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1、國(guó)立臺(tái)北師範(fàn)學(xué)院學(xué)報(bào),第十七卷第二期(九十三年九月)122國(guó)立臺(tái)北師範(fàn)學(xué)院國(guó)小數(shù)學(xué)資優(yōu)生運(yùn)用畫(huà)圖策略解題之探究林 香、張英傑* 林 香:臺(tái)北縣秀山國(guó)小教師張英傑:國(guó)立臺(tái)北師範(fàn)學(xué)院數(shù)學(xué)暨資訊教育學(xué)系副教授投稿收件日:93年3月31日;修正日:93年6月8日;接受日:93年7月2日摘 要本研究旨在探討國(guó)小數(shù)學(xué)資優(yōu)生運(yùn)用畫(huà)圖策略解題但有不同解題表現(xiàn)者的解題過(guò)程差異;研究對(duì)象是由參加2003年亞太區(qū)小學(xué)數(shù)學(xué)奧林匹亞競(jìng)賽臺(tái)灣區(qū)初賽錄取學(xué)生中選取運(yùn)用畫(huà)圖策略解題次數(shù)最多但不同解題正確率的4名學(xué)生進(jìn)行半結(jié)構(gòu)性晤談,研究發(fā)現(xiàn)如下:4個(gè)個(gè)案的解題過(guò)程差異可分為四個(gè)方面來(lái)說(shuō):(一)圖畫(huà)表徵的內(nèi)容差異(二)圖畫(huà)表徵
2、的形成差異(三)圖畫(huà)表徵的運(yùn)用差異(四)評(píng)估解答的差異。關(guān)鍵詞:國(guó)小、數(shù)學(xué)資優(yōu)生、數(shù)學(xué)解題、畫(huà)圖策略國(guó)立臺(tái)北師範(fàn)學(xué)院學(xué)報(bào),第十七卷第二期(九十三年九月)122國(guó)立臺(tái)北師範(fàn)學(xué)院國(guó)小數(shù)學(xué)資優(yōu)生運(yùn)用畫(huà)圖策略解題之探究林 香、張英傑* 林 香:臺(tái)北縣秀山國(guó)小教師張英傑:國(guó)立臺(tái)北師範(fàn)學(xué)院數(shù)學(xué)暨資訊教育學(xué)系副教授壹、研究動(dòng)機(jī)與目的九十學(xué)年度開(kāi)始實(shí)施的國(guó)民中小學(xué)九年一貫課程綱要中,特別強(qiáng)調(diào)要培養(yǎng)學(xué)生能帶著走的能力,而非背不動(dòng)的書(shū)包,並列舉了十大基本能力指標(biāo),其中獨(dú)立思考與解決問(wèn)題正是學(xué)生必需具備的能力之一(教育部,民89)。在數(shù)學(xué)教育中,解決問(wèn)題也是一個(gè)重要的課題。從美國(guó)數(shù)學(xué)教師協(xié)會(huì)(National Co
3、uncil of Teachers of Mathematics, NCTM)歷年來(lái)所公佈的課程標(biāo)準(zhǔn),把問(wèn)題解決列為重點(diǎn)之一(NCTM, 1989, 2000),即可顯示問(wèn)題解決在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)及數(shù)學(xué)課程中的重要性。近年來(lái),國(guó)內(nèi)數(shù)學(xué)教育改革也以數(shù)學(xué)解題為方向,八十二年版國(guó)小數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)之總目標(biāo)指出:國(guó)民小學(xué)數(shù)學(xué)教育目標(biāo),在於輔導(dǎo)學(xué)生從日常生活經(jīng)驗(yàn)中,獲得有關(guān)數(shù)學(xué)知識(shí),進(jìn)而培養(yǎng)有效運(yùn)用數(shù)學(xué)方法,以解決實(shí)際問(wèn)題的態(tài)度及能力。(教育部,民82,頁(yè)91)數(shù)學(xué)新課程的重點(diǎn)之一是將數(shù)學(xué)視為解題(周筱亭,民83);目前九年一貫數(shù)學(xué)領(lǐng)域目標(biāo)亦強(qiáng)調(diào)發(fā)展學(xué)生解決數(shù)學(xué)問(wèn)題的能力,期望學(xué)生達(dá)成發(fā)展形成數(shù)學(xué)問(wèn)題與解決數(shù)學(xué)問(wèn)題
4、的能力,並透過(guò)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)激勵(lì)多樣性的獨(dú)立思維方式,激盪各種想法,激發(fā)創(chuàng)造力(教育部,民90)。迎接知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代的來(lái)臨,教育部於民國(guó)91年公佈創(chuàng)造力教育白皮書(shū),培養(yǎng)學(xué)生思考創(chuàng)新的能力,以打造創(chuàng)造力國(guó)度(教育部,民91),而創(chuàng)新思考其實(shí)正是數(shù)學(xué)解題所強(qiáng)調(diào)的精神。臺(tái)灣地區(qū)因物質(zhì)資源有限,人力資源的開(kāi)發(fā)益形重要,為促進(jìn)國(guó)家各項(xiàng)建設(shè),需透過(guò)教育過(guò)程,挑選各種才智優(yōu)異的學(xué)生,給予充足的學(xué)習(xí)方案,培養(yǎng)其成為對(duì)國(guó)家建設(shè)有貢獻(xiàn)之人才(吳武典,民88)。是故教師應(yīng)發(fā)掘與啟發(fā)國(guó)小數(shù)學(xué)資優(yōu)生的數(shù)學(xué)解題潛能,將來(lái)貢獻(xiàn)於社會(huì)國(guó)家。然誠(chéng)如謝淡宜(民88)的研究指出,要發(fā)展及提升數(shù)學(xué)資優(yōu)生的解題能力,應(yīng)先瞭解其解題特質(zhì)及解題思
5、維。但研究者閱讀相關(guān)文獻(xiàn)時(shí)發(fā)現(xiàn),國(guó)內(nèi)有關(guān)國(guó)小學(xué)童數(shù)學(xué)解題的研究顯然很多(王正信,民91;林碧珍,民78;邱佳寧,民90;涂金堂,民84;陳明媚,民91;楊明家,民86;楊瑞智,民83;謝淡宜,民88;鍾政廷,民91),不過(guò)甚少對(duì)具有數(shù)學(xué)潛能之學(xué)生進(jìn)行探究,因此研究者以國(guó)小數(shù)學(xué)資優(yōu)生為對(duì)象進(jìn)行解題研究。數(shù)學(xué)解題是一個(gè)複雜的心智活動(dòng),一般人面對(duì)問(wèn)題時(shí),會(huì)運(yùn)用各種辦法以達(dá)到目標(biāo)或求得解答;而且同一個(gè)問(wèn)題,每一個(gè)人所採(cǎi)用的策略不一定相同,甚至一個(gè)人處理不同類型的問(wèn)題可能使用的方法也不同,因此策略的運(yùn)用可說(shuō)是人類高層次思維運(yùn)作的表現(xiàn),也是解題成功的關(guān)鍵因素之一。解題策略的種類非常多,其中圖畫(huà)表徵策略是許
6、多學(xué)者及解題教學(xué)研究較常提到的有效解題策略之一(吳昭容,民79;林淑菁,民92;徐文鈺,民81;楊淑芳,民90;魏君芝,民92),但運(yùn)用圖畫(huà)表徵策略並不一定保證成功解題(楊瑞智,民83;Campbell, Collis & Watson, 1995; Lowrie & Kay, 2001)。也就是有的人畫(huà)圖成功解題,有的人畫(huà)圖仍失?。谎芯空哒J(rèn)為有必要瞭解為什麼同樣運(yùn)用畫(huà)圖策略,為什麼有不同的解題成效,他們之間的差異值得深入探究。綜合上述動(dòng)機(jī),本研究旨在探討國(guó)小數(shù)學(xué)資優(yōu)生運(yùn)用畫(huà)圖策略解題但有不同解題正確率者的解題過(guò)程差異。希望藉由此研究,進(jìn)一步了解國(guó)小數(shù)學(xué)資優(yōu)生的解題思維及策略運(yùn)用的想法,也期望
7、研究結(jié)果能提供相關(guān)教育人員參考,以增進(jìn)教學(xué)效能,提升學(xué)生的解題能力,或者作為未來(lái)的研究參考。貳、文獻(xiàn)探討本研究旨在瞭解影響國(guó)小數(shù)學(xué)資優(yōu)生運(yùn)用畫(huà)圖策略解題但不同解題正確率者的解題過(guò)程差異。故對(duì)畫(huà)圖策略與數(shù)學(xué)解題的關(guān)係,及視覺(jué)思考、問(wèn)題表徵等相關(guān)的研究文獻(xiàn)也進(jìn)行探討,以作為本研究架構(gòu)之參考。一、畫(huà)圖策略與數(shù)學(xué)解題許多解題教學(xué)研究者(吳昭容,民79;林淑菁,民92;徐文鈺,民81;楊淑芳,民90;魏君芝,民92)指出有些數(shù)學(xué)問(wèn)題抽象度較高,畫(huà)出圖形常有助於問(wèn)題的解決,透過(guò)畫(huà)圖的方式使問(wèn)題具體化、直觀化,進(jìn)而找出解題的途徑,因此解題教學(xué)時(shí)透過(guò)圖示說(shuō)明,也建議學(xué)生運(yùn)用畫(huà)圖方法於個(gè)人解題活動(dòng)中。所以畫(huà)圖策
8、略是指解題者在解題過(guò)程中,運(yùn)用畫(huà)圖的方式,畫(huà)出與題意相關(guān)的圖形或圖案,藉以幫助解題者觀察、推理、思考,是達(dá)到解答問(wèn)題的一種手段。畫(huà)圖策略亦可稱為圖畫(huà)表徵策略、圖示策略與圖解等。由認(rèn)知發(fā)展的觀點(diǎn)來(lái)看或由訊息處理的角度切入,圖像(圖示)在數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)有很大助益,因此應(yīng)用畫(huà)圖的方法於問(wèn)題解決的活動(dòng)中,透過(guò)圖畫(huà)表徵問(wèn)題較為抽象或較為複雜的成分,使解題者易於發(fā)現(xiàn)解題的關(guān)鍵,故畫(huà)圖策略可說(shuō)在數(shù)學(xué)解題過(guò)程中扮演著一個(gè)重要角色,它是有助解題的有效策略,所以建議學(xué)生解題時(shí)可利用圖畫(huà)表徵策略。二、畫(huà)圖策略之相關(guān)研究(一)解題之視覺(jué)方法探討許多研究(紀(jì)惠英,民80;Hegarty & Kozhevnikov, 199
9、9; Krutetskii, 1976/1993; Lowrie, 2000; Lowrie & Clements, 2001; Lowrie & Kay, 2001)證實(shí)學(xué)生解決數(shù)學(xué)問(wèn)題會(huì)產(chǎn)生偏愛(ài)使用視覺(jué)或非視覺(jué)(語(yǔ)言)的方法,他們認(rèn)為至少在處理問(wèn)題的最初階段,解題者思考可能的解決方法時(shí),他們偏愛(ài)使用視覺(jué)模式或偏愛(ài)非視覺(jué)的思維來(lái)解題。所謂視覺(jué)方法,是指?jìng)€(gè)體解決數(shù)學(xué)問(wèn)題時(shí),會(huì)在腦海中或在紙上呈現(xiàn)與問(wèn)題有關(guān)的圖像,以幫助個(gè)體進(jìn)行解題思考。而解題者選擇使用視覺(jué)方法與個(gè)人的特質(zhì)有關(guān),那與性別的關(guān)係如何?Lowrie and Kay(2001)探究112個(gè)六年級(jí)學(xué)生(61男生和51個(gè)女生)解題使用的方
10、法(視覺(jué)和非視覺(jué))有無(wú)差異,結(jié)果發(fā)現(xiàn)性別對(duì)視覺(jué)或非視覺(jué)方法的偏愛(ài)沒(méi)有關(guān)聯(lián),除外,Lowrie and Kay也進(jìn)一步調(diào)查作業(yè)的複雜度減少時(shí),學(xué)生解數(shù)學(xué)問(wèn)題所使用的方法是否改變,結(jié)果發(fā)現(xiàn)有些學(xué)生有視覺(jué)或非視覺(jué)方法的偏愛(ài)外,問(wèn)題的困難度也影響學(xué)生選擇表徵問(wèn)題的方法;學(xué)生對(duì)於困難及新穎的問(wèn)題,較可能用視覺(jué)方法,相較之下,非視覺(jué)方法則使用在較少困難的情況。Lowrie and Clements(2001)的研究是讓三個(gè)不同解題類型(視覺(jué)型、非視覺(jué)型、調(diào)和型)的六年級(jí)學(xué)生一起討論數(shù)學(xué)問(wèn)題、解決問(wèn)題,然後在學(xué)年期間的不同階段,讓三個(gè)人個(gè)別解4個(gè)數(shù)學(xué)文字題,作者們觀察、分析三人解題之視覺(jué)歷程,結(jié)果發(fā)現(xiàn)在研究
11、期間,當(dāng)數(shù)學(xué)問(wèn)題減少新穎因素時(shí),也就是屬於較熟悉的問(wèn)題,或類似的問(wèn)題,三個(gè)個(gè)案學(xué)生的解題行為轉(zhuǎn)變?yōu)檩^非視覺(jué)/語(yǔ)言推理。亦即一旦學(xué)生覺(jué)得他們擁有適當(dāng)?shù)幕:透拍钪R(shí)去連結(jié)先前經(jīng)驗(yàn)和所理解的解題策略,他們表現(xiàn)出想要以非視覺(jué)的方法解題,尤其屬於視覺(jué)型的個(gè)案,她在學(xué)年開(kāi)始偏愛(ài)使用視覺(jué)方法解題,在學(xué)年末解題方法有明顯轉(zhuǎn)變。綜合Lowrie and Clements(2001)與Lowrie and Kay(2001)的研究可知問(wèn)題性質(zhì)易影響視覺(jué)方法的選擇,也就是不管學(xué)生對(duì)於視覺(jué)方法是否有特殊偏愛(ài),當(dāng)問(wèn)題屬於較熟悉的或類似的問(wèn)題,學(xué)生傾向於使用非視覺(jué)方法解題;反之,當(dāng)問(wèn)題是較困難、新穎的問(wèn)題,學(xué)生則傾向使
12、用視覺(jué)方法。(二)解題之問(wèn)題表徵探討ayes, 1989, 引自羅素貞,民85)。從這過(guò)程來(lái)看,問(wèn)題表徵的形成是問(wèn)題解決的第一步,它對(duì)解題計(jì)畫(huà)的形成與執(zhí)行有很大的影響。亦即問(wèn)題表徵是問(wèn)題解決中的重要成分,外在表徵更是解題的重要輔助;如果解題者對(duì)問(wèn)題所形成表徵的不正確,將會(huì)影響他找到正確解題的路徑與方法,故問(wèn)題表徵對(duì)解題成敗有關(guān)鍵性的影響。表徵的型式是多樣的,圖畫(huà)是其中的一種,運(yùn)用畫(huà)圖策略解題,是指解題者問(wèn)題解決時(shí),運(yùn)用了圖畫(huà)表徵問(wèn)題及解決問(wèn)題。紀(jì)惠英(民80)的研究顯示解題者對(duì)表徵的型式有個(gè)人偏好的情形存在;陳其英(民88)的研究發(fā)現(xiàn),影響學(xué)生解題表徵型式選擇的主要影響因素是個(gè)人特質(zhì)、解題經(jīng)驗(yàn)
13、、以及題目性質(zhì)。故探究數(shù)學(xué)資優(yōu)生運(yùn)用畫(huà)圖策略解題時(shí),須重視這三個(gè)因素,由於學(xué)生的解題特質(zhì)與解題經(jīng)驗(yàn)非研究者所能控制,因此以問(wèn)題性質(zhì)為變項(xiàng),來(lái)瞭解學(xué)生策略運(yùn)用的情形。解題者會(huì)依解題需要選擇表徵的型式,但如何形成問(wèn)題表徵?Mayer(1987/ 1990)綜合認(rèn)知心理學(xué)及訊息處理的觀點(diǎn),提出問(wèn)題表徵應(yīng)包含兩個(gè)步驟:?jiǎn)栴}轉(zhuǎn)譯與問(wèn)題整合。1.問(wèn)題轉(zhuǎn)譯(problem translation):指將問(wèn)題的每一個(gè)句子或主要的詞句轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)在心理表徵,也就是解題者對(duì)問(wèn)題的理解及對(duì)問(wèn)題所牽涉的數(shù)學(xué)事實(shí)進(jìn)行運(yùn)作轉(zhuǎn)譯成某種表徵。 2. 問(wèn)題整合(problem integration):指將問(wèn)題中的訊息放在一起,使
14、連貫成一致的表徵。一個(gè)問(wèn)題的正確表徵不只是一個(gè)句子一個(gè)句子的轉(zhuǎn)譯而已,還需要將幾個(gè)陳述句關(guān)聯(lián)在一起成為有用的條件。Mayer在書(shū)中談到對(duì)學(xué)生而言,問(wèn)題轉(zhuǎn)譯歷程是不容易的,尤其是有關(guān)係語(yǔ)句的問(wèn)題(表示數(shù)量之間數(shù)量關(guān)係的陳述句);有些學(xué)生在轉(zhuǎn)譯過(guò)程中忽略關(guān)係句,而產(chǎn)生轉(zhuǎn)譯錯(cuò)誤;有些人把問(wèn)題的每個(gè)陳述句分開(kāi)轉(zhuǎn)譯,不知如何將兩個(gè)陳述句之間關(guān)聯(lián)在一起,因此他強(qiáng)調(diào)問(wèn)題轉(zhuǎn)譯之後,更重要的要將陳述句整合連貫成一致的表徵。林香(民92)研究發(fā)現(xiàn)運(yùn)用畫(huà)圖策略解題的數(shù)學(xué)資優(yōu)生錯(cuò)誤情形較多的是圖畫(huà)表徵錯(cuò)誤;而有些研究(何縕琪和林清山,民83;Goldin, 1987, 引自楊瑞智,民83;Hegarty, Mayer
15、, & Monk, 1995)也發(fā)現(xiàn)解題者在問(wèn)題轉(zhuǎn)譯或表徵階段,除了忽略關(guān)係語(yǔ)句外,還有轉(zhuǎn)譯的方法亦是造成問(wèn)題表徵錯(cuò)誤的原因。他們指出學(xué)生在解數(shù)學(xué)問(wèn)題時(shí),經(jīng)常直接設(shè)法轉(zhuǎn)譯問(wèn)題敘述,到算術(shù)式或代數(shù)式,常用關(guān)鍵字直接促成轉(zhuǎn)譯,例如看到共有就用加法、還剩就用減法,忽略了問(wèn)題的深層結(jié)構(gòu),造成解題失敗,也就是只有轉(zhuǎn)譯問(wèn)題陳述,而沒(méi)有整合有關(guān)解題的條件資訊。綜合上述文獻(xiàn),研究者認(rèn)為探討國(guó)小數(shù)學(xué)資優(yōu)生運(yùn)用運(yùn)用畫(huà)圖策略卻有不同解題成效,須探究學(xué)生的解題過(guò)程,才得以瞭解其間的差異。而解題過(guò)程以訊息處理理論的觀點(diǎn)較適合作為本研究觀察學(xué)生解題行為之依據(jù),其解題步驟有ayes, 1989, 引自羅素貞,民85),但本
16、研究受限於時(shí)間、人力、物力等因素,故將解題過(guò)程統(tǒng)整為三個(gè)階段,1.表徵問(wèn)題階段(步驟1)2.解決問(wèn)題階段(步驟2、3、4)3. 評(píng)估解答(步驟5)。參、研究方法與過(guò)程一、研究方法本研究主要探究國(guó)小數(shù)學(xué)資優(yōu)生運(yùn)用畫(huà)圖策略解題者但有不同解題成效者的解題過(guò)程差異。故研究者分析各種評(píng)量法後,決定採(cǎi)用兩種方式進(jìn)行,(一)筆試紙筆測(cè)驗(yàn),以篩選運(yùn)用畫(huà)圖策略解題次數(shù)最多的學(xué)生作為晤談對(duì)象;(二)晤談半結(jié)構(gòu)性訪談,瞭解學(xué)生圖畫(huà)表徵及解決問(wèn)題等過(guò)程。個(gè)別晤談進(jìn)行的方式是先讓受試解2題數(shù)學(xué)問(wèn)題,完成解題後,請(qǐng)受試描述他的解題過(guò)程,及回答研究者的問(wèn)題。個(gè)別晤談時(shí)間約5070分鐘。晤談過(guò)程,研究者以錄音、錄影的方式蒐集
17、資料,之後再轉(zhuǎn)譯成文字紀(jì)錄。二、研究對(duì)象數(shù)學(xué)資優(yōu)生一般是指在數(shù)學(xué)方面具有高度潛能之學(xué)生,但國(guó)內(nèi)小學(xué)階段資賦優(yōu)異學(xué)生大都屬於一般智能優(yōu)異的資優(yōu)生,而非數(shù)學(xué)資優(yōu)生。本研究所指的數(shù)學(xué)資優(yōu)生是界定為參加亞太區(qū)小學(xué)數(shù)學(xué)奧林匹亞競(jìng)賽臺(tái)灣區(qū)初賽錄取的國(guó)小五、六年級(jí)的學(xué)生。因?yàn)榇烁?jìng)賽試題難度頗高,且其內(nèi)容與範(fàn)圍都超出現(xiàn)行部頒之國(guó)小數(shù)學(xué)課程教材,初賽錄取的學(xué)生是所有參賽者中測(cè)驗(yàn)成績(jī)排名前20者,顯現(xiàn)其具有某些數(shù)學(xué)潛能。本研究樣本取自於參加2003年亞太地區(qū)小學(xué)數(shù)學(xué)奧林匹亞競(jìng)賽臺(tái)灣區(qū)初賽錄取學(xué)生;今年參加初賽的人數(shù)有565人,錄取初賽成績(jī)排行前20之學(xué)生,計(jì)一百二十名。本研究對(duì)象是由初賽錄取學(xué)生進(jìn)行筆試,以選取運(yùn)
18、用畫(huà)圖策略次數(shù)最多且解題正確率最高與最低各2人,合計(jì)四名,進(jìn)行個(gè)別晤談。三、研究工具本研究工具的設(shè)計(jì)方向,以可用畫(huà)圖方式解題的數(shù)學(xué)應(yīng)用問(wèn)題為主,例如題目中的數(shù)量關(guān)係較為複雜,已知條件較為隱密,很難找到解題方法,如果畫(huà)線段或畫(huà)其他圖形的方法,把題目中的數(shù)量關(guān)係,具體形象地表現(xiàn)出來(lái),則可能找到解題的途徑,當(dāng)然這些問(wèn)題也可運(yùn)用其他策略解題。研究者參考相關(guān)解題研究(Campbell, Collis, & Watson, 1995; Hegarty & Kozhevnikov, 1999; Lowrie & Clements, 2001; Lowrie & Kay, 2001),與Krutetskii(
19、1976/1993)中小學(xué)生數(shù)學(xué)能力心理學(xué)及其他數(shù)學(xué)問(wèn)題叢書(shū),共編製20題數(shù)學(xué)試題,試題設(shè)計(jì)完成後,與資優(yōu)班老師討論修正。在正式進(jìn)行研究之前,研究者以服務(wù)學(xué)校鄰近有資優(yōu)班之學(xué)校臺(tái)北縣健康、快樂(lè)國(guó)小及臺(tái)北市希望國(guó)小五、六年級(jí)資優(yōu)班學(xué)生(校名均為匿名),共105人進(jìn)行預(yù)試。預(yù)試後,以古典測(cè)驗(yàn)理論,總分取高、低分組27,進(jìn)行各試題難易度分析,及畫(huà)圖策略的認(rèn)定,其原則是只要學(xué)生在其答案紙上有任何圖畫(huà)(數(shù)線圖、數(shù)圖、集合圖、)或圖表,不管學(xué)生在解題過(guò)程中是否劃掉取消,均將其歸類為運(yùn)用了畫(huà)圖策略。根據(jù)試題的難易度(0.66以下)、鑑別度(0.52以上)及畫(huà)圖人數(shù)較多者為原則,從20道問(wèn)題中挑選5題作為篩選
20、研究對(duì)象的試題,另選2題作為晤談試題。在信度方面,本測(cè)驗(yàn)採(cǎi)評(píng)分者信度,即筆試施測(cè)完成後由研究者與另一位同校教師進(jìn)行評(píng)分,評(píng)分前研究者與另一位評(píng)分者共同討論評(píng)分內(nèi)容與評(píng)分原則,然後兩人個(gè)別評(píng)分,且將分?jǐn)?shù)寫(xiě)於研究者設(shè)計(jì)的表格上而不寫(xiě)於學(xué)生的作答紙上,完成評(píng)分後,研究者以SPSS統(tǒng)計(jì)軟體進(jìn)行兩位評(píng)分的分?jǐn)?shù)作相關(guān)分析,統(tǒng)計(jì)結(jié)果相關(guān)係數(shù)達(dá)0.993,顯示兩人的評(píng)分有一致性高。研究者針對(duì)筆試時(shí)運(yùn)用圖畫(huà)表徵策略次數(shù)最多之高、低解題正確率的受試4人(S34、S59、S23、S83),進(jìn)行一對(duì)一個(gè)別晤談,觀察瞭解他們運(yùn)用畫(huà)圖策略解題的過(guò)程。個(gè)別晤談主要以半結(jié)構(gòu)性的方式進(jìn)行訪談,訪談大綱與數(shù)學(xué)教育專家及培訓(xùn)教師群
21、共同討論修訂。訪談大綱如下:1. 請(qǐng)告訴我你的做法。 2. 你是怎麼畫(huà)出這個(gè)圖的? 3. 請(qǐng)說(shuō)明這個(gè)圖跟解題有什麼關(guān)係。4. 你算完會(huì)檢查嗎?訪談大綱之效度亦採(cǎi)用專家效度。研究者根據(jù)文獻(xiàn)分析與研究目的設(shè)計(jì)晤談大綱,接著與培訓(xùn)教師群及數(shù)學(xué)教育專家共同討論修訂。肆、研究結(jié)果與討論本研究主要探究國(guó)小數(shù)學(xué)資優(yōu)生運(yùn)用畫(huà)圖策略解題但有不同解題成效者的解題過(guò)程差異,因受於篇幅限制,故本文主要針對(duì)晤談時(shí)所蒐集的資料進(jìn)行分析討論,而筆試資料分析於另外文章討論之。本研究先進(jìn)行筆試(試題有5題)以選取晤談對(duì)象,紙筆測(cè)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)有的學(xué)生解題時(shí),每一題都運(yùn)用了畫(huà)圖策略,共計(jì)有14人,分析運(yùn)用畫(huà)圖策略次數(shù)最多的14人之答
22、對(duì)題數(shù),結(jié)果發(fā)現(xiàn)其解題表現(xiàn)差異很大(見(jiàn)表1),有的人解題正確5題,有的人卻只答對(duì)1題,故研究者選取答對(duì)題數(shù)最多的S34、S59和答對(duì)題數(shù)最少的S23、S83,計(jì)有4人,進(jìn)行一對(duì)一的半結(jié)構(gòu)性晤談,以瞭解學(xué)生運(yùn)用畫(huà)圖解題的過(guò)程。 表1 運(yùn)用畫(huà)圖策略最多次數(shù)者之答對(duì)題數(shù)統(tǒng)計(jì)答對(duì)題數(shù)學(xué) 生 編 號(hào)合計(jì)5S34、S592人4S29、S30、S563人3S22、S52、S55、S674人2S33、S60、S883人1S23、S832人為方便敘述與討論,將晤談的4個(gè)個(gè)案分別化名為繪智高(S34)、繪智強(qiáng)(S59)兩人是筆試時(shí)運(yùn)用畫(huà)圖策略次數(shù)最多之高解題正確率學(xué)生;繪智平(S23)、繪智梅(S83)是筆試時(shí)運(yùn)
23、用畫(huà)圖策略次數(shù)最多之低解題正確率學(xué)生。以下針對(duì)四個(gè)個(gè)案解決2個(gè)數(shù)學(xué)問(wèn)題的過(guò)程進(jìn)行分析討論,包括學(xué)生圖畫(huà)表徵的內(nèi)容,與利用圖畫(huà)表徵解題的過(guò)程,以下逐題討論之。一、第一題繩子問(wèn)題題目:有一捆繩子,第一次用去全長(zhǎng)的一半多3公尺,第2次用去第一次剩下的一半少10公尺,第三次用去15公尺,最後還剩7公尺,請(qǐng)問(wèn)這捆繩子有多長(zhǎng)?(答:54公尺)繪智高(S34)、繪智強(qiáng)(S59)、繪智平(S23)、繪智梅(S83)四人,看完題目後下筆就先畫(huà)圖表徵問(wèn)題(見(jiàn)圖1),4個(gè)個(gè)案的解題策略與筆試相似。不過(guò)四人的解題表現(xiàn)不同,繪智高(S34)、繪智強(qiáng)(S59)解題成功,而繪智平(S23)、繪智梅(S83)解題失敗。4個(gè)個(gè)
24、案表示透過(guò)畫(huà)圖可以較清楚題目的意思,並且可以掌握解題重要的關(guān)鍵部分。繪智強(qiáng)(S59)更清楚地說(shuō)透過(guò)圖可觀察到像第二次用去繩子的部分,一邊少10公尺另一邊多10公尺,一般人會(huì)因一半減10公尺而用加10公尺,其實(shí)應(yīng)該減10公尺。觀察他們四人的圖畫(huà)表徵,除了繪智梅是以一條線段表徵問(wèn)題外,其餘三人都是將三次用去情形分開(kāi)逐段表徵。解題失敗的繪智平(S23)解釋其做法:第3次用去15公尺加上剩下7公尺是22公尺,這是第二次(遲疑了2秒),對(duì),是第二次的,22是第二次的一半,所以求第二次的全長(zhǎng)要乘以2,然後一半又多3公尺,所以要把3公尺剪掉,就是41,然後再乘以2,也就是跟剛一樣的一半,就得82。這個(gè)題目繪
25、智平解題錯(cuò)誤。繪智高(S34)繪智強(qiáng)(S59)繪智平(S23)繪智梅(S83)圖1 第一題個(gè)案解題原案研究者發(fā)現(xiàn)繪智平一開(kāi)始就畫(huà)圖,且圖畫(huà)表徵與繪智高(S34)相似,畫(huà)三條線分別表示三次用去情形(見(jiàn)圖1),但解題卻未能成功,進(jìn)一步瞭解其錯(cuò)誤原因。I:你算完會(huì)檢查嗎? S:我沒(méi)有這種習(xí)慣?I:為什麼?S:會(huì)浪費(fèi)時(shí)間,而且平常算就要算對(duì),就不用檢查。I:你怎麼知道你是算對(duì)的?S:只要算過(guò)去就好了。繪智平認(rèn)為有算出答案就不用浪費(fèi)時(shí)間檢查。研究者告訴他現(xiàn)在不是考試,不趕時(shí)間,試著檢查看看,然而他表示學(xué)校老師及補(bǔ)習(xí)班老師雖偶而會(huì)提起檢查,但沒(méi)有說(shuō)明檢查的方法。他認(rèn)為檢查就是重頭再算一次,於是重讀題目,並
26、看一下圖,發(fā)現(xiàn)前面的做法漏掉第一次用去剩下的一半少10公尺之10公尺部份,於是喃喃自語(yǔ)地表示一半少10公尺(遲疑一下),是加還是減?我想想看(停頓2秒),應(yīng)該是加,後來(lái)寫(xiě)下算式【221032,32264,64361,612122】。研究者發(fā)現(xiàn)該生在思考一半少10公尺應(yīng)如何計(jì)算時(shí),並沒(méi)有對(duì)照所畫(huà)之圖思考,而是在腦海分析,此想法也得到他的證實(shí),故研究者建議繪智平對(duì)照著圖做做看,後來(lái)由圖一歩一歩觀察及運(yùn)算,繪智平頓悟之前的錯(cuò)誤。研究者認(rèn)為繪智平(S23)解題失敗的原因主要解題過(guò)程沒(méi)有運(yùn)配合用圖思考,畫(huà)圖只是瞭解題目意思及找出解題的程序,但在解題過(guò)程中並沒(méi)有利用圖或?qū)φ請(qǐng)D分析思考,純粹用語(yǔ)言推理分析,
27、而逆推時(shí)受關(guān)鍵字多少干擾,所以無(wú)法正確解題。另一個(gè)解題失敗者繪智梅(S83)是畫(huà)一條線表示三次用去情形(見(jiàn)圖1)。I:請(qǐng)告訴我你第一題的做法。S:我是從後面往前推,剩下7公尺和第三次用的15公尺加起來(lái)22公尺,我看圖22是剩下的一半多10,所以22減10就是12這一段(指著圖),這一段是它(全長(zhǎng))的四分之一,所以就乘以4,得到48。I:(指著圖)這一段為什麼是它的四分之一?S:(指著圖)因?yàn)橐婚_(kāi)始用它的一半,後又用它的一半到這一邊(12公尺長(zhǎng)的位置),所以就這樣。研究者發(fā)現(xiàn)繪智梅按照題目意思,一條繩子就畫(huà)一條線,然後依序畫(huà)出三次用去情形,其圖是符合題目敘述的,但把三個(gè)層次之部分-整體關(guān)係表徵在
28、同一線段,使這些關(guān)係看起來(lái)更複雜,導(dǎo)致她推論分析錯(cuò)誤,所以解題失敗。此種情形也出現(xiàn)在筆試時(shí),雖然繪智梅知道逆推回去求解,但其圖畫(huà)表徵並不恰當(dāng)。故研究者建議她用不一樣的圖畫(huà)表徵問(wèn)題,但繪智梅不太瞭解研究者的意思,所以研究者提示將三次用去的情形分開(kāi)畫(huà),不一定只畫(huà)一條線,於是繪智梅重畫(huà)三條線,依序表示第一次、第二次、第三次用去情形(見(jiàn)圖1重做之圖),依此圖再次解題。研究者發(fā)現(xiàn)她改變了圖畫(huà)表徵內(nèi)容就解題成功了。後來(lái)她也告訴研究者,把各次用去情形分開(kāi)畫(huà)的圖比較清楚,也比較不會(huì)亂掉,像之前所畫(huà)的圖就讓她沒(méi)注意第一次多3公尺。因此繪智梅(S83)這題解題失敗的原因主要在圖畫(huà)表徵的問(wèn)題,她的圖畫(huà)表徵雖正確但不
29、恰當(dāng),使其遺漏了關(guān)鍵訊息(第一次多3公尺),造成分析錯(cuò)誤而解題失敗。二、第二題書(shū)架問(wèn)題題目:一個(gè)書(shū)架分為上、中、下三層,總共放有160本書(shū)。圖書(shū)館義工從上層移動(dòng)15本到下層,且將中層1/3的書(shū)淘汰拿掉,結(jié)果上層與中層的書(shū)本數(shù)相同,而下層的書(shū)本數(shù)是上層的1.5倍,請(qǐng)問(wèn)原來(lái)上、中、下三層各有幾本書(shū)?(上55本、中60本、下45本)繪智強(qiáng)(S59)、繪智平(S23)、繪智梅(S83)三人,看完題目後下筆就先畫(huà)圖表徵問(wèn)題(見(jiàn)圖2);繪智高(S34)開(kāi)始直接列算式,但算不出,所以改用畫(huà)圖方法。結(jié)果繪智高(S34)、繪智強(qiáng)(S59)二人解題成功;繪智平(S23)、繪智梅(S83)二人解題失敗。在此題研究者
30、發(fā)現(xiàn)個(gè)案畫(huà)圖的方法不太一樣,繪智高(S34)、繪智強(qiáng)(S59)表示畫(huà)圖是為了瞭解各層書(shū)量有幾等分與差的關(guān)係,所以圖要盡量畫(huà)得標(biāo)準(zhǔn),否則容易誤導(dǎo);故畫(huà)圖時(shí),先把題目看完,再把一等份的地方畫(huà)出來(lái),慢慢畫(huà)其他等分的地方。而繪智強(qiáng)(S59)說(shuō)畫(huà)這個(gè)圖,如果照題目順序畫(huà)很麻煩,關(guān)係太複雜的時(shí)候,若先畫(huà)原來(lái)的上層再移走15,接著畫(huà)會(huì)比較不準(zhǔn),所以先從下面往上看,1.5倍就是3倍,然後畫(huà)中層2/3是2倍,上層也一樣,然後多畫(huà)虛線代表移給下層15本,然後中層加1倍,就是拿掉的1/3。研究者認(rèn)為他們會(huì)注意畫(huà)圖的方法,且重視圖示的關(guān)係比例,因此其圖能呈現(xiàn)解題關(guān)鍵,這對(duì)解題是有相當(dāng)助益的。相對(duì)地,繪智平(S23)說(shuō)
31、畫(huà)圖的方法是照題目的敘述一句一句直接畫(huà)出,因此他只畫(huà)出各層書(shū)量改變情形,卻無(wú)法顧及各層之間的數(shù)量關(guān)係。繪智梅(S83)亦表示畫(huà)圖是想找出各層書(shū)量的倍數(shù)關(guān)係,不過(guò)她所畫(huà)的三條線段等長(zhǎng),她告訴研究者上層與中層的書(shū)量原來(lái)是一樣的,因此畫(huà)圖表徵問(wèn)題時(shí),將三層畫(huà)得等長(zhǎng);也就是說(shuō)繪智梅(S83)在圖畫(huà)表徵前,已經(jīng)對(duì)問(wèn)題添加了自己的詮釋。繪智高(S34)繪智強(qiáng)(S59)繪智平(S23)繪智梅(S83)圖2 第二題個(gè)案解題原案研究者認(rèn)為繪智平(S23)畫(huà)圖解題失敗原因是其畫(huà)圖方式不當(dāng),他想用畫(huà)圖方法找到三層有連貫性的東西,但他無(wú)法整合上、中、下三層的關(guān)係發(fā)現(xiàn)解題線索,因?yàn)樗a(chǎn)生圖畫(huà)表徵的方式是按照題目之?dāng)⑹鲆?/p>
32、句一句的轉(zhuǎn)譯,且只畫(huà)出各層書(shū)量改變情形,沒(méi)有顧及各層之間的數(shù)量關(guān)係,所以畫(huà)完後,有些線段比例關(guān)係就不符合題目條件,故無(wú)法產(chǎn)生算式解題。後來(lái)雖然改用代數(shù)式解法,但其運(yùn)算概念不正確,因此不算解題成功。繪智梅(S83)解題失敗的原因主要在圖畫(huà)表徵前,已經(jīng)對(duì)問(wèn)題添加了自己的詮釋,因此畫(huà)出代表上、中、下三層的線段等長(zhǎng);也因一開(kāi)始的想法不對(duì),所以利用圖思考解題程序時(shí)不能有正確的推論分析,雖然知道要找出各層書(shū)量的倍數(shù)關(guān)係,但思考目標(biāo)專注於各層改變情形的線段標(biāo)示,使得解題失敗。經(jīng)研究者的提示,由各線段的前段來(lái)思考各層倍數(shù)關(guān)係,就發(fā)現(xiàn)之前所做的假設(shè)想法錯(cuò)誤。三、綜合討論由四個(gè)個(gè)案解決2個(gè)數(shù)學(xué)問(wèn)題的過(guò)程分析,發(fā)現(xiàn)
33、學(xué)生解題過(guò)程及策略的運(yùn)用是非常不同的,故解題表現(xiàn)也有很大的差異。接著以三個(gè)解題階段來(lái)說(shuō)明他們解題過(guò)程的差異:(一)在表徵問(wèn)題階段四個(gè)個(gè)案,繪智高(S34)、繪智強(qiáng)(S59)、繪智平(S23)、繪智梅(S83)常用圖畫(huà)表徵問(wèn)題,在進(jìn)行解題,他們雖然利用同一表徵型式圖畫(huà),但其表徵內(nèi)容是不一樣的。解題成功的學(xué)生,像繪智高(S34)、繪智強(qiáng)(S59)在畫(huà)圖之前能整合問(wèn)題訊息,所畫(huà)的圖能呈現(xiàn)解題關(guān)鍵與線索,故圖畫(huà)表徵的恰當(dāng)性與正確性均優(yōu)於解題失敗者;解題失敗的學(xué)生,像繪智平(S23)其圖畫(huà)表徵內(nèi)容有些不符合題目訊息其比例關(guān)係不對(duì),所以不能從圖中獲得有益解題的線索;而繪智梅(S83)的圖畫(huà)表徵內(nèi)容不恰當(dāng),
34、她對(duì)於有部分-整體關(guān)係的問(wèn)題,習(xí)慣以一條線表徵所有不同的關(guān)係,使其無(wú)法正確的分析推理,還有畫(huà)圖前對(duì)問(wèn)題已有不對(duì)的詮釋,因此其圖畫(huà)表徵內(nèi)容不利於解題。圖畫(huà)表徵的正確性和學(xué)生形成圖畫(huà)表徵的方法有關(guān),解題成功的學(xué)生繪智高(S34)、繪智強(qiáng)(S59)知道如何畫(huà)才能使圖清楚明確,他們先畫(huà)出各量關(guān)係的等分及基準(zhǔn)部分,能使各關(guān)係表徵有連貫與一致性,故所產(chǎn)生的圖畫(huà)表徵內(nèi)容較能完全符合題目陳述且比例正確;解題失敗的學(xué)生如繪智平(S23)大都直接轉(zhuǎn)譯問(wèn)題的各句陳述,因此圖畫(huà)表徵不能連貫所有的條件,因此圖畫(huà)表徵不易呈現(xiàn)解題關(guān)鍵。故在此階段可發(fā)現(xiàn),不同解題正確率學(xué)生在圖畫(huà)表徵的形成與圖畫(huà)表徵的內(nèi)容是有差異的。(二)在
35、解決問(wèn)題階段解題成功的學(xué)生,像繪智高(S34)、繪智強(qiáng)(S59)會(huì)用所產(chǎn)生的圖畫(huà)表徵思考解題程序,對(duì)圖做細(xì)微的觀察,發(fā)現(xiàn)可解答的線索,並配合著圖,確定計(jì)算進(jìn)度及所算是否正確;但解題失敗的學(xué)生如繪智平(S23)只是畫(huà)圖瞭解題意,雖然其圖畫(huà)表徵正確,不過(guò)在解決問(wèn)題時(shí)沒(méi)有利用圖對(duì)照運(yùn)算,且語(yǔ)言推理分析受其他因素干擾,以致於不能正確解題。故在此階段可發(fā)現(xiàn),不同解題正確率學(xué)生對(duì)於圖畫(huà)表徵的運(yùn)用是有差異的。(三)在評(píng)估解答階段解題成功的學(xué)生像,繪智強(qiáng)(S59),做完題目一定會(huì)驗(yàn)算其答是否符合題目的各條件;解題失敗的學(xué)生,如繪智平(S23)、繪智梅(S83),他們雖然完成解題,不過(guò)都沒(méi)有回顧檢驗(yàn)其答案,有的
36、還有正確的圖畫(huà)表徵,像繪智平(S23)的繩子問(wèn)題的圖與繪智高(S34)、繪智強(qiáng)(S59)相似,但其答案錯(cuò)誤全然沒(méi)有察覺(jué)。繪智平(S23)、繪智梅(S83)說(shuō)沒(méi)有習(xí)慣也沒(méi)有必要檢查,繪智平(S23)更表示老師沒(méi)有說(shuō)檢查的方法,所以他不知如何檢驗(yàn),由此顯示解題失敗的學(xué)生解題過(guò)程比較缺乏最後的評(píng)估與反省的步驟。故在此階段可發(fā)現(xiàn),不同解題正確率學(xué)生在評(píng)估解答方面是有差異的。伍、研究結(jié)論與建議本研究主要透過(guò)參加2003年亞太區(qū)小學(xué)數(shù)學(xué)奧林匹亞競(jìng)賽臺(tái)灣區(qū)初賽錄取學(xué)生(120名)中選取4名學(xué)生進(jìn)行半結(jié)構(gòu)性晤談,旨在探討國(guó)小數(shù)學(xué)資優(yōu)生運(yùn)用畫(huà)圖策略解題但不同解題正確率者的解題過(guò)程差異。本節(jié)茲將研究的主要發(fā)現(xiàn)歸納
37、成結(jié)論,並依據(jù)研究結(jié)果提出建議。一、結(jié)論國(guó)小數(shù)學(xué)資優(yōu)生解題運(yùn)用不同的解題策略,因而有不同的解題表現(xiàn),但用同一種解題策略也有不同的解題表現(xiàn)。四個(gè)個(gè)案筆試5題都用了畫(huà)圖策略,但他們的解題表現(xiàn)差異很大,有的人解題正確5題,有的人只答對(duì)1題,他們解題過(guò)程畫(huà)圖策略運(yùn)用是否有差異?答案是肯定的。經(jīng)由個(gè)別訪談資料分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn)運(yùn)用畫(huà)圖策略之高、低正確率者的解題過(guò)程差異可分為四個(gè)方面來(lái)說(shuō):(一)圖畫(huà)表徵的內(nèi)容差異(二)圖畫(huà)表徵的形成差異(三)圖畫(huà)表徵的運(yùn)用差異(四)評(píng)估解答的差異。(一)圖畫(huà)表徵的內(nèi)容差異學(xué)生透過(guò)圖畫(huà)表徵協(xié)助解題思考,其先決條件是圖畫(huà)表徵正確且適當(dāng),才能發(fā)揮輔助功用,反之,錯(cuò)誤及不當(dāng)?shù)膱D畫(huà)表徵
38、則無(wú)助於觀察推理。本研究發(fā)現(xiàn)高、低解題正確率學(xué)生的圖畫(huà)表徵的內(nèi)容是有差異的,高解題正確率的學(xué)生如繪智高(S34)、繪智強(qiáng)(S59)兩人所畫(huà)的圖之內(nèi)容較為正確且恰當(dāng),他們根據(jù)問(wèn)題的條件敘述畫(huà)出合乎比例關(guān)係的線段圖,並且清楚的標(biāo)示數(shù)據(jù)數(shù)量關(guān)係,由圖畫(huà)表徵即可看到解題的關(guān)鍵,因此常能解題成功。而低解題正確率的學(xué)生如繪智平(S23)其圖畫(huà)表徵常常不合乎比例、有時(shí)標(biāo)示不清,因此無(wú)法從圖中找到解題的線索,所以常畫(huà)了圖就沒(méi)有任何計(jì)算紀(jì)錄。繪智梅(S83)則是圖畫(huà)表徵不恰當(dāng)及不正確,尤其處理有部分-整體關(guān)係之問(wèn)題時(shí),繪智梅習(xí)慣以一條線段來(lái)表徵這些關(guān)係,這樣的圖畫(huà)表徵使各數(shù)量關(guān)係看起來(lái)更複雜,且容易遺漏了關(guān)鍵訊
39、息;另外在集合問(wèn)題時(shí)以一條線段表徵四種可能情形並不明確,這些不當(dāng)表徵造成解題失敗。(二)圖畫(huà)表徵的形成差異圖畫(huà)表徵的正確性與學(xué)生如何形成產(chǎn)生圖畫(huà)表徵有關(guān),且如何形成問(wèn)題的表徵也是解題過(guò)程很重要的步驟。Mayer(1987;林清山譯,民79)認(rèn)為問(wèn)題表徵包含問(wèn)題轉(zhuǎn)譯與問(wèn)題整合兩個(gè)步驟,如果解題者只是針對(duì)問(wèn)題陳述一個(gè)句子一個(gè)句子的轉(zhuǎn)譯,沒(méi)有整合這些訊息形成連貫一致的表徵,容易導(dǎo)致解題失敗。本研究發(fā)現(xiàn)高、低解題正確率學(xué)生形成圖畫(huà)表徵的過(guò)程及方法是有差異的。高解題正確率的學(xué)生如繪智高(S34)表示畫(huà)圖的方法是先把題目看完,再把一等份的地方畫(huà)出來(lái),慢慢畫(huà)其他等分的地方,繪智強(qiáng)(S59)表示有些題目照題目
40、敘述依序畫(huà),但有些題目關(guān)係複雜照題目順序畫(huà)很麻煩。兩人在產(chǎn)生圖畫(huà)表徵前,會(huì)掌握?qǐng)D畫(huà)重點(diǎn),確認(rèn)各數(shù)量間的等分及相差關(guān)係,並找出比較容易畫(huà)的方法,先畫(huà)一個(gè)基準(zhǔn)量,依此量再畫(huà)出其餘各數(shù)量長(zhǎng)度,因此其圖畫(huà)比較清楚且大小長(zhǎng)度比例準(zhǔn)確;也就是說(shuō)高解題正確率者,在形成圖畫(huà)表徵時(shí),不是直接轉(zhuǎn)譯題目陳述,他們會(huì)先整合相關(guān)條件,確定找出各數(shù)量的倍數(shù)或等分關(guān)係,因此畫(huà)圖時(shí)會(huì)對(duì)照之前所畫(huà),使整個(gè)圖有連貫性及一致性。低解題正確率學(xué)生表示畫(huà)圖時(shí)直接轉(zhuǎn)譯問(wèn)題的訊息即可,如繪智平(S23)是按照題目之所說(shuō)一句一句的轉(zhuǎn)譯,所以畫(huà)完後,有些線段比例關(guān)係就不符合題目條件,也就是說(shuō)單獨(dú)看各線段是合乎題目敘述,但如果把各關(guān)係整合起來(lái),
41、部分圖畫(huà)內(nèi)容是不符合題目條件,所以繪智平(S23)表示其圖看不出連貫性;而繪智梅(S83)是讀完題目後,對(duì)問(wèn)題添加自己的詮釋,因此其圖畫(huà)表徵有題目中沒(méi)有之?dāng)⑹雠c不正確的數(shù)量關(guān)係。故低解題正確率者不當(dāng)詮釋問(wèn)題及直接轉(zhuǎn)譯問(wèn)題的方法,致使其圖畫(huà)表徵不正確。(三)圖畫(huà)表徵的運(yùn)用差異本研究發(fā)現(xiàn)運(yùn)用圖畫(huà)表徵策略高、低解題正確率學(xué)生,不僅在圖畫(huà)表徵的內(nèi)容與形成圖畫(huà)表徵的方法有差異,在問(wèn)題解決階段,對(duì)圖畫(huà)表徵的運(yùn)用也有差異。高解題正確率學(xué)生除了藉由圖畫(huà)瞭解題目的意思或找出解題的關(guān)鍵外,在運(yùn)算過(guò)程會(huì)配合圖,確定計(jì)算進(jìn)度及檢驗(yàn)所算是否正確,也就是說(shuō)高解題正確率學(xué)生不僅利用圖理解題意,分析解題程序,且運(yùn)算時(shí)配合圖思
42、考,並能應(yīng)用圖監(jiān)控解題運(yùn)作。但低解題正確率學(xué)生對(duì)於圖的利用不如高解題正確率學(xué)生,像繪智平(S23)在解決繩子問(wèn)題時(shí)其圖畫(huà)表徵與繪智高(S34)、繪智強(qiáng)(S59)相似,該生正確且恰當(dāng)?shù)乇磲珙}意且呈現(xiàn)解題線索,但仍解題失敗,因?yàn)樗诮忸}過(guò)程中並沒(méi)有利用圖或?qū)φ請(qǐng)D分析思考,純粹用語(yǔ)言推理分析。後來(lái)研究者建議該生對(duì)照?qǐng)D再解題一次,就能成功解題。(四)評(píng)估解答的差異許多解題研究(楊瑞智,民83;劉貞宜,民89;謝淡宜,民88)發(fā)現(xiàn)學(xué)生不會(huì)回顧及評(píng)估解答的正確性與合理性,尤其低解題能力者。在本研究亦發(fā)現(xiàn)運(yùn)用圖畫(huà)表徵策略高、低解題正確率學(xué)生在評(píng)估解答階段是有差異的。高解題正確率學(xué)生求出答案後會(huì)將答案帶回題目
43、或配合圖檢驗(yàn),有的還不只驗(yàn)算一次,如繪智強(qiáng)(S59);但低解題正確率學(xué)生完成解題後,都沒(méi)有回顧檢驗(yàn)其答案的動(dòng)作,雖然他們的圖畫(huà)表徵正確,但算出答案錯(cuò)誤全然沒(méi)有察覺(jué),他們表示沒(méi)有習(xí)慣也沒(méi)有必要檢查,有的還不知如何檢驗(yàn)。二、建議根據(jù)本研究的結(jié)論,提出一些建議,提供教師數(shù)學(xué)解題教學(xué)及未來(lái)研究之參考。(一)對(duì)國(guó)小數(shù)學(xué)畫(huà)圖策略解題教學(xué)的建議研究者過(guò)去有這樣的經(jīng)驗(yàn),當(dāng)學(xué)生數(shù)學(xué)解題碰到困難時(shí),建議他們用畫(huà)圖策略試試看,有的學(xué)生透過(guò)畫(huà)圖解決其困難,但有的學(xué)生仍無(wú)法成功解題,甚至不知如何畫(huà)圖,因此無(wú)法得到協(xié)助。本研究發(fā)現(xiàn)不知如何畫(huà)圖的學(xué)生是因?yàn)闆](méi)有學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn),且運(yùn)用畫(huà)圖解題的成效,還要端視學(xué)生如何畫(huà)圖及圖畫(huà)表徵的
44、內(nèi)容,與如何運(yùn)用圖示,因此研究建議教師讓學(xué)生有畫(huà)圖解題的經(jīng)驗(yàn)與學(xué)習(xí),而進(jìn)行畫(huà)圖策略解題訓(xùn)練時(shí)應(yīng)包含三個(gè)重點(diǎn):1. 確認(rèn)適當(dāng)?shù)膱D畫(huà)表徵學(xué)生以畫(huà)圖策略協(xié)助解題,不管是應(yīng)用於理解問(wèn)題或擬定解題計(jì)畫(huà),都要產(chǎn)生正確與適切的圖畫(huà)表徵才有助於解題,故教師教學(xué)時(shí)有必要讓學(xué)生先確認(rèn)何種圖畫(huà)表徵較恰當(dāng),是畫(huà)線段圖或集合圖,還是平面圖或立體圖,甚至以線段圖為例,還可更深入分析一條線或多條線表徵何者為佳。另外每一個(gè)學(xué)生對(duì)圖像的理解不同,因此教師進(jìn)行圖畫(huà)表徵策略解題教學(xué),應(yīng)利用多樣化的的圖畫(huà)表徵型式,以增進(jìn)學(xué)生對(duì)圖像的理解與運(yùn)用。2. 形成圖畫(huà)表徵的技巧指導(dǎo)圖畫(huà)表徵的正確性影響解題,而解題者如何形成圖畫(huà)表徵則關(guān)係其圖畫(huà)
45、表徵的正確與否。本研究發(fā)現(xiàn)解題成功者的畫(huà)圖方法是不同於解題失敗者,成功者不只是按照題目訊息表徵,會(huì)先確定題目中各數(shù)量關(guān)係的基準(zhǔn)及等份關(guān)係,並照基準(zhǔn)依序畫(huà)出各量,還有會(huì)判斷從結(jié)果先畫(huà)或從開(kāi)始情況來(lái)表徵;有的問(wèn)題如果直接轉(zhuǎn)譯題目敘述,通常較不易畫(huà)出符合各種數(shù)量關(guān)係的圖。因此如何畫(huà)出正確且可呈現(xiàn)解題關(guān)鍵的圖是需要指導(dǎo)的。3. 圖畫(huà)表徵的運(yùn)用指導(dǎo)畫(huà)圖不只是瞭解題意,如何運(yùn)用圖畫(huà)表徵在整個(gè)解題階段,教師應(yīng)明確說(shuō)明,例如學(xué)生怎樣觀察圖畫(huà)表徵發(fā)現(xiàn)解題關(guān)鍵,或者運(yùn)算過(guò)程經(jīng)常對(duì)照?qǐng)D監(jiān)控解題程序,以及利用圖檢驗(yàn)答案的正確性等,使圖畫(huà)表徵發(fā)揮解題輔助效能。誠(chéng)如蕭見(jiàn)文(民85)在文章中提到有效的策略教學(xué)通常是奠基於述
46、說(shuō)清楚的訓(xùn)練。故教師指導(dǎo)學(xué)生用畫(huà)圖方法解題時(shí),應(yīng)明確具體的示範(fàn)或討論分析。(二)未來(lái)研究的建議對(duì)於本研究之不足之處,提供給未來(lái)對(duì)此主題有興趣的研究者一些參考意見(jiàn)。1.研究對(duì)象方面本研究之對(duì)象是針對(duì)參加2003年亞太區(qū)小學(xué)數(shù)學(xué)奧林匹亞競(jìng)賽臺(tái)灣區(qū)初賽錄取學(xué)生,限於研究者個(gè)人的能力與時(shí)間,僅能做初步的調(diào)查研究,及對(duì)少數(shù)學(xué)生進(jìn)行較為深入的訪談,研究結(jié)果無(wú)法做大範(fàn)圍的推廣。故建議後續(xù)的研究可增加晤談人數(shù),使研究結(jié)果更具代表性;亦可擴(kuò)大研究對(duì)象,例如增加一般生,可與資優(yōu)生互相對(duì)照兩者在解題策略運(yùn)用的情形與差異,使研究更具普遍性,也增加研究廣度。2.研究?jī)?nèi)容方面本研究發(fā)現(xiàn)學(xué)生所產(chǎn)生的圖畫(huà)表徵是不同的,也有不
47、同的解題成效;這顯示學(xué)生畫(huà)圖表徵問(wèn)題有個(gè)別差異存在。為什麼同一個(gè)問(wèn)題學(xué)生會(huì)有不同的圖畫(huà)表徵,問(wèn)題的圖畫(huà)表徵與學(xué)生的語(yǔ)文理解能力或?qū)W習(xí)經(jīng)驗(yàn)有關(guān)嗎?或受到什麼因素影響?是值得後續(xù)研究進(jìn)一歩探討。3.研究方法方面本研究採(cǎi)用一對(duì)一半結(jié)構(gòu)性晤談的方式探究學(xué)生的解題策略的運(yùn)用,事前雖擬定了晤談大綱,也進(jìn)行晤談前練習(xí),但在整理分析晤談資料時(shí)仍有一些不足和不夠詳盡之處,尤其針對(duì)不善表達(dá)學(xué)生如何引導(dǎo)說(shuō)明其想法,及如何發(fā)問(wèn)使受訪者明瞭訪談?wù)咭馑?,及避免誘導(dǎo)及暗示受訪者的回答等,都是訪談?wù)唔毺貏e注意之處。因此後續(xù)研究若採(cǎi)用晤談方法時(shí),晤談前的計(jì)劃與練習(xí)是訪談?wù)唔氈茉斠?guī)劃與推演的重點(diǎn),如此資料的獲得才不會(huì)有遺珠之憾。
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