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構圖活動的態度表現情形

構圖活動的單元在國中的數學課程中一直都存在,在舊的標準課程中,是以 尺規作圖為主,強調於作圖的方法、步驟與作法的描述,在研究者的教學經驗中,

學生往往只記住作圖的方法,對於作圖的原理,知道的學生並不多,至於作法的 描述,也一直是學生感到困難的地方。在九年一貫數學領域課程暫行綱要中,尺 規作圖部分不要求學生寫出作法,只需依照作法的描述來作圖,另外增加了圖形 的欣賞、設計及圖形的操作、察覺活動,而綱要中則是強調學生要認識並熟練尺 規作圖的方法。Hoffer (1991)認為過去的課程中花太多的時間於證明,過於強調 寫完整形式的証明,我們應提供更多操作幾何的技巧,並提出五個幾何學習的方 法,其中的構圖活動即是一項重要的課題,從本次的研究中,可以得到學生從構 圖的過程中,對於圖形可獲得瞭解,甚至是圖形性質的瞭解,因此,構圖活動是 學習幾何的一項方法,而學生是否喜歡這樣的學習方式?對於構圖活動的態度又 是如何呢?是否能利用構圖活動來啟發學生學習幾何的興趣呢?這是本研究的一 項重要問題。

本研究的研究個案只有十位學生,因此,對於構圖活動的喜好態度表現,就 以這十位學生的看法內容為主,研究者於構圖活動結束後請學生填寫「構圖活動 的情意表現」,內容如附件,目的是想了解學生對於構圖活動、幾何學習及不同構 圖工具的看法,並於訪談中,更深入的瞭解學生的想法。綜合學生的描述,研究 者從構圖活動的態度表現、構圖活動與幾何學習、不同構工具構圖等三方面來分 析。

對於構圖活動的態度表現

學生在經過約二個小時及四種不同方式的構圖活動之後,學生對於構圖活動 有著下列各種不同的看法:

S1:因為基本觀念有些不懂,有點難。

S2:有趣,畫完圖時有成就感。

S3:不喜歡,很麻煩,容易出錯,出錯時圖形很醜。

S4:可以訓練自己的耐心,測量出精準的解,很有趣。

S5:動腦思考如何畫出指定圖形,具有挑戰性。

S6:不喜歡算的東西,只喜歡有關角度的問題。

S9:不太會畫,畫起來有挫折。

S10:不像算式不會就不會,可以想很多方法畫。

由學生的描述中可以歸納出,學生 S2、S4、S5、S6、S10 對於構圖活動持較 正面的看法,喜歡構圖活動,部份學生是覺得構圖活動有趣、具有挑戰性,而部 分學生是因為不喜歡繁雜的計算,與其他單元比較起來是屬於比較好學的單元。

而不喜歡構圖活動的學生覺得麻煩、構圖有困難。

學生喜歡構圖活動,大部分是因為尺規作圖單元與其他單元比較起來是屬於 比較簡單、好學的單元,學生認為有關於需要計算、推理的問題是很困難的,因 為忘記方法就算不出來,或是運算能力不足,無法計算出結果,帶給學生嚴重的 挫折感,而構圖活動,即使忘了方法,仍可想各種方法來構圖。

T :你喜不喜歡這種畫圖的活動?

S6:喜歡啊!

T :怎麼說?

S6:因為我不喜歡上數學課一直算一直算。

T :除了不喜歡算,還有其他原因嗎?

S6:還可以畫圖。

因此,在構圖活動中不論是依圖形概念構圖、或是模仿構圖,學生總是能依 自己想法畫出或嘗試各種方法,即使有一些的誤差,也都能順利的畫出,其中在 參加構圖活動的十位學生當中,S9、S10 在學業成績的表現偏低,但是在構圖活動 中,卻有很好的表現,尤其是使用 GSP 軟體的構圖,都能使用各項的功能,應用 圖形的性質,在很短的時間裡將圖形畫出,過程中一方面從學到幾何知識,另一 方面也帶給學生很多的樂趣與成就感。

T :你喜不喜歡這種畫圖活動?

S9:電腦的話,還可以。

T :用筆、尺來畫呢?

S9:還好啦。

T :你寫說:「還好啦,不會畫的會有挫折」

S9:有一些。

在不喜歡構圖的學生中,部分學生是忘了構圖方法,在構圖時圖形不能很順 利的畫出,顯得比較有挫折感,如學生 S9 因忘了等角度的構圖,所以在將圖形放 大 2 倍的構圖中,畫不出圖形而顯得困擾。部分學生則認為構圖活動太麻煩,覺 得做題目還需要直尺、圓規等工具來構圖,是一件囉唆麻煩的事,認為計算只是 套用公式算一算就好了,不需要花很多的時間來構圖,部分數學程度較好、在計 算能力較強的學生中,此一想法更為明顯。

構圖活動與幾何學習

對於構圖活動,Duval 認為有助於對圖形的瞭解,Hoffer 認為有助於幾何的 學習,而 Van Hiele 在幾何思考層次 1、層次 2 中指出學生能分析圖形的組成元素 以及元素及元素間的關係,且能發現圖形的性質,可以藉由非形式的邏輯推論建 立之前所發現之性質的內在關係,也就是說學生在構圖的過程中,必須對圖形加 以分析、比較,並歸納出圖形的性質,對圖形做較深入的瞭解。而在學生的看法 中,是否也認為是有助於幾何的學習呢?以下是學生對構圖活動與幾何學習的看 法:

S1:作圖需要了解它的性質,所以作圖過程可以了解更多圖形性質。

S2:如何畫和性質有關,用對的性質可以更容易畫出對的圖形。

S3:每種圖形的過程都需利用到不同的器具何方法,慢慢的瞭解圖形更多的 性質。

S4:以前覺得一樣,實地操作發現大不相同。

S5:可以更瞭解圖形組合得條件性質。

S6:有人不懂可以從尺規作圖開始練習,會了解更多。

S9:畫出來較有印象。

S10:不行,因為只是畫出來而已

大部分學生認為構圖活動有助於數學幾何知識的學習,一方面是認為經過構 圖的過程後,對於圖形、圖形的元素有更深刻的印象,S9 更認為是他學數學以來 第一次很認真的畫菱形。此外,構圖能幫助學生對於圖形的元素的瞭解,不論學 生是否已經知道等腰三角形的底角相等,當學生構圖完成後,會利用量角器器測 量底角的度數,以了解底角是否相等,又 S3 在作等腰梯形時,也是去測量兩底角 是否相等,認為底角要相等才可以。

構圖活動對於圖形性質的瞭解有很大的幫助,認為畫圖除了工具、構圖技巧 外,圖形的性質會影響到構圖的方法與程序安排。其中 S5 就認為等腰三角形是由 兩個直角三角形拼輟而成,因此構圖時的重點,即是畫出兩等全等的直角三角形。

T :你覺得構圖可以學到數學的知識?

S5:一定要的。

T :會不會學到或用到數學知識?

S5:一定會的,要不然咧!你學到就會用,你會用就有學到。

T :你的意思是……

S5:你有用到他,就是有學到他。

又 S2 在作菱形時,因沒有注意到對角線要垂直平分,導致畫出菱形時,一值 不滿意,因為四條邊長不相等,後來慢慢的修改,而得到對角線要垂直平分的性 質。因此,對於圖形性質的瞭解與應用,對於構圖的過程有很大的幫助的,適當 的圖形性質的使用,能使構圖更準確、更快速。

不同工具構圖時的情意表現

學生對於圖形性質的熟悉、不同構圖工具的使用及構圖技術的熟練都會影響 學生對於圖形的瞭解與構圖步驟的安排,其中構圖工具的不同,提供了不同的構 圖屬性與功能,也限制了構圖的方式,學生在沒有足夠的工具下,必須另外尋求 構圖的方法。下列為學生對於不同工具構圖時的看法

S1:沒有刻度的工具真的很難畫,沒有圓規也很不方便,畫又畫不圓。

S2:用圓規比較準確,但比較慢;用尺畫比較不正確但比較快。

S3:有些器具較便利,省去不少時間,且遇到不會作的時候,工具就可以幫

助到我。

對於尺規構圖技巧熟悉的學生而言,一般工具構圖與尺規構圖影響不大,甚 至也不必利用到刻度,完全是使用尺規作圖的方法。

在使用 GSP 軟體構圖時,雖然沒有圓規、直尺的工具,但是軟體中提供有許 多的構圖功能,在這麼多的功能中學生會使用的卻只有一小部份,在此情形下學 生就得以有限的功能來構圖,另外,對於電腦軟體操作的熟悉程度也會影響構圖 時的情意表現。

T :電腦 GSP 軟體的構圖比較難嗎?

S2:很難耶!比較有限制,沒有尺啊!只能依所給的方法功能畫圖,如旋轉、

對稱的方法。

T :為什麼用 GSP 軟體比較好畫,

S9:因為電腦,感覺不一樣,比較有新鮮感

T :用電腦跟用尺、筆來畫時,想法上是不一樣的嗎?

S9:作圖時比較簡單,不會麻煩。

T :不會麻煩指的是什麼?

T9:要畫一個圓就有,不必用圓規,工具裡面都有。

GSP 軟體能讓學生輕易的就作出中垂線、平行線、直角、圓形,此外軟體中 也提供有「復原」的功能,學生就可以大膽的作各種嘗試來完成構圖。其中,S9、

S10 兩位學生對於 GSP 軟體的構圖,都認為比較快又準確,縱使在一般構圖及尺規 作圖中表現平平,在 GSP 軟體構圖時,即展現對軟體操作的能力,一方面使用軟 體的功能,一方面作各種的嘗試,總是能很快的完成構圖。

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