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從科學(xué)推理到證據(jù)推理：內(nèi)涵的探討發(fā)表時(shí)間：2020-01-31 16:27 從科學(xué)推理到證據(jù)推理：內(nèi)涵的探討. 羅瑪 (寧波大學(xué)教師教育學(xué)院，浙江寧波315211) 摘要：“證據(jù)推理”是高中化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的關(guān)鍵概念，但在科學(xué)教育和心理學(xué)研究中，“科學(xué)推理”更為常見(jiàn)，前者則缺 乏研究、概念不明,需深入探討。從明確“科學(xué)推理'的內(nèi)涵出發(fā)，以此為基礎(chǔ)參照，結(jié)合構(gòu)詞分析，梳理、辨析“證據(jù)”的概念，探 討“證據(jù)推理”的內(nèi)涵本質(zhì)。它強(qiáng)調(diào)識(shí)別、獲取和利用科學(xué)相關(guān)的證據(jù)，并體現(xiàn)科學(xué)推理的思維要求。據(jù)此，為后續(xù)研究奠定 基礎(chǔ)。 關(guān)鍵詞：證據(jù)推理；科學(xué)推理；內(nèi)涵 文章編號(hào):1005 - 6629(2019)9 - 0003 - 04 中圖分類號(hào)：G633. 8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B
然而,在科學(xué)教育和心理學(xué)研究中，常見(jiàn)的話 題是“科學(xué)推理”，從概念本質(zhì)來(lái)說(shuō)，同樣以“推 理”為中心詞的“證據(jù)推理”會(huì)具有怎樣的內(nèi)涵表 達(dá)？它與“科學(xué)推理”又有何關(guān)聯(lián)和區(qū)別？這些 問(wèn)題尚缺乏討論，筆者在明確科學(xué)推理的內(nèi)涵基 礎(chǔ)之上，梳理有關(guān)概念，探討“證據(jù)推理”的內(nèi)涵 本質(zhì)，并對(duì)二者的關(guān)系進(jìn)行了討論。 1 “推理'‘與“科學(xué)推理” “科學(xué)推理'與“推理”的內(nèi)涵本質(zhì)、發(fā)生發(fā)展 有著密不可分的聯(lián)系。作為高階思維形式，“推 理”是邏輯學(xué)的重要研究對(duì)象，是指思維的基本 形式之一。推理是根據(jù)已知的判斷推導(dǎo)出未知判 斷的思維形態(tài)⑶。邏輯學(xué)對(duì)“思維內(nèi)容”不予討 論，其研究對(duì)象是“思維形式”，例如“前提一結(jié) 論”是一種經(jīng)典推理形式。從信息加工理論來(lái) 看，“推理”是以已有經(jīng)驗(yàn)為前提，可能是頭腦中 已經(jīng)存在、需提取的,也可能是材料中提供、需識(shí) 別確認(rèn)的信息，進(jìn)行加工、轉(zhuǎn)換之后，形成新的認(rèn) 知圖式，進(jìn)而做出決策判斷。 “科學(xué)推理"(Scientific Reasoning)是個(gè)體思 維和認(rèn)知發(fā)展到一定高度之后具有的推理類型, 是智力水平和認(rèn)知水平發(fā)展的重要體現(xiàn)⑷。在某 種程度上，“科學(xué)推理”能力可以說(shuō)是深化、具體 化、高層級(jí)的“推理”能力，有時(shí)會(huì)混用，以“推理” 簡(jiǎn)稱“科學(xué)推理”。 這個(gè)術(shù)語(yǔ)最早是在皮亞杰的研究論述中提 及，后來(lái)逐漸被心理、教育研究者廣泛應(yīng)用和關(guān) 注。按照皮亞杰的認(rèn)知發(fā)展階段理論，科學(xué)推理 也指“形式推理”(formal reasoning)，兒童到11 - 12歲左右，其認(rèn)知發(fā)展到形式運(yùn)算階段(formal operational stage)方才具有科學(xué)思維(scientific thinking)而進(jìn)行“形式推理”。皮亞杰及其合作者 開(kāi)展了多項(xiàng)研究，為其觀點(diǎn)提供了實(shí)證支持⑸。 文獻(xiàn)研究發(fā)現(xiàn)，“科學(xué)推理”的內(nèi)涵可從多方 面進(jìn)行界定。Moshman將科學(xué)推理描述為一種基 于規(guī)則的推理形式,或是一種審慎地應(yīng)用規(guī)則的思維⑹。有研究者指出，科學(xué)推理是認(rèn)知技能，用 以理解、評(píng)價(jià)科學(xué)信息，渉及對(duì)理論的、統(tǒng)計(jì)的及 因果的假設(shè)的理解與評(píng)價(jià)⑺。而從科學(xué)研究(或 探究)的視角來(lái)看，一種廣為接受的定義是，科學(xué) 推理代表了在科學(xué)探究(science inquiry)過(guò)程中 所涉及的普適性的思維和推理技能，包含實(shí)驗(yàn)開(kāi) 展、證據(jù)評(píng)價(jià)、推斷和論辯等環(huán)節(jié)，由此形成、修正關(guān)于自然和社會(huì)的概念和理論[旳。科學(xué)推理涉及 到特定領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí)和一般的策略性知識(shí)兩方 面⑼，能力要求包括分離并控制變量，選擇合適的 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)或進(jìn)行總結(jié)性測(cè)驗(yàn)，數(shù)據(jù)記錄，形成新理 論的演繹推理能力，利用證據(jù)(不論是證偽還是 證實(shí))對(duì)已有觀點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整的能力等"°〕。 由此可見(jiàn)，“科學(xué)推理”這一術(shù)語(yǔ)一般表達(dá)了 兩種內(nèi)涵。其一，廣義而言,科學(xué)推理是指認(rèn)知過(guò) 程，兒童和成人對(duì)世界規(guī)律、模式、因果關(guān)系結(jié)構(gòu) 的推論、論證;其二，是指“理想化模型"(idealized model)，科學(xué)家們提出對(duì)立的假設(shè)，再開(kāi)展實(shí)驗(yàn)進(jìn) 行評(píng)價(jià)或檢驗(yàn)，可以說(shuō)是科學(xué)研究或探究的視 角'⑴。不論哪一種,都是對(duì)“推理”概念的發(fā)展和 深化。 化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)中所強(qiáng)調(diào)的“通過(guò)分析推 理加以證實(shí)或證偽”“通過(guò)分析、推理等方法認(rèn)識(shí) 研究對(duì)象的本質(zhì)特征、構(gòu)成要素及其相互關(guān)系” 等“推理”思維或能力的運(yùn)用，以及在此基礎(chǔ)上建 立認(rèn)知模型、運(yùn)用模型等，都與“科學(xué)推理”的內(nèi) 涵表達(dá)一致，關(guān)乎科學(xué)學(xué)習(xí)、研究過(guò)程中的認(rèn)知、 探究、檢驗(yàn)等。然而，“證據(jù)意識(shí)”，“基于證 據(jù)……提出假設(shè)……建立觀點(diǎn)、結(jié)論和證據(jù)之間 的邏輯關(guān)系……” s這些與“證據(jù)”相關(guān)的闡述， 在以上“科學(xué)推理”內(nèi)涵中也有提及，但并未突 出。以下將從構(gòu)詞出發(fā)，辨析“證據(jù)”的概念，以 此來(lái)探討“證據(jù)推理”的內(nèi)涵。 2 “證據(jù)推理”中的“證據(jù)" 從構(gòu)詞結(jié)構(gòu)上來(lái)看,“證據(jù)推理”是合成詞， 包含兩個(gè)詞，分別含有兩個(gè)語(yǔ)素，化學(xué)學(xué)科核心素 養(yǎng)中以這兩個(gè)詞、四個(gè)字合成復(fù)合式的詞語(yǔ)，前偏 后正,“證據(jù)”修飾“推理”，即前一詞對(duì)后一詞起 修飾、限制的作用。我們可以表達(dá)為“收集證據(jù) 進(jìn)行推理”“利用證據(jù)進(jìn)行推理”等，如果將“證 據(jù)”的獲取和應(yīng)用過(guò)程概括起來(lái)，也可以說(shuō)是“基 于證據(jù)進(jìn)行推理”，這種表達(dá)也更突出了“證據(jù)” 的基礎(chǔ)性作用。 2.1證據(jù)的詞源分析 “證據(jù)”多用于司法領(lǐng)域，是“分析和確定案 情、辨明是非、區(qū)分真?zhèn)蔚母鶕?jù)”，可以作不同的 分類，如直接證據(jù)和間接證據(jù)等，強(qiáng)調(diào)“證據(jù)”必 須是客觀存在的事物，與案件密切相關(guān),經(jīng)法定程 序搜集和査證屬實(shí)而得'成，是“能夠證明某事物 的真實(shí)性的有關(guān)事實(shí)或材料，“證據(jù)”英文表達(dá)為“evidence” ,在法律學(xué)上, 指的是某事物的征兆、跡象，在法律偵查中來(lái)自于 人證、文件或物體對(duì)象的信息等，被允許在法庭上 出示；通常我們所說(shuō)的“證據(jù)”是名詞，指“ 一系列 可用的事實(shí)(fact)或信息(information )，表明某個(gè) 信念或主張是真實(shí)的或有效的” [15] “ evidence"中“ e-”表示“出自，摘自，(完全 地)離”等含義,相當(dāng)于“ ex- ”前綴；“ vid ”表示 “看，參見(jiàn)”等，與“ video” "visit”等詞的詞源相同; “ence”是表示名詞或性質(zhì)，是名詞性后綴。在13 世紀(jì)，古法語(yǔ)中的“evidence”指的是“可以得出推 論的外像(appearance )”；后期拉丁語(yǔ)中以 "evidentia"表示證據(jù)(proof),在古典拉丁語(yǔ)中，則 又出現(xiàn)了“區(qū)別，生動(dòng)表現(xiàn)，清晰”等修辭補(bǔ)充，并 來(lái)源于拉丁語(yǔ)詞干“evidens”，表示了“明顯的、顯 而易見(jiàn)的”。在14世紀(jì)后期/-evidence”指的是 “信念的基礎(chǔ)”，17世紀(jì)60年代,開(kāi)始出現(xiàn)了與 “evident”(明顯的)密切相關(guān)聯(lián)的“顯而易見(jiàn)”之 意「'evidence”的法律意義出現(xiàn)于15世紀(jì),起源于 推翻證據(jù)(oust witness)、證人的證詞 2.2 “證據(jù)”與“信息” 從認(rèn)知心理學(xué)的信息加工理論來(lái)看，“信息” (information)的概念與“證據(jù)"有很多的共同之 處，例如都是前提基礎(chǔ)，都是過(guò)程進(jìn)行的必備要 素。實(shí)則，在進(jìn)行推理時(shí)所需要的“證據(jù)”就是 “信息”,即“信息”的含義更廣，包含著“證據(jù)”，但 不是所有的“信息”都能夠成為“證據(jù)” 。 從前面的詞源分析中可知，“證據(jù)”是有客觀 性、真實(shí)性要求的，而且其獲得程序是嚴(yán)格的、經(jīng) 查證的，并非所有的客觀事物、事實(shí)都能成為“證 據(jù)”，具有與一般信息相區(qū)別的特征。但我們?nèi)?可以從“信息”的定義側(cè)面地理解“證據(jù)”的內(nèi)涵， 以及“證據(jù)推理”的心智操作過(guò)程。 信息是有關(guān)某人某事某物的事實(shí)，或者說(shuō)是 被告知的一切，某問(wèn)題的答案等，都可以認(rèn)為是信 息。它常常與數(shù)據(jù)(data)和知識(shí)(knowledge)相 關(guān)聯(lián)，數(shù)據(jù)代表的是參數(shù)的值,而知識(shí)意味著對(duì)真 實(shí)事物或抽象概念的理解"刀。具體說(shuō)來(lái),數(shù)據(jù)是 來(lái)源于觀察(觀測(cè))的，比如化學(xué)實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象，或 是社會(huì)調(diào)查的問(wèn)卷結(jié)果等;信息是將相關(guān)數(shù)據(jù)歸 納收集之后的結(jié)果;知識(shí)是建立在一定抽象水平之上的，從化學(xué)實(shí)驗(yàn)中探尋到一定的規(guī)律,調(diào)査發(fā) 現(xiàn)了潛在的因果關(guān)系等，即信息轉(zhuǎn)化為知識(shí)的過(guò) 程'⑻，由此可見(jiàn)，數(shù)據(jù)、信息和知識(shí)是逐步抽象、 組織化的一組概念，同時(shí)，三者也經(jīng)常在不同的情 境下混用。也有學(xué)者將信息定義為一種“代碼” （code），是獨(dú)立于物質(zhì)和能量之外的自然的第三 屬性，用來(lái)精確地、科學(xué)地描述事物，如生物遺傳 信息、語(yǔ)言信息等⑶，這種描述與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和 信息技術(shù)發(fā)展的背景契合,也帶有信息加工理論 的意味。 由此可見(jiàn)，證據(jù)是一種信息。它可能是以數(shù) 據(jù)的形式呈現(xiàn)，從各種現(xiàn)象或事件中觀察、收集獲 得。一般來(lái)說(shuō)，數(shù)據(jù)需要經(jīng)過(guò)處理和整合，才能更 為他人理解、傳播等,此時(shí)的數(shù)據(jù)已經(jīng)具有信息的 形態(tài)。同時(shí)，證據(jù)也可能是某種確定的、抽象意義 的知識(shí)，是在數(shù)據(jù)、信息理解基礎(chǔ)之上形成的，具 有可利用的形式〔如，可以被儲(chǔ)存在個(gè)體頭腦的長(zhǎng) 時(shí)記憶系統(tǒng)之中,在需要時(shí),如進(jìn)行推理時(shí)，被提 取出來(lái)。 本文嘗試從“科學(xué)推理”的概念岀發(fā)，闡述 “證據(jù)推理”的內(nèi)涵，以此為起點(diǎn)，將為后續(xù)的深 入研究和教學(xué)實(shí)踐奠定基礎(chǔ)。無(wú)論是邏輯學(xué)中的 “前提一結(jié)論”的經(jīng)典推理形式，還是認(rèn)知心理學(xué) 的信息加工程序，都強(qiáng)調(diào)了 “前提”、“信息”的重 要作用。與“證據(jù)推理”相關(guān)的關(guān)鍵概念主要有 推理、科學(xué)推理，它們之間關(guān)系密切、各有側(cè)重。 確定科學(xué)教育研究中“證據(jù)推理”能力的概念內(nèi) 涌，須以不同領(lǐng)域的學(xué)理為基礎(chǔ)。結(jié)合信息加工理論，證據(jù)可能是情境中直接 提供的知識(shí)或處理后的信息，也可能需要個(gè)體頭 腦中的感受器（receptor）對(duì)紛繁的數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換、 處理，由此具備了可供利用的形式,其后經(jīng)推理的 心智操作，即信息加工過(guò)程，最終由反應(yīng)器 （effector）作出相應(yīng)的反應(yīng)，如作答、操作、得出新 的判斷等。 3 “證據(jù)推理”的內(nèi)涵：突出“證據(jù)”的“科 學(xué)推理” 根據(jù)有關(guān)“證據(jù)”的概念分析，結(jié)合“科學(xué)推 理”的內(nèi)涵，我們明確了“證據(jù)”的客觀性、真實(shí)性 要求,其獲取過(guò)程與科學(xué)探究的要求類似,這遵循 的是提出假設(shè)、檢驗(yàn)假設(shè)、收集證據(jù)、作出評(píng)價(jià)的 基本程序。證據(jù)有可能來(lái)源于情境中直接獲取的 信息，也有可能是需要提取轉(zhuǎn)換的原有經(jīng)驗(yàn)，而不 需經(jīng)歷探究和實(shí)驗(yàn)獲得?？梢哉f(shuō)，我們關(guān)注的是 科學(xué)探究中的一個(gè)關(guān)鍵性環(huán)節(jié)，即利用證據(jù)進(jìn)行 評(píng)判,還會(huì)涉及證據(jù)的整理、轉(zhuǎn)換（數(shù)據(jù)分析）。 結(jié)合前面科學(xué)推理的分析討論,在這個(gè)階段中，需 要利用收集的數(shù)據(jù)（事實(shí)、現(xiàn)象、理論等），加以整 合分析，獲得“可利用”的證據(jù)形式，再運(yùn)用推理 思維，作出推斷、決策。 “推理”是由一個(gè)或一組命題（前提）推出另 一命題（結(jié)論）的思維形式。“證據(jù)推理”即由某 個(gè)或某組證據(jù)進(jìn)行推導(dǎo),獲得結(jié)論的思維形式,這 個(gè)結(jié)論可能是新的知識(shí)、概念，也可能是對(duì)某理論 的證實(shí)或證偽，因不同情境而變。從邏輯學(xué)角度 來(lái)說(shuō),為使推理的結(jié)論是真實(shí)的,必須滿足兩個(gè)條 件：前提真實(shí);推理的形式正確⑵］。即提取的證 據(jù)真實(shí)有效，而且建立正確的推理關(guān)系,由此才能 實(shí)現(xiàn)有效的推理。我們所涉及的是在科學(xué)學(xué)習(xí)過(guò) 程中，遇到相關(guān)問(wèn)題時(shí)應(yīng)用的推理思維、技能，相 比于一般的邏輯推理，側(cè)重于“證據(jù)”的情境，即 問(wèn)題的情境，正如前面所指出的，相對(duì)地更關(guān)注推 理思維的內(nèi)容。 總之，“證據(jù)推理”是屬于“科學(xué)推理”的范 疇，“科學(xué)推理”的本質(zhì)內(nèi)涵是界定“證據(jù)推理”能 力的基礎(chǔ)參照，必然圍繞普適的科學(xué)推理技能和 科學(xué)探究過(guò)程的要求進(jìn)行論述。但相比于“科學(xué) 推理”，“證據(jù)推理”更突出強(qiáng)調(diào)了 “證據(jù)”，重視證 據(jù)意識(shí),識(shí)別、轉(zhuǎn)換、形成證據(jù)的過(guò)程,必須以此為 重要基礎(chǔ)。 結(jié)合以上分析可知，我們認(rèn)為,“證據(jù)推理” （evidence-based reasoning）是在科學(xué)學(xué)習(xí)①這個(gè)特 定的領(lǐng)域情境下，或是在科學(xué)探究過(guò)程中,從已有 經(jīng)驗(yàn)、問(wèn)題情境中識(shí)別、轉(zhuǎn)換、形成證據(jù)，利用證據(jù) 進(jìn)行推理,從而獲得結(jié)論，解決問(wèn)題的綜合能力表 現(xiàn)，強(qiáng)調(diào)的是利用科學(xué)相關(guān)的證據(jù),體現(xiàn)科學(xué)推理 的思維要求。 4結(jié)語(yǔ)
在科學(xué)教育研究中，我們往往不對(duì)基本的思 維形式進(jìn)行探查，但必然對(duì)“推理”思維的內(nèi)容 （涉及科學(xué)概念、原理等內(nèi)容），以及內(nèi)容背后的 思維要求、復(fù)雜性等感興趣。文獻(xiàn)研究發(fā)現(xiàn)，直接 與“證據(jù)推理”關(guān)聯(lián)的研究并不多，例如在心理學(xué) 領(lǐng)域,重點(diǎn)關(guān)注推理思維的心理機(jī)制，所采用的實(shí) 驗(yàn)方法為教育研究開(kāi)拓了思路;在教育研究領(lǐng)域, 則主要是推理能力的評(píng)價(jià)、發(fā)展等相關(guān)工作，能夠 為后續(xù)構(gòu)建結(jié)構(gòu)框架、研制測(cè)評(píng)工具、開(kāi)展測(cè)評(píng)研 究所借鑒。 參考文獻(xiàn)： [1 ]■中華人民共和國(guó)教育部.關(guān)于全面深化課程改革 落實(shí)立德樹(shù)人根本任務(wù)的意見(jiàn)[Z]. 2014-3-30. [2]核心素養(yǎng)研究課題組.中國(guó)學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng) [J].中國(guó)教育學(xué)刊，2016, （10）： 1 -3. [3 ]黃士平.簡(jiǎn)明邏輯學(xué)[M].武漢：湖北教育出版 社，2005： 2, 201. [4]周建武.科學(xué)推理：邏輯與科學(xué)思維方法[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2017： 6-10. [5 ] Inhelder B, Piaget J, Parsons A, et al. The growth of logical thinking： From childhood to adolescence [M]. New York： Basic, 1958(Original book was published in 1955). [6 ] Moshman D. Cognitive Development beyond Childhood [ M]// In W. Damon (Series ed. ) , D. Kuhn & R. Siegler (Vol. , eds. ) , Handbook of child psychology: Vol. 2, Cognition, language, and perception (5th ed. ) , New York： Wiley, 1998： 947 -978. [7 ] Giere R N. Understanding scientific reasoning [J]. Teaching Philosophy, 2005 , 6(2): 364. [8 ] Zimmerman C. The development o￡ scientific reasoning skills [J]. Developmental Review, 2000 , 20(1): 99 - 149. [9 ] Bao L, Wu N. Learning and scientific reasoning [J]. Science, 2009 , 323(5914): 227 - 237. [10 ] Zimmennan C. The development of scientific thinking skills in elementary and middle school [ J ]. Developmental Review, 2007, 27(2) ：172 ~223. [11 ] Deloache J S, Miller K F, Pierroutsakos S L. Reasoning and problem solving [M]〃 In W. Damon (Series ed. ), D. Kuhn & R. Siegler (Vol. , eds. ) , Handbook of child psychology: Vol. 2, Cognition, language, and perception (5th ed. ) [M], New York： Wiley, 1998： 947 -978. [12] 中華人民共和國(guó)教育部制定.普通高中化學(xué)課程 標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：人民教育出版社，2018： 6. [13] [21]夏征農(nóng)等.辭海(第6版)[M],上海：上海 辭書(shū)出版社，2009 ： 2923, 2301. [14] 中國(guó)社會(huì)科學(xué)院語(yǔ)言研究所詞典室.現(xiàn)代漢語(yǔ)詞 典(第6版)[Z].北京：商務(wù)卽書(shū)館，2012:1663. - [15] Oxford dictionaries. Evidence [ EB/OL] . (2017 - 7 ~ 26). Retrieved from https://en. oxforddictionaries, com/ definition/evidence. [16 ] Online etymology dictionary Evidence [EB/OL]. (2017 - 7 - 26) . Retrieved from http://www. etymonline, com/ index, php? allowed_in_frame = O&search = evidence. [17] Merriam-webster dictionary. Information [ EB/OL]. (2017 - 7 - 26 ). Retrieved from https：//www. merriam- webster. com/dictionary/information. [18] 約翰?加斯泰格爾，托馬斯?恩格爾.化學(xué)信息 學(xué)教程[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005 ： 7-8. [19] 繆強(qiáng).化學(xué)信息學(xué)導(dǎo)論[M].北京：高等教育出 版社，2001： 1. 傅德榮.教育信息處理(第2版)[M].北京：北 京師范大學(xué)出版社，2011： 12-13.
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