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大學數學證明的閱讀理解

第貳章 文獻探討

為了瞭解大學生對於證明的閱讀理解,本章共分為三節,第一節是大學數學 證明的閱讀理解,探討大學數學證明理解的面向有哪些,該怎麼評量學生是否理 解等等;第二節是學生解讀證明的閱讀特徵,由文獻上已談到的閱讀特徵,作為 研究學生的參考。第三節是大學數學證明的相關研究,瞭解既有的相關研究,最 後可以與本研究對照並提出建議。

第一節 大學數學證明的閱讀理解

Mejia-Ramos 等人(2011)參考 Yang 與 Lin(2008)的幾何證明閱讀理解模 型,將其修改後提出關於大學數學的證明理解評量模型,此篇文獻以數論為例,

將大學數學的證明理解分為七個面向,分述如下:

第 1 個面向,專有名詞(terms)和敘述(statements)的意義:主要是用來 衡量學生對證明裡關鍵的專有名詞和敘述的理解狀態。

第2 個面向,敘述(statements)和證明架構(proof framework)的邏輯定位:

這些問題是用來評估學生是否知道證明裡語句間的邏輯關係,知不知道某個句子 的用途,如果少了這個句子會有什麼影響。學生經常沒有考慮他們正在閱讀的證 明的架構,導致學生不確定要證明什麼,無法確認證明是否正確(Weber,2009)。

第3 個面向,宣稱(claims)的合理性:通常一個證明要被證出來可能需要 以前學過的數學原理,但是如果每個證明都把所有以前用到過的東西再敘述一次,

證明會非常的冗長,所以多數的證明都只會說,在這裡因為某某定理的關係,所 以我們得知以下的情況。例如:「由畢氏定理可知,……。」如果學生根本不知 道什麼是畢氏定理,那他當然會讀不懂。因此,我們需要去確認學生是否理解這 個證明所需的數學原理。

第4 個面向,透過高層次的想法摘要:理解是有不同的層次的,一種層次是 知道證明裡的邏輯、知道為什麼是對的。另一種層次是看到證明的大概念,作者 為什麼想這樣證,他想要去做些什麼,他怎麼做。Leron(1983)還說,要檢驗學 生是否理解,就是給他十頁的證明,用一頁來描述。

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第5 個面向,辨認模組結構:有些數學家談到,要理解證明需要將證明分成 幾個區塊,而且要瞭解這幾個區塊間的邏輯關係(Mejia-Ramos 等人,2011)。

第6 個面向,轉移一些基本概念(general ideas)或方法(methods)到其它 上下文(context):瞭解證明的一個重要面向是知道這個證明可以如何應用,或 用來解決其它證明。有時候我們在讀書,可能某個問題一直不太理解,但某天,

你突然發現這個問題的關鍵,就是使用某個證明來解釋,那麼,你對於這個證明 又有更深一層的理解了。

第7 個面向,舉例說明:有時候,能用例子來說明證明,也是一個不可或缺 的工具。Mejia-Ramos 等人(2011)訪談的數學家提到,我總是用例子來確認定 理是有意義的,證明是有效的。如果學生沒有畫一張圖,就不能理解單調有界數 列收斂的證明。

在這七個面向中,前三個面向是用來評估學生對於證明的局部理解,後四個 面向是用來評估學生對於證明的整體理解。特別的是,Mejia-Ramos 等人(2011)

認為這七個面向都是用來衡量不同的理解面向,他們不把這些不同類型的理解面 向分層次,而是去衡量學生在不同維度上的證明理解。

該模型可以用來檢驗學生證明理解的發展方式,並評估改進方法。使用此模 型也可以讓老師具體的知道學生理解了什麼,以及不瞭解的地方在哪。當老師知 道了學生的問題點,就可以改進他們的課堂,而且老師也可以運用這個模型,讓 學生知道老師希望他們有什麼樣的理解。

評估證明理解的模型可參閱表2 - 1。

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