低分組學生功能的推理內容列舉表……… 表 4－5-2：生態步道議題高、低分組學生實用的推理內容列舉表……… 表 4－5-3：生態步道議題高、低分組學生理性的推理內容列舉表……… 表 4－5-4：生態步道議題高、低分組學生目的論的推理內容列舉表…… 表 4－5-5：生態步道議題高、低分組學生直觀、直覺推理內容列舉表… 表 4－5-6：生態步道議題高、低分組學生情感的推理內容列舉表……… 23 31 37 40 40 42 42 45 46 46 48 50 52 53 54 55 57 58 59 60 63 65 66 66 67 68 68 69 69 69 70 71 72 73 73 74 74

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表 4－6：風力發電議題所呈現之正向觀點統計表……… 表 4－7：風力發電議題所呈現之反向觀點統計表……… 表 4－8：生態步道議題所呈現之正向觀點統計表……… 表 4－9：生態步道議題所呈現之反向觀點統計表……… 表 4－10：風力發電及生態步道非形式推理得分統計表……… 表 4－11：不同性別學生在風力發電及生態步道推理之平均數標準差分析表……… 表 4－12：不同性別學生在風力發電及生態步道推理之變異數分析摘要表……… 表 4－13：花費閱讀時間不同學生在風力發電及生態步道推理之平均數、標準差分析表……… 表 4－14：花費閱讀時間不同學生在議題推理分數之變異數分析摘要表… 表 4－15：參與自然相關活動不同次數學生之平均數、標準差分析表…… 表 4－16：參加與自然相關活動不同次數學生在議題推理分數之變異數分析摘要表……… 表 4－17：生物多樣性認知分數分組對風力發電議題贊成與反對統計…… 表 4－18：生物多樣性認知分數分組對生態步道議題贊成與反對統計…… 表 4－19：迴歸分析計算生物多樣性知識分數對風力發電及生態步道之預測力……… 表 4－20：生物多樣性認知分組在非形式推理之平均數、標準差分析表…… 表 4－21：生物多樣性知識分組在非形式推理之變異數分析摘要表……… 表 4－22：生物多樣性認知與非形式推理內容及結構向度之變異數分析表表 4－23：迴歸分析計算國文科成績對風力發電及生態步道推理之預測力表 4－24：迴歸分析計算自然科成績對風力發電及生態步道推理之預測力表 4－25：迴歸分析計算期末總平均對風力發電及生態步道推理之預測力表 4－26：生物多樣性態度分組對風力發電議題決策立場記次表………… 表 4－27：生物多樣性態度分組對生態步道議題決策立場記次表………… 表 4－28：以迴歸分析計算生物多樣性態度分數對風力發電及生態步道之預測力……… 表 4－29：生物多樣性態度分組在風力發電及生態步道推理平均數標準差分析表……… 表 4－30：生物多樣性態度組別學生在風力發電及生態步道推理之變異數分析摘要表……… 表 4－31：各相關變項間之相關係數(r)摘要表……… 表 4－32：相關變項對風力發電及生態步道議題推理之逐步多元迴歸…… 78 80 81 83 85 86 87 87 88 88 89 90 91 92 93 93 94 97 98 98 99 100 101 102 103 103 106

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第一章

第一章緒論

緒論

第一節

第一節、

、

、研究背景及動機

研究背景及動機

近年來工業化的急速發展，人類對自然環境所造成的重大傷害以及生物多樣性的危機不勝枚舉，如：空氣、水和土壤、放射性廢物以及各種可能傷害人類及破壞生態的物質，在各種媒體報導中時有所聞，尤其是溫室效應、臭氧層破洞等重大的環境災難（environmental disaster），所造成的影響是牽繫到所有地球上的生物，因此，經常受到大眾的重視，在學校的課程中也不斷加入這一部分的教學，包含各種常見的污染、資源的過度利用、全球環境的變遷等。生物多樣性的概念若可被學校教師引入校園的課程中作為教學內容及教材，將可藉由教育下一代來作為教育紮根的基礎。然而這些議題，多涉及到經濟利益與環境維護上的衝突，像這樣的議題稱為社會性科學議題（socioscientific issues)（Sadler & Zeidler, 2004），即是指社會上所發生的一些事件或問題在觀點及立場、處理程序或是技術使用上是具有兩難的爭議性的。許多的社會性科學議題是具有兩難的情境的，比如說生物科技、環境的問題、人類基因等問題，都可被歸為社會性科學議題。在各種教學的討論活動中，學生間的對談亦會因個人的環境背景、經歷、認知發展差異或是受專家、權威等因素影響的深淺程度不同，而呈現出對議題的多元立場及觀點。然而生物多樣性的保護以及經濟開發所產生的衝突情境，常涉及到環境倫理的考量。為了解決環境的危機，各國政府相關單位及國際環境組織發現環境問題涉及到社會大眾各階層的人士，非僅是環境專家即能夠完全解決，因此需全民對環境有正確的認識與行為，否則無法有效解決環境問題。透過教育可改變人們的思想與行為，因此要想徹底解決環境危機可仰賴教育的落實以達成（楊冠政，2002）。教育的終極任務是希望培養出具有環境倫理信念的人，除了具備正確的環境態度與知識，行為亦應符合環境倫理的規範。目前九年一貫課程中之「自然與生活科技」領域，已將「科技引發的爭議性社會議題」列入其內容要項中，希望學生在課程的學習過程中，透過社會性科學議題的教學、資料收集、口頭討論及論證相關活動的方式，建立起批判性的思考能力（教

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育部， 2003），此外，「生命教育」亦被列為課程發展主軸之一，將人類與自然界的互動關係列入教材內容細目中，讓學生藉此瞭解人類經濟活動與環境保育間的密切關連。在社會性科學議題的引導下，可讓學生進行與環境議題有關之道德情境思考，以促進學生道德倫理之思考智能，培養良好公民所需之素養。學生亦應當常被鼓勵進行思考，以便有機會進行思考智能和道德技巧發展的練習，同時也能對現存科學和技學的發展獲得進一步瞭解、明瞭議題所涉及的利益和成本等要素，並能夠察覺潛在的政治及社會影響。藉由這個心智上的經驗訓練，可以在學生內心創造出一個空間，用以討論和練習什麼是公正、正義的或是良善的，並藉由如何恢復社會良善的原則來指引個人未來實際的行動（Pedretti, 1999）。學生能夠解釋以及進一步深思社會性科學議題而做出決定的能力，已被認為是科學教育的一項重要目標(Organization for Economic Co-operation and Development, 簡稱OECD, 2001; American Association for the Advancement of Science, 簡稱AAAS, 1989)。因此藉由詢問學生對於具兩難情境的議題，及其所持的觀點及支持的理由為何，可瞭解學生在接觸具爭議性事件或問題時，如何以個人所知的先前知識或經驗，於決策前針對不同立場的思考模式或觀點進行審思其是否合理的動態歷程，過程中包含了將學理知識、專家見解、個人經驗及個人情感等概念做綜合比較、分析及歸納，有助於學生將來面對社會性科學議題時，能夠從較廣泛、全面的角度審酌整個議題事件，以作為個人立場或解決方案篩選的依據，不僅擴充學生在自然與生活科技科目的學習廣度亦可促進其道德、倫理思考能力的發展。基於上述理由，研究者欲結合生物多樣性認知、態度、社會性科學議題等不同要素，讓國中學生進行非形式推理以瞭解個人背景、生物多樣性內容知識、態度對學生在議題中非形式推理的影響為何，而議題內容所具有之衝突情境，可協助學生思考人類中心或環境生態中心的倫理概念，以及如何獲得平衡的解決方式，學生在推理過程中所呈現的觀點研究結果不僅可瞭解個人經驗及背景、生物多樣性知識與態度對學生的非形式推理能力及推理品質影響為何，亦可提供教師教學時課程安排

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的參考及作為往後相關研究之基礎。

第二節

第二節研究目的

研究目的

本研究冀望藉由具爭議性的社會性科學議題，瞭解國中二年級學生，在國一時受過完整生物學知識教學後，個人背景變項、生物多樣性認知及態度傾向對個人非形式推理能力之影響為何以及在議題中推理品質高低的分界線，因此本研究主要目的如下：一、藉由研究結果瞭解國中學生對於社會性科學議題的非形式推理模式及所持有之意見及觀點為何。二、探討國中學生的性別、個人背景變項、生物多樣性認知、態度及在校相關學科（國文、自然、學期總平均）的差異對非形式推理所造成的影響。

第三節

第三節待答問題

待答問題

根據研究的目的，本研究擬探討的問題如下：一、國中學生對本研究中社會性科學議題之非形式推理模式（Patterns）為何？二、國中學生所具之非形式推理呈現之觀點及分數分佈情形為何？三、國中學生所具有之個人性別、經驗及背景對其非形式推理影響為何？四、國中學生的生物多樣性認知及在校學科成績對其非形式推理影響為何？五、國中學生的生物多樣性態度對非形式推理影響為何？

第四節

第四節研究

研究

研究範圍與限制

範圍與限制

一

一、

、

、研究範圍

、

研究範圍

因學生進行社會性科學議題之非形式推理過程中所涉及的面向相當廣泛，本研究僅針對學生個人背景經驗變項（性別、每週閱讀自然科學類課外書籍或雜誌所花時間、過去一年參與自然相關活動次數）、生物多樣性認知、生物多樣性態度及在校相關學科（國文、自然、學期總平均）等項目對非形式推理之影響及所其呈現的觀點、想法進行研究。

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二

二、

、

、研究限制

、

研究限制

本研究乃欲探討國中學生個人背景經驗、生物多樣性認知、態度對於社會性科學議題中非形式推理的模式及能力之影響，因此議題的選擇偏向生物多樣性、環境生態與人類經濟開發所造成的衝突，範圍限定於研究對象該校的國中生，故研究所得的結果推論若欲推論至其他縣市、特殊區域之國中學生，或是不同學科領域範圍，尚須進一步之研究，以為佐證。

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第二章

第二章文獻探討

文獻探討

第一節

第一節社會性科學議題

社會性科學議題

一

一、

、

、社會性科學議題的意義

、

社會性科學議題的意義

社會性科學議題（socioscientific issues, SSI)的定義乃指大眾所處的社會中經常會發生許多待解決的問題，其解決的方法或途徑並沒有唯一規準，當社會大眾面對這樣的問題時，因個人社經背景、環境或所持立場不同而有提出相異的立論理由，故常難以獲得一致的共識，而產生解決問題應採何種方式的爭議（Clarke, 2000； Sadler & Zeidler, 2004；Stradling, 1984），如：本研究議題「為增加電力來源，台電將在西南沿海大量興建風力發電廠」及「各縣市為提昇及促進國內旅遊，而在山區大量興建登山步道」兩議題，因該建設將會造成環境生態之部分破壞，卻又能提供人類社會正向之能源、經濟、、休閒等價值，因此不同立場者及考量位置將會有不同之觀點，此外在醫學、生物科技、農業、、等範疇都可能存在此類議題。 SSI的研究在概念上是屬於社會-科學-技學(science-technology-society，STS)研究思潮中的一波，但卻與STS呈現不同的方法途徑。因較早醞釀的STS教育理念並未置入一個連貫性的理論架構，來考慮兒童心理和認知的成長以及道德、倫理方面的培養(Zeidler, Sadler, Simmons, & Howes, 2005)，因此SSI乃基於其所著重的文化、個案與對話等議題，提供施作科學教育實務時的理論基礎。

根據Zohar and Nemet (2002)在其研究中提出：

社會性科學議題所涉及的問題具結構不全的特性（ill-structured problems），因此透過實際案例的思考訓練，並藉由思考有利的及不利的原因或是贊成及反對的理由以支持所持觀點或立場，可以協助學生培養功能性科學素養或個案議題之問題解決及作決策的能力。對學生而言建構一個科學探究的氣氛、批判性思考的經驗和完成社會性科學議題的決策制定，並且透過教學以聯繫學生所遭遇的世界是很重要的，因為將可幫助學生在面對未來將遭遇的生活時，解決相關屬性的問題或困境。當健康或環境上的問題威脅到生活品質時，一些科學知識可能變成必要的知識，用以對抗、反對現實

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中可預料的結果（Pedretti, 1999）。林樹聲（2003）以爭議的內容及焦點來區分，將社會性議題大分為「倫理與道德」、「人類健康」、「資源使用方法」及「環境與生態保育」四類相關議題。林韻芳（2004）則對於科技引起社會爭議的原因分為(1)科技與倫理道德的衝突：如因生物技術發達所衍生的器官移植、基因治療、複製技術運用，所帶來的倫理問題。 (2)便利性與風險的衝突：如水庫興建可能造成生態嚴重破壞、高壓電線可能導致癌症產生。(3)利益與風險的衝突：如基因改造食品或農產品、外來物種的引入可能有龐大利益卻可能對人類或生態有潛在傷害。(4)科技發展與生態的衝突：如核能電廠熱廢水造成墾丁珊瑚礁死亡。因此處處可見的爭議性議題遍佈在生活中，不論是全球性的或是區域性的生活議題，常常是與我們密不可分的，也因此我們更應從小在學校教育中經常訓練，方能及早建立、培養足夠的經驗和能力以面對未來的社會。

二

二、

、

、學校課程中的社會性科學議題

、

學校課程中的社會性科學議題

（一）自然科學課程中的社會性科學議題九年一貫中「自然與生活科技領域」的目的，即在培養學生能夠具備日常生活所需的科技素養，增加其對科技社會的適應、重視並培養國民的科學與技學的精神及素養。在批判思考的部分，希望培養學生面對問題的時候能做多方思考、分析問題的性質、評估各種解決方法、提出解決方法（教育部, 2003）。美國國家科學教育課程標準（National Science Education Standards, NSES）在第七章中，提及教師為學生所設計的科學課程應該是適當的、有趣的，而且和學生日常生活是相關的，且能夠與其他學科相連結。在學習科學理論時，教師常未考量學習者在認知基礎、道德倫理和情感方面的發展，然而社會性科學議題的教學則將目標鎖定在這些個人不可或缺的要素上。社會性科學議題的探討，不僅是針對科學的領域，議題所涉及的範疇，亦經常橫跨了政治學、科學、經濟、哲學及社會學等相關領域，提供學習者或討論者多元的學習內容，以幫助學生在思考過程中主動建構對議題事件的整體架構；然而具備基礎的道德判斷能力並不表示我們所處的社會不存在不平等或不道德的情境，因此應在學習機會平等的基礎及符合社會正義原則的教學環境中，教導學

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生去包容多元的文化及價值觀點，方能幫助我們所處的社會更趨近公平與正義 (Zeidler et al., 2005)。Zeidler和Keefer（2003）指出在SSI的研究領域，已足以提供適當理論及概念以幫助學生連結心理學、社會學和生理上的發展等因素，並建議利用社會性科學議題及兩難的情境，促成學習者個體的智識成長，並協助其能夠解決個人及社會問題。在現今瞬息萬變的時代，科技新知日新月異，生活其中的公民，不僅要在學校中學習知識，邁入社會亦需要不斷自我進修。新型態的問題紛至沓來，所需的知識亦需要廣泛充實，尤其是社會性科學議題或具有爭議性之問題，常無一定的立場或解決方法，因此必須先從基礎的學校教育做起，培養其具有基礎的科學素養，以便學生在將來能夠適應不斷變遷的社會。因此教師在規劃課程時，應不斷思考如何融入適當的教學方法及教材，以協助學生提升科學的基本素養及知識、技能等。在我國九年一貫的「自然與生活科技」學習領域中，其課程目標也提及應能培養學生具有獨立思考、解決問題的能力，並激發創造的潛能（教育部, 2003），即是學生能夠對科學（scientific）及技學（technological）知識有基本之瞭解，以便將來對於遭遇具有爭議性或未曾接觸過生活問題時，其內在的知識、想法及外在的行為及態度，都能夠因具備這樣的素養而獲得解決的方式（Bybee, 1995；Ryder, 2001； Shamos, 1995）。綜上所述，許多環境議題常涉及道德倫理的爭議及兩難情境，如能透過社會性科學議題（SSI）融入在環境倫理的教育中，將能夠適當的引導學生融入現實生活中，並從個別的事例中培養其環境倫理的信念及解決周遭環境問題的能力。（二）社會性科學議題教學的重要性及策略美國的國家科學教育標準（NSES, 1996)提到9-12年級學生應該瞭解關於個人及社區健康（personal and community health）、人口成長(population growth)、天然資源 (natural resources)、環境品質(environmental quality)、自然與人為的災害(natural and human-induced hazards)以及科學和技學對地區、國家及全球的挑戰(science and technology in local,national, and global challenges)。足見先進國家對於教育學生認識科技與社會間的互動關係是相當重視的，而我國的「自然與生活科技領域」中，也明

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列學生在此領域中應學習科學、人文與生態保育相關課程。其中更包括生物和環境、人類與自然界的關係、資源的保育與利用、能源的開發與利用等（2003，教育部）。學校教育的目的，即在幫助學生能夠適應將來的社會生活，使學生在面臨多元而複雜的社會情境時能夠具備獨立的判斷能力，而爭議性科學議題的教學正可以培養學生具備此些能力（林韻芳，2004；Bybee, 1995；Ryder, 2001；Shamos, 1995； Zeidler et al., 2005；Zeidler & Keefer, 2003）。社會性科學議題本身乃是社會中之真實事件，所包含的範圍常是相當的廣泛，對於上述相關知識常能夠輕易的藉由社會性科學議題的教學引入課程中，以幫助學生獲得相關知識，因此社會性科學議題的適當使用，可協助學生能夠統合不同學科間的資訊及知識以進行學習。然而教師要將相關的議題事件內容引入課堂之中，除了要挑選適當的議題層次或領域，更需要有適當的教學技巧及策略幫助學生對於議題內容能夠更深入的思考及瞭解，以便能夠做出個人認為最為適當的決策。所謂的教學策略（instructional strategy）乃是指教師教學時能夠有計畫的引導學生進行學習，進而達到教學目標所採行的方法及手段（張春興，1994）。因此教師必須設計、運用不同的教學方式，以協助學生培養這樣的能力，謝明學（2003）歸納幾位學者（Agne, 1986；Carlson, 1985；Frazer, 1986；Trowbridge & Bybee,1996）在社會性科學議題中較常使用的教學策略有以下幾種。 (1)利用辯論會或小組討論方式可以利用正、反立場間的衝突情境，幫助學生在辯論或討論過程中有機會和其他人進行口語上的交流，或是共同蒐集資料、進行討論、分析議題內容等。 (2)利用角色扮演形式藉由角色扮演方式，讓學生可以瞭解不同立場及角色間的關係，並進行對話的模式幫助學生瞭解議題中的多元觀點。 (3)以決策遊戲方式進行議題決策透過決策遊戲活動的方式讓學生進行議題的討論，並對可能的解決方案評估後進行表決，在各種可能論點中蒐集相關證據做為個人立論的佐證，並獲得議題相關

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知識及合理的解決方式。 (4)以個案研究方式進行可以結合小組合作的形式，進行議題的深入探究，如：問題界定、相關資料蒐集、資料及相關立場、利弊分析、決策的判定等等研究步驟，以進行議題的教學。 (5)進行實地考察讓學生實地觀察議題範圍的場景及相關人、事、物，或以戶外教學的形式，讓學生進入現場或實地進一步的瞭解議題或問題實況，以蒐集相關訊息進行最終的決策或制訂解決方法。在本研究中的議題為「為增加電力來源，台電將在西南沿海大量興建風力發電廠」屬於能源問題，「各縣市為提昇及促進國內旅遊，而在山區大量興建登山步道」屬於經濟建設與環境永續間衝突，皆是屬於環境議題。當以SSI進行科學教育教學時，常同時考慮議題的爭議性及其中所蘊含的道德判斷，也考量到社會環境、文化可能對學生所造成的影響來進行課程設計及教學。然而，進行社會性科學議題的最終目的，乃期望學生將所獲得的社會性科學議題知識和智識的發展在未來能夠產生具體行為，以進一步對社會造成正向的影響(Zeidler et al., 2005）。

此外，Zeidler, Sadler, Simmons和Howes（2005）等學者同時也提出社會性科學議題（SSI）所蘊含的四個主要的架構如圖2-1，認為SSI教學主要目標乃希望能夠建構個人的認知及促進道德發展，並培養出實用的科學素養，進一步透過功能性科學素養（functional scientific literacy）的提昇以增進學習者對社會科學議題的瞭解，藉此提倡社會與科技間衝突需考量的倫理及道德概念。其中功能性科學素養的定義， Shamos (1995)認為乃是個人在口語表達及寫作的過程中，能夠引用基本科學名詞或概念與他人進行溝通的能力。Bybee (1997)亦認為具有功能性科學素養者，乃指國民對於科學相關的詞彙、理論具有初步的瞭解，並且能夠將此些科學知識適當運用於生活中，以辨別科學訊息或與他人進行文字或口語溝通（引自靳知勤，2002）。

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以下為SSI的四個主要教學重心架構圖： 1.科學議題的本質（nature of science issues）

2.教室中議題口語對話（classroom discourse issues） 3.文化議題（cultural issues）

4.個案本位的議題（case-based issues）

圖 2-1：社會性科學議題教學理論架構（Zeidler et al., 2005）

Zeidler, Sadler, Simmons和Howes（2005）等學者認為學生可藉由對社會性科學議題個案的瞭解，並透過寫作或討論過程中表達出個人的推理，而其推理的內容乃蘊含著個人所理解的科學、社會、政策、技術、經濟等各層面與議題間之關連性，經常也是所處社會文化對學生所造成的影響。在此過程中學生已經歷閱讀、思考、寫作以表達科學概念的訓練，故不僅能夠訓練學生非形式推理的能力，更能進一步提昇、培養其功能性科學素養（functional scientific literacy）。

三

三、

、

、社會性科學議題中的道德

、

社會性科學議題中的道德

社會性科學議題中的道德(Morality)及倫理

社會性科學議題中的道德

及倫理

及倫理(Ethics)訓練

訓練

從民國九十學年度「九年一貫課程」施行後，從表面上似乎道德教育消失了，然而細看其整體課程中，可以發現在「社會」及「綜合活動」領域內容中仍有道德文化背景議題個案本位議題科學本質議題口語對話議題功能性科學素養個人認知與道德發展促進

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接進行（但昭偉，2002）。在學校教育中，藉由品格教育的課程安排所希望建立的是學生良好的品格，使學生們的行為、思想能夠符合倫理、道德的價值觀。而建立良好的品格規準有哪些呢？Joan & Howard（2004）在「道德教育」（Moral Eduction）一書中，提出建立品格教育的原則應有下列十一項（P65） 1.品德教育應能夠促成核心的道德教育成為良好品格的基礎。 2.品德教育中必須包含學習者思想、感覺和行為的教育。 3.有效的品德教育需要一個有目的性的、先攝的（proactive）及多元的途徑，來促成在學校生活中每一個教育階段的核心價值。 4.學校組織必須是一個有愛心的團體。 5.為了發展良好品德，學生必須有機會進行倫理行為的練習。 6.有效率的品德教育包含一個有意義的和挑戰性的人文學科課程，以尊敬所有的學習者並且幫助他們能夠成功。 7.品德教育應該致力於發展學生的內在動機。 8.學校的日常事務應該變成一個學習和具有倫理的團體，並可以分享責任及企圖創造相同的倫理核心價值，以引導學生進行倫理教育。 9.品德教育需要道德倫理的引導，不論在生活事務中或學生身上。 10.學校必須結合家長及社區的成員，共同致力於品格教育的建立。 11.評估品德教育應該從學校中的品德教育、學校生活中的事務功能及學生表現在外的行為來進行。當科技隨著時代的巨輪快速的往前滾動的同時，有一群先覺者開始大聲疾呼應放慢腳步檢視一下我們所生活的環境，已因科技發展的污染而滿目瘡痍，然而要扭轉這樣的趨勢就得從我們最基礎的教育中著手。SSI正是STS （Science-Technology-Society）教育改革運動中，將教學焦點集於探討道德、倫理與科技議題間關係或影響的一波支流（Zeidler et al., 2005）。此外，卡內基美倫大學的Edwin Fenton透過在小學課堂中兩難故事的討論，發現

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在正規的教育目標中融入兩難情境，可以促進學童道德發展，且能幫助學生達成(1) 參與討論的基本技能培養。(2)增進討論科目、領域的知識。(3)全人性格的發展。(4) 促進推理能力的發展與提升。(5)能夠進一步瞭解民主價值(Gomberg, Cameron, Fenton, Purtek & Hill, 1980)。而社會性科學議題的教學，經常是將學生置於此種具兩難情境的議題中，以促進學生進一步發展其道德與倫理。 Allchin（1999）亦認為將道德的建立排除在科學教育之外，會模糊了科學真實的本質，而且加入道德教育能幫助學生對科學價值及客觀性有更深入的了解，以支持其在科學課室中對各種價值觀點的討論。Allchin（1999）不只支持倫理價值在科學中明確的位置，他也主張教師在課室中應採取方法以進行倫理教育的實施。本研究中所涉及的主要為環境倫理的部分，即人類與自然環境間的道德關係，亦可說是人類對自然環境的倫理責任，其內涵包括了學生個人所持之信念、態度及價值觀。由於社會性科學議題，常與倫理道德有所衝突，如：基因工程對人類所造成的潛在危機、經濟建設與能源開發造成環境的破壞，涉及的倫理概念從個人、政治、經濟、社會文化到環境生態等都被羅列其中，因而進行社會性科學議題的教學，可以幫助學生在學校中訓練其對與倫理、道德的判斷能力及在多元思考情境下建立（Zeidler etc. al, 2005；Zohar & Nemet, 2002）。

四

四、

、

、內容知識

、

內容知識

內容知識對

內容知識

對

對社會性科學議題

社會性科學議題

社會性科學議題的影響

的影響

內容知識（content knowledge）乃指個人對於某一事件相關之知識、訊息瞭解之程度，然而欲在一個社會性科學議題中展現良好的論證能力必須先對此議題中科學的內容知識（content knowledge）具有精熟的瞭解，也就是說內容知識對於個人在社會性科學議題的推理或論證過程中具有相當值得注意的貢獻及影響力（Leighton & Bisanz, 2003；Sadler & Donnelly, 2006；Yang & Anderson, 2003）；Wu和Tsai（2007）也認為學生在科學課程中所獲得的科學知識是學生在社會性科學議題中能夠表現良好的非形式推理及做出良好決策的重要基礎。在本研究中所指的內容知識包括學生的生物多樣性認知、與議題相關之先前知識及文本內容所提供之議題訊息。

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Sadler和Donnelly（2006）在其研究中針對四十八位已修習完成一門高中生物課程之高中學生，主要來自物理、化學、解剖學和海洋科學的課程班級，並進行基因遺傳學概念測試及訪談，Sadler和Fowler（2006）則在其研究中對十五位科學主修及十五位非科學主修之大學生進行進行相同的基因遺傳學概念測驗，並進行訪談，學生則來自各個不同之主修學程，且從Sadler和Donnelly（2006）研究之高中樣本中隨機抽取十五位高中生與其三十位大學生，組成三組研究對象：科學主修大學生、非科學主修大學生、高中生共四十五人，進行學生對基因相關的社會性科學議題之論證數量及論證品質得分研究，所有的研究對象均被要求對基因療法及複製（gene therapy and cloning）議題提供其個人之立場、相反立場及意見、觀點之表達、辯護， Sadler和Donnelly（2006）之研究為Sadler和Fowler（2006）研究之先前工作，兩篇論文均提及知識轉換的閾值模式（threshold model of knowledge transfer）如下圖2-2，以闡釋內容知識與推理（reasoning）、論證（argumentation）間的品質關係為何。在圖2-2的橫軸座標為內容知識的多寡，縱軸座標所代表的為學生推理論證之內容品質，量尺刻度（scale）中所代表的意涵如下：

0代表僅有一點點或沒有知識。

1代表具備基礎的知識（rule of the game）。 2代表具有更進一階的知識。 3代表具有專業的或專家的知識。在橫軸的量尺刻度中，第0階段為受試者未具有或僅具極少議題相關知識，因此受試者無法將議題相關的知識融入推論過程進行推理。第1階段為受試者對議題具有一般的瞭解或基本概念可以進行議題的推論。第2階段的受測對象為對於議題所具有的科學概念較一般高中生所應瞭解的知識較多。第3階段則為受測對象對於議題具有專業的或等同於專家所具有之知識。Sadler和Donnelly（2006）在其研究中僅指出因個人對於議題之內容知識不同，因此在對議題進行推論時各階段受試者所呈現之論證品質第3階段>第2階段>第1階段，至於各階段間的推理、論證品質差異性、間距有多大則並未有明確之陳述。

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Sadler和Donnelly之研究乃針對高中生及大學生，而本研究對象為國中學生，且因議題屬性之不同及國情文化因素，國外之研究結果未必能全然適於國內使用，因此研究者欲藉由議題之內容知識讓學生進行非形式推理，以瞭解國內學生對於屬於台灣的區域性議題知識多寡對於學生推論內容的品質影響為何。希望在議題研究中發現適合台灣國情之學生知識轉換閾值模式（threshold model of knowledge

transfer），作為相關研究之先驅，以茲後續相關研究參考之標的。主修生物大學生（Sadler&Zeidler,20 05a）高低論證品質（a rgum ent at ion qua lit y ）高中生及非科學主修大學生 Sadler&Zeidler,2005a） 0 1 2 3 內容知識（content knowledge）不瞭解訪談提示的樣本圖 2-2：內容知識轉換的閾值（threshold）模式（引

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第二節

第二節非形式推理

非形式推理

一

一、

、

、非形式推理的意義

、

非形式推理的意義

推理(reasoning)一詞國內外有許多學者曾做過定義，國內學者張春興（1992）在現代心理學（P327-331）中提到，推理是「在特定原則、規範基礎下，由已知之事項推求未知之結果，而個人在其間所經過的心理活動歷程就稱為推理。」，邏輯的推理方式，常分為演繹推理(deductive reasoning)、歸納推理(inductive reasoning )及捷徑推理（heuristic reasoning），整理如下表2-1。表2-1 邏輯推理常見之類別及說明（張春興，1992）推理類型說明遵守之法則演繹推理 (deductive reasoning) 根據一個普遍承認的原則、定理或定律為前提，進而推演到特定的事例，最後獲得肯定結論的思考方法。程序法則（rule of procedure）歸納推理 (inductive reasoning ) 以觀察到多個事例現象所獲經驗為根據，從而歸結出一個概括性的原則，用以推論及解釋觀察到的現象，並做出最終判斷的方法。機率法則（rule of probability）捷徑推理（heuristic reasoning）個人在實際的問題情境中，藉由以往解決問題的經驗，累積處理事情的方法、技巧，以進行推理思考的方法。經驗法則（rule of thumb）而所謂的非形式推理（Informal Reasoning）是一種非強調數學及符號羅輯的推理形式，包含了(1)個人對議題原因和結果的解讀、(2)個人在議題情境中是處於有利的或不利的地位，以及(3)個人在最終的決策及議題的分析上對事件所持贊成和反對的立場或決定(Zohar & Nemet, 2002)。非形式推理所探討的問題是奠基於個人態度、認知觀點上，且經常是沒有明確的解決方法、結構不健全的及具有衝突情境的推理問題(Sadler & Zeidler, 2005a；Zohar & Nemet, 2002)。Means和Voss (1996) 也認為，在非形式推理中個人對問題情境的假定是相當重要的，因為當議題的相關訊息不足

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或是議題是屬於開放式的、具爭議性、複雜的或結構不健全的，則個人的非形式推理假定將可以用來作為支持自己所宣稱（claim）立場的理由。在科學的教學內容及教材中常是較強調明確的定義及正式化（formal）的推論，且低估非形式推理的意義及存在價值（Tweney, 1991）。非形式推理經常是由個人態度、觀點和認知所構成，對於沒有明確解決方法的不良結構問題以及涉及歸納性的推理問題，對學生而言是較容易學習的使用技巧及方法。社會性科學議題是屬於開放式的、不良結構的、有爭議的問題，因此Kuhn（1993）認為社會性科學議題是訓練學習者進行非形式推理的最佳方法之一。故在研究中，我們採用非形式推理的方式，以便描述學生個人如何提出立論來支持個人的立場及如何解決這些議題中的兩難情境。綜上所述，非形式推理指的是個人認知、情感與思考問題間調和的過程，包含了個人在議題中認知、情感、直覺等組成要素以及與他人間複雜的協商過程或是個人對一個立場的選擇。教學過程中，讓學生對科學現象或所觀察的觀點、議題進行解釋，是教學現場經常使用的方式。然而學生針對個人的推理或觀點進行解釋的過程中，如何判定其論述或解釋的層次高低，許多學者有不同的觀點，Stella（2005）在「Critical Thinking Skill」一書中，提出以下十五個判定的要點來判斷推理論述內容的好壞。 1.寫作者個人的立場在議題論述中是否明確。 2.推論的理由（reasons）是否能夠明確表達出寫作者的觀點。 3.寫作者的結論是否明確並且是基於充足證據而提出的。 4.推論的理由是否是合乎邏輯順序的。 5.提出的論述（argument）是否結構完整且是容易明瞭的。 6.推論的各個理由（reasons）間是否能夠明確的連結並且與結論呼應。 7.所有論述內容都是與主題相關的。 8.主要的推論理由及觀點，都是能夠吸引讀者注意的。 9.寫作者能夠善用他人的研究作為支持證據以延伸個人論點。 10.寫作者是否能提出理由評論、評估他人的觀點，尤其針對與自己論點相反者之

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觀點。 11.當寫作者引用或介紹他人的想法時，是否能夠提供參考文獻在內容中。 12.寫作者是否能夠提供參考文獻在文章的最後。 13.寫作者能否成功的去除一些非必要的描述或寫作。 14.推論內容中是否出現不一致性。 15.寫作者是否因個人的信念或興趣而提出偏離的論點。除此之外，針對非形式推理內容的良莠判斷標準，Sadler及Zeidler（2005a）在「The Significance of Content Knowledge for Informal Reasoning Regarding

Socioscientific Issues」一文中，針對269位大學生進行基因工程相關議題的質性研究，提出判斷學生非形式推理的四項準則（criterion）如下表2-2。表2-2 非形式推理品質之判斷規準（criteria）分類描述對議題觀點的一致性是否推理內容能夠支持描述的立場對議題觀點不具矛盾性對於議題的立場與推理間是否有矛盾相反立場的解釋參與者是否能夠建構及解釋相反的立場提出反證參與者是否能夠提出一致性的反證

二

二、

、

、非形式推理之

、

非形式推理之

非形式推理之使用及重要性

非形式推理之

使用及重要性

非形式推理的部分，雖然包含推論者所具有之情感、經驗，然而邏輯推理所佔的論述及比率是較多的。Sadler及Zeidler (2005b)在研究中，將30位大學生針對基因工程相關的爭議性議題所提出的推論理由分類成三大類，分別為理性的（Rationalistic）、直覺的（Intuitive）、情感的（Emotive），研究結果發現將近80%的推論屬於理性的推理模式，即在非形式推理中，學生所使用的推理是決定整體論述的主要因素。如下圖2-3，學生利用既有的知識、訊息及原則，經過動態的心智認知處理後，轉換成輸出的決策決定，在本研究中學生在接受議題訊息後，對於議題的各種訊息、知識、立場進行整合，並做出決策。此過程學生的心智上已涉及較為高階及複雜的邏輯推理。

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非形式推理的整體架構雖不及正式推理嚴謹，然而其所利用的核心技巧仍為邏輯推理，所以在非形式推理的過程中，「推理」的使用是構築整體論點及決策的主要結構（Means & Voss, 1996）。Hogan和Keller（2000）認為學習者可以藉由推理來建立知識，同時可利用知識來進行推理，故學生在學習過程中，若能夠獲得適當的推理訓練將有助於學生建構知識。在我國九年一貫的自然與生活科技改革中，希望培養學生具批判思考能力，在面對問題時能做多元化思考、分析問題性質、評估各種解決方法並提出解決方法（教育部，2003）。美國國家科學教育標準（NRC, 1996）中也提到，應培養學生科學探究、問題解決及思考的能力，可見不論國內外的教育，均相當重視培養學生推理思考的能力。非形式推理所包含的不僅是邏輯推理的訓練，更可以從中一窺學生內心所蘊含的情感、所持信念、所處的社會文化價值、觀念及學生個人經驗所累積而成的直觀、直覺，在學校課程中藉由非形式推理的訓練，可幫助學生從推理訓練過程獲得更為廣泛的知識，並學習如何在知識的基礎上進行推理思考及解決問題的能力。推理過程處理過程 process 直覺 Intuitive 情感 Emotive 非形式推理模式 Informal reasoning patterns （Sadler & Zeidler, 2005b) 理性的 Rationalistic 圖 2-3 非形式之推理模式修改自 Sadler 和 Zeidler (2005b) 知識、訊息、原則決策的決定 Decision making 輸入 input 輸出 output

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三

三、

、

、非形式推理

、

非形式推理

非形式推理與

非形式推理

與

與社會性科學議題

社會性科學議題

社會性科學議題的關係

社會性科學議題

的關係

在面對具有正反不同立場或觀點的爭議性事件時，正式的推理（formal reasoning）過程可能對於釐清爭議是有所幫助的，且對於在科學的範疇中進行科學研究者而言經常是具有重大意義及貢獻的；然而正式的推理並不是唯一的方法。在這些正式、嚴謹的科學研究結果背後經常是先透過非形式推理產生初步的結果後，才逐步產生科學的邏輯定理（Tweney,1991）。因此非形式推理經常被使用在一些不具有特定解決方法的議題中，如社會性科學議題便是其中一例。因非形式推理可以允許推論者增加相關的訊息（information）或改變固定的推理形式，而且對於推論者所提出的結論不需像科學研究一般特別提出證明及實際證據的（self-evident） (Perkins, Farady, & Bushey,1991)。

在社會性科學議題中學生所練習的課程，是關於道德及社會各方面及各層面的要素，藉由非形式推理的過程，學生內心所存在的道德倫理，可以在個人的決策過程中呈現出來。非形式推理在探討社會性科學議題的過程也提供機會，讓學生去探索他們自己內心所持的決策抉擇判斷原則、動機和直覺為何以及是否符合公平正義。對於學生而言，未來進入民主的社會後，社會性科學議題將會不斷的在其生活中出現，非形式推理在科學及社會層面上的應用練習經驗，有助於提昇學生在民主社會中公民參與能力及提升將來對所處社會的影響(Kolstø, 2001a；Zeidler et al., 2005)。如果教師想要鼓勵學生進行非形式推理（informal reasoning），可以選擇一些社會性科學議題並提供議題相關知識內容，讓學生在不同的例子中結合個人經驗、知識、態度進行推理訓練。因此以非形式推理的方式鼓勵學生對社會性科學議題進行推理練習，以培養學生公民素養的形成是相當適切的。

四

四、

、

、非形式推理

、

非形式推理

非形式推理的

非形式推理

的模式

的

模式

模式（

模式

（

（Patterns）

）

推理模式（reasoning patterns），為學生個人既存的觀點及想法於進行議題推理時，以文字呈現內心對議題事件邏輯及整體事件關係之推理形式、類型或樣態，可能包括理性的、個人情感及直觀直覺等因素（Sadler & Zeidler, 2005b）。在許

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多的研究中（Sadler & Zeidler ,2005b；吳穎沺和蔡今中，2007；邱瓊嬅，2006；周家卉，2005）也顯示推論者在面對問題或議題時，經常會因個人不同的因素而呈現出不同的推論模式或是推理類型。周家卉（2005）對11名不同社經背景的六年級學童進行半結構式訪談，發現國小學童在面對科學探究時，所運用的推理類型分為1.概念推理：指學童運用本身已有之概念進行推理。2.邏輯推理：指學童能夠運用邏輯方式進行推理。3.類比推理：指學童能將已有的知識，遷移到另一個新的問題情境，將具有相似性的訊息表徵，進行應對。4.實驗技能推理：指學童能夠運用實驗技能進行推理。5.經驗推理：指學童能夠運用過去的印象進行推理，但此經驗並未形成概念或成為技能。6.字義推理：指學童單就字面意義進行推論。7.直觀知覺反應：指學生根據直觀知覺進行判斷。而最常使用的是概念推理，其中包含了科學家概念推理及另有概念推理；其次為實驗技能推理，可分為實驗設計推理、變因控制推理以及資料解釋推理，第三則是經驗推理，包含了生活經驗推理及引述推理；而邏輯推理、直觀知覺反應則同為第四順位，但在邏輯推理中僅辨認出歸納推理；再者則為類比推理，可將其細分為表面特徵類比推理與結構特徵類比推理；最少的則為字義推理。

Sadler & Zeidler (2005b) 針對30位大學生，進行六個基因工程議題問卷調查及訪談。發現學生在作決定的過程中，非形式推理內容呈現出1.理性(rationalistic)：推論者從理性的或是合乎邏輯的觀點形成立論依據以支持自己的立場或觀點。2.直覺 (intuitive)：推論者根據直接的感覺或反應進行推理。3.情感(emotive)：推論者以贊成或反對的結果對其他人的影響，從同理心或是情感的角度進行推論等三種模式。吳穎沺和蔡今中（2007）以開放式問卷，對台灣71位高中二年級學生進行核能發電廠第四場是否興建之贊成與否及其非形式推理研究，發現學生在其推理論述過程中所呈現的的推理模式可分為1.社會導向（social-oriented）：以人類及社會福祉為主要考量的，如：我贊成興建核能發電廠因為對台灣的人民是有利的。2.經濟導向（economic-oriented）：依經濟發展的觀點來進行推理，如：缺少電力對台灣經濟

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發展會有重大的影響，所以我贊成興建。3.生態導向（ecological-oriented）：以生態環境為考量依據，如：興建核能發電廠會危害到現有的珊瑚礁，所以我反對。4.科學和技術導向的（science-oriented or technology-oriented）：從科學或技術的效益或是限制方面進行論述，如：以現有的技術無法保證興建核能發電的安全性，因此我反對興建，其中以生態導向所佔比率最高。邱瓊嬅（2006）在其研究中針對高雄市、台北市、雲林縣、花蓮縣市共 525 位教師為研究對象進行問卷調查，發現教師對於「湖山水庫興建案」、「觀光果園推行計畫」、「蘇花高速公路興建案」此三個具爭論性的環境議題，個人在進行環境議題抉擇時，主要在生態、經濟、社會、技術這四個類型的考量上，研究結果發現七成以上的受測教師有談論環境議題的經驗，談論主題偏重在全球暖化、垃圾處理、水土保持等議題，地方上重要的環境議題亦受到教師的高度關注。相對於「經濟」、「社會」、「技術」層面，教師思考環境議題時，首重「生態」層面的考量。支持開發案的教師多基於「經濟層面」的考量，在提出不破壞環境的前提下，願意支持開發案的推行。除了文字上的推論外，口語上的推理或解釋也可能會呈現出許多不同的類型，如：Dagher (1989)在其研究中所提出，中學教師在進行科學教學解釋時經常呈現的論述類型有如下十類：1.類比的：針對兩個事件、或經驗藉由比較其間的相似點以進行推理或說明，來作為立論的結果。2.擬人化的：把人類的特質，賦予在非人類的作用、情境上，或是將非人或自然事件的結果轉化賦予人性化。3.功能的：藉由立即或未來的結果（功能），以說明現象的論述，這種歸屬於現象的功能，可能由自然界過去的紀錄所支持。也可能由人為的事件記錄所支持。4.形而上的：認為有一超自然的運作者（supernatural agent），作為事件、現象的發生原因。因此，在這種情況之下，解釋者由解釋的主體，轉化到外在的操縱者。5.實用的：能夠具體提供：如-則、若-則或中心論點在於提供事件處理之明確作法或如何作（How to）等推理。6.理性的：聯結兩種情境以做出「事情結果是如此，乃是因為…等」結論，或提供「雖然…但是/然而..」之具體證據推論。7.恒真的：只是把「為什麼」/「如

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何」的問題，或宣言重組一下而已，並沒有加上任何新的訊息。8.目的論的：把對事件推論過程的結果，歸因為一個未來的目標（Goal）或是期望。9.溯源的：將與事件相關之訊息依順序排列或連結起來的一種解釋，只說明發生了何類事件，並未說明為什麼或是為推論提供明確論斷。10.機械的：訴之物理本質上的原因關係，此一關係可能是科學定律有關的關係宣示，也可能是一組發展完美架構關係。這種解釋不涉及意圖及動機。顯示在不同的議題或事件，推論者經常會呈現出不同的推論或解釋模式，然而不論從字上的推理模式或口語的解釋類型，均可協助研究者從中發現推論者內心所持有之價值觀點為何，本研究中之非形式推理模式乃學生在閱讀「台電為提昇電力而預計在西南沿海設立風力發電機組」及「為提昇國內旅遊而在山區大量興建登山步道」兩個議題的開放性問卷之閱讀文本後，在開放式問卷中所提出的贊成或反對的推論理由及呈現的論述內容。

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、國內外以社會性科學議題進行非形式推理的相關研究文獻

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國內外以社會性科學議題進行非形式推理的相關研究文獻

非形式推理是一個融入認知及情感的架構，藉由社會性科學議題中的教學訓練，可以幫助學生解決一個開放式或複雜的議題。因此國內外許多學者、教師逐漸重視社會性科學議題在各種教學階層中的使用，並且對於高中生、大學生進行相關議題教學，甚至國小、國中。國外學者Pedretti（1999）在加拿大對27位五、六年級學生，以教室錄影觀察、記錄及問卷調查對學生進行採礦議題的探討。Zohar 和 Nemet (2002)針對以色列186位九年級中學生，在一個關於人類基因兩難困境的研究中進行討論並進行認知的前、後測量及教學研究。Sadler和Zeidler（2005a），針對269 位大學生進行基因工程相關議題的質性研究。其他國內外以社會性科學議題對不同階段學生所進行的非形式推理相關研究整理，如表2-3。從文獻中可以發現學生在同一議題中，會因個人背景不同而呈現出不同的論述觀點，及不同的推理模式（Kolstø, 2001b；Sadler & Zeidler, 2005b；吳穎沺和蔡今中，2007），此外影響學生非形式推理的部分包括內在的個人因素如：道德倫理、情感、直觀直覺、知識多寡、態度等，以及外在的環境因素如：主修科系、文化、

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社會因素等。若是進一步以社會性科學議題進行小組討論教學，可以發現教學後學生能夠呈現較佳的推理品質（Hogan, 2002）、在推理過程中，具有較高的推理能力學生能提出更多元的解決方案及推理模式次數，不僅能提出較多的論證，也有較多相反觀點或立場的論證（吳穎沺和蔡今中，2007）。此外在進行社會性科學議題相關的研究方法上，主要仍以小組討論之教學研究及問卷調查配合個別訪談為主。表2-3 以社會性科學議題對不同階段學生所進行的非形式推理相關文獻分析與比較研究者（年代）國家或地區研究對象議題向度研究方法重要研究結果 Sadler & Zeidler (2005b) 美國大學生，30 人六個基因工程議題問卷調查及訪談。 1.學生在作決定的過程中，非形式推理呈現出理性(rationalistic)、直覺(intuitive)、情感(emotive)三種模式。 2.學生個人的道德倫理的觀點融入在他們對議題的抉擇判斷及推理過程中，而直覺和情感的要素也是重要的組成因素之一。 Zeidler, Walker, Ackett, & Simons (2002) 美國 9-12年級學生，82人動物的動物權 (animal right) 訪談及問卷調查。 1.高中學生的推理是多元且豐富的，且文化及社會因素會影響學生對於議題的最終決定。 2.在各種爭議的情境下學生所表現的科學本質觀（NOS），多數仍以個人的道德觀點與倫理信仰作為抉擇判斷的依據。 Kortland （1996）荷蘭 13-14歲，8 人(4女，4 男)，27人（14女，13 男），進行兩階段的研究。資源回收，固體廢棄物與資源回收 10節課以上的教學及問卷前後測、教室討論。 1.教學後，學生在作決定時能夠提出相關的論證證明可能的解決方法。 2.學生推論的架構中，並非所有學生都能有很好的推論架構。但卻能夠聯結學生進行對議題的討論內容及推理過程，以促進學生相關的能力。

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表2-3社會性科學議題對不同階段學生所進行的非形式推理相關文獻分析與比較(續) 研究者（年代）國家或地區研究對象議題向度研究方法重要研究結果 Hogan （2002）美國 8年級學生，24（8 女，16男）人外來種問題（invasiv exotic species）小組討論、分析小組做決定、訪談。 1.團體成員中能夠參與較多關於議題內容知識討論者較一般參與單一討論的學生獲得更多不同的想法。 2.學生在小組討論過程中能夠呈現較好的推理，且能分析決策的各種可能並提出較完整的架構。 Kolstø (2001b) 挪威 16歲，22人高壓電塔與癌症議題(power lines & cancer) 社會性科學議題報告的閱讀、半結構訪談。 1.學生在作決策呈現四種主要的決定策略，相信知識中的論點、藉由自我的思考及可相信的依據來評估論點、接收研究者或是其他來源的訊息當作信賴的依據、依據自己的興趣評估訊息來源、立場及能力。 2.有些學生具備上面四種有些則只具備一或兩種。 Wu（吳穎沺）& Tsai(蔡今中)（2007）台灣高中二年級，71人學生對於台灣核能發電廠第四場是否興建之贊成與否及其非形式推理開放式問卷調查 1.在本研究中性別並不影響學生之非形式推理能力。 2. 學生的推理模式可分為社會導向、經濟導向、生態導向及科學和技學導向的，其中生態導向所佔比率最高。 3.具有較高的推理能力學生能提出更多元的解決方案及推理模式次數，且是傾向以生態導向為其推論基礎。 4.較高推理能力的學生不僅能提出較多的論證，也有較多相反觀點或立場的論證。

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表2-3社會性科學議題對不同階段學生所進行的非形式推理相關文獻分析與比較(續) 研究者（年代）國家或地區研究對象議題向度研究方法重要研究結果劉湘瑤、李麗菁和蔡今中（2007）台灣理工主修大學生56 人，非理工主修大學生71人。學生面對全球化議題「全球暖化」及地方議題「高山纜車」、「小花蔓澤蘭」、「中部橫貫公路」之抉擇判斷情形。問卷調查 1.議題訊息的選擇上偏好從制度、管理、成本效益等觀點論述的學生及具有批判性思考傾向者，在科學知識的暫時性面（即科學知識會隨著新的知識及不同的詮釋而改變）向得分較高。 2.非理工科學生理工科學生在科學的社會文化面向上表現的比理工科學生好。 3.以文史或社會科學為主修的學生較能接受社會文化影響知識建構的觀點。理工科學生在議題抉擇上較傾向採用生態環境觀點，從科學概念分析事件，非理工科學生較傾向從制度和社會觀點思考。