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科學教育學刊2010,第十八卷第三期,229-252ChineseJournalofScienceEducation2010,18(3),229-252大學生對基因改造作物議題的認知與論證能力之研究林宗進1林樹聲2,*陳映均21國立臺灣科技大學 工程技術研究所2國立嘉義大學 科學教育研究所（投稿日期：民國98年7月1日，修訂日期：98年8月24日，接受日期：98年9月23日）本研究旨在探討大學生對基因改造作物的認知情形與論證的情況，並瞭解兩者的關聯性。研究以問卷收集資料，對象為臺灣嘉義地區80名大學生，結果發現：(1)生物主修學生在「本體論知識」、「認識論知識」、「情境知識」與「知識總分」的得分均顯著優於非生物主修學生的得分（p.001）；(2)生物主修學生在「人體健康爭議」、「專利權爭議」與「論證總分」顯著優於非生物主修學生（p.05）；(3)受試者之「本體論知識」、「情境知識」、「知識總分」分別和「論證總分」有顯著正相關存在（p.05）。文末建議可加強學生對基因改造作物的「本體論知識」，並擴展學生相關於議題的「情境知識」，以提升學生論證的深度與廣度。大學生、社會性科學議題、知識、基因改造作物、論證*通訊作者：林樹聲壹、緒論在現今資訊爆炸的時代，民眾往往需要依靠自己的判斷能力來判別訊息的可信度，尤其是帶有爭議性的社會性科學議題（socio-scientificissue[SSI]）。由於SSI具備非結構且開放的特性，並無特定的解決辦法，加上民眾對於SSI背後的相關知識不瞭解，他們的立場、態度和價值觀也不盡相同，導致處理的方式或解決的方案不同，若無法在這些可行方案中達成一定的共識，往往就會引起爭議。而在面對此種議題時，個人的論證能力就顯得非常重要（Kolstø,2006）。論證能力的展現可藉由書寫或是口語的過程，將自己的論點訴諸於團體裡做溝通、協商和辯護，一方面澄清自己的230林宗進 林樹聲 陳映均論點，另一方面也反駁他人的論點（Simon,Erduran,&Osborne,2006）。近年來，國外已有不少對於學生論證能力的研究（如Jimènez-Aleixandre,Rodriguez,&Duschl,2000;Osborne,Erduran,&Simon,2004;Schwarz,Neuman,Gil,&Ilya,2003;Zohar&Nemet,2002）；反觀國內，科學教育中有關論證的研究才剛起步，仍有許多待探究的空間（林燕文、洪振方，2007a，2007b；林樹聲、黃柏鴻，2009；蔡俊彥、黃台珠，2008）。而上述研究多在探討國小、國中學生進行論證的表現、論證的相關技能或論證教學的策略等，除了忽略對其他年齡層的探討之外，專門針對「內容知識」與「論證能力」之間關聯性的研究也不多見。目前僅知Sadler與Fowler（2006）、Sadler與Zeidler（2005a）以大學生為對象，探討二者之間的關係。他們指出對議題內容知識較為了解的學生，其論證品質也較佳；而Means與Voss（1996）更具體指出對於議題「內容知識」瞭解的多寡，會影響學生提出「理由的種類」與「理由的數量」。此外，國外學者在探討「內容知識」與「論證能力」的關係時，主題的選擇以「基因工程之相關議題」為首，資料收集則多以選擇題的方式，探究學生對議題所具備的「內容知識」，而如此僅能得到學生在該問卷上的整體表現，無從了解擁有「不同的」內容知識，到底對「論證能力」的影響如何。Abd-El-Khalick（2003）就指出SSI涉及許多特定領域（domain-specific）的知識，而這些知識往往較為艱深，若學生未具備這些知識，就較難對SSI中的爭議做出論證與決定。這意謂著釐清哪一類內容知識對學生論證能力的影響，應能讓我們更清楚知曉兩者之間的關係。再者，多數學者只就「主修自然科學與否」將學生做分群（Sadler&Fowler,2006;Sadler&Zeidler,2005a），並未注意到「議題本身屬性」與「受試者主修學科」之間的關係，所以就忽略了「主修學科」可能反映受試者對「特定議題之內容知識」了解多寡的事實。由於「基因工程相關議題」涉及到較多生物學科方面的知識，因此本研究試圖將主修生物的學生獨立出來，與非生物主修的學生做比較，再加上研究者進一步將內容知識做分類，然後深入分析，如此也許可以得到更多值得關切的訊息，而非只是了解「內容知識」與「論證能力」的粗略關係。基於前述的背景與動機，本研究旨在探討生物主修與非生物主修之大學生對於基因改造作物（GeneticallyModifiedOrganisms[GMO]）議題的認知與其進行論證的情形，並進一步瞭解兩者之間的關聯。而引導本研究探討的問題為：(1)不同主修之大學生對GMO議題相關知識的認知情況與差異為何？(2)不同主修之大學生對於GMO議題爭議進行論證的情形與差異為何？(3)不同主修之大學生在GMO議題相關知識的認知表現與其論證能力之間的關聯性為何？貳、文獻探討SSI()論證的意涵可從兩個面向切入，若把論證視為靜態的產物，Kuhn（1992）認為「論證是在社會情境下，兩個人或是更多人所持有的對立觀點。」這意謂著，在當下各方的論點有所衝突，無法達成共識；另一方面，231大學生對基改作物的認知與論證把論證視為一個動態的歷程，則是在特定的社會情境下，個人藉由書寫或是口語表達，將自己的論點訴諸於團體裡溝通、協商、辯護，以支持自己主張的社會活動（Driver,Newton,&Osborne,2000）。所以，動態歷程除了有個人靜態的論點之外，更強調的是，在社會情境中，各種論點在團體裡的交互作用。Toulmin（1958）對於論證的陳述已經在科學教育領域中被廣泛的引用，他認為一個完整的論證應包含「主張（claim）」、「資料（data）」、「理由（warrant）」、「支持（backing）」、「反駁（rebuttal）」與「條件限制（qualifier）」等元素。此外，上述的「資料」、「理由」與「支持」等元素，可用「證據」的方式呈現（Sadler,2006）。「證據」可以是事實、觀察或實驗的結果，用以辯護個人的主張（Upshur,2000）。若以「證據」性質作分類，概略可分成兩類（Berland&Reiser,2009;Tytler,Duggan,&Gott,2001），其一為「正式科學證據」，也就是科學家經由實驗設計或觀察所得的數據、圖片、結果、由科學理論證實之事實、常識等；其二為「非正式證據」，即為個人在日常生活中的經歷。()SSI一個議題之所以會有爭議，往往是因為科技應用於社會時，人們高興擁抱科技所帶來的便利，但也害怕承擔科技應用背後所帶來的壞處與風險（Kolstø,2001）。例如，焚化爐的興建、基因改造作物的上市、胚胎幹細胞的應用等。人們在面對此類議題時，由於立場與態度的不同，導致解決的方案不同；當人們無法找出共識的方案，問題因而無法獲得解決時，就會演變成社會爭議，諸如此類的議題就被稱為「社會性科學議題」（Sadler,Chambers,&Zeidler,2004）。有關SSI的性質歸納如下：1.議題本身所涉及層面相當廣泛SSI的討論涉及了許多的層面，如環境、經濟、社會、健康與法律，甚至是宗教、倫理與道德等（Brante,1993）。若以「基因改造作物」為例，從環境保護的角度來看，轉殖可以抵抗病蟲害的基因於農作物上，減少農藥的使用；但是在生態方面，種植基因改造作物可能會對整個環境的生態系造成無法評估的衝擊或災難；而從經濟的角度切入，商人因為持基因改造作物的專利而大量種植，一方面雖可降低生產成本，但另一方面卻可能造成市場的壟斷。2.無法單純依靠科學方法來解決由於涉及判斷科技應用結果的證據尚不完整，或只能以機率來說明最後結果的影響，所以專家之間缺乏一致的見解，因而無法給予大眾絕對肯定或否定的答案，所以就造成爭議的出現（Levinson,2006）。Oulton,Dillon與Grace（2004）就指出，SSI無法單純依靠控制變因、推理、演繹、實驗與歸納結果等科學方法來解決。例如，電磁波之於人體是否有害，就算科學家測得的數據低於標準值，但他們也無法保證絕對無害。3.涉及情意方面的推理與判斷當社會大眾面對資訊不充足、非結構化的SSI時，除了理性運用自己的認知，加以客觀分析之外，也會考慮本身與該議題的關聯性，才會做出最後的決定（Kolstø,2006）。例如，若政府決定在某地區興建垃圾掩埋場，就算政府做出掩埋場絕對不會對該地區造成污染或惡臭的保證，該鄰近地區的民眾還是群起抗議，加以反對，產生所謂232林宗進 林樹聲 陳映均的「鄰避效應」。也就是說，民眾自身對該議題的內心感受，在此時扮演了一個重要的角色，它會影響民眾進行推理，並做出自己的抉擇。因此，情意方面的因素也是認知主體在面對SSI做決定時，不可忽略的面向（Sadler&Zeidler,2005b）。()SSI在當今民主社會中，社會大眾必定會遭遇不同的科技議題與其所引發的爭議。由於這些議題沒有一個確切的解決方式，勢必要藉由大家主動參與討論，得到共識的解決方案，才能付諸解決的行動。Sadler與Donnelly（2006）認為，SSI帶有多元觀點、多種解決方式與開放性的特性。因此，學生在解讀各立場背後的主張與證據時，就必須去檢視它們的優、缺點，批判證據的正當性，思考主張的合理與否（Millar,1997）。經由這樣的過程，學生能對該議題有更深的理解，也能反思自身的論點，進而能提出更適切的主張與理由。林樹聲（2004）就指出若將SSI融入大學的通識教育中，因為修課學生的專業背景多元，看待議題的觀點不盡相同，因而使得課堂的討論變得更加熱烈。而在彼此對話的互動中，學生必須能掌握SSI爭議的核心與提出自己的論點，並仔細聆聽他人的意見，同時要能補強自己的想法，或反駁對方的說辭，如此的一來一往，即是經歷論證的過程。Sadler與Donnelly（2006）探討內容知識與道德觀對美國高中學生論證「基因工程議題」品質的影響。研究結果發現，內容知識與道德推理的結果並未能有效預測學生的論證品質，但他們於訪談的資料發現受試者對於內容知識的多寡的確會影響他們的論證品質（決定係數R2=.019），只是無統計上的顯著性（該文未顯示p值）。而Sadler與Fowler（2006）延續上述研究，只探討內容知識與論證品質的關係。對象為美國高中學生、主修自然科學與非主修自然科學的大學生各15位。研究主要結果為：主修自然科學大學生在「論證分數」與「辯護的數量」的表現優於非主修科學大學生或高中生；而且在訪談時，他們使用科學知識用以辯護主張的頻率，比其他兩組來得高。Mason與Scirica（2006）探討義大利中學學生在主題知識、對主題的興趣、認識論信念（epistemologicalbelief）三者與論證能力的關係。他們選擇「全球暖化」與「基因改造食品」兩個議題，讓受試者填寫問卷，結果發現「認識論信念」為預測「論證能力」的主要變項。也就是說，受試者的認識論信念層次越高，論證的品質也越高；此外，受試者僅在「基因改造食品」議題中，其主題知識與論證能力中的兩個子能力有顯著相關：提出論點（r=.28,p.05）、提出反駁（r=.39,p.01）。值得注意的是，上述研究所使用的「內容知識」問卷，大多採用選擇題的方式進行設計（Sadler&Donnelly,2006;Sadler&Fowler,2006），僅能得到受試者在該問卷的整體表現，並未能從不同的知識分類進行探討「內容知識」對「論證能力」的影響。而Mason與Scirica（2006）的主題知識問卷則是以選擇題為主，外加一題開放式問題的形式。由此可知，上述的知識問卷大多從量化取向出發，並未從質化取向探討不同知識層面與論證品質的關係，因此若能對議題所屬的不同知識層面進行探討，更能進一步看出內容知識如何影響論證的品質。其次，本研究採用的GMO議題，係屬於「基因工程議題」的範疇。一些學者233大學生對基改作物的認知與論證（Mart