科學文本中陳述語意關係的語言特性

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陳世文、楊文金科學文本語言特性 63 教育科學研究期刊第五十四卷第四期 2009 年，54（4），63-83

科學文本中陳述語意關係的語言特性：

以國中階段科學教科書為例

陳世文

*

_楊文金

花蓮市中正國民小學教師國立臺灣師範大學科學教育研究所教授

摘要

本文旨在分析科學教科書表達詞彙語意關係的陳述方式及其蘊含之語意特性。以國中階段南一、康軒及翰林等科學教科書作為分析文本，並透過科學文本分析資源（Science Textbook Analysis Resource, STAR）之電腦程式，分析科學教科書表達類別與組成關係的陳述方式及其蘊含之語意特性。研究發現，科學教科書利用三十七種不同陳述方式來表達語意關係，這些陳述方式具有動詞、連接詞、類別詞及符號等詞彙形式，並可區分為解構、組成、確認、含攝、指稱、列舉及符號等語意類型。它們在表達語意關係上反映出不同的語意特性，有些陳述方式表達單一語意關係，但有些卻用於表達兩種語意關係，使欲表達之語意關係相對隱晦，但這些陳述可轉化為動詞與類別詞的組成形式來述明其語意關係。最後根據研究結果提出文本編輯、科學教學及科學教科書研究等方面的思考與建議。關鍵字：科學文本、科學語言、語意關係通訊作者：陳世文，E-mail: [email protected] 收稿日期：2008/08/01；修正日期：2009/09/30；接受日期：2009/11/10。

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64 科學文本語言特性陳世文、楊文金

壹、緒論

學校的科學教育中，科學教科書是最常見之科學文本的形式，它不僅引導教師應該教授哪些科學主題，同時也決定學生應該學習什麼樣的科學內容，對科學知識的傳播與建構可說極具重要，因此，科學教科書中科學主題的訂定與編排自然受到教育研究者的關注，尤其在教科書版本的開放下，諸如此類的研究議題亦趨重視。科學教科書主題的規劃與編寫、不同教科書內容主題之差異等，都是常見科學教科書的研究主題，這些研究成果也為科學教科書內容涵蓋範疇及其分布多寡的統計結果提供豐富的參考資料，不過從科學學習的角度來看，教科書的內容如何呈現科學語意，以及能否充分反映其語意使教師與學生易於理解，是科學教學上不能忽略的問題。如吾所知，教科書中的科學知識需要透過文字的陳述來呈現，而文字正是一種主要的語言形式，因此，陳述科學知識的語言與科學學習息息相關，除了作為傳統介紹科學知識的工具之外，還應具有清楚表達科學語意的任務。 Veel（1997）指出，科學教科書為科學學習提供了指導學生科學實驗的操作、對事件現象提出科學上的解釋、陳述科學概念的關係，以及說服學生接受科學論點的功能，而這些功能有賴於科學教科書的語言來達成。學習者從閱讀科學語言的過程進行科學知識的心智建構，因此，閱讀科學教科書可視為科學語言與學習者心理之間意義互動的歷程，而理解文本的內容，也就代表學習者需要解讀科學語言所呈現的意義。學生雖是建構科學知識的主動角色，但也需要透過與科學語言的互動來建立知識，換言之，學生需要理解科學語言的意義才能理解科學內容，由此可知，描述科學知識的語言與科學學習密不可分。雖然科學語言與科學學習緊密相關，但是它並不同於一般日常語言的形式，這個說法受到了諸多觀點的支持，如舒茲（A. Schutz）科學世界與生活世界的論點認為，二個世界不僅是反映社群知識觀的殊異，也涉及語言轉換的議題。在描述個別世界的知識系統上，科學語言與日常語言有不同之呈現方式（Halliday, 2004; Lemke, 1990）；在科學學習上，科學語言也不是以學生熟悉的口語來表達，這些結果使科學語言往往成為學生不易理解科學教科書的原因（Halliday & Martin, 1993; Wellington & Osborne, 2001）。

目前國內外對於科學語言與科學學習的議題已進行諸多研究（翁育誠，2004；陳世文、楊文金，2006；楊文金、陳世文，2008；楊文金、陳世文、任宗浩、李哲迪、古智雄，2008； Halliday, 2004; Halliday & Martin, 1993; Unsworth, 2001），這些研究主要探討科學文本中詮釋科學概念的語言特質。研究結果指出，為了表達科學知識的意義與關係，描述這些科學知識的語言會呈現包裝（packing）、拆解（unpacking）等技術性建構的過程（陳世文、楊文金，2006），而且在科學詞彙意義的詮釋過程常涉及到「內涵定義」與「外延定義」的科學命名方式（楊

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陳世文、楊文金科學文本語言特性 65 文金，2007）。此外，科學語言也會以不同文法隱喻（grammatical metaphor）的形式重新建構意義的演化發展（胡壯麟、朱永生、張德祿、李戰子，2005；Halliday, 2004; Unsworth, 2001）。除了上述所揭櫫的語言特質之外，科學教科書中的陳述經常出現許多科學詞彙，這些詞彙之間會具有某些語意關係，表達語意關係的陳述具有何種語言特質亦有待探討，科學文本的詞彙不可能只是零散地分布在內容的字裡行間，常需文字陳述來說明科學詞彙之間的語意關係。如果將科學詞彙比喻成節點，那麼如何將節結之間的語意關係彼此聯繫，以建構出有組織的概念系統，則有賴於聯繫概念關係的語言陳述來達成，因為這些陳述提供讀者有關同一類別之事件的屬性、特徵和行為等，以及系統中許多類別事物分類的說明（楊文金，2007）。事實上，這些表達語意關係的陳述在科學教科書中經常可見，以下列舉一段國中階段的科學教科書內容說明之。氫氣是由氫分子組成，而氫分子是由 2 個氫原子構成，由於只含氫原子，所以氫為元素；同理，氧也是元素。水電解可以生成氫氣和氧氣，每個水分子是由二個氫原子及一個氧原子所組成，因此，水是由兩種原子依一定比例組成，稱為化合物。而混合物是由兩種或兩種以上的純物質以不定的比例混合而成，例如空氣是由氮氣、氧氣、氬氣和二氧化碳等多種純物質混合而成。（林英智，2004, p. 11）此段內容主要介紹物質與原子的概念，其中氫氣、氧分子、氧原子、化合物、純物質、混合物等可視為科學詞彙，在「氫為元素」此句話中，元素是主類，氫氣是元素之下的次類，這種主類與次類之間形成一種「類別關係」（classification relation）。不過「氫分子是由二個氫原子構成」句子中，氫原子與氫分子之間的語意關係並非類別，而是部分與整體的「組成關係」（composition relation）。類別與組成的意義並不相同，不過卻是科學詞彙相當重要的語意關係（Eggins, 1994; Halliday, 2004; Unsworth, 2001）。上述內容中，教科書會透過「組成、構成、是、含」等動詞或是「例如」的連接詞來表達詞彙的語意關係，由此看來，科學教科書中表達類別與組成關係的陳述方式富有變化。若據此進一步思考：科學教科書會有哪些表達類別與組成關係的陳述方式？哪些方式是用來表達類別關係？哪些是表達組成關係？它們之間是否存在什麼樣的規律？另外，這些陳述方式在呈現語意關係上蘊含什麼樣的意義？這些意義又為科學教學帶來什麼樣的意涵？這一系列問題均關係到科學語言在科學語意表達上的特質，而釐清這些問題除了幫助讀者對科學教科書在陳述類別與組成關係的語言特質外，也為教師對於科學教科書中詞彙間的語意關係提供可行的教學之道。基於上述目的，本文從科學教科書內容的語言陳述切入，分析表達類別與組成二種語意關係的陳述方式，並探討這些陳述方式之語意特性，最後提出其在科學教學及科學教科書分析之應用及思考。

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貳、相關文獻

一、詞彙的語意關係

每個詞彙均需透過其他詞彙來定義，因此，詞彙之間必然會產生意義的連結，導致詞彙之間會存在某些語意關係。詞彙之間的語意關係受到許多研究的討論，如 Murphy（2003）指出詞彙之間的語意分類，主要可分為同義（synonymy）、反義（antonymy）、級位（hyponymy）及分體（meronymy）等四種語意關係。Murphy 認為「同義」與「反義」呈現的是非階層（non-hierarchical）或是對稱（symmetric）的語意關係，詞彙之間並無上階語意與下階語意的區別。而「級位」與「分體」則是垂直的語意關係，具有上下階意義的含攝（subsumption），也就是有上下位的語意之分。除了常見對名詞詞彙的語意關係加以區分之外，Vigliocco 與 Vinson（2005）又進一步指出名詞與動詞的語意關係，對兩者加以分類，其中名詞的語意關係包括：同義、級位、分體三類，這些是描述語意組織的重要角色，從不同的研究來看，雖然語意關係的分類標準不盡相同，不過可以看出級位與分體在不同觀點中均是相當重要的二種語意關係。上述級位與分體的意義即是本文所指之類別與組成的意義，在科學領域中，它們同樣是相當重要的詞彙語意關係，Unsworth（2001）指出，在科學教科書中詞彙有二種主要的語意關係，如圖 1 所示，一類是「預期」（expectancy）關係，另一類則是「分類」（taxonomic）關係。「預期」意謂當科學教科書論述中概念 A 出現時，概念 B 有較高機率也預期隨之出現，換言之，概念 A 與概念 B 在語意空間的距離較為親近，例如：「漂流─水─木材」是預期關係。「分類」又分「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」主要描述「種類」（a kind of）的關係，「主類／次類」在討論分類之上級概念（superordinate concepts）與下級概念（subordinate concepts）的語意關係，這類關係表達的是概念的「類別」關係，「分類」中的「組成」探討的是「整體／部分」與「部分／部分」的意義，這二類描述的是「部分」（a part of），也就是本文中探討部分與整體的「組成」關係，其中「整體／部分」中描述上下位的組成關係，但「部分／部分」強調下階概念之間的比較。這個針對科學教科書中詞彙語意關係的討論，同樣指出了類別與組成二種關係，這二種語意關係在科學學習上是經常接觸，不過二者意義並不相同，不可混為一談，一旦產生詞彙語意關係的混淆，恐怕會導致許多科學錯誤意義的解讀，因此，關於科學教科書對詞彙語意關係的陳述有其探討之必要。

二、科學教科書語意關係的陳述

科學教科書的詞彙之間既然有類別與組成二種語意關係的分別，因此，可進一步討論教

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陳世文、楊文金科學文本語言特性 67 圖1 科學文本的詞彙關係資料來源：Unsworth（2001, p. 67）科書如何透過陳述來說明這些語意關係。雖然這是本文的研究目的，不過可先由科學教科書中舉出一些常見的陳述方式，看出教科書中確實存在不同的陳述差異，其中，有些陳述方式直接點出了詞彙之間所屬的語意關係，最明顯的方式就是「A 是一種 B」與「A 為 B 的一部分」，此種陳述方式中，由於呈現了最直接的語意關係的訊息，因此，讀者可直接分辨詞彙之間是屬於「類別」或是「組成」，例如下述二個句子：醋酸又稱為乙酸（CH3COOH），是一種有機酸，這類化合物都有 COOH，溶解在水中會產生氫離子。（林英智，2004, p. 50）

1897 年，英國物理學家湯木生（Joseph John Thomson, 1856~1940）發現了帶負電的電子，且證實電子是原子的一部分，這時大家才瞭解：一個鈉原子如果失去一個電詞彙關係分類預期漂浮……水……下沉醫院……生病……病人……醫生……開刀類別組成燃料花主類／次類（superordinate/hyponym）煤石油瓦斯玫瑰康乃馨紫羅蘭次類／次類（co-hyponomy）對比：導／絕緣體、沉／浮複述：壓縮／壓縮的／密部似義：才材／木頭、響度／音量整體／部分（meronymy）部分／部分（co-meronomy）樹書封面內頁索引樹根樹葉樹幹樹皮流行樂爵士樂民謠田鼠家鼠兔子天竺鼠封面內頁索引樹根樹葉樹幹樹皮砍削……木材聲音……音量……響亮

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68 科學文本語言特性陳世文、楊文金子，就形成帶一個正電荷的鈉離子，一個氯原子如果得到一個電子，就形成帶一個負電荷的氯離子。（郭重吉，2004, p. 40）這二個例句分別透過「一種」與「一部分」來表達語意關係，告訴讀者「醋酸─有機酸」與「電子─原子」之間分別屬於「類別」與「組成」關係，這類的陳述方式可說是科學教科書在表達詞彙的語意關係上最為明確與直接的陳述方式，而使讀者容易瞭解其義。除了此類表達類別與組成關係的直接陳述方式之外，還有一些常見的陳述方式是透過動詞來表達，常見的如「是」與「有」二個詞。研究者從科學教科書中找出具有此二個動詞的例句以及這些句子中的上下位詞彙，並整理如表 1 所示。表 1 「是」與「有」的語意關係陳述陳述方式上位詞彙下位詞彙例句粒子原子原子是粒子。氣體氮氮是空氣中含量最多的氣體。是季節冬天冬天是最冷的季節。原子質子、中子原子核中有質子與中子。根根毛植物的根部有許多細絲狀的根毛。有植物根、莖、葉植物有根、莖、葉。表 1 顯示「是」與「有」均可用於表達詞彙的語意關係，其中「有」在語意關係上的角色受到許多研究的關注，漢語的相關研究（呂叔湘，1980；趙元任，1968；趙恆玉，2000；劉月華、潘文娛、故韡，1996；魏文真，1995）指出「有」具有表達詞彙分類的作用，如劉月華等（1996）指出「有」的意義可分五類，其中用於詞彙分類為「領有、具有」及「列舉、包括」二類。這些意義陳列如表 2，同時可列舉科學教科書中的「有」例句加以對照。表 2 「有」的意義類型分類例句領有、具有蘚苔植物具有角質層，以防止水分的過度散失。臺灣有豐富的野生動、植物。化合物的成分元素之間，有固定的質量比。列舉、包括飛行器有熱氣球、滑翔翼、飛機和太空梭等多種形式。通常室內設施所運用的材料有木材、石材、金屬和塑膠等。由表 2 可知，當「有」作為「列舉、包括」的意義時，它在表示類別關係，例如：「飛行器有熱氣球……等多種形式」，當「有」作為「領有、具有」的解釋時，則在描述組成關係，例如：蘚苔植物與角質層的關係，可見「有」在表達語意關係上確實呈現多元的意義解釋。

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陳世文、楊文金科學文本語言特性 69 從這些初步討論來看，科學教科書在語意關係的陳述上富具變化，相信在上述已討論的幾個陳述方式之外，尚存在許多然而，除了「有」之外，文本可能有更多表述語意關係的方式，因此，探討科學教科書中描述類別與組成關係的論述，以及這些論述的語意特性即為本文的探討焦點。

參、分析方法

有別於傳統科學教科書內容的計量分析，本文從科學教科書內容的語意描述切入，探討教科書對語意關係的陳述方式，同時探討這些陳述方式蘊含之語意涵義，以下將就研究的分析範圍、工具及資料處理等內容逐一說明。

一、分析範圍

本文選取現行國中自然與生活科技的教科書作為分析材料，以南一版、康軒版，以及翰林版等版本作為分析樣本，每個版本在國中階段共有 6 冊，故分析樣本冊數為 18 冊。分析的範圍包括教科書中內文、實驗活動、圖表及補充資料（如動動腦、小提示、討論教室.…..）等部分的文字說明。初步分析國小、國中及高中三個階段的科學教科書可以發現：國小階段科學教科書的圖畫豐富，而文字描述部分相對較少，而語句形式則以問句為主；高中階段科學教科書的文字部分已較國中增加許多，科學內容亦相對複雜，其中包含了較多公式及運算符號的抽象意義。相較之下，國中科學教科書在語意關係上之文字描述較為扼要明確，同時國中階段學生開始進入較深入的科學學習。因此，以國中階段的科學教科書作為分析樣本具有其分析價值與意義，基於上述現況與意涵，故研究選取國中階段科學教科書作為分析文本。

二、研究工具

研究工具包含電腦程式與人工分析二部分，由於分析的冊數頗多且內容廣泛，在資料搜尋方面單以人力分析相當費時且容易疏漏，為求資料分析的精確性，因此，需以電腦程式輔助處理，研究者設計 STAR（Science Textbook Analysis Resource）的電腦程式代替人力搜尋的工作，該程式提供教科書資料庫的資料查詢及逐筆呈現符合條件之功能，能夠節省時間及避免因人工搜尋錯誤或疏漏的情形產生。STAR 程式主要包含二部分，一是後端資料庫，稱為科學教科書資料庫（Science Textbook Database, STD），是以 MS Access 作為資料庫儲存軟體，將上述國中階段 18 冊的教科書內容寫入資料庫中，資料庫設計不同的欄位陳列不同內容訊息，包括「版本」、「冊別」、「文本句」、「斷詞之文本句」、「頁數」等欄位。其中以每一文本句作為一個橫列，也就是一筆文本句資料。所謂文本句即是以句號作為斷句符號的句子單位，但是文本句中的每個字是相連在一起的，詞彙之間並沒有分開，因此，另設一「斷詞之文本句」欄位，將句子中原本連結在一起的詞彙之間加入全形空格分開，這個分開詞彙的步驟稱為斷

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詞，斷詞標準乃依據中央研究院發展的 CKIP（Chinese Konwledge and Information Processing）斷詞系統來判斷，再校正某些科學領域特有詞彙的斷詞。在後端資料庫中，由於有不同欄列的設計，可以提供前端程式在詞彙與句子的內容與筆數，以及其他如版本、冊別、頁數等訊息之查詢。

STD 建妥後，另以 ASP（Active Server Page）程式寫成 STAR 前端用戶介面（client interface）使用，在 STAR 的前端程式中，設計了查詢「出版」、「冊別」、「章別」、「作者」、「文本句」、「斷詞之文本句」、「頁別」等查詢條件的功能，每筆條件可以獨立查詢或合併查詢，例如：可在「出版」、「冊別」及「章別」等查詢欄位中輸入「南一」、「第一冊」、「第一章」等指令，即可顯示南一版本中第一冊第一章所有內容與筆數，因此，在介面的查詢空欄中鍵入欲查詢的條件，然後按下「查詢」，程式將顯示符合查詢條件的總筆數，以及顯示每一筆符合條件的句子，結果如圖 2-1、2-2 所示。總之，STAR 在本文中作為搜尋科學教科書語句及詞彙的協助工具，有關該版本的詳細操作功能及方式可至 http://star.gise.ntnu.edu.tw:8080/sta/ stam.asp 網址註冊後即可瀏覽使用。圖2-1 STAR程式的分析介面1

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陳世文、楊文金科學文本語言特性 71 圖2-2 STAR程式的分析介面2

三、資料處理與分析

由於電腦無法自行由資料庫中判斷哪些屬於表達語意關係的陳述方式，這部分的工作需由人力進行判斷，因此，研究者需要逐一檢視教科書的語句，挑選描述類別與組成關係的語句，然後找出用來表示這二種關係的陳述方式，例如：「A 由 B 和 C 所組成」是一表達組成關係的語句，因此，該句即是以「組成」這種陳述方式來表達語意關係，接著再以「組成」作為關鍵詞，透過 STAR 程式搜尋所有含有「組成」的句子。這些搜尋出的句子並非全部作為表達語意關係之用，因此，最後還需要經過篩選的步驟，從中選出用於描述語意關係的句子，餘此類推，蒐集其他同樣用來表達類別關係或組成關係的陳述方式。研究者將找出的句子資料呈現如表 3 的形式，表中呈現版本、句子內容、上下位的詞彙以及陳述方式等部分，這種呈現方式可對不同欄位內容加以排列，得知不同的資料訊息，例如：以「陳述方式」作為排列，即可知道哪些語句是透過相同的陳述方式來描述語意關係，屆時再依據這些資料判斷其所表達為類別關係抑或組成關係，因此，在整個資料分析流程上，先以人力判讀表達語意關係的陳述方式，再依據這些陳述方式透過 STAR 程式找出所有的語句，以避免產生搜尋上的疏漏，最後再以人力解讀用來表達語意關係的陳述方式及其蘊含之語意特性，結合人工解讀及程式搜尋二層分析關卡，以提升研究方法的精確及可信程度。

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72 科學文本語言特性陳世文、楊文金表 3 語句資料的分析形式版本例句內容上位詞彙下位詞彙陳述方式 X A是由B和C所組成 A B、C 組成 Y A是由B和C混合而成 A B、C 混合而成 Z A是由B和C所構成 A B、C 構成

肆、結果與討論

一、類別組成關係的陳述方式

（一）陳述方式的詞性分類

透過前述的研究方法，本研究發現科學教科書對類別與組成二種語意關係所有可能的陳述方式共有三十七種，如果依據它們所屬的詞性來分類，這些陳述方式主要可分為動詞、連接詞、類別詞以及符號等四類，這三十七種陳述方式及其所屬詞性分類如表 4 所示。表 4 語意關係陳述方式的詞性分類詞性陳述方式分成分為分成…… 種（類）分成……部分分為……種（類）分為……部分分解成分離出生成組成構成混合而成聚集而成化合成製成結合成形成是（為）稱為（作）俗稱（具）有有……種（類）有……部分含（有）含（有）……種類包含（有）包含……種（類）包含……部分包括包括……種（類）動詞包括……部分連接詞例如除了…… 類別詞一種一部分符號破折號── 括號（）由表 4 可知表達類別關係與組成關係的陳述以「動詞」最為普遍，其占所有陳述方式的比例達 84%（＝31/37），換言之，詞彙的語意關係大多透過動詞來呈現，其中「分為、組成、是、有」等都是相當常見的陳述方式，而連接詞也具有表達類別關係與組成關係的作用，此類陳述通常用於內容較長的句子，以聯繫其中詞彙的語意關係。類別詞也是用來表達詞彙之間語意關係的形式之一，有些情況下，類別詞會與動詞合併使用，例如「分成……種」或是「分為……部分」即屬此種情形。另外，標點符號也可蘊含語意關係的表達，如「破折號」與「括號」等，均是表達詞彙間類別與組成關係的陳述形式。如果從這些陳述方式的使用意義來看，它們可以區分成七種不同的語意類型。這些類型有解構、組成、確認、含攝、指稱、

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陳世文、楊文金科學文本語言特性 73 列舉及符號等七類，而這些不同陳述類型的區別，目的在於呈現科學教科書用來表達類別與組成關係的語意層次，這些類型代表意義說明如下。

（二）陳述方式的語意類型

如表 5 所示，陳述方式主要可分為七種類型，「分為、分成、分解成」等陳述方式屬於解構（decomposition）類型，解構類型意指在語意階層中的上位詞彙可以拆解成（unpacking）多個下位詞彙，它在告訴讀者上位詞彙可以分出哪些下位詞彙，例如：血管是上位詞彙，它可分出動脈、靜脈與微血管等下位詞彙。原子是上位詞彙，而質子、中子與電子即是原子的下位詞彙。解構類型的使用即在呈現上位詞彙與其下位詞彙之間的類別關係與組成關係。第二類與解構類型相反的是組成（composition）類型，此類型指出上位詞彙所含括的組成元件，也就是呈現上位詞彙是由哪些下位詞彙所共同組成，「組成」、「構成」、「混合成」或「化合成」等均屬此類陳述，特別的是，研究結果顯示，此類陳述在科學教科書中均用於表達詞彙的組成關係。前述討論的「是」與「有」等陳述方式屬於確認類型（identification）。它用於指認下位詞彙之於上位詞彙的定義或關係，告訴讀者有關「A 是什麼？」或是「A 有什麼？」的分類訊息。確認類型是相當簡要的分類命題，例如：「元素與化合物是純物質」透露簡要明確的分類意義，是科學教科書常見的陳述方式。另一常見的類型為含攝（subsumption），如「含有、包含、包括」等均屬之，其旨在呈現上位詞彙與其所含括之下位詞彙的類別關係或是組成關係。上述四種類型是科學教科書用於表達兩種語意關係的動詞形式，雖然這些動詞形式占了陳述方式近八成的比例，但科學教科書仍有其他方式來表達語意關係，類別詞即是其中之一，例如「一種、一類、一部分」等，它們直接指稱上下位詞彙之間的語意關係，「水是由氫和氧二種元素組成」告訴讀者「水」與「氫、氧」之間透過「組成」來表達語意關係，但不要忽略的是它同時也告訴讀者，「氫、氧」與「元素」之間透過「種」來連結，也就是指稱氫與氧是元素的種類。此外，連接詞作為表達語意關係的列舉類型，「例如……」是常見的列舉形式，它具有邏輯定義中外延定義（denotative definition）的意涵，也就是說明次類（subclass）與主類（superclass）的類別關係，舉出水、二氧化碳、二氧化錳等例子來幫助讀者瞭解化合物的定義。「除了……」可以表達類別關係，但是它也可被用於表達組成關係，如人體與腎臟之間的組成關係。最後一類是以破折號或括號的符號來表達語意關係，此類型並無具體文字的說明，但是它卻隱然地表達詞彙之間類別關係的意義，也就是讀者在閱讀科學教科書的過程中，需要留意破折號或括號是否具有表達語意關係的意義，否則便容易只是解讀為單純符號的使用而忽略其在表達語意關係上的功能。

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74 科學文本語言特性陳世文、楊文金表 5 表達類別組成關係的陳述方式編號陳述方式比例（%）語意關係類型例句類別清潔劑主要分成肥皂和合成清潔劑。 1 分成* .61 組成原子可以再分成更小的粒子。類別血管分為動脈、靜脈與微血管。 2 分為* 3.61 組成原子可再分為質子、中子和電子。 3 分成……種（類） .45 類別元素分成金屬元素與非金屬元素兩大類。 4 分成……部分 .04 組成就構造而言，心臟分成左心和右心二部分。 5 分為……種（類） 1.68 類別最基本的滑輪可分為定滑輪和動滑輪兩種。 6 分為……部分 .28 組成頭分為顱部和顏面兩部分。 7 分解成 .63 組成水可以分解成氫和氧。 8 分離出 .13 組成湯木生發現可以從原子中再分離出電子。 9 生成 .24 組成解構 7.67% 2莫耳氫分子和1莫耳氧分子作用，可生成2莫耳水分子。 10 組成 5.33 血液由血漿和血球組成。 11 構成 2.05 原子核是由帶正電的質子和不帶電的中子所構成。 12 混合而成 .26 鉛筆的筆芯是由陶土和石墨混合而成。 13 聚集而成 .30 氧氣是由氧分子聚集而成。 14 化合成 .22 碳會與空氣中的氧化合成二氧化碳。 15 製成 .61 例如青銅主要是由銅和錫製成。 16 結合成 .30 閃電使氮和氧結合成氮化物。 17 形成 1.45 組成組成 10.52% 食鹽是由鈉原子與氯原子……形成。 18 是（為） 24.72 類別元素與化合物是純物質。 19 稱為（作） 19.09 類別汞溶解金屬所形成的合金，稱為汞齊。 20 俗稱 .17 類別一種無毒的白色粉末，俗稱鈦白粉。類別液態非金屬元素則僅有溴。 21 （具）有* 7.11 組成電中性的原子裡有帶負電的電子。 22 有……種（類） 1.58 類別控制人類的A、B、O血型的基因有三種：IA_、 IB及i。 23 有……部分 .02 組成確認 52.69% 典型的花有萼片、花瓣、雄蕊和雌蕊四個部分。組成紅血球含有血紅素。 24 含（有）* 5.31 類別常見的航空運輸載具含飛船、飛機、直昇機等 25 含有……種（類） .07 類別脂質含有碳、氫、氧三種主要元素。組成神經元包含細胞本體和神經纖維。 26 包含（有）* 2.05 類別原核生物包含藍綠菌（藍綠藻）與細菌。類別血球包括紅血球、白血球和血小板。 27 包括* 3.24 組成血液包括血漿和血球。 28 包含……種（類） .06 類別純物質包含元素與化合物兩大類別。 29 包含……部分 .09 組成含攝 11.06% 飛機的基本構造包含機身、機翼、尾翼和起落架等部分。

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陳世文、楊文金科學文本語言特性 75 表 5 （續）表達類別組成關係的陳述方式編號陳述方式比例（%）語意關係類型例句 30 包括……種（類） .06 類別影響生物生存的環境因素，包括生物因子與非生物因子兩種。 31 包括……部分 .19 組成人類的消化系統包括消化道和消化腺兩部分。 32 一種 4.34 類別化合物也是一種純物質。 33 一部分 .39 組成指稱 4.73%物理學家湯木生……證實電子是原子的一部分。 34 例如……（等） 9.82 類別所得到的新物質稱為化合物，例如水、二氧化碳、二氧化錳。類別天平除了上皿天平之外，還有三梁天平、電子天平等。 35 除了* 1.42 組成列舉 11.23% 人體除了腎臟之外，肺臟以及皮膚都具有排泄廢物的功能。 36 破折號 .52 而鐵製品－鋼絲絨加熱再移入純氧中。 37 括號 1.52 類別符號 2.09% 血液攜帶氧氣時，呈鮮紅色（充氧血）。註：*為可表示兩種關係

二、陳述方式的語意特性

（一）表達單一語意關係的陳述方式

在分析出這些陳述方式的語意類型之外，研究者從不同陳述方式與語意關係之間的對應情形亦發現，有些陳述方式在科學教科書中只被用於表達類別或組成的單一語意關係，換言之，這些陳述在表達語意關係上具有專一性，這種語意關係專一性意味著當科學教科書中某個句子透過具有語意關係專一性的陳述方式來描述詞彙之間的關係時，則讀者可以更直接地由陳述方式來辨識出詞彙之間所蘊含的語意關係，也就是具有觸發（trigger）識別詞彙語意關係的功能，舉例來說，「是」在教科書中只被用於表達類別關係，當科學教科書描述時，讀者可透過「是」這個陳述方式來瞭解或是確認「元素與化合物是純物質」此句中元素、化合物與純物質之間屬於類別關係。另一方面，「組成」在教科書中用於描述組成關係，它同樣可以幫助讀者對於組成關係的識別，或是觸發讀者解讀詞彙之間的組成關係。進一步來看，當科學教科書提到「A 與 B 是 C」或「C 是由 A 和 B 組成」時，「是」與「組成」具有幫助讀者瞭解 A 與 B 和 C 之間所存語意關係的作用，或是在讀者未充分瞭解 A、B 與 C 的詞彙意義時提供識別語意關係的線索。

（二）表達雙重語意關係的陳述方式

具有語意關係專一性的陳述方式在教科書的句子中會被用於表達某一特定的語意關係，但有些陳述方式卻不具此語意特性，它們可能在某些句子中用於表達類別關係，但在其他句

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76 科學文本語言特性陳世文、楊文金子中卻是表達組成關係，這些陳述方式在表達詞彙的語意關係上是可以混用的，換言之，其具有表達雙重語意關係的功能，且不會影響到整個句子的語意。經分析發現，這些可以混用的陳述方式如表 6 所示。表 6 表達雙重語意關係的陳述方式陳述方式語意關係例句類別蘚苔植物可分為蘚類和苔類。分為組成原子可再分為質子、中子和電子。類別清潔劑主要分成肥皂和合成清潔劑。分成組成人類的大腦十分發達，分成左右兩半球。類別常見的航空運輸載具含飛船、飛機、直昇機等。含（有）組成每個氫分子含二個氫原子。類別原核生物包含藍綠菌（藍綠藻）與細菌。包含組成神經元包含細胞本體和神經纖維。類別血球包括紅血球、白血球和血小板。包括組成血液包括血漿和血球。類別液態非金屬元素則僅有溴。（具）有組成電中性的原子裡有帶負電的電子。類別金屬元素中，常溫常壓時，除了溴以液態存在……。除了組成空氣中除了氮、氧以外，尚含有……氣體。表 6 所列的「分為、分成、含（有）、包含、包括、（具）有、除了」七種陳述方式具有動詞及連接詞形式，這些方式均可用來表達雙重語意關係，舉例來說：「元素與化合物是純物質」的「是」在句中用於表達類別關係，它具有對應專一語意關係的特性，因此，若寫成「純物質是由元素與化合物所構成」時，便容易混淆原有句子語意，使讀者產生組成關係的解讀。同理，「血液是由血漿和血球組成」也不能寫成「血液是血漿和血球」，否則亦會產生錯誤語意關係的表達。但若是使用表 6 所列的陳述方式便不會有語意曲解的問題，例如：上述二句可改寫為「純物質包括元素與化合物」與「血液包括血漿和血球」，仍可正確地表達出詞彙的語意關係。從這些例句可以發現它們在表達語意關係上具有靈活性（flexibility），故使用上相當方便。同時，這些陳述方式占所有陳述方式的 19%（＝7/37），可見它們也是表達語意關係的主要陳述方式之一。雖然上述的陳述方式能彈性地表達語意關係，但從另一角度來看，也無可避免地在語意關係上失去其表達的精確性，換言之，這些陳述方式既可以表達類別關係，也可以表達組成關係，如此一來意味著增加表達語意關係的模糊性，減少識別語意關係的線索或降低覺察語意關係的可能。它們所形成的語句並無法直接述明某類語意關係，因此，需要讀者透過詞彙本身的意義來區辨詞彙之間究竟是何種語意關係。事實上，表達語意關係的陳述方式提供了辨識詞彙之間的語意關係很重要的線索，尤其

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陳世文、楊文金科學文本語言特性 77 對某些具有特定訊息或隱晦意義的科學詞彙而言更是如此。因為當初學者無法直接從詞彙意義來瞭解它們之間的語意關係時，他們可能從陳述方式來尋找識別語意關係的線索，但是遇到表達語意關係之陳述方式過於模糊時，可能增加了他們瞭解語意關係的困擾。以「神經元包含細胞本體和神經纖維」為例，句中的「神經元」、「細胞本體」及「神經纖維」屬於生物領域的用語，而非一般常見的普通詞彙，其具有特定的科學意義，不易直接由字義理解其意，此時可能需要透過陳述方式來解讀詞彙之間蘊含的語意關係，但此句是以「包含」作為表達語意關係的陳述方式。由上述的討論可知，「包含」在表達語意關係上具有模糊性，無法瞭解其所指是類別關係或組成關係。換言之，初學者得面臨詞彙意義不易理解，以及無法從陳述方式直接獲得語意關係訊息的困擾。在此情況下，可能致使學生在理解語意關係上產生困難。

（三）類別詞在語意關係上的作用

表 6 所列之陳述方式在表達語意關係上雖然較為隱晦，但是當它們與類別詞合併使用後，則能呈現明確的語意關係。在「分為、分成、含（有）、包含、包括、（具）有、除了」七個陳述方式中，「分為、分成、含（有）、包含、包括、（具）有」六種都與類別詞合併使用，也就是科學教科書會以「分為……種」、「包括……類」、「分成……部分」等方式來表達類別與組成關係，類別詞的作用在於提供語意關係的直接訊息，因此，上述這六種陳述方式再加上類別詞時，便可減少其表達語意關係的模糊性。以表 5 的例子來說，「就構造而言，心臟分成左心和右心二部分」此句是透過「分成……部分」來說明語意關係，「分成」是表達雙重語意關係的陳述方式，但是句子並未直接寫成「心臟分成左心和右心」，而是再加上「部分」一詞，讀者可以明確地瞭解心臟可分為二半，各為左心與右心。雖然此句中心臟與左心、右心之間屬於組成關係較為明顯，因為心臟並不會有左心與右心的種類之分，因此，容易判別它們之間應屬組成關係。然而，加上「部分」的用意能更清楚地表達出詞彙的組成關係，降低其表達的模糊性。相同地，科學教科書在滑輪可「分為」定滑輪和動滑輪之後再加上「兩種」，用意在於直接告訴讀者定滑輪和動滑輪都是滑輪種類，因此，它們可能承繼滑輪的某些基本原理或特質。或許讀者認為加上「種類」可能多此一舉，因為「滑輪可分為定滑輪和動滑輪」中有關「滑輪」與「定滑輪、動滑輪」之間的語意關係可由它們的「類名」來辨別，也就是定滑輪與動滑輪都具有「滑輪」這個類名，因此，顯而易見的，它們的關係是類別關係。在分辨語意關係，從類名來判斷確實是可行方法之一，某些屬於同類關係的詞彙，具有相同的類名，因此，可由它們的類名來判斷他們的語意關係，但是有些詞彙從類名來判斷反而產生語意關係的錯誤。以前一句「心臟分成左心與右心」來說，左心與右心亦具有相同類名，依類名來推論語意關係，左心與右心反而成了心臟的種類，而非部分，如此一來便產生了語意關係的辨識錯誤。可見語意關係與類名之間並無絕然關係，同類概念可能具有相同類名，但相同類名並不意謂具有類別關係，而這也顯示了類名在識別語意關係上可能產生的干擾。從前述討

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78 科學文本語言特性陳世文、楊文金論來看，表達雙重語意關係的陳述方式可能無法表達明確的語意關係，同時也可能因為詞彙的類名因素而造成語意關係識別的干擾，因此，在識別語意關係上，這些陳述方式的語意特性值得注意。

伍、結論與建議

一、結論

由上述分析可知，科學教科書透過許多陳述方式來表達語意關係，這些陳述有不同的詞性形式，亦可區分多樣的語意類型，而且這些陳述在描述語意關係上有不同的表達程度，表達雙重語意關係的陳述方式在語意上較為隱晦，這類方式可視為是語意關係的內隱陳述（implicit description），有些陳述則具有表達語意關係的專一性質，也就是他們分別表達固定的語意關係，如「是」即用於表示類別關係，而「組成」則是表示組成關係，這些陳述具有描述語意關係的專一性，由於它們在表達語意關係上具有特定性，因此，這些陳述具有觸發讀者識別語意關係的功能。除此之外，有些陳述的表達程度更為明確，這類的陳述方式是由動詞與類別詞的組成，也就是內隱陳述再合併類別詞而成，透過類別詞的作用使原有隱晦的語意關係變得明顯，使讀者明確瞭解其語意關係，例如：「元素分成金屬元素與非金屬元素兩大類」，此種形式可視為是語意關係的外顯陳述（explicit description）。因此，由本文結果可得知，科學教科書中透過哪些陳述方式來描述詞彙的語意關係，也可瞭解到這些陳述方式在語意關係上的表達特性。

二、對文本編輯與教學的建議

既然陳述方式在語意關係上有不同表達特性，這些特性可以提供科學教學上的啟示，也就是思考科學教科書如何表達語意關係的問題，或許教科書編者在編輯文本或學生閱讀文本時，並未注意到表達語意關係的陳述方式及其蘊含意義，在自然地使用語言與閱讀文字的情況下，並未知覺到陳述方式所反映的意義，尤其像「分為、分成、包括、有……」等內隱陳述是口語與寫作上常見的形式，也因為常見也就容易忽略而不自知，使得在表達語意關係時不夠明確。透過本文的討論得知它們的內隱性質後，在編輯或閱讀文本上便需要注意這類論述的使用，以及它們可能表達的意義。當然這並非意味著內隱陳述不能用於表達語意關係，而是應儘量將內隱陳述轉化為外顯陳述來表達，如此一來，讀者可以更容易瞭解詞彙的語意關係。特別是描述具有艱澀的科學訊息或是無法瞭解其字義的詞彙語意關係時，更需要此種陳述轉化的重要，舉例來說，科學教科書原來描述「神經元包含細胞本體和神經纖維」，但神經元、細胞本體及神經纖維等對科學生手來說屬於較陌生的科學詞彙，以包含來描述可能無助於提供對詞彙語意關係的辨識線

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陳世文、楊文金科學文本語言特性 79 索，因此，可將上句稍加改寫為「神經元包含細胞本體和神經纖維兩部分」；同樣地，某些較為熟悉的詞彙也可運用相同的轉化，例如：將「血球包括紅血球、白血球和血小板」改寫為「血球包括紅血球、白血球和血小板三種」，使詞彙之間的語意關係更為凸顯，乍看之下，雖然只是增加類別詞的成分，但是這樣的陳述方式卻可降低語意關係識別的模糊性，減少語意關係辨識錯誤的發生。科學教科書中難免會使用內隱陳述，此時便需借助於科學教師對其蘊含語意關係的解說，因為科學教科書是科學知識的靜態角色，文字無法立即改變，但科學教師卻是動態的解說角色，可隨時說明這些陳述方式在表達何種語意關係。而本文的研究結果可提供科學教師對於各種表達語意關係陳述方式的認識，同時也幫助他們在利用教科書教學之際，能夠對於科學教科書所呈現的語意有更深層的瞭解。同時，希望提醒教師使用口語講解詞彙的語意關係時，亦能體認什麼陳述方式可以表達語意關係，以及什麼語意關係可以用什麼樣的陳述方式來表達。

三、對科學教科書研究的建議

科學詞彙蘊含的科學訊息需要被組織成有系統的知識網絡，而組織這些科學訊息便會涉及到詞彙語意關係的討論，因此，對於語意關係的分析也就是在瞭解科學教科書如何組織科學訊息。語意關係對科學學習具有重要意義，其中類別關係具有屬性繼承的特質，如鳥有翅膀，則知更鳥也同樣具有翅膀。而組成關係則有功能繼承的特質，如葉提供植物的營養來源，文本也以林奈生物分類與元素週期表來分類科學概念，這些都顯示語意關係是科學教科書相當重要的部分，既然詞彙的語意關係重要，自然也需要瞭解這些語意關係如何被組織。中小學科學教科書的評選常指出「教科書的內容需要有連貫性與組織性」來評比，然而何謂連貫性與組織性？什麼樣的內容才算有連貫性和組織性？這些問題可由科學語言的角度試圖解答。首先，由於科學詞彙建構的過程會呈現出科學語意的循序發展，這語意脈絡的鋪陳是有連貫性的，而非恣意跳躍的。因此，我們可以從科學教科書如何鋪陳引介出一個科學詞彙的過程來判斷所謂的內容連貫性。另外，教科書的語句陳述能夠清楚表達詞彙的語意關係，即表示文本能呈現出有組織的概念系統，因此，科學教科書如何描述詞彙的語意關係可用來判斷內容的組織性。綜言之，內容的連貫性與組織性可從科學詞彙的鋪陳引介與語意關係的陳述二方面來判別，尤其當教師拿起教科書，判斷文本內容有否連貫與組織時，最直接且簡單的方法就是從科學教科書的語句陳述去判斷，因此，本文分析陳述方式的語意特性，也希望能夠提供科學教師評選教科書的參考。科學教科書有多元的分析取向，本文則主要聚焦在科學文本語言陳述所呈現的語意，此分析並不是分析傳統的語言文法結構，而是關注語言陳述背後所反映的科學意義。雖然科學教科書的閱讀是學生心理與文本的互動歷程，但是要產生什麼樣的互動卻取決於使用的語言

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80 科學文本語言特性陳世文、楊文金內容，因此，透過本文的研究結果，希望提供對科學語言蘊含語意的更多認識，同時對讀科學、說科學及寫科學等方面有更多元的思考。

誌謝

本研究承蒙行政院國家科學委員會研究計畫（計畫編號：NSC95-2511-S-003-027-MY3）補助及審稿委員提供許多寶貴的意見與建議，特此致謝。

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Journal of Research in Education Sciences 2009, 54(4), 63-83

The Language Features of Describing

Semantic Relations in Secondary School

Science Textbook

Shih-Wen Chen

Wen-Gin Yang

Chung Zhen Primary School, Hualien City

Teacher

Graduate Institute of Science Education, National Taiwan Normal University

Professor

Abstract

Classification and Composition are important semantic relations of science lexicons which ordinarily are embedded in the sentences of science textbooks. The purpose of this study, hence, was to analyze the language features of these sentences and their semantics. Three science textbook versions of secondary school were analyzed by STAR program. The results showed 37 types were accessible to describe these two semantic relations. They could be divided into four lexical categories: verb, conjunction, classifier, symbol, and seven semantic types: decomposition, composition, identification, subsumption, reference, enumeration, and symbolization. These types revealed the diversity of language semantics. Some types indicated the specific semantic relations. On the contrast, others indicated the semantic relations more implicitly. However, these implicit types could be transferred into the explicit ones to definitely interpret the semantic relations. Finally, the study findings offered some implications and suggestions for textbook editing, science teaching, and research in science text.

Keywords:

science text, science language, semantic relation

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