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一、 結論:

本研究依研究目的與研究結果,分成三部分進行結論。

(一) 高一學生對兩敘述真實性的認知對其判斷兩敘述有效性之影響:

1. 受測學生對於敘述(pq)與其逆敘述(qp)的區辨能力,會受到敘述真實 性的影響,且在題目敘述與其逆敘述的真實性為一真一偽(pq,q p或是

q p p

q ,  )時,比在真實性皆為真(pq)的敘述下較能使學生正確區辨出 敘述與其逆敘述的意思(邏輯意義)不同。然而,用 McNemar 檢定施測的結果發 現,不論敘述與逆敘述本身的真實性是皆為真還是一真一偽,「學生在兩敘述真實 性的認知」與「學生在兩敘述有效性的判斷」之關聯性是不強的。在幾何表徵問題 下區辨敘述與逆敘述的表現,與在代數表徵問題下區辨敘述與逆敘述的表現沒有達 到顯著差異,這代表高一學生學過學校高一上的代數課程後,對學生區辨敘述與逆 敘述的能力沒有明顯正面幫助。

2. 在有大前提與小前提的敘述上,即真實性為p1,p2qp2,p1q的敘述問題 上,約 78%的高一學生能知道前提順序對調後,意思(邏輯意義)是相同的,不受 問題表徵是幾何表徵或是代數表徵的影響。整體來說,當兩敘述是指兩部分前提一 樣但呈現順序不同的敘述(即p1,p2q以及p2,p1q)時,「學生在兩敘述真 實性的認知」與「學生在兩敘述有效性的判斷」之關聯性是很強的,唯有在難度較 低的兩敘述真實性認知問題,「學生在兩敘述真實性的認知」與「學生在兩敘述有 效性的判斷」之關聯性才會較弱。

(二) 高一學生對於代數式推理的有效性理解:

1. 在本研究詴題所測的推理過程中,將有效性「p1p2,p2p3」誤以為是

2. 在本研究詴題所測的推理過程中,「p3p1不正確」(以p3p1敘述真實性來思 考)─答對的學生中,不在意「p3p2,p2p1」的推理有效性(以p3p1推 理有效性來思考)的比率在不等式敘述上,與在多項方程式敘述上大致上一樣地多。

(三) 高一學生對於代數式證明的有效性理解:

1. 在題目敘述與其逆敘述的真實性皆為真(pq)時,有約 68%的高一學生認為

pq的證明」已證了「 pq」,甚至有約 50%的人認為題目是證明了「敘述 p 成立與敘述 q 成立」

2. 在題目敘述與其逆敘述的真實性皆為真(pq),但證明過程的證明有效性是

pq證明有效」而「qp證明無效」時,在回答證明有效性是「pq證明 有效但qp證明無效」的人以及「pq證明有效」的人之中,有約 79%的人 誤認為是「pq證明有效」,只有約 21%的人正確認為「pq證明有效但qp 證明無效」,這顯示受測學生對於敘述與逆敘述證明有效性的判斷,會受到真實性 認知的影響,且用 McNemar 檢定施測的結果發現,「學生在兩敘述真實性的認知」

與「學生在證明有效性的判斷」之關聯性是很強的。

3. 依邏輯定位的理解面向─前提的定位、前提和結論的邏輯位置、前提和推論間所引 用的性質(楊凱琳,2004)為施測目標,進行施測證明的有效性時,發現高一學生 在證明有效性表現不佳的主因,是只有檢驗局部推理的有效性,或是說明局部推理 的正確性,並未質疑起始條件或引用的性質。受測學生中,僅有約 5%的人知道拿 待證的性質當已知來證明是無效的(循環論證),或者引用的性質要交代清楚由來;

僅有約 5%的人知道拿待證的敘述當已知來證明是無效。

二、 討論與建議:

1. 對受測的高一學生而言,不論敘述(pq)與其逆敘述(qp)本身的真實性 是皆為真還是一真一偽,「學生在兩敘述真實性的認知」與「學生在兩敘述有效性 的判斷」之關聯性並不強。與林福來等人(2004)對國中生整數論條件命題有效性 的研究,以及林嘉信(2011)對國二學生區辨幾何敘述與逆敘述的研究比較來看,

研究者認為,相較於國中階段的學生,高一階段的學生較能抽離對敘述真實性的思 考,不以敘述與其逆敘述的認為對錯,來進行邏輯思考。本研究的對象只有高一學 生,如能找在校學業成就同等級的國中生與高中生,以在校修業課程為範圍施測比 較,將更能證實這一點。

2. 在林嘉信(2011)的研究中顯示,對國二生而言,在實施教科書的幾何課程前,與 實施教科書的幾何課程後,在區辨敘述與逆敘述的表現沒有顯著差異;在本研究 中,研究者另外發現,對高一生而言,在實施高一上代數課程後,整體來說,代數 知識程度高者在敘述有效性的表現,比代數知識程度低者略優,但是沒有顯著差 異,只是這不在研究者的研究問題內,因為這需要以數學程度好壞差異更大的高中 生為研究對象才適合研究。研究者認為,因為邏輯的觀念不夠充分融入在國二的幾 何課程與高一的代數課程中,甚至是在學校的評量上,以致幾何知識學前學後邏輯 表現無差異,代數知識好壞對邏輯表現的影響可能不大。建議在進行幾何課程以及 代數課程時,不論敘述真實性「若 p 則 q」與「若 q 則 p」同時為真,還是一真一 偽,都能傳達給學生:「pqqp的邏輯意義是不同的」這樣的觀念,進而 在上高中代數的證明課程時,重視證明過程每個敘述的邏輯定位,以及題目大前 提、小前提與待證敘述的邏輯定位,不會只重視證明過程中敘述的真實性。

3. 跟幾何論證的邏輯研究,以及整數論論證的邏輯研究比較起來,國內目前在代數證 明的邏輯研究是比較少的。在邏輯上,pq(若 p 成立,則 q 成立)與~q~ p

(若非 q 成立,則非 p 成立)是等價的,建議未來在代數式邏輯推理研究有興趣者,

可以研究高中生在代數式敘述pq與~q~ p推理有效性的表現,也可以高 二、高三學生為研究對象,會有一番研究結果。

4. 本研究並不是教學實驗的研究,如果有教學實驗研究可以顯示出,高一學生進行數 學敘述邏輯的教學,例如「敘述pq」、「逆敘述qp」、「否逆敘述~q~ p」 之間邏輯關係應用在代數證明的實例上,會對於學生代數式證明的閱讀理解與證明 表現很有幫助的話,可以考慮將邏輯證明的內容,納入高中數學教學內。

5. 在代數式推理有效性的研究詴題上,研究者只就方程式與不等式在計算程序上會出 現的「式子p式子q」或「式子p式子q」的邏輯做初步探討,沒有對方程式 與不等式的知識多做說明,但在本研究中,可以顯現受測學生對於代數知識,即使 是用已學會的代數定理、性質以及計算方法可以解出的計算問題,仍存在有代數敘 述與代數敘述間充分必要關係這種邏輯上的誤解。

6. 關於本研究中「循環論證與否」、「待證敘述當已知與否」的證明有效性問答題中,

有少數同學對於這兩個詴題證明不正確的原因是因為「覺得怪怪的」,因為本研究 屬於量的研究,研究者未深入追問這些少數同學「覺得怪怪的」的理由。對於本研 究證明有效性問答題中的受測學生答題內容類型,以論證模式作為此類研究詴題質 的研究也是一個不錯的題材。

7. 本研究不同於數學「計算或證明題」的錯誤類型研究(一個「計算或證明題」有多 少比例的受測學生犯了哪一種錯),本研究的特色是以數學「是非判斷題」為研究 工具,以「敘述有效性」、「推理有效性」、「證明有效性(循環論證與否、待證敘述 當已知與否也包含在內)」為本研究所設定的數學邏輯理解錯誤類型指標,來探討 每個數學邏輯理解錯誤類型各佔了多少比例的受測學生,使受測學生可以明瞭自己 確實具有哪些邏輯觀念的錯誤,以便受測學生日後自行改進。敘述的真實性帶給「敘 述有效性」、「證明有效性」的影響力,可做為中學數學教師在進行證明教學時的參 考。

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