本研究採詮釋性的研究方法,研究者以詳細報導教學過程的方式,提供讀者 足夠資訊,以判斷後續分析之詮釋是否合宜。另外,本研究計畫藉由忠實報導上 課情境與狀況,希望能在討論課程效益時,除了分析學生表現外,亦可從上課情 形分析出足夠證據,藉以判斷實驗課程是否有效。
一、課程分析的方法介紹
本研究不僅欲利用摺紙活動幫助學生學會尺規作圖的技能,更重在學生能學 得幾何的知識與概念。因此,研究者欲藉著分析教學過程,呈現學生概念學習的 情況,以及教師教學是否引發學生的學習。
有鑒於此,研究者在分析與討論上課的情境時,參考並延伸 David Middleton 發展的的分析方法-D-analysis(Daniels, 2008, 2011; Middleton, 2009)。此分析 法的焦點在於分析一些社會行動(social action)的形式,包括對話、文本、各種 溝通工具等,藉此探討在一群人中,一個概念或議題如何浮現,甚至獲得建立。
在本研究中,將此分析法用於分析上課師生對話的過程。在教學過程中,老 師會教導、會問問題,學生會回答,甚至問老師問題,這屬於一個互相溝通的過 程。另外,此分析也可以看出課程進行的轉折,如何從學生的語言、行為上觀察 出概念慢慢的冒出來。而且本實驗課程不單重知識傳達,更以活動為導向,讓學 生藉由操作進行學習。因此,研究者選用此著重分析過程的方法,分析整個課的 進展,呈現概念浮現的階段。
D-analysis 將對話或文本分成五個階段來探討,這五個階段可用下列五個詞 彙來稱呼:引入(Deixis)、描述與定義(Delineation and definition)、協商
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(Deliberation)、轉換(Departure)、發展(Development)。由於國內尚未有人將 D-analysis 用於數學課程的分析,用此方式進行數學分析仍在探索階段。另外,
此方法原先是用於社會學相關議題的研究,為分析跨校或是跨機構之間的會議如 何進行溝通,再加上本研究著重動手操作,因此,研究者認為有必要稍加修改此 分析方法。
此處不詳細說明原著的定義,而是說明針對本研究需要而修改分析的方式,
並將摺紙操作的特性放入對話的內容,詳細說明如下:
1. 「引入」:可視為教師的開場白,為將學生引進一個新的主題或新的概念;
同時,學生也將注意力放在教師身上。例如:開始進行摺紙動作 1 的教學。
2. 「描述與定義」:教師開始對新主題作較清楚的說明,使學生開始思考此 一主題的內容。例如:描述摺紙動作 1 該如何摺疊,有何需要注意的事項。
3. 「協商」:藉由明確問答,使學生認同此主題所要表達的,可說是師生達 成共識。例如:教師詢問摺紙動作 2 的摺痕為何會垂直於原直線,引發學 生的思考,並進一步了解其意義。在本研究中亦包括學生能依教師要求正 確摺出圖形,代表學生學會該動作。
4. 「轉換」乃是一種稍離開原主題的進一步對話,或是學生能活用所學到的 摺紙動作或概念。例如:教師教完摺紙動作 1 後,學生能自行完成該動作 的練習題。
5. 「發展」可視為一種銜接,利用先前討論的主題去引發或融入新的主題。
例如:教師利用摺紙動作 2 與摺紙動作 3 去幫助學生學習「過線外一點作 平行線」的摺紙方式。
研究者利用 D-analysis 進行課程的分析,重在探討學生是否在課堂中學得應 獲得的數學概念或摺紙動作,若在一個概念的教學過程中,出現「引入」、「描述 與定義」、「協商」三個歷程,便可初步確認學生習得此概念;若學生進一步能經 歷「轉換」與「發展」兩個歷程,更可知道學生能達到活用此概念的層次。
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二、課程結構說明
接下來說明本實驗課程的結構:本課程共分成 7 個單元,但由於該班導師是 利用午休,或是與該班其它任課教師商借藝能課來進行教學,再加上研究者的進 度掌握度不夠與各單元內容量分配不均,使得授課時間與內容不如預期平均、適 宜,詳細授課日期、時間與進度可見表 4-1-1。
表 4-1-1 課程授課日期、時間與進度表
日期 授課時間 進度
4 月 24 日 約 20 分鐘 主題一 4 月 25 日 約 80 分鐘 主題一、二 4 月 26 日 約 40 分鐘 主題二 4 月 27 日 約 40 分鐘 主題三、四 4 月 30 日 約 40 分鐘 主題五
5 月 1 日 約 80 分鐘 主題六、七
主題一與主題二是關於摺紙動作的教學,以及利用摺紙解決尺規作圖題,主 要採講述、示範與學生動手操作交錯的方式,甚至強調學生動手操作與思考,故 研究者預留較多時間讓學生在課堂練習。
主題三與主題四是關於摺紙動作與尺規作圖轉換的教學,在正式教學中,為 了掌握進度,且考量學生已學過基本尺規作圖,所以壓縮授課時間;上課方式以 講述為主,向學生發問為輔。
主題五的內容是平行與平行四邊形,除了教授基本尺規作圖-過線外一點作 平行線-之外,本主題內容是為主題六與主題七作準備;由於學生在此階段未學 過平行的概念,因此,上課方式以講述為主,但也提供學生足夠時間進行思考與 動手摺紙。
為了課程的完整度,主題六與主題七初步說明摺紙的等線段作圖與等角作圖;
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本研究利用 D-analysis 分析幾何概念與摺紙動作學習的教學過程,幾何概念 包括先備知識的建立或複習,或是摺紙動作背後的幾何性質;摺紙動作的學習包
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說明本研究使用 D-analysis 分析的過程與結果。幾何概念的部分是「說明對稱軸 會垂直平分對稱點之間的連線」與「探討中垂線性質」;而摺紙動作是「摺紙動 作 4」與「過線外一點作平行線」。研究者除了以 D-analysis 為架構進行分析外,
輔以學生在課堂中作出來的 27 個作品,說明教師授課情形與學生學習的情況。
在下文的分析中,訪談原案的符號說明如下:(1) S1、S2、S3、S4、S5、S6 是六
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名研究對象代碼。(2) R 是研究者,也就是教師代碼。(3) S 是學生同聲說話時所 用的代碼。
(一) 說明對稱軸會垂直平分對稱點之間的連線
在單元一中,教師先請學生摺出正方形的 4 條對稱軸與正五邊形的 5 條對稱 軸,並詢問學生摺出這些對稱軸的方式,進一步探討對稱軸會垂直平分兩對稱點 的連線。此用意在於讓學生認識利用點對點摺疊,或是線對線摺疊是摺紙的操作 之一;如果將點對點疊在一起,或是線對線疊在一起,圖形會完全重合,則此圖 形為對稱圖形,且摺痕為對稱軸;另外,也期待學生能體驗摺紙所帶來平分的概 念。
學生在摺疊時,會直觀的利用點對點、線對線來摺疊,點對點恰好是摺紙動 作 5 的動作,線對線恰好是摺紙動作 6 的動作,有達預先學習之效。由學生摺疊 的作品(見圖 4-1-1),也可觀察到學生摺疊算是準確且清晰(其餘學生均如此,
篇幅關係不將所有學生的作品附上),所有摺痕(對稱軸)都交於圖形的中心點。
圖 4-1-1 學生 S6 摺正方形與正五邊形對稱軸的作品
待學生摺完正方形與正五邊形的對稱軸後,進一步說明「對稱軸會垂直平分 對稱點之間的連線」,教師手拿著 A4 大小且印有正方形 ABCD 的紙張,用討論 的方式進行說明。摘錄討論的原案如下:
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62 R 這裡有兩件事,就是對稱軸跟它(指AB)垂直,
另外一件事,就是對稱軸把它(指AB)平分。
平分是什麼意思?
引入:
教師指出對稱軸 垂直平分該線段 63 S6 AB 線段平分成兩條線都
一樣。
64 R (如右圖所示,直線 L 為 摺痕,是圖形的一條對稱 軸,教師將AB與直線 L 的交點標記為 M)如果我 這一點叫作 M 的話,AM 跟 MB 會?
65 S (齊聲回答)一樣長!
描述與定義:
教師將問題說得 清楚
L
M D C
A B
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172 R 好,那下面有一個問題,這兩條摺線會有一個交點,我叫它 M,那 MA跟MB會不會一樣長(符號可參考
右圖)?
173 S 會!
174 R 為什麼?
175 S1 因為它對稱!
176 R 可以這麼說,這兩條線段是以這條線段(手指著右上圖中的PM的 摺痕)為對稱軸。
177 R 可以用這張紙證明給我看嗎?這兩條線段一樣長。
178 S (學生都拿起手中的描圖紙,沿摺痕摺下去)
179 R 你們是不是都作同一件事?
180 S3 (仔細觀察描圖紙)把它重疊在一起。
181 R 然後,發現甚麼事?
182 S4 線段一樣長。
總括來說,此部分為讓學生知道,當紙張摺疊時,可以平分線段與平分角,
而且對稱軸會垂直平分兩對稱點的連線。師生的互動基本上符合 D-analysis 呈現 的概念浮現歷程。
另外,在授課過程中,研究者發現學生不太能回答教師所問的問題,研究者 認為有兩個原因:第一,可能是學生的表達能力不足;第二,可能是摺紙本身太 過直觀,學生容易體驗卻難說明。再者,研究者也發現摺紙給學生很直觀的平分 想法,例如,在第 87 至 89 行,學生在摺疊的過程中,很自然覺得摺疊的動作會 將圖形分成一半,正如她所言:「你不是說這樣摺,這樣不是一半嗎?」。 (二) 探討中垂線的性質
課程中在進行摺紙動作 5──兩點重合──的教學後,就進行此動作背後的 性質探討,利用摺紙帶來的對稱性進行討論,其中一點為探討中垂線的性質,也
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的教學有達到「協商」的階段。
摺紙動作 2 摺紙動作 3
圖 4-1-2 學生 S3 進行摺紙動作 2 與 3 的作品
另外,從圖 4-1-3 可知,學生普遍能完成此練習,僅學生 S2 與 S3 摺錯過線 上一點 A 作垂線,這可能是題目讀錯所致。不僅如此,在單元一的綜合練習(一)
中,第 2 題(已知 130°角,求作 40°角)、第 4 題(作銳角三角形的高)、第 5 題(作鈍角三角形的高)都需要用到摺紙動作 2 或 3,學生經由練習甚至是討論 後,都能完成摺紙作圖。研究者因而認為學生可以開始活用這兩個動作,也就是 這兩個動作的教學過程達到「轉換」的階段。
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學生 S1 的作品 學生 S2 的作品 學生 S3 的作品
學生 S4 的作品 學生 S5 的作品 學生 S6 的作品 圖 4-1-3 摺紙動作 2 與 3 之練習-學生的作品
關於摺紙動作 2 與 3 的教學過程,進入主題五後,可以說是達到「發展」階
關於摺紙動作 2 與 3 的教學過程,進入主題五後,可以說是達到「發展」階