Gawned(1990)認為,每一個數學教室皆有其獨特的文化,課室中的經驗亦不同於 學習者的校外經驗。研究者認為,教師的教學策略與課程掌控的確會影響學生的學習,
但並不意味著課堂的上課形式需要受到教師的主導,故傳統以教師為中心的教學是值得 再三省思的。且 NCTM(1989)強調,教師應當持續強調行而不是知,數學觀念應當是一 種探究導向的態度,由學生自己發掘問題,而不是由老師提出來問的。故本研究乃融合 了 Vygotsky 近側發展區的理念,與新皮亞傑學派(Neo-Piaget)對同儕互動的看法,
認為互動的同伴應當與自己在平等的立場下互動,才能順利的提昇學生的數學能力,並 由學生自己提出問題,作為同儕討論與數學對話之題材。
本研究旨在建立數學同儕鷹架理論,並進而驗證理論、修正理論,或可提供教師於 教學實務的反省與參考的依據。由於本研究採多重個案分析法,依據研究目的,本章將 研究結果與討論依照以下四節敘述。第一節個案 A,第二節個案 B,第三節個案 C,第 四節綜合討論。
第一節 個案 A
壹、學習成果分析
一、質性資料分析
許多研究者皆提到鷹架理論在大班教學中實施的困難(李永吟、單文經,1995;
Lerman, 1996; 潘世尊,1997),主要是在於班上學生的人數多,每個學生的「近側發 展區」皆不相同,要搭起適合每個學生的學習鷹架幾乎是不可能的事。而基於鷹架理論 所發展出來的合作學習,雖然將人數降低到每組只有 4~6 人,透過小組合作學習的方式,
讓同儕之間相互教與學的影響來提升整體的學習狀況,包括學科本身的知識、社會性溝 通及協調的技巧,然而在實際的運作上,卻常因為小組成員缺乏對合作學習的了解及技 巧的訓練,導致目標不一致,人多嘴雜,向心力不足,學習機會不均等、部分學生參與 度不高、只分工不合作的現象,而無法達到預期的學習效果,喪失了原本合作學習中同 儕相互激勵的美意(黃善美、黃萬居,2003)。人數更少的同儕交互指導(Reciprocal Peer Tutoring),或同儕師徒制(Peer Mentoring),依照黃善美、黃萬居(2003)的歸納發 現,在同儕指導的學習內容方面,以數學及語文學科的學習指導居多,主要在幫助其知 識記憶、理解與應用的低層次認知,少論及到高層次的分析、綜合與評價的認知行為。
且在運用同儕教學策略時,教師都想極力在幫助學習落後的學生,卻往往忽略了對高學 習成就學生在執行教導之前做過任何的指導與訓練,包括心態、溝通、互動等社會性技 巧,而他們指導的過程中也極少得到額外的學習幫助或激勵。此外,在同一個班級內指 派個別學生指導,也造成了分類及標籤學生的現象。因此,研究者認為,學習當中相當 重要的是學習鷹架要符合個體的近側發展區,且應是透過社會互動進行。若只是透過模 仿,又不符合個體的近側發展區,人數再少,也不能完全的學習。因此,本研究在學生 的小組討論之後,再加上整個班級的數學對話,希望能為學生架起足夠的學習鷹架。透 過學生在數學解題思維當中所呈現出的困難,與數學同儕鷹架的作用,以了解數學同儕
鷹架的運作情況。
個案班級的學生在整個教學歷程當中,總共提出了 31 個他們認為難以解決的題目,
但其中有部分題目屬於同一類形的類似題,因此研究者在此僅以有代表性的題目作為例 證,呈現在課堂中數學同儕鷹架的運作狀況。茲分述如下:
【例證 A01】
題目:
一等差數列a1、a2、…a100….。已知a70-a57<0,那麼下列選項何者正確?
(A)a43-a69 >0
(B)a42-a51 <0
(C)a18+a51>a21+a48
(D)a12+a13>a9+a34
原先第五組學生認為這個題目屬於題目不夠清楚,無法解題的情形。
師:你認為少了什麼?
S3:它有給我們等差數列a1、a2、…a100…. 所以我們知道總共有 100 項,但是 公式裡面an =a1+(n-1)d ,裡面沒有a1、a100、也沒有 d ,應該作不出來才 對(課前晤談轉錄 2004/03/04)。
由晤談資料當中可以看出,學生的解題在公式這裡,出現了解題的障礙。第五組學
生在看到問題之後的數學思維變化情形原為:
問題情境→ 轉譯 → 數學化 → 形式思維→中斷
而 S31 在講解的對話中,首先提出的數學同儕鷹架是後設認知思維,他讓其他學習 同儕知道關鍵在哪裡,可以怎麼來解題,因而獲得了解決。
S31:….題目的關鍵是在「a70-a57<0」,因為知道這樣以後,就知道公差是負的。
S4:你怎麼知道公差是負的?
S17:把它換一下就知道了啊!因為a70-a57<0,那就是a1+69d -(a1+56d)
<0,就可以算出 12d<0,d<0 了啊!
S22:…對哦!只要知道 d 是負的,其他每一項去化簡一下就可以知道答案了。….
(錄音錄影轉錄 2004/03/09)
在此段數學對話當中,可以看到數學同儕鷹架亦提供了概念思維,讓學生回到較基 本的層次去想,由 an = a1+(n-1)d,表示之後再利用關係對照思維,幫學生補上了在原 先的思維與形式思維之後的落差,事實上,原先的公式只需要再代換進去,就可以解出 答案了。
問題情境→ 轉譯 → 數學化→【數學同儕鷹架】後設認知思維 →【數學同儕鷹架】
概念思維→【數學同儕鷹架】關係對照思維→ 形式思維→ 解題成功。
【例證 A02】
題目為:
在 11 和 x 之間插入七個數,使之成等差數列,若插入的第五個數是 1,求 X=?
例證二是由第三組的學生提出,屬於「等差中間項」類型的題目,由於在教學歷程 中出現了 3 個等差中間項的例題,僅以較有代表性的題目作說明。在學生原有的想法當 中,雖然看出了「等差中間項」的題型,就想要帶入公式去求解,但卻發現題目少給了 條件,所以不能做,卻未進一步去思考其他的可能性。
師:你們認為這一題,難的地方在哪裡?
S11:這一題是等差中間項的題目,照理說可以用他的公式算出 d= b-a/m+1,可是 在這裡,b、d 都不知道,就沒有辦法算了(課前晤談轉錄 2004/03/04)。
在此可以看出,由此可以看出第三組學生在這個題目中,呈現出相當固著的 形式思維,亦即,看到等差中間項,就想到相關公式,但是當此路不通之際,學 生就束手無策了。正如林雅慧(2001)所提出的看法,傳統的課室教學帶給學生 的影響,便是學生失去創造思考以及邏輯推理的能力,Moje(1995)認為在課室 中因為教師的嚴格限制,會使學生喪失利用新學習的語言進行溝通的能力。Lemke
(1990)則認為,一般教師習慣利用教師提問、學生回答、教師評鑑,即所謂的 三部曲的對話(triadic dialogue)的方式來營造讓學生參與回答的情境。很顯 然的,當教師提問時,已經限制了學生的思考方向,而教師的評鑑,更讓學生相 信教師的權威感以及必存有正確答案的觀念。而這種想法尤其容易根深於認真聽 講,循規蹈矩的學生。學生在看到問題之後的數學思維變化情形,與例證A01即為 相似:
問題情境→ 轉譯 → 數學化 → 形式思維→中斷
首先上台提供數學同儕鷹架的是 S3,S3 並未以「等差中間項」作為解題的必要公 式。
S3:ㄟ…a1 是 11,第 5 個數是 1 嘛!那就 11+5d=1 所以公差 d 就取-2,要求 x 就 是 11 加上 8 乘以負 2 就是負 5。
S18:S3,那邊為什麼要加 5d?
S3:因為他是全部的第六個數,所以插入的第 5 個數,是全部的第 6 個數,所以 要加 5 個 d。(台)
S7:所以, x 是代表第 9 個數,要加上 8d 去算就可以了(錄音錄影轉錄 2004/03/09)。
S3 將學生的思維轉回較基本的定義來解題,先提供了轉化思維作為數學同儕鷹架,
讓學生從定義出發,把題目中所描述的文字,轉化為數學式子,並用關係連結思維讓學 生知道,插入的第五個數,是全部的第六個數,再配合學生既有的數學概念,就能成功 的解題。其所提供的數學同儕鷹架可表示如下:
問題情境→【數學同儕鷹架】轉化思維 → 數學化 →【數學同儕鷹架】後設認知 思維 →【數學同儕鷹架】關係對照思維 →【數學同儕鷹架】關係連結思維→ 既有數 學概念 → 解題成功。
另一位提供數學同儕鷹架的是 S32,他所用的方式是直接以定義列出來做,而並未 使用公式來解題。
S32:我覺得既然是講到等差,用定義一定可以做出來的。因為是在 11 和 x 之間 插入 7 個數,那你就在 11 和 x 之間放 7 個數進去,因為插入的第 5 個數是 1,你 就會發現 11 和 1 之間有 5 個間隔,所以,(11-1)÷5=2 ,每個間隔都是 2,所以 從 11 開始,每個間隔就減 2,
11 , a1, a2, a3, a4, 1 ,a6, a7, x
所以就是 11 ,9 ,7 ,5 ,3 ,1 ,-1, -3, -5 , x 就是-5 (錄音錄影轉錄 2004/03/09)。
S32 也是將學生的思維轉回較基本的數學概念思維,從等差數列的定義來看,因為 等差數列最基本的定義是指,兩個數之間,如果後項減去前項的差都相等,就是等差數 列。因此,S32 用直觀性思維一個一個將數字列出來解題,是相當容易理解的。正如同 Fischbein(1987)強調的,在數學學習歷程當中,不可忽略直觀層面的數學活動,他認 為直觀是一種理論,意味超乎直接取得訊息,可由已知去推演未來,且直觀是經驗的綜 合,具有整體性與立即性,可立即控制行為。這樣的經驗讓學生發現「…公式好像也不一 定好用,有時候還是要用定義來想…」(S11 數學日記 2004/03/09);「…難怪老師都一直說,不要死背公 式,定義弄清楚比較重要,這幾題其實用定義算就可以了,根本不用背那麼多東西。」(S20 數學日記
2004/03/09)其所提供的數學同儕鷹架可表示如下:
問題情境→ 轉譯 → 數學化 →【數學同儕鷹架】後設認知思維 → 既有數學概念
→【數學同儕鷹架】概念思維→【數學同儕鷹架】直觀思維 → 解題成功。
【例證 A03】
題目:
(1、1、2、3、5、8、13、21…)從第三個數開始,每個數都是前兩個數之和,求 第 200 項是多少?
第四組的學生對於這個數列的看法,認為雖有規則,但是卻和他們以前所看過的不 同,不知道用什麼較快的方法去做,雖然按照規則一個一個列出,一定可以做出來,但
第四組的學生對於這個數列的看法,認為雖有規則,但是卻和他們以前所看過的不 同,不知道用什麼較快的方法去做,雖然按照規則一個一個列出,一定可以做出來,但