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本研究應用 Simon(1995)提出的「假設性學習軌道」理論設計國小五年級 分數教學活動與學習單,以瞭解國小五年級學童在「分數比較大小」的概念,其 已有的先備知識、基本概念及迷思概念為何。從學生數學任務的分析可以瞭解,

融合「學習軌道」與分數比較活動能有效的激發學生分數概念的應用與表達。以 探討國小五年級學童在分數比較大小的數學表現,並實行教學省思,瞭解學童尚 未釐清的迷思及欠缺的數學能力,以求針對學生數學概念或計算能力不足的地方,

實施有效的補助教學,使學生在分數比較大小單元能具備完整的分數思維及解題 策略。本章共分為兩節,第一節為研究結論,第二節為研究建議。經過實驗教學 及研究結果的分析,提出研究的結論,並提出在教學上、課程上及未來相關研究 的建議,分別說明如下:

研究結論 第一節

根據本研究之研究結果與發現,可以歸納以下幾點結論,內容分別說明如 下:

依據「假設性學習軌道」理論可設計分數比較教材,包含「同分母異分子分 數比較」、「理解等值分數」、「進行單位分數之比較」、「進行異分母之分數比較」、

「分數比大小之解題應用」。

根據本研究的分數比較教材可以設計以下活動:

壹、

一、 同分母異分子分數比較

引起學生舊經驗,透過題目的符號、圖形、文字表徵理解問題,能解讀不同 方式呈現之圖形所代表之意義,,藉以檢視學生之基本概念。從分蛋糕的面積模 式,提示學生解讀題目;離散量的彈珠,分別以圈起來的方式與塗色方式呈現,

檢測學生對分數概念的理解;長度模式圖形,檢視學生是否因長度模式排列不同,

而不會解題。

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二、 理解等值分數

運用情境與圖形,引導學生能透過分割或合成方式,理解等值分數。; 透 過離散量相異的排列方式,引導學生比較兩分數大小,理解等值分數; 以情境 問題配合圖形呈現,讓學生討論理由的正確性,說明兩個分數為等值分數。

三、 進行單位分數之比較

在教師平分一盒鉛筆的活動情境,題目中 12 枝為誘答,進行單位分數之比 較;學生動手畫出

3 1和

6

1的活動,檢視學生的分數概念;從圖形瞭解分愈多段,

所得的一段會愈少。

四、 進行異分母之分數

在部分-全體的情境下提問,雖然一者所吃的顆數較多,但以整體來看,並 非所吃顆數較多者,所吃的「盒數」亦較多。透過認知衝突,發掘有分數迷思的 學生; 利用學校外牆彩繪活動,了解學生對於分數是否有迷思。另鼓勵學生兩 分數相比較,並非只有在同分母的情形下才能比較。本題可將分子通分為 2 時,

即可比較出; 利用分散面積表徵讓學生判讀兩人各吃了各自的幾個蛋糕,學童 要能不受面積分散(未皆相連)的影響。

五、 分數比大小之解題應用

運用長度模式表徵連續量類型問 題。學童需透過圖形研判出兩人所各占的 比例; 利用分散面積表徵讓學生判讀兩人各自獲得了幾塊土地,學童要能不受 面積分散(未皆相連)的影響; 以生活中常吃的雞蛋引起學生進行討論,運用 心理表徵,將雞蛋移動到空格處。

能力不同的學生在「分數比較作業」的表現不同 貳、

學生在下列的活動中,呈現不同的表現:

一、 同分母異分子分數比較

(一) 低分組:能從圖形辨識圖形在分數上的意義,但對於分數的意義不是很 了解。瞭解圖形排列方式不會影響其分數意義。

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(二) 中分組:能從圖形辨識圖形在分數上的意義,瞭解圖形排列方式不會影 響其分數意義,解題完未做檢查,而出現單位名詞錯誤的情形。

(三) 高分組:能從圖形辨識圖形在分數上的意義,能瞭解圖形排列方式不會 影響其分數意義。

二、 理解等值分數

(一) 低分組:能從圖形辨識圖理解,能運用約分、擴分做等值分數運算,

但偶有計算錯誤情形出現,不瞭解約分、擴分即是將圖形分 割、合併之知識架構。

(二) 中分組:能從圖形辨識圖理解,能運用約分、擴分做等值分數運算,瞭 解約分、擴分即是將圖形分割、合併之知識架構。

(三) 高分組:能從圖形辨識圖理解,能運用約分、擴分做等值分數運算,

瞭解約分、擴分即是將圖形分割、合併之知識架構。能運用圖 示方式解題,且有抽象表徵的能力。

三、 進行單位分數之比較

(一) 低分組:不知道能理解分數是部分與全體的關係,無法正確指認出其單 位量。知道當分子相同時,可以比較分母大小。但不知分母愈 大,其值愈小;分母愈小,其值愈大,亦不知道其原理之意義 所在。

(二) 中分組:能理解分數是部分與全體的關係,無法正確指認出其單位量。

知道當分子相同時,可以比較分母大小。分母愈大,其值愈小;

分母愈小,其值愈大,但對於其原理相當慒懂。

(三) 高分組:能理解分數是部分與全體的關係,不知如何指認其單位量。

知道當分子相同時,可以比較分母大小。分母愈大,其值愈小;

分母愈小,其值愈大,並瞭解其原理。

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四、 進行異分母之分數

(一) 低分組:無法正確指認出單位量,亦無法理解分數是整數相除的意義,

且認為分數比較大小時,只需比較單位量,不管單位分量。

大多會使用擴分、約分進行異分母分數比較,會運用比分母的 解題技巧。

(二) 中分組:理解分數是整數相除的意義,但不知何者為單位量。會使用擴 分、約分進行異分母分數比較。

(三) 高分組:能使用擴分、約分進行異分母分數比較,更會運用比分 母的解題技巧。

五、 分數比大小之解題應用

(一) 低分組:能使用擴分或約分方式進行通分解題,無法從圖示中正確指認 出單位量,不理解等值分數是分母變大、分子也變大之意義。

(二) 中分組:能使用擴分或約分方式進行通分解題,無法從圖示正確指認 單位量。

(三) 高分組:能使用擴分或約分方式進行通分解題,能正確指認出單位量,

並能運用圖示的合併、分割做等值分數之運算。

經由學習軌道教學實驗回溯省思後,教學者對於學生概念的理解、

參、

教學方法及課程設計等方面的行為產生改變

研究者自我省思幾個層面的行為產生變化闡述如下:

一、 掌握學生的分數概念

1. 影響學生等值分數概念因素包括:單位形成能力、組合能力、彈性思考 能力、運作思考能力。缺乏這些能力,學生在解決等值分數上會有困難。

2. 根據國內學者甯自強的研究,將學生學習分數概念分成五個層次:

(1) 分數的前置概念

(2) 起始單位分數

147

(3) 加法性分數

(4) 巢狀分數

(5) 有理數概念

國小五年級學生已進入有理數概念階段,應具備部分與整體的雙 向運思,且能以分數為測量單位,同時比較兩個分數。

二、 釐清學生迷思概念

關於單位量指認的概念分部,學生會因題目的誘答而指認錯誤。其原 因為等分割的概念未清楚,無法理解「多少物件去做分割」。研究者的解 決策略為運用討論、辯證的過程,產生認知衝突,再由對話方式幫助學生 釐清迷思,建立正確的數學概念。

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研究建議 第二節

一、 強化分數學習相關先備知識

數學的學習都是以生活經驗、先前的學習經驗為基礎,學生的先備知識 穩固了,教師教導新知識時,學生的學習才會「步步高升」,也就是說教師 在教學前,應先從舊經驗引起動機,再進入主要學習內容。否則學生舊經驗 已忘記,又要學習新知識,便覺得處處碰壁、數學好難。有鑑於此,編寫教 材時,應先強化先備知識,以增進學生學習成效。另外,對於低分組學生教 師可在進行教學前事先做診斷性評量,針對學生缺少的概念或能力作補救教 學,能避免學生在學習新概念時,遭遇困難。

二、 加入引起認知衝突的教學活動

認知發展理論中強調兒童學習過程中產生認知衝突,而形成動力,促使 兒童修正其原有的概念,使新舊概念統整在新的認知結構中。教師進行教學 活動時,可添加些認知衝突的活動,引發學生思考。

三、 增加等分概念的相關教材

等分是分數的重要概念之一,若學生等分概念不完備,非但影響等值分 數的學習,對於分數相關問題多會產生迷思。分析學生上課發表情形與學習 單表現發現,分數比較學習軌道活動中,單位量指認對於部分學生仍有困難 處。因此可針對等分割概念強化,如請學生將連續

量平分成兩份,觀看兩份大小是否相同(呂玉琴,

1991)或是給予下圖,請學生判斷塗色部分佔全部 的幾分之幾(林碧珍,1990)。

在學習軌道的設計中,可以再添加等分概念活動,以幫助學生正確指認 出單位量,使得在異分母分數比較的應用能順利進行。

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四、 理解題意,察覺單位量

經過教學實驗、分析學生學習單表現發現學生在單位量概念上有許多

迷思,原因很多,包括學生誤解題意或對題目不瞭解而未提問。呂玉琴 (1994)也指出處理任何分數相關的問題,最重要的一件事就是確認單位量,

單位量的正確是影響解題成功與否的重要關鍵。尤其是相比較的兩個分數 單位量不同時,學生容易忽略單位量是否相等。單位量概念是分數概念中 一個重要的子概念教學時,教師在審題時,需確認學生對於題目內容的瞭 解,各個數值的意義,要求學生找出單位量為何,再進行解題。

研究者在查閱學習軌道理論應用在分數比較或分數上之研究時,發現並無相 關研究,但學生在分數學習上困難重重,教師教學亦無所事從。希望藉由學習軌 道理論應用在分數比較的研究,提供教師教學改變的契機,希冀對於從事分數或 學習軌道相關研究者有拋磚引玉之效。

對未來研究的建議 參、

一、 分數比較學習軌道進行修正與實施,能蒐集不同分數比較學習軌道的實證

一、 分數比較學習軌道進行修正與實施,能蒐集不同分數比較學習軌道的實證

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