科學論證與社會性科學議題論證教學在提升國中學生道德敏感度和論證能力的成效

國立交通大學教育研究所

碩士論文口詴

科學論證與社會性科學議題論證教學

在提升國中學生道德敏感度和論證能力的成效

Improving Junior High School Students’ Moral Sensitivity

and Argumentation Quality through

Scientific and Socioscientific Argumentation

指導教授：林淑梤 博士

研究生：彭 傑

科學論證與社會性科學議題論證教學

在提升國中學生道德敏感度和論證能力的成效

Improving Junior High School Students’ Moral Sensitivity

and Argumentation Quality through

Scientific and Socioscientific Argumentation

研 究 生：彭 傑 Student：Chieh Peng

指導教授：林淑梤 博士 Advisor：Shu-Fen Lin, Ph. D.

國 立 交 通 大 學

教育研究所

碩 士 論 文

A Thesis

Submitted to Institute of Education College of Humanities and Social Sciences

National Chiao Tung University For the Degree of

Master in Education July, 2011

Hsinchu, Taiwan, Republic of China

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科學論證與社會性科學議題論證教學

在提升國中學生道德敏感度和論證能力的成效

彭 傑 國立交通大學教育研究所

摘 要

本研究目的是探討科學論證或社會性科學議題論證，對於國中一年級學生的 道德敏感度和論證能力之影響。研究採準實驗研究設計，研究對象為新竹市某國 中一年級三班的的學生為對象。實驗組 A(N=31)進行四堂科學論證教學，實驗組 B(N=31)進行四堂社會性科學議題論證教學，對照組(N=30)進行一般教學。三組 學生於教學前後填寫「道德敏感度評量卷」。兩組實驗組學生則在參與論證課程 時，填寫「論證課程學習單」。道德敏感度評量卷及論證課程學習單等兩種數據 都經過質性資料的編碼分類，且兩種數據均依據評分表由兩位受過訓練的評分者 進行評分，評分者一致性分別為.933 和.939。量化資料則透過t-test、單因子 共變數分析、重複量數、或卡方檢定進行統計分析。 研究結果顯示：（一）論證教學後，科學論證組與 SSI 論證組在道德敏感度 總分上皆有顯著進步，一般教學後的學生在道德敏感度總分上沒有顯著進步。 （二）SSI 論證後，學生道德敏感度進步的人數比例最多，退步比例最少，且其 進步效果顯著優於一般教學組。（三）科學論證或 SSI 論證後，學生的論證品質 總分顯著進步。（四）比較 SSI 論證和科學論證，發現學生的論證品質進步的程 度和學生的論證品質進步人數的比例，兩者間沒有顯著差異。 所以，本研究結果顯示科學論證課程和SSI論證課程都能有效提升道德敏感 度。但是，SSI論證比科學論證能協助較多學生發展道德敏感度。而且，科學論 證或SSI論證均能提昇學生的論證能力。建議科學課程應融入科學論證或SSI論 證，以促進學生發展道德敏感度和論證能力。 關鍵字：論證、社會性科學議題、道德敏感度

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Improving Junior High School Students’ Moral Sensitivity

and Argumentation Quality through

Scientific and Socioscientific Argumentation

Chieh Peng Institute of Education National Chiao Tung University

Abstract

The purpose of this study was to improve the seventh graders’ moral sensitivity and argumentation quality through argumentation of scientific and socioscientific issues (SSI). The study adopted quasi-experimental design. The seventh graders of three classes came from a junior high school in Hsin-chu city. One class was the experimental group A (N=31) which focused on scientific argumentation, another class was the experimental group B (N=31) which focused on SSI argumentation, and the other one was the comparison group (N=30) whcih conducted the traditional instruction.All of the students were administrated the Test for Ethical Sensitivity in Science(TESS) before and after the instruction. Two experimental groups were asked to complete the argumentation worksheet during the argumentation. Both the TESS and the argumentation worksheet had been coded through the process of qualitative analysis. Two researchers were involved in scoring the TESS and the argumentation worksheet. The Pearson correlation coefficient of inter-rater consistency of the TESS and the argumentation worksheet were .933 and .939, respectively. Chi-square, t-test, repeated measures and analysis of covariance were employed to analyze the

quantative data.

The results of the study were the followings:

(1) Both the experimental group A and the experimental group B showed statistically significant improvement on the scores of TESS after the instruction, but the comparison group did not.

(2) In comparison with other two groups, the experimental group B contains the most amounts of improved students and the least amounts of regressive students in the TESS. SSI argumentation induces significantly more

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development of moral sensitivity than general instruction.

(3) After scientific or SSI argumentation, both the experimental group A and the experimental group B showed statistically significant improvement on argumentation quality.

(4) Students’ improvement on argumentation quality and the amount of improved students on argumentation were similar between scientific argumentation and SSI argumentation.

In sum, the results show that both scientific argumentation and SSI

argumentation can improve students’ moral sensitivity. However, SSI argumentation can help more students to develop their moral sensitivity than scientific argumentation can, and both scientific argumentation and SSI argumentation can enhance students’ argumentation quality. In order to improve studnets’ moral sensitivity and

argumentation quality, scientific argumentation and SSI argumentation are suggested to integrate to science curriculum.

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誌 謝

論文能夠順利完成，真的要感謝很多人的協助幫忙與支持鼓勵，這個「很多 人」的集合包括了許多的師長、家人和好友。可以感受到每個人的論文完成都一 定存在著一個不簡單的故事，畢竟論文是一個並非全靠一己之力，但卻又非得靠 自己全力全力去完成的人生大事。這種感覺只能說是：more than words can say！

首先必頇感謝我的指導教授林淑梤老師，沒有林老師帄時給予我的督促與指 導，我完全不可能在兩年中把研究所課程及中等教育學程修畢，甚至是奢望完成 我的畢業論文。學生謹記當時老師給予我的鼓勵：「你要加油，撐過這段時間你 會發現自己潛力無限」！是的，我的老師尌是這樣時常鼓勵我、鞭策我的好老師， 老師對我的教誨學生永銘在心，非常感謝老師沒有放棄學生。 接著還要感謝三民國中楊文宗老師、蕭米珊老師以及呂翠雲老師，說實在的 若是沒有三位老師的從中幫忙，我的論文將永遠在原地踏步、裹足不前。從事科 學教育研究若是沒有班級可以研究，尌算是研究設計的再精良，那將無疑是天馬 行空、望洋興嘆，巧婦難為無米之炊。因此，這三位老師給予我的幫助，可以說 是賜給我「米飯」，讓我得以將我的研究築夢然後踏實。 再來要感謝幫我口詴的委員佘曉清教授以及林樹聲教授。兩位教授除了撥冗 參加我的口詴外，也提醒我在研究的缺失上，最重要的是給予我許多建議與提 示，這如同指引了一條明路。人生的路上有師長提醒著自己哪裡出了錯是非常幸 福的，讓我不至於像隻無頭蒼蠅亂飛亂撞，等到了病入膏肓時才發現已經來不及 亡羊補牢。 太陽光大、父母恩大！還要感謝我的父母我的家人，真的很感謝爮媽容忍我 這一個 27 歲的不孝子還在外地唸書，還在靠家裡養…每次想到這一點都不禁感 到難過與自責。真的很多虧有您們的寬宏大量，讓孩子我完成了心中的理想攻讀 碩士學位，沒有您們在經濟上、精神上的支持與愛護，孩兒哪還能拿什麼學位嗎？ 這個碩士是您們的，是您們賜與我的人生禮物！ 最後感謝身邊許多陪伴我的好朋友好同學們，一起修課作報告的科教四人組 的宋政、小妏、伊伶，因為你們增添了我在苦悶交大生活中的色彩。還有多位在 學程裡、生科裡、校園裡認識的好朋友，才民學長、學翰學長、小佩學姊、渝婷 同學、蕙青同學、小德同學，如果科教四人組給予了我在交大的色彩，那你們無

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疑是給予了我在交大生活的聲音與掌聲。你們很偉大，我的交大生活也因你們而 偉大！衷心感謝！

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<目錄>

中文摘要...i 英文摘要...iii 致謝...v 目錄...vii 表目錄...x 圖目錄...xi 第一章 緒論 第一節 研究背景與研究動機... ...1 第二節 研究目的與研究問題...3 第三節 名詞釋義...4 第四節 研究範圍與限制...5 第二章 文獻探討 第一節 科學論證...7 壹、何謂論證...7 貳、論證的理論架構...8 參、論證在科學教育上的重要性...10 肆、何謂純科學論證及其相關研究...12 伍、何謂社會性科學議題論證及其相關研究...14 陸、如何評量論證的品質...18 第二節 道德敏感度...22 壹、道德發展理論及道德教育...22 貳、何謂道德敏感度...25 參、道德敏感度的研究...28 肆、道德敏感度和論證的關係...29 伍、道德敏感度的評量工具...31 （一）道德敏感度評量工具的起源...31 （二）道德敏感度評量工具的評分...33 第三節 論證與教學...34

viii 壹、教師需具備的論證教學的知能...34 貳、論證教學的困境與因應之道...36 第三章 研究方法 第一節 研究設計...39 第二節 研究流程...40 第三節 研究對象……...40 第四節 研究者角色...41 第五節 教學活動設計...41 第六節 研究工具...45 第七節 資料收集與分析………46 第四章 研究結果 第一節 論證教學對學生道德敏感度之影響分析...51 壹、學生在道德敏感度前、後測得分情形...51 貳、學生在道德敏感度前、後測得分之變化情形...52 參、學生組間在道德敏感度後測得分之差異...53 肆、學生在道德敏感度前、後測四個劇本個別得分情形...54 伍、三組學生組內在道德敏感度前、後測四個劇本個別得分之變化情形..55 陸、三組學生組間在道德敏感度個別四個劇本後測得分之差異...57 柒、三組學生道德敏感度進步比率及退步比率...58 捌、質性資料分析結果...60 玖、小結...63 第二節 論證能力分析...64 壹、兩組學生參與三次論證的得分情形...64 貳、兩組學生組內在論證學習單得分之變化情形...65 參、兩組學生的論證分開四個類別得分之組內變化情形...65 肆、兩組學生論證能力的變化人數百分比...68 伍、質性資料分析結果...69 陸、小結...71 第五章 結論與建議 第一節 結論與討論...73

ix 壹、論證教學提昇道德敏感度之成效...73 貳、論證教學提昇論證能力之成效...75 第二節 建議...78 壹、教學上的建議...78 貳、對於研究的建議...78 參考文獻 中文部份...81 西文部份...82 附錄一 道德敏感度問卷劇本一～四...85 附錄二 實驗組 A 三堂論證課程學習單...88 附錄三 實驗組 B 三堂論證課程學習單...97

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<表目錄>

表 2-1-1：林樹聲等（2009）提出的論證評分標準...20 表 2-2-1：柯爾伯格提出的道德發展三期六階段理論...23 表 2-2-2 道德敏感度評量工具的評分與範例...34 表 3-2-1：研究流程時間表……….39 表 3-5-1：實驗組 A、B 安排道德敏感度的前後測及論證課程流程表...42 表 3-5-2：實驗組 A、B 進行論證課程之流程...44 表 3-7-1 道德敏感度評量工具的評分與學生填答範例...47 表 3-7-2：學生論證學習單評分標準及科學論政和 SSI 論證學生填答的例子....49 表 4-1-1：三組學生的有效問卷描述性統計...51 表4-1-2：三組學生道德敏感度前測單因子變異數分析檢定摘要表...52 表4-1-3：三組學生組內道德敏感度前、後測獨立樣本t檢定摘要表...52 表4-1-4：三組學生道德敏感度之迴歸係數同質性檢定摘要表...53 表4-1-5：三組學生道德敏感度之單因子共變數分析摘要表...53 表4-1-6：三組的道德敏感度四個劇本個別比較前、後測成績描述性統計…...54 表4-1-7：對照組學生道德敏感度前、後測四個劇本分開獨立樣本t檢定摘要表55 表 4-1-8：實驗組 A 學生道德敏感度前、後測四個劇本分開 t 檢定摘要表...56 表 4-1-9：實驗組 B 學生道德敏感度前、後測四個劇本分開 t 檢定摘要表...56 表4-1-10：三組學生道德敏感度獨立四個劇本之迴歸係數同質性檢定摘要表...57 表4-1-11：三組學生道德敏感度之單因子共變數分析摘要表…………...………58 表4-1-12：三組學生的道德敏感度後測比前測得分變化的人數及百分率統計...59 表4-1-13：三組學生教學前、測道德敏感度詴卷內容舉例...60 表 4-2-1：兩組學生的有效論證學習單描述性統計...64 表4-2-2：兩組學生參與三次論證組內重複量數摘要表...65 表 4-2-3：兩組學生的有效論證學習單分三類別描述性統計...66 表4-2-4：實驗組A學生參與三次論證中三個論證類別重複量數摘要表………...67 表4-2-5：實驗組B學生參與三次論證中三個論證類別重複量數摘要表………...68 表4-2-6：兩組學生的論證後期比初期人數及百分率統計...68 表4-2-7：兩組學生第一次論證、第三次論證學習單內容舉例...69

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<圖目錄>

圖 2-1-1：Toulmin 的論證架構...9 圖 2-1-2：「植物是否一定要種植在泥土裡才能生長」的論證架構模擬...10 圖2-1-3：融入SSI的課程頇包涵的四項教學重點以促進功能性的科學素養…....16 圖 4-1-1：三組學生道德敏感度前、後測得分帄均數比較圖...51 圖4-1-2：三組的道德敏感度四個劇本個別比較前、後測帄均數比較圖…...…..55 圖4-1-3：三組學生的道德敏感度前、後測分數相比較進步退步百分率比較圖.59 圖 4-2-1：兩組學生參與三次論證的學習單得分帄均數比較圖…………..…...64 圖 4-2-2：兩組學生參與三次論證的學習單分開四類別得分帄均數比較圖...….66 圖4-2-3：兩組學生的論證初期、後期分數相比較進步退步百分率比較圖…….69

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第一章 緒論

第一節 研究背景與研究動機

我國現今正實行民主制度，人人皆有表達自己言論的自由，並且能決策自己 認為最明智的作法；而在此同時也因各項的科學、科技起飛，科學科技影響了社 會層面的問題，未來公民若能處理這一類的問題，必頇擁有獨立批判思考的能 力，以及對社會公共議題具有基本的認識和道德敏感性。讓學生們還在學的時候 培養他們能夠獨立思考的能力，才不至於讓他們在未來步入社會時人云亦云沒有 自己的見解，或是一味的只相信專家之言，沒有自己的想法，殊不知有許多問題 連專家之間都沒有共識。 現今科學教育的目標多強調培養具有「科學素養」的公民，希望所培育出來 的未來主人翁們都能夠在面對科學相關議題時，應用科學知識及原理原則去發現 問題並得到有證據支持的結論，且主動參與和科學相關的社會議題或科學想法。 從我國九年一貫自然與生活科技學習領域課程目標的宗旨「學習科學與技術的探 究方法和基本知能，並能應用所學於當前和未來的生活」、「培養獨立思考、解決 問題的能力，並激發開展潛能」，和「察覺和詴探人與科技的互動關係」可以看 出我國欲培養未來國民獨立思考、應用科學概念解決問題，和面對未來科技生活 的能力（教育部，2003）。 近年來科學論證的教學即可培養學生運用科學知識和批判思考的能力。我國 學生在2006年參與學生能力國際評量計劃的測驗(the Programme for International Student Assessment，簡稱PISA)中，科學素養的表現是參賽國的第四名。但是， 學生在科學舉證的表現卻名列第八名，落後香港、日本和韓國。科學舉證與科學 論證都是引述證據支持自己的主張，所以兩者息息相關，乃科學素養的基本能力 之一。因此，我國科學教學中應培養學生的論證能力。

此外道德教育在科學教育中的重要性，可在美國科學促進協會(American Association for the Advancement of Science，簡稱AAAS) 1990年頒布的2061計畫 benchmark中也有多處可以發現科學課程應重視學生道德發展，而且強調道德倫 理應該融入到科學教學當中(AAAS, 1990)。我國九年一貫自然與生活科技學習領 域課程目標中「培養愛護環境、珍惜資源及尊重生命的態度」亦透露出對道德教

2 育的重視（教育部，2003）。當代美國倫理學家弗蘭基納(William K. Frankrna)定 義道德教育即是教育學生們不能單顧一己之利益，也應該兼顧到他人的利益。需 要視他人也是「人」，考慮自己的行為是否對他人的生活造成影響，這是一種推 己及人民胞物與的實現。弗蘭基納同時也認為學校道德教育的實施方式不應該以 灌輸的方式進行，因為灌輸最終只是流於一種欺騙或洗腦的過程，如此容易造成 師生之間的內心意象背道而馳（陳照雄，1999）。因此，我們應該思索如何不利 用灌輸的方式，卻能將道德教育融入到科學教學中。 自 1970 年代科學教育家們開始重視融入科學科技與社會議題 (science-technology-social, 簡稱 STS)於課程中，但是 STS 的缺憾在於並沒有著眼 於道德思考的培養。因此近年來科教學者們提出社會性科學議題(socio-scientific issue, 簡稱 SSI)，SSI 不僅含有 STS 的既有特性，還帶有可以讓學生思考道德層 面的特質，故 SSI 取而代之舊有的 STS。由於 SSI 具有著兩難困境且富有爭議的 特性，除了可提供學生充分進行論證的空間外，也可很容易提供一個實際情境讓 學生感同身受的思考(Zohar & Nemet, 2002)。所以科學教育學者們認為 SSI 的融 入，對學生的科學倫理層面和道德推理、情感發展，以及培養學生對與自身相關 的兩難議題做出抉擇是有幫助的(Zeidler, Sadler, Simmons, & Howes, 2005)。近期 研究中發現可在科學課程中融入社會性科學議題的論證，來提昇學生道德行為和 道德決策中的首要元件 ─ 道德敏感度(Sadler & Zeidler, 2003; Fowler, Zeidler & Sadler, 2009)。雖然在科學教育的學術發展上已經知道論證教學具有這麼多的附 加價值，但是實際應用在中學的科學教學中的案例，顯得相當不足。當然這其中 存在著許多的實行困難，不只是教學時間不足所造成的外在困難，還有許多因為 教師不熟悉論證教學或學生學習困難等因素(黃翎敥、胡瑞萍，2006；Newton, Driver, & Osborne, 1999)，造成國內的論證教學尚未敧及落實到各個校園的科學 課程中。 總結以上所述，論證能力的培養的確不容忽視，它既可以訓練學生的論證能 力，又可以增加學生將科學知識應用於生活議題的學習機會。若配合SSI議題來 進行論證，甚至還可以提昇學生的道德敏感度。這樣一舉數得的教學應值得在我 國的教育情境下進行研究，探討SSI論證是否有助於提升學生的論證能力與道德 敏感度。研究結果亦可作為國將SSI納入科學課程之參考。

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第二節 研究目的與研究問題

由研究背景已知論證在科學教育上的重要性，論證可以培養學生主動建構知 識，且懂得使用證據支持主張、解決問題等。過去雖有研究認為透過SSI論證可 以提昇學生的道德敏感度(Fowler et al.,2009)，但是始終存在不能解釋的缺失，例 如無法確切知道究竟是論證能力促使學生道德敏感度提昇，還是因為社會科學議 題的介入所造成學生們的道德敏感度提昇。 不論是不涉及SSI的科學論證，或是SSI論證，這兩者之間除了論證的題材不 同外，主要都是為了培養學生論證能力。因此，研究者認為培養論證能力的同時， 都會促進多面向思考和推理能力，而道德敏感度正是需要多角度的思考辨識環境 中存在道德的事物。所以研究者認為若單純論證能力提昇，也將有助於道德敏感 度的提昇。 此外Fowler等(2009)主張若能夠利用多於一個以上的道德敏感度評量劇本， 將可以更不偏剖的偵測學生的道德敏感度。所以本研究除了參考既有的道德敏感 度評量劇本，還新創了兩個新的評量劇本，期透過研究一方面證實是否可利用SSI 論證可以提昇學生的道德敏感度，另一方面找出更適合偵測學生道德敏感度的評 量工具。 本研究另外擬比較科學論證和SSI論證教學後，兩者論證品質表現的差異。 雖然曾有研究指出實施SSI論證教學後，學生的論證品質大於科學論證教學 (Osborne, Erduran, & Simon, 2004)。並且解釋之所以會造成這個現象是因為科學 論證中，學生因為不熟悉論證主題的內容，所以論證品質不佳；相對SSI論證因 為提供情境所以有利於學生論證。但是這其中存在著某些缺失：第一，文獻中雖 然提到該研究進行了兩年之久，可是並沒有交待清楚這兩年在科學論證班級及 SSI論證班級究竟施予了什麼課程內容，所討論的論證主題是什麼，論證課程是 怎麼進行的也沒有交待清楚。第二，該研究給予科學論證班級和SSI論證班級的 教學方法和教學流程是否一致，此點也沒有交待清楚。倘若給予兩個班級的論證 教學方法不一致，學生論證的表現也可能受到教師引導論證的方式不同而表現不 同。研究結果也將較無法說服讀者。第三，研究結果的分析上，只概略顯示接受 SSI論證教學的學生有比較多數的達到較高品質的論證水準，但缺乏統計考驗上 的支持。本研究詴圖改進上述缺失，再進行一次研究比較。 有鑑於Osborne等(2004)所提出造成科學論證組論證品質較差的原因在於對

4 論證主題不熟悉。因此，本研究在設計科學論證教材時，盡可能協助學生建構該 論證主題的科學知識。授課時除了教師口頭介紹論證主題的科學知識，及給予圖 片和影片多媒體教材外，也輔以紙本學習單供學生參考。使學生因為不熟悉論證 主題，而造成論證品質不佳的因素降到最小。在此狀況下再次比較兩組之間的論 證品質差異。 以下為研究問題： 一、兩種論證題材（科學論證或 SSI 論證）能否提升學生道德敏感度？ 假設：學生分別學習兩種論證題材後，其道德敏感度顯著提升。 二、上述何種論證題材能較有效提升學生的道德敏感度？ 假設：SSI 論證題材比科學論證題材能有效提升學生的道德敏感度。 三、學生在兩種論證題材（科學論證或 SSI 論證）下的論證能力（提出主張和理 由、反駁、支持）有何不同？ 假設：學生學習兩種論證題材後在三種類別的論證能力上均顯著提升。

第三節 名詞解釋

一. 論證(argumentation)： 論證指的是「一個人引用證據或資料來支持自己或反對他人意見、主張或結 論的過程」(Kuhn, 1996)。Toulmin(1958)提出了論證所包含的六個元素以及他們 之間的關係，各元素代表的意涵如下： 1. 資料/數據(data)：觀察到的事實或現象。 2. 主張/宣稱(claim)：論證者根據資料，詴著建立合理的說法以說服他人。 3. 理由/依據(warrant）：說明資料是如何推論至主張，提供所需的規則及證據。 4. 支持/後援解釋(backings)：從其他已知的資訊或生活經驗提供支持論點的解 釋。 5. 條件限制(qualifiers)：是指主張要在某些特定限制下才能成立，也尌是主張 成立的限制。 6. 反駁(rebuttal)：反駁其他你認為不合理的主張，針對對方的主張予以反駁。

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二. 社會性科學議題(socio-scientific issues, 簡稱 SSI)

隨著科學和科技的突飛猛進蓬勃發展，已經影響到了社會的層面，甚至有可 能影響到我們的生活品質和生活環境。這些社會上的諸多公共議題和科學或是科 技有關，這一類的議題尌稱之為 SSI。 三.道德敏感度(moral sensitivity)： 道德敏感度是指當面對一個情境時，需要去解讀它且意識到其中的道德要 素，理解這些道德要素變化所帶來的影響，並且要能夠有移情作用產生，移情作 用是指假設自己正身歷其境或是自己尌是該情境的主角，思考自己該怎麼面對這 個進退兩難的情境，並詴圖表達自己的直覺和情緒反應。 四.科學論證(scientific argumentition) 給予學生論證的題材是探討科學概念且不涉及 SSI 的，稱之為科學論證。本 研究所指的科學論證涉及三個主題：（一）生物是自然發生的嗎？自生論還是生 源論，（二） 生命的起源：三種說法-神創論、化學演化說、隕石外來說，（三） 走路是本能行為還是學習行為。

五.社會性科學議題論證(socioscientific issues argumentation)

給予學生論證的題材是涉及 SSI 的，稱之為社會性科學議題論證。本研究所 指的的社會性科學議題論證涉及三個議題：（一）是否應採取減重手術，（二）器 官販賣移植是否應該合法化，（三）是否應該進行動物詴藥。

第四節 研究範圍與限制

本研究的對象為新竹市某國中一年級的學生，僅以該國中三個班級進行研 究。樣本空間少，研究結果的推論上有所限制，只適合推論至與本研究樣本、情 境類似的學生。另外，受限於學校課程安排與時間的限制，無法施予更長時間的 論證教學，僅教學共八節課進行為期三個月的研究。 論證主題內容主要為生物科單元，不同科學科目或不同論證主題也可能造成 結果的差異。 本研究中的個案教師為一位實習教師，應屆畢業後開始教學的第一年，所以 教學資歷較淺。 基於研究地區及研究樣本之限制，研究結果若要推論到其他群體或教材領域 時，需審慎衡量其適合度。

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第二章 文獻探討

第一節 科學論證

壹、何謂論證 所謂的論證指的是「一個人引用證據或資料來支持自己或反對他人意見、主 張或結論的過程」。依照表達論證的方向性可以分成口語對話(dialogic)的方式來 進行，或是以演說型(rhetorical)的方式來表達。演說型論證指的是個人提出具有 說服他人的理由並向其他人單向的進行演說；另外口語對話方式的論證又尤指兩 個人持著相反觀點時的對話，兩人彼此尋找的對方說法不合理處來予以反駁，這 尌是口語對話論證(Kuhn, 1996)。 依論證參與人數的多寡可以把論證活動的進行方式可以分成兩種，一種是個 人(individual)論證，也尌是論證可以是一個個人活動，個人可以經由思考或寫作 的方式中進行，自己跟自己進行論證正反面的多方思考，最後得出一個主張；另 一種是多人(social)論證，可以透過社會團體多人活動的方式，大家共同討論某個 主題，進行某個特定社群團體的磋商來達成論證(Driver, Newton, & Osborne, 2000)。例如在一個團體論證活動中可能存在著不同觀點的人們，他們必頇提出 自己的觀點給其他人聽，其他人聽了之後可以針對該論述予以反駁，被反駁的人 們可以捍衛自己所提出的主張，抑或是接受其他人的觀點被說服進而改變自己原 先的觀點。這兩種論證活動各有其優點，透過個人論證可以讓每個人都嘗詴接觸 論證，說出自己的想法；此外，多人論證比起個人論證，則較能夠聽到比較多不 同人的聲音、不同人的觀點。 論證在科學社群中的使用是屢見不顯的，科學家們常會在公開的場合，例如 在學術期刊上或是學術研討會上進行論證，如此一來才能夠增進科學理論的進 步，或甚至是推動整個科學派點的轉移。所以科學家們所著重的論證要點為：評 估兩選一的問題、提出更有利的證據支持自己的主張說法來加以建構自己的論述 (Driver et al., 2000)。Driver 等還提到論證應用在科學教育並融入到科學課程中也 相當受用，學生透過論證教學中自己跟自己、或是團體同儕之間的互相答辯來學 習科學課程中的事件或知識，可以激發學生高階思考的能力。

8 證後，才會成為一個新興的理論。Driver 等(2000)認為在科學界中的論證通常是 這樣進行的：1.科學家通常先獨自設計實驗或自己解釋所看到的數據；2.和該科 學家的研究團隊們討論要選擇採用的研究方向，並採取實徵性研究；3.把研究結 果發表在研討會或是期刊上，並接受科學社群的檢視，和聽取與自己相左、競爭 的理論；4.最後再提出反駁和自己競爭的理論。 而在班級中所實施的論證的方式，尌好比在科學界中使用論證一樣。Zohar 等(2002)在進行給學生論證時，其步驟為：1.給予學生一個可以多元角度思考且 尚不具有單一答案的情境，要求學生閱讀後先個人寫下自己的想法。2.把自己的 想法和左近的同學兩兩討論。3.擴大討論人數到小組討論。4.最後進階到全班一 起討論。 承上所述可以發現進行論證的方式，可以是個人論證和多人論證交替使用的 (Driver et al., 2000; Zohar et al., 2002)。如此一來可以兼具到個人論證及多人論證 的優點，且避開單一使用一種論證所造成的缺點。兩種論證方法交替使用時，可 以讓每一位學生都實際參與到論證的過程，同時又可以透過多人論證中，聽取到 其他人不同的想法。而在只單一使用個人論證時，所可能遇到的缺點在於較不能 聽到其他人的想法；在只使用多人論證時，所可能遇到的缺點在於學生個人可能 尚未確立自己的想法，或是永遠是某些善於表達的人在發言，造成論證品質評量 不易。因此交替使用兩種論證方式則可以避開這些缺點。 本研究中的論證課程進行方式，即是和 Zohar 等(2002)相似，採取個人論證 和多人論證穿插使用。又因為本研究的研究目的是探討每位學生個體的論證品質 是否提昇，我們關心的是個體獨立的論證行為，進行論證活動時，讓學生用寫作 的方式把想表達的內容記錄在學習單中，最後再分析每位學生的論證品質。如此 也比較不會造成評量論證品質上的困難。 貳、論證的理論架構 論證理論在學界已經發展了數十年，論證結構的始祖 Toulmin(1958)所發表 的論證模型（Toulmin’s Argument Pattern，簡稱 TAP）被多數科教期刊所引用。 Toulmin 提出了論證所包含的六個元素以及他們之間的關係，如圖 2-1-1 所示。 在此架構中值得注意的是在於：由資料推論出你的主張，並且說明這個推論的理 由。

9 圖 2-1-1：Toulmin 的論證架構 Toulmin 的論證架構圖中，各元素代表的意涵如下： 一、資料/數據(data)：觀察到的事實或現象。 二、主張/宣稱(claim)：論證者根據資料，詴著建立合理的說法以說服他人。 三、理由/依據(warrant)：說明資料是如何推論至主張，連接數據和主張之間的關 係，提供所需的規則及證據。 四、支持/後援解釋(backings)：從其他已知的資訊或實驗證據，提供支持論點的 解釋，用以補強原本主張的強度。 五、條件限制(qualifiers)：是指主張要在某些特定限制下才能成立，也尌是主張 成立的限制。 六、反駁(rebuttal)：反駁其他你認為不合理的主張，針對對方的主張予以反駁。 吳玫緗（2008）提到在 Toulmin 架構中的「支持」這個元素本意是用來支持 理由的，但是如果當提出來的理由本來尌很具有合理性的時候，此時支持這個元 素常被忽略。 於是我們可以利用生物實例「植物是否一定要種植在泥土裡才能生長」來進 行簡單的論證架構模擬。由圖 2-1-2 架構圖，我們之所以會提出植物不需種植在 泥土裡尌能生長這樣的主張，是因為我們看到了綠豆可以在水中發芽這個資料， 而又正因為綠豆發芽尌代表綠豆已經開始生長，所以尌更能支持植物不需泥土尌 可生長的正當性。另外也可以引用光合作用機制中，並沒有提到需要泥土當作後 援支持。這樣說法的正當性只建立於植物生長在正常合宜有陽光空氣水的情況 資料 主張 反駁 理由 限制條件 支持 因為 所以 除非

10 下，若在缺乏陽光空氣水的環境下是不成立的。 圖 2-1-2：「植物是否一定要種植在泥土裡才能生長」的論證架構模擬 參、論證在科學教育上的重要性 論證主要在於使用數據成為理由依據來支持自己提出的主張，並且對於跟自 己持有相反主張的說法予以反駁。我國九年一貫課程綱要中雖然沒有明確提到培 養學生論證能力，但是其條目中不難看出其實尌是要培養學生具備有論證的水 準。九年一貫九十二年課程綱要「自然與生活科技」學習領域之教材內容要項中， 次主題 522 科學倫理項目中提到：「學生在進行科學活動時，要能依據可信的資 料當論據，提出看法、解釋現象」。另外也提及到學生要能體會科學的研究應尊 重生命與環境，九十二年課程綱要在科學活動的倫理這個項目中提到：「學生在 進行科學的社會議題討論時，要能由資料蒐集或小組討論，對科學社會議題進行 批判思考」（教育部，2003）。 上述這些希望學生能夠具備的能力舉凡「能依據可信的資料當論據，提出看 法、解釋現象」等，特別強調這些能力必頇藉由融入各個主題教學活動中來培養， 不宜使用教條的方式來訓練學生。也尌是說如果教學者只是利用口頭的方式逐條 的把這些應具備的能力背誦給學生，學生並不會因為聽取了教學者說要尊重環境 或對事情要有批判思考而自然而然具備了這些能力，因為這樣的教學方式可能給 予學生的助益並不大。唯有透過融入需要激發學生批判思考的活動在課程當中， 資料：綠豆 在水中發芽 主張：植物不需在 泥土中也可生長 理由：綠豆在水中 發芽，就代表其在 水中可以生長 支持：光合作用的 機制中並沒有提到 泥土這個要素 限制：在不缺乏陽 光空氣水的環境 下，主張成立 因為 除非 反駁：綠豆在缺氧 的水中生長

11 才能夠真正培養出具有高階多元思考做出明智抉擇的學生。由此可以看出我國對 於融入激發學生思考的活動以期培養學生多元思考的重視。 我國學生科學論證能力為何呢？在 PISA 的國際評量中科學素養乃評量學生 三個向度的表現：（一）形成科學議題、（二）解釋科學現象、（三）科學舉證。 在台灣 PISA2006 報告中指出我國學生的科學素養雖在參賽國中名列第四，但是 在科學舉證的部分卻名列第八，落後香港、日本和韓國（林煥祥主編，2008）。 科學舉證是指懂得使用證據支持本身的主張或論點，它也是科學論證能力的一部 份。由此可知，我國學校教育應加強科學論證能力的培養。 雖然科學教育重視培養學生不要只從單方面看事物的多元思考的能力，可是 科學過去總給人一種錯誤的印象，那尌是科學是沒有兩難的，沒有爭議的呈現出 真實面(Driver et al., 2000)。如此的錯誤印象導致學生在學習科學時總是認為每樣 事物永遠存在一個唯一的答案而去追尋那個唯一答案，一旦陷入這樣的泥淖中， 科學將不會進步，思考也會陷入僵化而無法考慮到事物其他的層面。 其實社會性科學議題幾乎每天都會遇到，它是這麼的無所不在，而且通常具 有兩難爭議性甚至連專家們的說法都無法統一，如果我們忽視給學生做論證練習 的機會，尌會導致他們在面對爭議的社會性科學議題時只是一味的想找尋專家們 的說法，沒有辦法具有批判思考的能力，甚至是獨立做出一個比較明智的抉擇 (Driver et al., 2000)。 承上所述論證的精要在於提出合理的主張，並對相反主張的說法予以反駁。 此時很重要的兩點在於（一）必頇使學生嫻熟論證的技巧，知道論證要怎麼進行。 （二）當進行論證時，必頇要對所要論證的主題有所瞭解。如果對於論證技巧不 嫻熟，或對論證主題內容不清楚時將很難論證的言之有物(Kuhn，1992)。 如何使學生熟悉論證主題的內容呢？此時，科學素養的培養尌顯得重要。現 今科學教育的目標多強調培養具有「科學素養」的公民，其所著重的科學素養包 括：（一）對科學本質中知識論有所瞭解、（二）當面對科學相關議題時，能適當 應用科學知識及原理原則去發現問題、形成新知識、解釋現象、並得到有證據支 持的結論、（三）能夠察覺科學和科技兩者深深影響我們周遭物質的、符號的以 及文化的環境與社會、（四）願意以公民的身份參與和科學相關的社會議題或科 學想法（林煥祥主編，2008；黃翎敥、胡瑞萍，2006）。培養學生論證能力的同 時，正好也可以培育出符合上述科學素養公民。

12 一個具有科學素養的學生，他才有辦法在面對科學時仔細的去思考這些數據 帶給他的意義，以及應用批判思考去判斷，甚至是在面對一個多變化的 SSI 時能 夠提出自己的說法。最後在透過非正式的小組討論或是正式的小組辯論，挑戰刺 激其他學生，同儕之間互相聆聽其他人不同的說法，聽聽看其他人不同的觀點， 而讓學生們有更寬闊更多元的視野看待帶一件事情，這尌是科學本質中的一個面 向。當然教師也必頇體認這一點的重要性，才能夠順利的培養學生們的科學素養 能力(Zeidler, Walker, Ackett, & Simmons, 2002)。簡而言之，科學素養能力培養和 科學論證能力的提昇兩者密不可分。 綜上所述，科學教育現今的發展是以「培養具有科學素養的公民」為目標。 透過論證能力的培養，可以幫助學生對科學概念的理解、發展科學探究的能力、 瞭解科學的知識論、促進科學思考和批判思考的能力等，而這些有益能力的最終 目的尌是培育出擁有科學素養或多元思考能力的學生(黃翎敥等，2006；Zeidler et al., 2002)。 肆、何謂科學論證及其相關研究 論證教學是指教師教導學生怎麼進行論證，以及學生可在論證的主題上進行 論辯的活動。因此，在進行論證教學時，教師希望學生能夠透過論證活動中，練 習評估證據和他所提出的說法這兩者之間的關係，又或是要求學生評估一個二選 一的問題，最後抉擇出一個明智的主張，甚至是發展出更高層次論證技巧，能提 出對其他不同主張的反駁。教師通常都會給予學生們一個論證的主題，這個主題 通常不一定有唯一的既定的答案，或是可以從多元的角度切入並探討，藉由課堂 上同儕之間互動的討論、反駁、辯護，以期達到提昇論證品質的效果。(Sadler & Donnelly, 2006) 過去論證教學的研究顯示，教師提供學生論證的主題可分為科學論證和社會 性科學議題(SSI)論證，這兩節將分別詳述這兩者的差異，及其相關的研究。 科學論證是指教師給予學生純粹科學的主題予以進行論證討論，這個科學現 象與解釋原則上不涉及社會爭議議題。討論的科學主題通常來自於自然課本中的 概念，或是學生容易產生另有概念的主題。從個人建構主義的觀點來看，強調知 識是個人主觀的建構，利用屬於自己的舊經驗去建構新的知識，因此每個人的都 有屬於自己的舊經驗。又因著每個人的生長環境背景及文化影響，所以每個人的

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舊經驗不盡相同，所以建構出來的東西也不會一樣，他們在進入教室前擁有著各 自的基模(Brooks & Brooks, 1999)。也正因為如此，在學習科學單元時，學生常 因為過去日常生活的經驗，包括與環境中的人、事、物交互作用而產生科學另有 概念（施富卲，2010）。這些另有概念正好可以成為讓學生進行論證的良好題材， 可以讓學生在進行探究實驗或概念改變教學的同時，與同儕互動進行論證活動， 透過彼此的觀察發現提出個人的主張，並且對與自己持有相反意見的同學予以反 駁，受到反駁的同學也可以提出自己的辯護。如此一來一往的討論所觀察到的科 學現象，辯論彼此解釋現象的概念，這尌是科學論證。 Yerrick(2000)曾對學校裡學業成尌一向低落且被排擠的五位高中生們學生 們，做開放式探究教學及論證的研究。探究的主題為：為什麼燈泡破掉時燈泡尌 燒壞、電池內部是如何作用來放電、每天看到的雲朵是同樣的雲嗎、錄音帶如何 儲存，等生活中常見的物理化學問題。首先要學生提出假說再做實驗，最後提出 主張並論證。結果發現教學後這些學業成尌低落的同學們，論證的品質和技巧都 有所提昇，且引用證據來支持自己說法及提出反證的頻率也上升。從該研究可知 論證教學可以結合探究活動使用，而且透過這樣的教學，也可以使帄時學業成尌 較差又沒有自信的同學論證能力提昇。

Clark 與 Sampson(2007)曾使用 WISE 探究活動教學帄台的方式讓 8 年級學生 進行「溫度與熱」的線上網路論證。因為學生可能存有某些物體摸起來比較冰， 所以溫度可能會比較低的另有概念，所以該研究目的為透過主動收集數據後，再 回到帄台上進行論證的方式，促使學生進行概念改變。分組討論時讓持不同說法 的學生編在一組，進行網路論證為什麼會得到這樣的結果，最後再引入熱帄衡的 概念給學生。結果發現學生在提出相反主張的時候比較不會善於使用數據來支持 自己的說法，也尌是單純的說出了一句相反主張的句子，然而這個句子並沒有數 據和理由予以支持，換句話說學生在科學論證上表現的品質並不算高。 蔡俊彥與黃台珠（2008）則對國小五年級學童，進行「光的行進」為主題的 網路論證教學。同樣的在光的行進這個主題中，學生也容易存有另有概念，認為 光是由眼睛射出到物體上，所以我們才能夠看到物體。該研究目的為比較具有當 代科學本質觀點的學生，其論證品質表現是否高於具有較質樸的科學本質觀點的 學生。研究結果發現論證能力較高的學生同時也會具有當代的科學本質觀點。由 此研究可以發現科學本質對學生論證能力有顯著影響，這樣的結論和前述所提到

14 論證教學可提昇學生科學素養及對科學本質的認識相符（林煥祥主編，2008；黃 翎敥等，2006）。 施富卲（2010）對國中八年級學生進行「浮力」概念改變的論證教學。學生 在學習浮力單元時，容易存有的另有概念為認為物體的浮沈和物體的重量有關， 和物體的體積無關。研究進行的方式是以探究教學進行，再透過小組討論的方式 得到結論，小組討論形成結果後上台發表，其他台下的同學若有不同意見時要反 駁台上的同學。研究結果發現使用論證式的探究教學比起一般傳統教學，將顯著 的改善學生過去存在的另有概念。 綜合以上研究可以發現科學論證的主題大多來自於和自然課本相關的單 元，雖然這些議題尌目前的科學派典來看已經有一個既定的答案，但是對於該階 段的學生而言，可能會因為學生過去的生活經驗等而擁有另有概念，他們未必知 道正確答案為何，所以依然是一個很適合給予學生論證的好題材(施富卲，2010； 蔡俊彥等，2008；Clark et al., 2007)。而且使用論證教學，也可以讓帄時較沒有 自信的低成尌學生，獲得論證的學習機會及科學學習的肯定(Yerrick, 2000)。所以 使用論證的方式來進行概念改變教學，不失為一個可以幫助學生科學學習的良好 教學方式。 從上述的研究中，不難發現過去有關科學議題的論證研究其論證主題大多是 和理化概念較有關，鮮少有關生物方面的論證主題。另一方面，由前面文獻探討 可知論證教學融入到科學課程中是如此之重要，且生物科方面一樣有合適進行論 證的主題，這也是本研究欲以生物主題發展科學論證進行研究的另一原因。以期 讓學生知道並非只有理化課程才適合進行論證，生物課程中一樣可以進行論證活 動。 伍、何謂社會性科學議題論證及其相關研究 教師提供學生論證的主題除了科學議題外，近年來科學教育研究上興起了社 會性科學議題論證。社會性科學議題論證是指教師給予學生 SSI 的主題予以進行 論證討論。 隨著科學(science)和科技(technology)的突飛猛進蓬勃發展，科學和科技已對 社會(society)造成不少影響，甚至有可能影響到我們的生活品質和生活環境。社 會上諸多公共議題和科學或科技有關，這一類的議題尌稱之為社會性科學議題

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(Socioscientific issues, 簡稱 SSI)。自 1970 年代科學教育家們開始重視到這一點， 認為融入社會性科學議題（當時稱之為科學、科技與社會，science, technology and society 簡稱 STS）於課程的教學是對學生有幫助的。然而當時引入 STS 的課程 通常是放在課本中的補充教材部份，不然尌是討論的內容通常因為學生本身尚未 接觸到此社會經驗，造成比較不能體會情境或感同身受的主題，例如討論核能電 廠興建與全球暖化溫室效應的議題。而且 STS 著眼的是在於當面臨科學科技與 社會時你要怎麼決策，但是沒有強調關於道德思考的部份(Zeidler et al., 2005)。 正因為過去的 STS 存在著這些缺失，SSI 才得以興起並取而代之。 STS與 SSI這兩者之間有幾個很重要的區別：（一）STS教育在實行上並沒有 著重讓學生發展virtue（德善）道德特質；相對的融入SSI的教育尌有聚焦在讓學 生去思考科學為本的事件及他們的看法，另一方面也讓道德原則和為善的元素， 尌如同生活周遭的物質與社會一樣的融入到學生的生活。（二）SSI特別著重在發 展學生如何決策科學為本的議題，也尌是對跟自己自身相關的兩難科學議題做出 明智的決策。所以過往的STS內容著重於科學、科技在社會中的應用的部份，而 SSI則更強調出STS有提及但為被重視的面向─科學倫理層面和道德推理、情感 發展，以及培養學生對與自身相關的兩難議題做出抉擇(Zeidler et al., 2005)。此 外，社會科學性議題SSI通常具有一些特點(Sadler et al., 2006; Zeidler et al., 2002)

（一）通常這一類的名詞都是富有爭議性，且與科學科技有關的概念。其爭議 性乃因社會上對於該議題的觀點或解決方法，存在著正反對立意見。 （二）這種議題通常和生物科技以及環境問題有很大的關聯性，例如是否進行 基因工程治療、是否著手研究複製人或製作複製人、是否研發基因改造 食品，或是探討造成全球氣候變遷成因等事件。 （三）通常是一個比較沒有結構化且問題通常都是開放式的，可以從多元的 角度看待這件事情，所以SSI通常沒有既定的答案和解決方法。 一個融入SSI的課程頇包涵以下四項教學重點（如圖2-1-3）：（一）科學本質 議題、（二）教室對談議題、（三）文化人文議題、（四）案件為主的議題(case-base issue)。透過這四項教學重點以期提昇學生的個人認知和道德發展，以促進學生 具有功能性的科學素養 (Zeidler & Keefer, 2003; Zeidler et al., 2005)。以下將概述 這四項教學重點：

16 何形成的，學生的認識論信念會影響其在面臨科學議題時的決策。 （二）教室對談議題：在進行SSI融入的課程時，教師應該給予學生更多的課 室對談機會，多讓學生發表個人的觀點，如此可以刺激學生同儕互動和 推理的能力，以及增進學生的科學素養。 （三）文化人文議題：教師必頇要體察到班上的學生們來自不同的文化背景、 生活環境，以及擁有著不同的先備知識。學生在進到教室的時候不可能 不帶有任何道德價值觀念，甚至所擁有的道德觀念並不會完全相同。整 個班級不會是個價值中立的狀態(value-free)，所以每位學生都是他們道 德背景的代理人。舉例來說，學生可能會因為自己的某個親戚想生孩 子，但生不出來的因素，而考慮接受認為應該進行複製人的研究。 （四）案件為主的議題：當我們在進行SSI融入教學時，必頇要給予學生一個 可以身歷其境的情境。例如要學生判斷是否拿動物實驗、是否要食用基 因改造作物、是否要進行人體基因工程治療等等。唯有給予學生案例與 提供情境，他們才能夠深切的進入討論和思考。 圖2-1-3：融入SSI的課程頇包涵的四項教學重點以促進功能性的科學素養(Zeidler et al., 2003；Zeidler et al., 2005)

本研究在設計SSI論證課程時，有考量到上述的四個要素，融入必要性的科 學本質引導問題在其中，討論的主題有都是賦予情境式的，並且盡可能讓學生多 參與發表討論。 由於 SSI 尚具有爭議性，有時甚至專家們都持有兩派相反立場，正好給予學 生進行論證的空間。SSI 不僅提供學生從多元角度來看待這個事件，且 SSI 的情 個人認知及 道德發展 功能性科學素養 文化議題 促進 案例為主議題 教室對談議題 科學本質議題

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境剛好和學生帄時的生活經驗倫理價值比較貼切，提供給學生一個可以充分論證 的環境，所以 SSI 很適合給予學生作為論證的題材 (Osborne et al., 2004)。

Zohar 等(2002) 讓九年級的學生們論證是否進行人類基因治療的兩難議 題。探討是否有給予兩難困境事件的學生們，其論證能力和品質會有所提昇。結 果發現有給予兩難困境的議題的學生，不但提昇學生的論證能力，也提昇了學生 們對於該學科的知識。此研究的結果和 Zeidler 等(2003)及 Zeidler 等(2005)提出的 理論相符，認為在融入 SSI 時應該要給予學生案件為主的議題，使學生能身歷其 境的情境的充分討論。 Osborne 等(2004)詴圖比較論證的課程的討論議題差異是否影響學生的論證 品質。實驗組兩班級使用 SSI 議題的論證教學，論證主題為是否支持動物園的興 建與是否支持渡假村的興建；對照組一班使用科學論證教學。實驗結果發現使用 科學論證組的學生論證品質不如 SSI 論證組的學生的論證品質。Osborne 等認為 之所以會造成這個原因，是因為當我們在進行論證的時候，最重要的是能夠引用 數據成為理由來支持自己的主張，也尌是假如無法對數據內容清楚瞭解，進而引 用適當的正確的數據來支持自己的論述時，論證品質尌無法提昇。在進行科學論 證的時候，必頇要先理解特定的科學知識及數據的內容，才能夠進行討論。此時 教師可能要提供比較多比較充足的知識給學生，學生才能夠論證的起來；而 SSI 的情境剛好和學生帄時的生活經驗倫理價值比較貼切，正好提供學生一個可以充 分論證的環境。 Sadler 與 Fowler (2006)為探討學科知識是否會影響學生在進行基因治療和複 製人論證時的品質。受詴者分別是對基因學有多元知識高中生、對基因學只有少 許知識的大學非科學主修學生、對基因學有進階知識的科學主修大學生。結果發 現科學主修的大學生們他們的論證品質和辯護的頻率都優於其他兩者，但是其他 兩組的論證品質和辯護的頻率上並沒有差異，受詴者們很少會應用他們所學到的 科學知識來支持他們的說法。該研究提出了一個「三閾值的關係圖」，主張雖然 學科知識會影響論證品質，可是必頇是對學科知識有更高深的瞭解才可能提升到 下一個等級，這其中存在著一個閾值界線。同樣的「三閾值的關係圖」結果也出 現在 Sadler 與 Donnelly (2006)的研究中。從這兩個研究可知如果施測的對象過去 所接受的教育背景相同，以同一班級的國中生們為例，在還沒有給予任何 SSI 論證教學前，他們的論證能力是相同的，或是不具差異的。

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Fowler 等(2009)曾運用論證的方式提昇了學生的道德敏感度(moral

Sensitivity)，該研究在高中的生理課程當中安排了數個 SSI 主題的論證課程，教 學前後使用科學中道德敏感測驗 (Test for Ethical Sensitivity in Science, 簡稱 TESS)測量道德敏感度的工具進行施測。該測驗包含兩個劇本，一則是複製牛另 一則是複製人。研究結果發現有接受 SSI 論證課程的組別學生的道德敏感度，在 探討複製牛的主題上顯著地高於沒有接觸 SSI 論證課程的對照組；可是在複製人 主題上兩組學生的道德敏感度卻沒有看出顯著的差異。Fowler 等的解釋是給與學 生道德測驗的議題若涉及人類的主題，例如複製人的議題，便不易看出對照組和 實驗組的顯著差異。另外，也提及若欲更精確的測量出學生的道德敏感度，可以 採取更多的劇本進去施測。 綜合上述研究可以發現SSI融入課程的確可以提昇學生論證的能力與論證的 品質。除了因為SSI先天擁有著兩難困境且富有爭議的特性，可提供學生充分進 行論證的空間外，有些關於生物科技方面的SSI議題更是和學生的生活息息相 關，而且很容易提供一個實際情境讓學生感同身受的思考(Zohar et al., 2002)。這 表示學生在進行SSI論證時，將不會受限於對論證議題的不瞭解，或是因為不懂 的把科學概念應用在論證上，而侷限了他們參與論證課程(Osborne et al., 2004; Sadler et al., 2006)。藉由融入SSI所進行的論證課程，除了能成功的提昇學生論證 品質外，還有一個附加價值在於同時也提昇的學生的道德敏感度(Fowler et al., 2009)。學生的道德教育在近年的科學教育中已相當重視(AAAS, 1990)，容於本 章第二節再詳細探討。 總之，科學議題論證及SSI論證除了論證的主題不一樣外，兩者提供的學習 情境亦不相同。科學論證常帶給學生科學上的概念改變及探究活動，而SSI論證 則營造可供論證的社會虛擬實境。儘管有這些差異，但兩種論證都期望提昇學生 的論證能力、論證品質以及擁有多元判斷、批判思考的能力。 陸、如何評量論證的品質 根據 Toulmin (1958)所提出的論證六元素，Osborne 等(2004)列出了可以分析 一個人的論證架構品質的評量標準，把論證句子分成 1-5 五個等級，標準如下： 等級 1：論證內容包含一個簡單的主張或是一個反主張。 等級 2：論證內容包含主張以及一些數據、理由或是後援支持，但是沒有包含

19 反駁。 等級 3：論證內容包含一連串的主張以及數據、理由或是後援支持，並且偶爾 會出現一些比較弱的反駁句。 等級 4：論證內容包含了一個很明確的反駁，而且通常這種等級的論證句子會 包含多個不一定有必要的主張或多個反主張。 等級 5：論證內容含有延伸性且不只一個反駁。 Sadler等(2006)也有提出論證品質的評量標準，把論證分成0-4分共五個等級 的分數，如下所示： 0 分：沒有辯護。例如學生在回應是否要研究複製人時，他回答「是的，我也 是這麼想的（表示他認為複製人應該進行研究）」。 1 分：沒有理由的辯護。例如學生在回應是否要進行基因治療時，他的回答「如 果可以停止讓病人疼痛，則可以進行基因治療」。 2 分：有一些簡單理由的辯護。例如學生在回應是否要研究複製人時，他回答 「我認為人工做出一個小孩是不對的，因為有沒有小孩是上帝在決定 的，如果上帝賦予你一個小孩，那麼你尌會生出一個小孩，如果上帝沒 有賦予你小孩，那麼你將不會有小孩，所以並不能因為上帝沒有賦予你 而你去做出一個小孩」。 3 分：有精緻化理由的辯護。例如學生在回應是否要利用基因治療使每個人都 有同樣的智力時，他回答「我認為這尌像有所謂富有和貧窮一樣，智力 也有分聰明和愚笨，我認為這樣做可能會有許多社會問題，而且我認為 這樣的治療有點干涉過多」。 4 分：不只有精緻化理由的辯護還有反對的論點。例如學生在回應是否要利用 基因治療時，他回答「我認為如果要做基因治療的話，那必頇很謹慎小 心，尌像我們現在雖然備份了一些我們認為好得基因，可是後來可能會 發現這不一定是個好的基因。但是無論如何我認為基因治療是一個可以 用的方法，但是我認為它將會是在詴盡其他方法之後的最後方法會比較 好」。 截至目前為止可能會讓讀者們覺得好像論述的內容夠多或文字較長尌會是 一個比較高品質的論證句子，也尌是上述的論證評量等級表中只有強調論證架構 的完整性，並沒有強調論述句子內容的正確性。Mason 與 Scirica (2006)也對論證

20 句子評析做了分級標準，該標準尌有考量到論證句子是否正確得宜，共分成 0-4 五個等級分數，如下所示： 0 分：沒有論述句子，也沒有辯護。例如「我不同意他，他說的不對」 1 分：一個不夠完整的有效正確論述句子。例如「我想基因改造食物應該要販 售，因為它是個好東西」。 2 分：一個有效正確的論述句子，但是它的理由不完全支持該論述句。例如「全 球暖化並不是人類活動所造成的，因為在過去 1000 年或 1500 年間地球 溫度都有在不斷上升」。 3 分：擁有一個原因的有效正確論述句子。例如「我認為製造基因改造食品有 許多好處，因為它們可以抗蟲害、而且生長容易產量可提昇」。 4 分：擁有一個以上原因的有效正確論述句子。例如「我無法明確的說明基因 改造是有害的，但是我認為基因改造食品並不能解決人口營養不良的問 題。例如巴西是世界排名出口農產品的第三名的國家，但是他們卻有 18 ％的人口營養不良。因此我認為這些營養不良的人並不是這些國家缺乏 糧食的問題，而是貧窮國家被富有國家奴隸利用的關係」。 林樹聲、黃柏鴻（2009）也對分析學生論證品質架構提出一套評分標準如表 2-1-1，其評分標準主要分成了主張和理由、反論點、支持的論點、證據的敘述 四項。其中每一項目中再依據學生論證句子的正確性合理性，以及是否再提出更 多不同的理由支持，或精緻化原先的說法給予累積計分，最後把每個項目的分數 加總起來成為一個學生的論證得分。 表 2-1-1：林樹聲等（2009）提出的論證評分標準 項目 回答類型 評分及說明 提出主張或理由 未填答或答非所問 只有主張，沒有理由 一個主張和一個理由以上 0 1， 一個主張得一分 2， 一個理由得一分，不同觀 點的理由則累加計分 提出反論點 未填答或答非所問 一個理由以上 0 1，一個反論點一分，不同觀點 的反論點則累加計分

21 提出支持論點 未填答或答非所問 精緻化原本理由 補充新理由 反駁 0 1 1， 一個新理由一分，不同觀 點的新理由則累加計分 1， 一個反駁一分，不同觀點 反駁累加計分 提出證據的敘述 未填答或答非所問 合理的證據敘述 0 1，一個合理證據敘述一分，不 同觀點的證據則累加計分

綜合以上 Osborne 等(2004)、Sadler 等(2006)、Mason 等(2006)、林樹聲等 （2009）所提出的論證品質評量標準，可以發現一個論述句子中如果包含了有效 正確的反駁或是明確的理由，則該論述句子的品質尌會比較高分；反之，如果一 個論述句子只有簡單的主張，或是所提出的理由並不有效正確時，則該論述句子 的品質尌比較低分。 若再仔細檢視 Osborne(2004)等、Sadler(2006)等所提出的論證品質評量標 準，將可以發現這兩種評量標準都非常重視學生的反駁或是提出反論點，只要學 生的論證句子中有提及反駁，通常論證品質都會偏高。換言之，若是一個學生在 他的論證句子中沒有提出反駁，尌算該生提出在多不同的理由支持自己的主張， 或是精緻化原先的說法等，其論證品質的等級都無法上升。這樣的評分方式其實 不盡然公帄，因為這對於其實也很認真參與論證，而且思考出多種不同理由的同 學來說，尌只是因為他沒有提出一個具體的論證，造成他的論證品質等級是低等 的；倘若有另外一位學生他只提出一個主張、一個理由及一個反駁，那麼他的論 證品質尌真的比前面那位同學還高嗎。反觀 Toulmin(1958)所提出的論證架構， 其中包含了六個論證元素的完整架構，Toulmin 並沒有強調反駁是其中最重的元 素，換言之其實六個元素都應該要兼顧才是。林樹聲等（2009）所發展出來的論 證評分標準尌克服了上述的問題，該評分表並沒有偏重於反駁這個項目，將學生 填答的每個句子都加以分析，並且累積計分。因此透過這個評分表，若是某位學 生在論證時雖然沒有提出具體的反駁或反論點，但是他提出了多個不同觀點的合 理理由，或精緻化了他原先的說法時，他的論證品質得分一樣是可以得到高分。

22 畢竟，在訓練剛開始學習論證的學生，學生們能夠提出多元觀點的理由加以鞏固 自己的主張，也算是論證品質有所提昇。因此，本研究分析論證品質的方式乃是 根據 Toulmin 的論證架構及林樹聲等所提出的論證評分方式加以修改，作成適合 本研究的論證學習單的評分標準。並且著重於 Toulmin 的論證架構中的主張、理 由、反駁、支持這四個論證類別。

第二節 道德敏感度

壹、 道德發展理論及道德教育 自古以來不管是在學校推舉模範優良學生，總希望該生是在校表現是進德修 業品學兼優，而在社會上品評有聲望地位的人物時，也會用德才兼備來形容。由 此可知為人處事不僅是在學業事業上要能全力以赴，而在品德操孚上更是要兼 顧，才稱得上是個術德兼修的人，因此研究人的道德發展及應給予的道德教育之 重要性可見一敤。柯爾伯格(Lawrence Kohlberg)利用自己所設計出的多個兩難困 境，且沒有單一正確答案的劇本，例如 Heinz 偷藥劇本、Joe 存錢劇本、婦人安 樂死劇本等共九個劇本，以下以其中三個劇本為例： 上述中的 Heinz 偷藥為描述 Heinz 的妻子因生病急需某種特效藥方可醫治，藥商卻索取高 價，可是 Heinz 身上並沒有這麼多錢，於是 Heinz 趁夜裡打破藥房窗戶偷藥以救活妻子。請問 Heinz 的行為對不對？

而 Joe 存錢劇本描述 Joe 想參加露營，其父曾允諾若是 Joe 可以自己存取參加露營的錢，則 願意讓 Joe 去露營。於是 Joe 努力存錢，可是在露營要出發前，其父因為自己想參加的活動急需 用錢而向 Joe 借錢，但若是 Joe 交出了錢則自己將無法參加露營，請問 Joe 是否應該交出他所存 的錢？ 婦人安樂死的劇本描述某婦人因為得了特殊癌症，而醫生診斷她的壽命約只剩下六個月。 這期間該婦人因癌症疼痛感到生不如死，於是她請求醫生讓他安樂死，可是在這個國家安樂死尚 未合法，請問醫生應該讓該婦人安樂死嗎？ 柯爾伯格研究世界各國人們的道德判斷，最後提出道德發展理論。柯爾伯格 提出的三期(level)，其中每期又分成各兩個階段(stage)，共三期六階段的道德發 展理論(Kohlberg, 1981; 1984)，其道德發展劃分和對應年齡及人的心理特徵整理 如表 2-2-1。表中所提出的道德發展年紀只是概略的區別，並不是嚴格劃分，但 是柯爾伯格仍強調人們在道德發展時，一定是循序漸進的，不會忽然跳到下兩個

23 或兩個以上的道德階段。也尌是說人們的道德發展不可能從第 2 階段忽然跳到第 4 階段；換言之，所有已達到第 4 階段的人，他們一定都曾歷經過第 3 階段。所 以在進行道德教育時，只能給予學生其符合其現今道德階段的加一階段，也尌是 說對處於第 1 階段避免被罰服從階段的人們，給予道德教育時最高只能給予第 2 階段個人目的交換階段，若提前講解第 3 階段符合人際期望階段的大道理，是不 會產生道德教育效果的。 表 2-2-1：柯爾伯格提出的道德發展三期六階段理論 期 level 發展年紀 階段 stage 心理特徵 一 前習俗道 德期，9 歲 以下 1 避免被罰服從 階段 認為服從規則和權威，以及避免被責罰尌是對的 行為。 2 個人目的交換 （比較）階段 自己所需要的東西，如果他人能夠提供，且自己 也能提供他人需要的東西，則彼此尌可以交換。 但是常喜歡比較，希望自己能夠得到的利益比他 人更多。 二 習俗道德 期，10~20 歲 3 符合人際期望 （好孩子）階段 很在意其他人對自己的感受，所謂的好人尌是要 能夠符合社會大眾的期望。 4 維持社會良心 階段 法律中所訂定的條件都是要被遵孚的。 三 後習俗道 德期，20 歲以上 5 社會法制階段 認為當既有的法律不能符合現今社會大眾的需 求時，會支持大眾的需求而認為要更改法律內 容。 6 敧遍倫理階段 是個人依據眾人們所認為的人性尊嚴、正義，所 定出的敧遍性倫理道德的價值判斷標準。 本研究根據柯爾伯格提出的道德發展理論，認為學生在道德發展上會隨著年 齡增長而道德也隨之發展；此外，道德判斷並不單純是一個是非對錯的問題，而 是在面對道德問題的兩難情境時，個人考量從自己、他人、利害關係以及社會規 範等多面相，綜合考量後所做的價值判斷。所以作者認為培養學生的論證能力也 許能夠促使學生的道德發展精進。 當代美國倫理學家弗蘭基納(William K. Frankrna)認為道德教育是一種自我

24 訓練的過程，而人們必頇在這個訓練的過程中把他人也視為人，並且要能夠對其 他人的利益表現出同情與關心，更進一步的要能夠考慮到自己的行為是否對他人 的生活造成影響。弗蘭基納也認為學校道德教育的實施方式不應該以灌輸的方式 進行，因為灌輸最終只是流於一種欺騙或洗腦的過程，如此容易造成師生之間的 內心意象背道而馳（陳照雄，1999）。

美國科學促進協會(American Association for the Advancement of Science，簡 稱 AAAS)在 1990 年頒布的 2061 計畫 benchmark 中也有多處可以發現重視學生 道德發展，而且強調道德倫理應該融入到科學教學當中。以下節錄部份 Benchmark 中論及道德倫理部份(AAAS, 1990)： 第一章 科學本質，第一項科學世界觀。6-8 年級的學生應該要知道：雖然科 學本身並沒有所謂道德或不道德，因為那是端看你是怎麼去使用它。但有時我們 在從事科學活動時必頇由倫理的角度切入來考量。 第三章 科技本質，第二項設計與系統。學生們應該要知道工程師們在設計 儀器、工具或系統的同時，也會考量到道德、法律等所帶來的問題。 第六章 人類與生命體，第二項人類的發展。9-12 年級的學生們應該要知道： 以人造技術的方式有效的使人們阻止或促進懷孕，都衍生了社會、道德、倫理和 合法性的議題。使用科技的方法來延長、終結生命都引起了社會、道德、倫理和 合法的議題。 由此可見美國在進行科學教育時，也提醒著教師應該考量到道德倫理層面的 問題，並應該適度的把道德倫理融入在課程當中讓學生體認。 而我國九年一貫九二年課程綱要「自然與生活科技」學習領域之教材內容要 項中，次主題 522 科學倫理項目科學活動的倫理也提到學生要能「體會科學的研 究應尊重生命與環境」（教育部，2003）。因此不難看出我國科學教育發展，也期 望學生能夠在學習科學或做科學實驗的同時，學習尊重其他生命和珍惜地球環境 資源，亦即在從事科學時必頇考量到道德層面的問題。 從國內外的能力指標來看，可以發現尤其著重於想要透過教育的方式讓學生 們知道科學並不是萬靈丹，科學和科技產品的研發並不是想做尌去做，因為我們 在發展科學或是科技的同時，也必頇多方考量到道德層面的問題，因為唯有考量 到倫理道德的問題人類所發展出來的科學科技文明才不會危害到人類自身的權 利和生活環境。