國編版數學教學指引第六冊(1994)提到:「面積」指的是封閉區域 內平面的大小,代表二維的空間量,而根據國小數學課程標準領域目標分 類,面積是屬於「量與實測」的教材領域。由本章第二節的探究中發現,
面積概念的發展是漸進的,是從操作的經驗中察覺的,而非從背誦中瞭 解,因此在教材的編製上,除了必須瞭解學生幾何概念發展外,還須瞭解 學生在面積相關概念上的形成模式。現行國民小學數學科課程中的面積概 念包含了面積保留概念、面積測量概念及面積估測概念(譚寧君,1998),
茲針對此三個概念分述如下:
一、保留概念
面積保留概念系指能瞭解面積的大小,不因方向和位置的不同而有所 不同,也就是說圖形的面積不會因為移動、轉動或切割,而改變其面積大 小。此部份概念的發展是持續不斷的成長歷程,而非一蹴而成的。保留概
念必經由多次的經驗累積才能逐步形成,而後述的測量概念必須建立在保 留概念之上,因此保留概念是學習面積概念過程中不可或缺的,也是面積 概念形成的過程中重要的基石。
二、測量概念
面積測量則是以物件為單位:如利用課本和簿子來描述桌面的大小,
以及個別單位的使用:如用相同的十張圖畫紙來描述黑板的大小,進而使 用普遍單位:如用平分公分的板來記數,最後才察覺面積公式之由來。譚 寧君(1998)在高年級面積教材分析中提及面積概念包括基本面積概念、
單位面積概念與直線測量面積概念三種,分述如下:
(一)基本面積概念:在給定的平方單位格內點數單位面積的個數,以表 示在給定的平方單位格內單位面積的個數。例如:一格的面積是一 個平方單位,則灰色部份的面積是多少個平方單位?圖2-2-1(a)的覆 蓋單位均為整數,可透過視覺直接點數故較容易,但當灰色部分非 整數格或單位量非1格時,即形成面積的補償關係,如圖2-2-1(b)所 示。
(a) (b) 圖2-2-1 面積的點數與補償關係
(二)單位面積概念:此概念是透過各個不同單位量的覆蓋或拼湊而成,
此時面積的測量時,使用的是各個不同單位量的覆蓋或拼湊。例如,
一個長邊為8公分,寬邊為4公分的長方形,可以由不同單位量以描
述面積的大小,如用邊長1公分的正方形加以覆蓋,即表示長方形的 面積是由32個平方單位;如用底和高各1公分的直角三角形,則長方 形要用64個小三角形蓋滿,此時其面積是64個平方單位。雖然上例 為同一長方形,但由於單位量的不同,因此所需的單位數亦有所不 同。
(三)直線測量面積概念:此概念屬於較抽象的推理層次,直線測量法
(straight line measuring)與前述的基本面積概念透過點數測量,單 位面積概念透過覆蓋、拼湊、比較與切割等測量活動,是完全不同 的概念層次,直線測量已包括單位在數學上的相乘關係,屬於較抽 象的推理層次。基本面積與單位面積則只是在單位數的累加與單位 量的比較,但一般所謂的面積公式,如長方形面積等於長乘以寬,
三角形面積等於底乘以高除以二等等,則屬於此範疇。
綜而觀之,面積測量概念的學習時,學生在比較面積的大小與解題策 略的使用上,採取的方法多為:剪貼法、疊置法、覆蓋法與直線法等四種 方法(Baturo & Nason,1996)。
三、估測概念
面積估測概念是目前數學教育內涵中不可或缺的概念,發展順序從保 留概念的形成到測量概念的建立,逐步發展至估測概念。面積估測概念注 重量感的培養,培養量感首先可利用目測或手測等自然的工具,以感覺的 方式進行估測,如猜猜一張書桌有多大?結束估測活動之後,再利用工具 檢驗。這類活動可引起學童興趣,並培養估測能力,此能力在面積概念的 教材中是不可或缺的。學童在此階段中,已具備覆蓋的經驗,因此,以先 估測後檢驗的方式,可以培養學童對面積的量感概念。
由以上文獻中得知,無論國內外學者均強調幾何思考與學習均有其層
次性,良好的教材順序有助於幾何概念的形成。因此教師教學時,也須重 視學童幾何概念層次的發展,循序漸進的導引學生瞭解種種概念。上述文 獻中也發現,學童在某個年齡層的面積概念學習與發展中,確實受到一些 因素的影響,如直觀性、年齡層以及教學方法等因素。
為了符合學童面積概念的發展模式,故資訊融入教學媒體在面積單元 的編製與呈現,必須先從複習學童的舊經驗開始。國民小學六年級學童學 習面積公式概念形成前,必須先具備的是面積保留概念與部份測量概念,
因此在呈現面積公式概念的由來之前,必須由複習保留概念與測量概念中 的點數活動開始,喚醒學童的舊記憶,進而教導直線測量概念,讓學童能 以舊有的知識去吸收與融合新概念,達到對於面積公式的理解與應用,避 免學生在無法理解概念的情形之下,強記公式以解題,造成概念上的學習 迷思。