Küchemann (1981)以 3000 位國中生為研究對象,進行代數學習成就研究,研 究結果發現在結構較簡單的問題上,不到一半的學生能將文字符號當作特定未知 數或一般數、變數;而能將文字符號當作特定未知數或一般數、變數,處理結構 較複雜的問題的學生,更是少數,僅有 9%,研究顯示多數學生仍無法順利的將 文字符號當作特定未知數使用,甚至無法將文字符號看待成一般數或變數,研究 也指出,學生了解文字符號的意義與後續學習的成就相關達顯著,而且是高度正 相關。
Booth (1988)指出中學生學習未知數概念的困難點,其原因在於國小階段學習 代數時過於重視運算法則及算術過程。
Kieran (1988)以七年級學生為研究對象,並進行訪談,研究結果指出利用算 術解題的學生較難理解要在等號兩邊進行相同運算的概念,而使用代數解題的學 生較容易理解要在等號兩邊進行相同運算的概念。
Kieran (1992)研究指出學生在學習代數的迷思概念,其中之一是對等號意義 還停留在算術階段的「得到」;另一則是對未知數的認知不足,將符號當成一個
特定的物性或標誌。
Saenz-Ludlow 和 Walgamuth (1998)兩人以三年級學生為研究對象,進行一年 的教學後,學生由原本認為等號只是方便算術運算的執行命令,變得較能理解等 號是比較兩個數量的關係符號。
袁媛(1993)從學生不同的認知發展層次觀點出發,探討國中一年級 132 名學 生的文字符號概念及代數文字題的解題能力與學習困難。研究結果顯示,形式運 思期、具體運思後期及具體運思前期這三組不同認知層次的學生,對於把文字符 號當作「一般化的數字概念」及當作「變數概念」,均感到相當困難,研究也發 現,多數國中一年級的學生對於理解文字符號概念或代數文字題的解題,均出現 極大的困難。
王佳文(1995)以 627 位國小六年級學生為研究對象,結合題目反應理論與認 知心理學之成分分析法,自編解未知數問題的計算題測驗,研究結果指出,各成 分中以「a-□=b」、「a÷□=b」這兩類的難度較高。
戴文賓、邱守榕(2000)以 10 位國中一年級的學生為研究對象,以晤談方式,
探討國一學生初學代數的困難以及克服困難所需的輔導。依據輔導策略顯示,將 代數式求值問題,利用數線來表徵(算式圖像化),有助於學生理解題意、算出 答案;將題目中未知數與已知數的關係以生活故事轉述後(問題情境化),有助 於學生理解與進行解題程序。
廖瓊菁(2001)以兩班共 70 位國小六年級的學生為研究對象,其中一班為進行
「等量公理的代數教學」的實驗組。研究結果指出在以等量公理解「□+a=b」、
「□-a=b」、「□×a=b」、「□÷a=b」、「a+□=b」、「a×□=b」等六種題型時,「等 量公理的代數教學」有其教學成效,但在以等量公理解「a-□=b」與「a ÷□=b」
這兩類題型時,則沒有明顯的教學成效,仍有待改進。
謝和秀(2001)以 196 位國中一年級的學生為研究對象,探討智商等級不同的 學生在文字符號概念及代數文字題的解題情形與學習困難。研究結果指出不同智
商等級之學生在把文字符號當作「一般化的數字」、「當作變數」二層次上均出現 極大的困難。學生在文字符號概念的主要錯誤型態主要是因為不了解文字符號在 題目中所代表的意義,以及對算術和代數運算規則的混淆和過度類推造成。
陳嘉皇(2006)以「圖卡覆蓋」解題情境歸納算式關係為例,探究國小五年級 學童使用之代數推理策略。研究發現,從作業歷程資料的分析來看,學生是具有 代數推理的能力,而且受試者在圖卡覆蓋的問題中,能從不同顏色圖卡數目的變 化以及圖卡排列的結構,辨識、發現解題的線索,並經由對問題情境中變數的比 較、分析、歸納與推理,配合心智運作,採取代數推理的型態進行歸納與表達,
整合建構出多樣不同的代數等式,進行解題。
陳嘉皇(2007)以 30 名公立國小三年級學童為對象,研究國小三年級學童代數 推理解題表現情形及代數推理教學實驗效果。結果發現,大多數小學三年級學童 在代數推理解題前測的表現不盡理想,對代數推理各項活動產生困難,但是透過 課程設計與教學實施後,學童能表現出更為優異的推理解題能力。
陳嘉皇(2008)從南部地區共 1019 位國小三~六年級學童參與其設計之「代數 推理等號概念理解測驗」的過程中,探討國小學童等號概念發展、未知數等式概 念發展、代數推理樣式歸納推想、對不同表徵設計問題樣式歸納表現情形。研究 結果發現,大部分學童將等號視為運算的概念,少部分學童視為關係的解釋;大 多數學童對於未知數等式的概念,仍有錯誤的理解;學童代數推理樣式歸納的過 程,錯誤的主要原因在於學童無法辨識變數與常數值,以及誤解問題變數的關 係;學童對不同表徵的問題,會有辨識常數與變數之差異值、推想步驟和解題策 略運用等表現。
由上可知,研究對象有國小生也有國中生,但研究內容多是關於代數學習概 念以及代數學習困難,對於「代數推理」這一塊則較少相關研究。