臺灣化學教育

分析主張對立的科學文本─培養社會性科學議題的論證能力

陳品吟、林淑梤^*

國立彰化師範大學 科學教育研究所

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n  前言

培養具有科學素養的公民是現今科學教育的目標，需讓學生能夠瞭解資訊中的科學概念和知識、認識與批判科學相關的資訊，並學習做出明智的決策。如此不僅能幫助學生發展社會責任，也能讓學生在未來參與社會實際議題時，做出負責任的決定（Gray & Bryce, 2006; Kolstø, 2000; Oulton, Dillon & Grace, 2004）。

學生如何在紛亂的資訊網絡中，判斷正確的資訊並提出理性的決策，即和學生的論證能力息息相關。「論證」（argumentation）是一種討論的過程，是擁有兩個以上不同想法的個人，藉由各種證據、理由及事實來支持自己的論點、反駁對方的想法。而「論證能力」（argumentation skill）是以科學觀點評估不同的主張、資訊與理由，進而做出決策的能力（Jime’nez-Aleixandre, 2002; Simon et al., 2006）。許多科教學者提出研究實證，指出在課堂中實施論證教學，提供學生在課堂上的論證機會，可以提升學生的論證能力（Oulton, et al., 2004; Osborne, Erduran & Simon, 2004）。

論證教學是指在課堂中進行論證活動時，藉由議題的探討讓學生提出合理的主張和支持的證據，鼓勵學生以相互討論、辯論和質疑等方式，構建出自身的主張，以促進學生論證能力的發展（Osborne et al., 2001）。近年來許多科學教育學者倡導利用「社會性科學議題」（Socio-Scientific Issues, SSI）作為教學情境（Osborne et al., 2004; Zeidler et al., 2005），讓學生從中學習並發展論證能力。社會性科學議題是由社會議題和科學或科技議題之間複雜的交互作用而形成的爭議事件，常包含多元學科及跨學科之間複雜的背景知識，是一種複雜、無標準答案且具有爭議的議題（Simonneaux, 2008）。社會性科學議題具有多元學科及無標準答案的特性，因此能讓學生進行討論及辯論，藉以培養學生提出主張、理由、反駁以及評估或解釋證據的論證能力。

n  論證的要素

一個完整的論證中應含有什麼要素？在許多論證模式中，以Toulmin（1958）提出的論證模式（Toulmin. Argumentation Pattern, TAP）最具代表性。Toulmin（1958）認為一個完整的論證是由資料推論，進而產生主張的過程，這之中包含六個結構要素，以及六個結構要素之間的關係（如圖1）。Toulmin（1958）認為論證的過程中，若能呈現越多不同的論證要素，則論證的結構就越完整。以下呈現TAP六個要素的簡要說明：

(一)資料(Data)：用來支持主張的客觀數據或證據，通常陳述一個現象或事實。透過資料或證據的呈現，可明確展現出主張的基礎，並支持、擁護主張。

(二)主張(Claim)：論證過程中形成的結論，論證者根據證據提出自己的主張或結論，試著在證據和主張之間建立合理的說法以說服他人。

(三)論據(Warrant)：連結證據和主張之間的橋樑，以個人的主觀觀點，說明如何從資料推論至主張的過程，以證明此主張的意義性，並具備邏輯性。

(四)支持(Backing)：為眾人能接受之通則，例如：科學原理、法律等，用以證明所提出的論據為正當的，進一步說明或強化論據。

(五)條件限制(Qualifier)：指出在哪些特定情境或特定限制之下，主張才能成立。做為限制主張之用。

(六)反駁(Rebuttal)：在某些特殊的情況之下，主張並不成立。是對資料、論據、支持或是條件限制的反駁陳述。

圖1：Toulmin (1958)
的論證模式

蔡佩穎等人（2012）簡化TAP的六個論證結構要素，將「論據」和「支持」合併為「贊成的理由」，降低學生初次學習論證的困難。簡化後的論證結構如圖2所示。研究結果發現利用閱讀報導科學研究的文本，再讓學生進行論證，學生能提出較佳結構的論證。而且，培養學生以資料、結論、贊成理由與反對理由的論證架構，分析科學新聞，也可達到促進科學概念學習的效果。

 

圖2：蔡佩穎等 (2012) 提出簡化的論證結構

n  論證教學──正反兩方科學文本之形成與使用

Norris與Phillips（2003）指出，科學新聞可以作為一般公民持續接觸科學及參與科學相關社會議題的管道，甚至足以影響人們的信念和行動（黃俊儒，2011）。因此，研究者在大學通識課程中以「二氧化碳是否為全球暖化主因」的議題為主軸，讓學生閱讀正、反兩方主張的科學文本，訓練學生辨識文中資料、主張和論據的文句，建立學生基礎的論證能力，再實施社會性科學議題的辯論活動。

第一作者蒐集並改寫網路上關於「二氧化碳是否為全球暖化主因」的科學文本，形成兩份主張對立的科學文本。兩份科學文本中皆包含原作者對此議題的論述，包含主張、多個科學數據、圖表，以及支持該主張的理由。文本A（如圖3）以實徵數據、圖表，指出二氧化碳濃度上升以及地表溫度上升的情況皆發生在工業革命後，證明人類活動所產生的二氧化碳對於全球暖化影響甚鉅。而文本B（如圖4）則以圖表和多個研究結果，反對二氧化碳和全球暖化兩者之間的因果關係。

若閱讀單一科學文本，無法避免文本中隱含原作者自身的觀點，導致學生較容易傾向支持原作者的立場。因此，研究者採取讓學生閱讀兩份主張對立的科學文本，使學生透過自身的論證能力判斷資訊的正確性，並在閱讀正反雙方的科學文本之後，再做出支持或反對二氧化碳為全球暖化主因的立場。

圖3：文本A──支持二氧化碳為全球暖化主因的科學文本

 

圖4：文本B──反對二氧化碳為全球暖化主因的科學文本

學生在閱讀文本之前，教師會先帶領學生認識Toulmin（1958）提出的六個論證要素，在教師說明六個論證要素的意涵、差異及關連性之後，再將焦點放在蔡佩穎等（2012）簡化的「資料─贊成的理由─主張」三論證要素。教師先給予學生短篇科普文本，讓學生練習辨識文本中的資料、主張及贊成的理由，增加學生對此三論證要素的理解。

接著才發放兩份主張對立、探討「二氧化碳是否為全球暖化主因」議題的文本。學生在閱讀過程中須完成三項學習任務：(一) 辨別並標示出文本中分別屬於資料、主張或是贊成的理由的句子；(二) 標示出文章中令你有所質疑的資料、證據或是作者論述；(三) 選擇你支持的立場，並寫出支持的理由。

在這樣的論證教學中，仍發現有些學生較無法辨識出文本中「贊成的理由」，出現將贊成的理由誤認為資料的情況，也就是學生會將含有作者主觀觀點的論述，誤認為客觀的科學證據呈現。Kolstø（2001）曾提出不熟悉論證結構會導致錯誤的科學論證。意即學生應先理解證據與主張之間的論證結構關係，才容易發展學生論證能力，並提升論證品質。因此，建議教師在此教學策略底下，多花一點時間給予學生練習辨識論證結構要素的部分，可以透過多個實例練習，強調資料和贊成的理由兩者之間的差異。

n  結語

本文透過社會性科學議題和科學文本結合的論證教學，讓學生在議題情境底下，發展論證能力並做出決策。此類課程有助於培養學生十二年國民教育課程綱要中，九大項目之中的三大項目：「系統思考與解決問題」、「科技資訊與媒體培養」及「道德實踐與公民意識」的能力（教育部，2018）。透過讓學生辨識論證結構要素和正反立場之科學文本的閱讀的練習，有助於培養學生自然科學領域學習表現中的「ah-Ⅴc-2 對日常生活中所獲得的科學資訊抱持批判的態度，審慎檢視其真實性與可信度」。從實證性的研究發現，學生容易產生混淆「贊成的理由」和「資料/證據」，進而影響他們論證能力的發展。因此，建議教師在設計科學文本時，可選擇當代公民關注的社會性科學議題，並多方整合正反雙方的科學資料、證據與文章，撰寫成兩份主張對立的科學文本。且兩份正反主張的科學文本中，都應提出強而有力的科學資料或科學證據佐證其主張，促使學生在選擇所支持的立場時，比較正反雙方立場科學證據的正確性及可信度，也能使教師較易分辨學生的論證究竟是直覺性的反對，亦或者是對科學證據之正確性的質疑。透過如此多個實例的練習，強化學生對論證結構的了解，建立論證能力、批判能力和辨識媒體訊息真偽等紮實的基礎。

n  參考文獻

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