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五下 分數的乘法 1.解決帶分數乘以整數、整數乘以分數、

分數乘以分數的問題。

2.察覺被乘數、乘數與積的關係。

六上 分數的除法 1.認識最簡分數。

2.解決分數除以整數、整數除以分數、分 數除以分數的問題。

3.理解被除數、除數和商的關係。

六下 小數和分數的四則運算 1.解決分數、小數的連加、連減和加減混 和多步驟問題。

2.解決分數、小數的連乘、連除和加減乘 除混和多步驟問題,並列成一個算式。

三、本節文獻對本研究啟示

從 92 年版能力指標與分年細目發現,二年級開始認識分數,一直到六年級,

每一年級都有分數的學習內容,因此得知,分數概念發展期從二年級到六年級逐 漸成熟,分數除法概念從四年級開始奠基,這些都非一時就可造就成的。各版本 間分數除法單元的教材中題目類型不一,教授分數除法概念順序、算則與策略也 不盡相同。而本研究以研究分數除法中異分母分數除法的部分,故採用 92 年版 課綱能力指標與分年細目為 N-3-03 之 6-n-03。

第四節 數學解題

從 1980 年代起迄今,數學解題一直是一個重要的研究議題,是當今教育主

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流(古明峰,1994;涂金堂,2007;吳昭榮、黃一蘋,2003)。教育部 92 年版課 程綱要提到數學外部的連則強調生活及其他領域中數學問題的察覺、轉化、解題、

溝通、評析諸能力的培養,也把「獨立思考與解決問題」列為十大能力指標之一

(教育部,2003)。數學是解題活動的產品,解題活動是數學物件的意義,數學 物件是指一個像具體事物一樣可以操作的數學概念(甯自強,1991)。本節針對 數學文字題、文字解題歷程、影響解題的因素、分數除法的解題策略與解文字題 的相關研究作探討。

一、數學文字題

數學文字題(Arithmetic word problems)是檢測國小學生解題技巧指標之一

(Hegarty, et al., 1992)。數學文字題是以文字的方式描述文題情境的數學問題,

解題者在解題時除了要將語文脈絡中數學運算符號連結,並轉譯成數學算式表徵,

執行運算到解題,使得解決數學文字題比一般數學算術來得難。

數學文字題的情境提供數學概念和運算與生活間的關聯,使數學具有解決生 活問題的意義(吳昭榮、黃一蘋,2003)。若細心體會生活,可以發現生活中處 處無不充滿著數學的氣息。涂金堂(2007)指出因為數學文字題是將日常生活的 實際生活情境融入到題目中,所以數學文字題是中小學課本中常出現的數學解題 類型。

Lewis 與 Mayer(1987)提出一致性假說(consistency hypothesis),分別以 一致性語言問題(consistent language problem, CL problem)和非一致性語言問題

(inconsistent language problem, IL problem)來說明比較量未知和參照量未知的 差異。解題者不需要將文字脈絡中的關係作轉換稱為一致性語言問題,反之則為 非一致性語言問題。例如:「小明有 20 元,小華比小明多 10 元,小華有多少錢?」

解法是「20+10=30」,問題文字敘述使用「多」字,解法則用加法,此為一致 性語言問題;「小明有 20 元,小明比小華多 10 元,小華有多少錢?」,解法是

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「20-10=10」,問題文字敘述使用「多」字,但解法卻是減法,此為非一致性 語言問題。

在李麗君、陳玟樺(2010)研究中發現,非一致性語言問題得答錯率顯著高 於一致性語言問題,非一致性語言問題的語意結構容易造成學生的理解困難。

Hegarty 等人(1992)指出,低正確率的學生常在非一致性語言問題中出現逆錯 誤(reversal errors)的現象,且這些學生需要花更多時間讀題,即使是對高正確 率的學生而言,他們也需要專注在非一致性語言問題和重讀題目。

兒童在語言方面有困難,解題表現也會不好,而成功的解題者要能理解題目 內容及數學語詞概念,還要有能分辨問題類型的能力,以選擇可用的程序和資料,

將問題表徵化來解題(古明峰,1999)。解題者是否能順利解題,深深的被語文 能力影響。本研究旨在探討學生解異分母分數除法的解題表現與解題想法,在編 纂研究工具時,會考量非一致性語言問題的影響,將題目盡量以生活化用語來呈 現。

二、文字題解題歷程

甯自強(1993e)認為教學的目的在於使兒童建構解題活動的類型,在兒童 尚未掌握解題活動類型前,其解題活動是個別的。又將解題活動分成三階段:感 覺活動、表徵活動及心智活動(1991)。感覺活動期時,學童必須以具體物為解 題;若兒童能以其他表徵代替具體物來解題,此為表徵活動;兒童解題時能在心 中進行解題活動,就是心智活動。利用這樣的區分是要確定兒童對學概念的理解 或兒童對數學物件的意義。解題者能否將文字符號正確表徵成數學符號,便是解 題的關鍵。以下說明甯自強(1991)、Polya(蔡坤憲譯,2006;Polya, 1945)和 Mayer(林清山譯,1983;Mayer, 1983)所提出的解題歷程。

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(一)甯自強(1991)提出解題活動的過程

圖 2-4-1 解題活動過程圖(甯自強,1991,頁 49)

兒童在教師給予問題或是自己察覺週遭環境中的問題(情境),先將環境中 透過解釋活動選取顯著點(釋題),再依據解題者的經驗決定目標(設定目標)

並選擇具體的活動,加以實施來達成目標,即是解題活動。

(二)Polya 數學解題歷程模式(蔡坤憲譯,2006;Polya, 1945)

Polya 在《如何解題》一書中提出解題活動分成四個階段:

1.了解問題:學生要知道問題裡的未知數、已知數和已知的條件是什麼,並 從不同角度來考慮這些條件,若需要輔助就畫圖,在此階段並 不預期一個確定的答案。

2.擬定計畫:解題過程最主要的就是構思出解題計畫。當找出已知和未知的 關聯性,知道需要有哪些計算、演算步驟或圖形才能求出未知 數,就是已經有解題計畫了。

3.執行計畫:謹慎地逐步把計畫付諸實現,並且檢視每一步驟,確定每一步 驟是正確的。

4.驗算與回顧:藉由回顧整個求解的過程,再次驗算答案,進而設想是否可 以應用在別的問題上。

(三)Mayer 的解題歷程模式(林清山譯,1983;Mayer,1983)

Mayer 認為學習是學生主動的過程,學習效果取決於學習者如何處理接收到 情

釋 題

設定 目標

解題活動

(達成目標的活動)

解釋 解題 活動 不同層次的

解題活動

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的訊息,Mayer 將解題歷程分為二步驟,問題表徵與問題解決,問題表徵又分為 問題轉譯和問題整合,問題解決分為解題計畫與監控及解題執行兩部分,說明如 下:

1.問題轉譯:解題者運用語言知識與事實知識,將問題的詞句轉變成心理表 徵,也將語文形式轉變為數學的形式,此階段解題者必須了解 已知的條件和解題目標。

2.問題整合:解題者需要有關解題的基模知識,將接收到的問題整合成連貫 有組織的結構,還要有分辨問題類型的能力。

3.解題計畫及監控:將問題分為幾個子問題,利用不同的策略知識逐步解題。

解題過程中解題者要能自我監控自己在解題計畫的哪一 個步驟。

4.解題執行:解題執行需要程序性知識,將計畫的結果運用計算的程序加以 解題。

本研究據以上三位學者提出的解題歷程模式為依據,擬定半結構式訪談大綱,

以期了解學生解題時「何以如此做?」,也檢視學生解題歷程是否與三位學者所 提出的解題歷程模式有相似之處。

三、影響解題的因素

若把解題看作是單純的「智力活動」,是一種錯誤,決心與情緒也扮演重要 角色(蔡坤憲譯,2006;Polya, 1945)。國外學者 Lester(1980)提出四個解題相 關因素、國內學者胡炳生(1999)提出七個解題相關因素,茲如後述。

(一)Lester(1980)四個解題的相關因素

1.問題本身:指的是問題本身的語法、型態、內容、結構…等。

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2.個人特徵:不同解題者會有個別差異,包括個人認知、知識、基模、耐心、

情緒…等。

3.解題行為:包括組織及處理訊息的方法與能力、計劃與執行的能力、思維 的方式、監控解題的能力…等。

4.環境特徵:是外在的解題環境,包括教學、壓力…等。

(二)胡炳生(1999)七個有關數學解題的相關因素

1.數學知識:為解題的基礎,分為基礎知識及高層次知識。

2.數學解題方法:為解題基本手段,分為三層次─具體方法和技巧、數學通 用法則、數學解題的思考和策略。

3.數學思維:在解題的思維過程中應遵循的原則和策略,原則指的是熟悉、

簡單、多途化三原則,策略是化歸基本的、標準的數學題。

4.解題經驗:解題者成功與失敗的解題經驗都能對自身解題能力提升有幫 助。

5.邏輯:解數學題是一種邏輯活動,若想要解題活動有所成效就要合乎邏 輯。

6.興趣:一個人的思維與對解數學題的興趣,也會影響解題。

7.語文知識、社會生活知識與其他學科知識:數學文字題以文字呈現,文字 題情境與現實生活及其他學 科知識存有關連性。

影響解題因素有許多,本研究試著藉由訪談歸納六年級學生在解異分母分數 除法文字題解題的影響因素,以了解學童在解題時會遇到的挫折與困難,提供教 育者在教學上的參考。

四、分數除法的解題策略

李源順、胡蕙芬(2005)在分數除法的教學實驗發現,雖然實驗組後測的答

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對率高於對照組,但答對率仍偏低,顯示分數除法的解題對兒童來說是較吃力的。

本部分說明 Huinker(1998)、Brendefur 與 Pitingoro(1998)和 Yim(2010)提 出學童分數除法策略。

(一)Huinker(1998)的研究

Huinker 指出學童會先探索包含除的問題情境再解決等分除的問題情境,

Huinker 觀察學童在解分數除法時,學童會先模擬分數除法的問題情境再分享並 解釋解法的理由,當問題解決並討論後,就會用算式將問題記錄下來。Huinker 觀察到學生使用的策略如下:

Huinker 觀察學童在解分數除法時,學童會先模擬分數除法的問題情境再分享並 解釋解法的理由,當問題解決並討論後,就會用算式將問題記錄下來。Huinker 觀察到學生使用的策略如下: