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在本研究中,參考了Moyer 等人 (1984) 數學問題情境的分類,

將數學問題分成圖文題與文字題。本節分別針對斜率圖文題和斜率 文字題與交點圖文題和交點文字題進行探討,也就是針對不同表徵 同一題目做探討,茲分述如下。

(一) 斜率圖文題 G2 與文字題 G1 差異之比較 讀題 R

分析 A 探索 E 計畫 P

執行 I 🙂

驗證 V

時間(分) 0 1 2 3 4 5 6

圖 4- 17 S21 的斜率圖文題 G2 之解題歷程分析圖 讀題 R

分析 A 探索 E

計畫 P

執行 I 🙂

驗證 V

時間(分) 0 1 2 3 4 5 6

圖 4- 18 S22 的斜率圖文題 G2 之解題歷程分析圖

從斜率圖文題之比較中整理出共同的觀點,花費時間差距小,

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分別是 S21 的 130 秒和 S22 的 160 秒,且 S21 和 S22 皆沒有分析的 階段,主要是因為有參考的函數圖形,不需花費時間另外繪圖。

讀題 R 分析 A

探索 E

計畫 P

執行 I 🙂

驗證 V

時間(分) 0 1 2 3 4 5 6

圖 4- 19 S12 的斜率文字題 G1 之解題歷程分析圖 讀題 R

分析 A

探索 E

計畫 P

執行 I 🙂

驗證 V

時間(分) 0 1 2 3 4 5 6

圖 4- 20 S11 的斜率文字題 G1 之解題歷程分析圖

從斜率文字題之比較中整理出共同的觀點,花費時間差距大,

分別是 S12 的 104 秒和 S11 的 207 秒,且 S12 和 S11 皆有進行分析 繪圖的階段,但由於對函數圖形的敏感度不同,S12 採用了簡潔的 作圖方法,S11 則鉅細靡遺地將條件繪出,因此,自行繪圖的 S12 和 S11 也多了誤差這樣的不確定因素。

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從解題歷程圖能看出,斜率圖文題與斜率文字題的解題歷程都 很順利,最後也都得出正確的答案。在時間上,斜率圖文題與斜率 文字題的花費,分別是 S21 的 130 秒和 S22 的 160 秒與 S12 的 104 秒和 S11 的 207 秒,兩人在斜率圖文題的時間相差 30 秒,但另兩人 在斜率文字題的時間相差 103 秒。除此之外,其中一人的斜率文字 題的解題時間僅花了 104 秒,原因是簡潔的繪圖,使解題者省略大 多的時間來進行計畫的階段。值得一提的是,僅在斜率文字題中有 繪圖分析的階段,在兩種題目表徵中,圖文題的圖可以起到輔助的 效益。但又因為斜率題的難度較低,所以兩種不同表徵的解題歷程 都很順利,並無出現往返的情形。

Moyer 等人 (1984) 提到,圖畫題對數學學習上有 4 個優點,試 作斜率圖文題的 S21 和 S22 運用了圖形來減少閱讀的工作記憶,並 建立了適當的數學式子。然而,試作斜率文字題的 S12 和 S11 也透 過了自行的繪圖分析,來彌補了題意的不明確,使題目的需求更清 楚。因此,在學習亦或在解題時,以圖輔助能起到幫助學習的功 用。

Lesh 等人 (1987) 提到,表徵系統互動模式的 5 個元素,表徵 之間的轉譯和同一個表徵內的轉化亦同等重要。試作斜率圖文題的 S21 和 S22 有著參考圖來輔助解題,所以僅經過一次的表徵系統間

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的轉譯,即為圖轉譯為書寫符號。然而,試作斜率文字題的 S12 和 S11 並無參考圖,故 S12 和 S11 皆經過兩次以上的表徵系統間的轉 譯,即為書寫符號轉譯為圖,再經圖轉譯為書寫符號,在兩次表徵 系統間的轉譯下,工作記憶區的負擔也大幅提升。

(二) 交點圖文題 I2 與文字題 I1 差異之比較

圖 4- 21 S12 的交點圖文題 I2 之解題歷程分析圖 讀題 R

分析 A 探索 E 計畫 P

執行 I ☹

驗證 V

時間(分) 0 1 2 3 4 5 6

圖 4- 22 S22 的交點圖文題 I2 之解題歷程分析圖

從交點圖文題之比較中整理出共同的觀點,兩人皆花費較多的 時間在執行階段,S12 花費了 211 秒,S22 花費了 139 秒。此外,

讀題 R

分析 A 探索 E

計畫 P

執行 I 驗證 V

時間(分) 0 1 2 3 4 5 6

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S12 在解題時經歷了往返的過程,也就是 S12 在執行階段後又回到 讀題的階段。另一個有趣的點是,S22 在解題時並無運用圖來輔助 解題,也就是圖的存在與否不影響到 S22 的解題。

讀題 R 分析 A 探索 E

計畫 P

執行 I ☹

驗證 V

時間(分) 0 1 2 3 4 5 6

圖 4- 23 S21 的交點文字題 I1 之解題歷程分析圖 讀題 R

分析 A 探索 E

計畫 P

執行 I 🙂

驗證 V

時間(分) 0 1 2 3 4 5 6

圖 4- 24 S11 的交點文字題 I1 之解題歷程分析圖

從交點文字題之比較中整理出共同的觀點,S21 和 S11 花費許多 的時間在執行階段,S21 花了 275 秒,S11 花了 150 秒。僅有 S11 經 歷往返的過程,也就是從執行階段回到探索的階段。在交點文字題 發現,S11 讀題之後便先進行繪圖分析,但 S21 並無繪圖僅列出條 件式。

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從解題歷程圖可以看出,4 位參與者皆花費大部分的時間在執行 階段,交點圖文題與交點文字題的在執行階段上的花費,分別是 S12 的 211 秒和 S22 的 139 秒與 S21 的 275 秒和 S11 的 150 秒。在 解題的成敗上,僅有 S11 做出正確解答,S22 運用了適合的解題策 略,但在最後關頭 S22 運算失誤,造成 S22 做出了錯誤的答案;另 外,S12 和 S21 皆放棄答題。

值得一提的是,試作交點圖文題的 S22 並無參考圖的資訊,S22 藉著豐富的先備知識,並運用良好的解題策略來解題;試作交點文 字題的 S11 也是藉著豐富的先備知識,透過執行階段中所運算出的 資訊,來推演出題目的關鍵需求。此外,試作交點圖文題的 S12 和 S22 並未運用圖的優勢來解題,主要是因為交點題的複雜度較高,

圖的輔助作用較小。

由於交點題難度較高,解題的流程也相對複雜,在這樣子的情 形下,本研究者觀察到參與者在面對複雜的難題時,在讀題完之 後,先會進行少許的分析,再來進入長時間的執行階段。倘若解題 者在執行的階段中察覺異常狀態,可能會使參與者往返其解題歷 程,就如同 S12 和 S11 在解題時,皆有從執行階段回到讀題或探索 的階段。倘若解題者未發現其中的關鍵,則會一直進行解題,直到 放棄或拼湊出一個解答,就如同 S21 在解題時,持續在執行階段中

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摸索題目的需求,直到放棄達題。

Schoenfeld (1985) 提到,影響解題須考慮到 4 個變項,包含資 源、捷思、控制及信仰系統。在資源的運用上,試作交點圖文題的 S22 和試作交點文字題的 S11 都展現良好的表現;在捷思上,試作 交點圖文題的 S22 也運用良好的解題策略,來分析與探索題目的條 件。因此,在解題中,有效的利用資源與捷思策略能夠解決不熟悉 的題目。

另外,Clement 等人 (1981) 提到,圖示法會造成學生概念抽象 化的困難。從試作交點圖文題的 S12 之解題歷程,確實發現圖對解 題者的幫助有限,也就是說在複雜的題型,圖較難彌補題意的不 足。

在解題歷程的過程中,Leung (2009) 提出解題歷程可以是雙向 的。從試作交點圖文題的 S12 和試作交點文字題的 S11 中,可以發 現兩人皆在解題過程中出現了往返,試作交點圖文題的 S12 是因為 執行中發現不合理的未知數,因而跳回讀題階段重新審視題目的需 求;試作交點文字題的 S11 是從執行的階段發現線索,因而跳回探 索的階段重新構思。因此,在解題的歷程中,並非單向的過程,重 新審視題目也可以得到更多的線索。

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第伍章 結論與建議

本章將就研究目的和結果,闡述參與者解題中的歷程。本章共 計兩節,第一節提出本研究的結論,第二節則為建議,詳見如下。

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