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五項定義形成學生抽象感的可能原因

一、符號的增加

在訪問過程中,我們可以發現有許多的受訪者認為定義中的「符號」

太多會形成其理解定義的阻礙與困難(受訪者 1,2,3,4,5,7,8,10,11,

12 號,共 10 名受訪者),此類受訪者中有 6 位均傾向將一般數學問題或定義 以「圖形化」的方式進行理解;有 2 位受訪者(1 號與 8 號)較傾向以符號化 方式進行理解,2 位受訪者(11 號與 12 號)則視情況可在符號與圖形間切換,

但符號若過多,這 4 位受訪者(1,8,11,12 號)亦感到定義變得複雜,而難 以利用符號進行動態化操作而感到抽象;對此類受訪者而言,「符號過多」、

「難以圖形化」、「難以動態化操作」是五項定義形成抽象感的主因,但是,

在五項定義中,由於「符號過多」而形成邏輯條件關係複雜的「定義 4」與

「定義 5」,才是讓其較感到難以「動態化操作」或「圖形化操作」的定義,

而並非較為口語化的定義 1 與定義 2。

另外,有 3 位受訪者(2,3,5 號)對於 ε 符號並未瞭解其用來描述「無 限小」的動態逼近意涵,因此,這些受訪者無法理解定義 3、4、5 的敘述,

亦無法形成任何在腦中進行動態操作的表徵,因此,定義 3、4、5 對其而言,

不僅是抽象,亦為難懂。

而這一類型因為「符號的增加」而感到抽象的受訪者比較傾向以「定 義 1 或定義 2 的敘述」在腦中形成函數極限較簡易的圖形化表徵的原型,當 問卷中對函數極限定義敘述提及定義 4 與 5 時,這一類型的受訪者須將敘述

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圖 5-3-1 13 號受訪者以圖形解釋選項 C 敘述中「足夠小」使定義不完整的原因

三、對語法與特定字詞的理解

Spivak(1967)在其所著的微積分教科書提到函數極限的形式化定義如下,

即本研究中的函數極限定義 5:

The function f approaches the limit L near a means: for every ε > 0 there is some δ > 0 such that, for all x, if 0 < │x - a│ < δ, then │f(x) - L│< ε.

函數 f(x)在 x 靠近點 a 處的函數值趨近於極限值 L 是指:

對於任意的 ε > 0,都存在一個對應的 δ > 0,使得對所有的 x 而言,若 0 < │x - a│ < δ,則│f (x) - L│< ε。

4 號受訪者指出,一般在函數極限的原文定義中,會出現兩次的 ”for all…” (即上述定義的 ”for every…, for all….”),雖然兩者的字面意義相同,

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圖 5-3-2 11 號受訪者以圖示說明尋找 δ 的動態歷程

四、學習函數極限定義時,缺乏連續的概念

Spivak(1967)在其所著的微積分教科書提到函數極限的前二項口語化定 義如下,即本研究中的函數極限定義 1 與定義 2:

1. 定義 1

The function f approaches the limit L near a, if we can make f(x) as close as we like to L by requiring that x be sufficiently close to, but unequal to, a.

函數 f(x)在 x 靠近點 a 處的函數值趨近於極限值 L 是指:

若 x 足夠靠近 a,但 x 不等於 a,則 f(x)就能如你所想的靠近 L。

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2. 定義 2

The function f approaches the limit L near a, if we can make│f(x) - L│as small as we like to L by requiring that │x - a│ be sufficiently small, and x ≠ a.

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係,讓人會有把│x - a│和│f(x) - L│分成兩部分來看的錯覺,所以 你會找不到兩者之間的對應關係。

So0412M: 我後來發現自己有這樣的問題是因為一開始在學這部分的時候,

並沒有連續的概念,所以會找不到│x - a│和│f(x) - L│之間的對應 關係,但是當我有了連續的概念之後,我就能夠理解為什麼「當│x - a│很小的時候,│f(x) - L│就會變得很小」這句話了(如圖 5-3-3)。

所以一開始沒有連續概念的時候,我對於「當│x - a│很小的時候,

│f(x) - L│就會變得很小」這句話其實並不瞭解,所以當時我只能 去硬記。後來對於連續的概念比較清楚了,等學到高微的時候,

高微裡的所提到的連續函數,有些連續的定義又與以前不一樣,

比如說「連續」與「均勻連續」,這時候我就比較會仔細去想這 兩者定義裡面條件的不同。

圖 5-3-3 4 號受訪者以圖示解釋│x - a│與│f(x) - L│在定義中的對應關係

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第陸章 討論、結論與建議

本章共分三節,第一節針對本研究結果進行相關的討論;第二節提出本研 究的結論;第三節則為往後的相關研究提出建議。