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本研究以

156

位高中一年級學生為研究樣本,包含

79

位中高程度學生

(會考積分約

28.6

分,基測

PR

值約

90

),與

77

位中程度學生(會考積分

20.6

分,基測

PR

值約

80

)。研究方法為描述性研究,利用問卷與訪談的 方式,蒐集質與量的資料。以歸納分析的方式進行質的資料之處理,也搭配量 化的研究信念,提供較客觀的分析數據與報導。

一、 關於「多項式」之概念心像:

1.

38

%的學生知道「多項式不一定要有『𝑥』的符號,而是可以考量到有變 數 𝑥 時,是不能放在分母」,同時也知道長除法的程序性過程中,除到哪一 步才該停,而不會除到有「分式」出現。

2.

高達

62

%的學生對於「多項式」之概念心像並不是建立得很完整,其主要 認為常數(如 −5

0

5)不是多項式,或認為分式(如 7 +6

𝑥)也是多項 式的一種。

3.

全部的學生皆可以處理「𝑥2 + 𝑥 +7

6 是 𝑥 的多項式」之問題,且願意填答。

二、 關於「各式間的關係」之概念心像:

關於數學式「被除式 𝒇(𝒙) ÷ 除式 𝒈(𝒙) = 商式 𝒒(𝒙) ⋯ 餘式 𝒓(𝒙)」。

1.

2

%的學生能利用多項式的除法原理恆等式之結構性

「被除式 𝑓(𝑥) = 除式 𝑔(𝑥) × 商式 𝑞(𝑥) + 餘式 𝑟(𝑥),其中 𝑟(𝑥) = 0 或 deg 𝑟(𝑥) < deg 𝑔(𝑥)」來解題,不但可以正確判斷餘式可能的形式和次數,

也知道「餘式次數 < 除式次數」和「餘式 < 除式」是不一樣的意思。

2.

46

%的學生能正確判斷餘式 𝑟(𝑥) 可能的「次數」和「形式」,但會將

「餘式 < 除式」中符號「<」解讀成「次數」的意思,認為

「餘式次數 < 除式次數」和「餘式 < 除式」是一樣的意思。

3.

22

%的學生會因為除式 𝑔(𝑥) 的次數不同,而浮現出不同的概念心像,有 時候具備「餘式次數 < 除式次數」之概念,但在其他題不見得能夠浮現這 一個概念心像進行解題,顯示他們的概念心像是不穩定(前後不一致)。這 也呼應了

Tall

Vinner

1981

)提到:「概念心像常常是前後不一致的,

不同的時間,被喚起的概念心像彼此間可能會產生衝突。」

4.

35

位學生(約

22

%)認為「除式為一次多項式時,餘式可能的形式為 𝑥 和 8𝑥」,其中的

23

位學生在面對第

13

題的第

(1)

小題時,卻能夠處理長

除法的「程序性」動作,知道除到哪一步才該停,但無法連結到「結構性」

的數學式,此時的概念心像是不穩定(前後不一致)。

5.

35

%的學生在面對「商式 𝑞(𝑥) 及餘式 𝑟(𝑥) 之間的關係」時(問卷第

6

7、8、9 題),還是秉持「餘式的限制條件:餘式 = 0 或餘式次數 < 除式 次數」之概念,沒有因為商式 𝑞(𝑥) 的次數而受到影響。

6.

10

%的學生在面對「商式 𝑞(𝑥) 及餘式 𝑟(𝑥) 之間的關係」時(問卷第

6

7、8、9 題),認為其之間的關係為「餘式 𝑟(𝑥) 的次數必定小於商式 𝑞(𝑥) 的次數」,對於多項式的除法原理中「餘式的限制條件」之概念心像與概念 定義有明顯的落差。

7.

10

%的學生認為恆等式「𝒇(𝒙) = 𝒈(𝒙) ⋅ 𝒒(𝒙) + 𝒓(𝒙) 中的除式 𝒈(𝒙) 和商 式 𝒒(𝒙) 可任意互換角色」,表示他們會將「整除」才有的概念連結到「不整 除」時所產生的迷思概念。

8.

67

%的學生能透過恆等式「𝑓(𝑥) = 𝑔(𝑥) × 𝑞(𝑥) + 𝑟(𝑥)」觀察出被除式的 次數是由除式和商式共同決定。

三、 關於「恆等式」之概念心像:

1.

高達

92%

的學生能利用符號:「被除式 𝑓(𝑥)、除式 𝑔(𝑥)、商式 𝑞(𝑥)、餘式 𝑟(𝑥)」來表達「多項式的除法原理恆等式 𝑓(𝑥) = 𝑔(𝑥) ⋅ 𝑞(𝑥) + 𝑟(𝑥)」。

2.

能將數學式「被除式 𝑓(𝑥) ÷ 除式 𝑔(𝑥) = 商式 𝑞(𝑥) ⋯ 餘式 𝑟(𝑥)」主動轉成 恆等式「𝑓(𝑥) = 𝑔(𝑥) ⋅ 𝑞(𝑥) + 𝑟(𝑥)」的學生有

8

成,但只有約

38

%的學生

知道「𝑓(𝑥) = 𝑔(𝑥) ⋅ 𝑞(𝑥) + 𝑟(𝑥)」與「𝑓(𝑥)

𝑔(𝑥)= 𝑞(𝑥) +𝑟(𝑥)

𝑔(𝑥)」是等價關係,

與「𝑓(𝑥)

𝑔(𝑥)= 𝑞(𝑥) + 𝑟(𝑥)」不是等價關係。

3.

21

%的學生認為「被除式 𝑓(𝑥) ÷ 除式 𝑔(𝑥) = 商式 𝑞(𝑥) ⋯ 餘式 𝑟(𝑥)」和 恆等式「𝑓(𝑥) = 𝑔(𝑥) ⋅ 𝑞(𝑥) + 𝑟(𝑥)」與「𝑓(𝑥) = 𝑔(𝑥) ⋅ 𝑞(𝑥) ⋯ 𝑟(𝑥)」代表 相同的意思,對於什麼時候該「⋯」,什麼時候該「+」是不清楚的。此外,

也有學生認為「𝑓(𝑥) = 𝑔(𝑥) ⋅ 𝑞(𝑥) ⋯ 𝑟(𝑥)」才是多項式除法原理恆等式唯一 表示法。

四、 關於「長除法」之概念心像:

1.

82

%的學生在程序性的「長除法」運思中,可以正確知道除到哪一步才 該停,有符合「餘式 = 0 或餘式次數 < 除式次數」。能將長除法的運算連結 到「餘式 = 0 或餘式次數 < 除式次數」此概念的學生中,「中高程度」比中 程度高出約

16%

,顯示兩所不同程度學校的學生在「長除法的運思」是有 明顯的差別。

2.

96

%的學生對於「給定被除式 𝒇(𝒙) 和除式 𝑔(𝑥),利用長除法求商式 𝑞(𝑥) 和餘式 𝑟(𝑥)」是非常熟悉且擅長,但對於「在長除法的過程中,未給 定被除式 𝒇(𝒙) 的情況下,已知除式 𝑔(𝑥) 為一次多項式,判斷餘式 𝑟(𝑥) 是 否可以為一次多項式」,卻減少到只有

82%

的學生知道要除到餘式 𝒓(𝒙) 為 常數多項式才該停。

3.

8

成的學生能將「多項式除法連結到長除法」,不僅可以呈現出長除法的 程序性思維,也能轉成「恆等式 𝑓(𝑥) = 𝑔(𝑥) ⋅ 𝑞(𝑥) + 𝑟(𝑥)」之形式。

五、 關於「多項式的除法原理」之核心的概念心像:

1.

學生面對「多項式的除法原理」這一個概念名稱的刺激下,腦中主動擷取的 概念心像主要有

3

類:「除法」(約

72%

)、「各式間的關係」(約

48%

),以

及「次數」(約

22%

)。其餘有「多項式除法原理的用途或限制」、「多項 式」等概念心像。

2.

能喚起「各式間的關係」此概念心像的學生,「中程度」學校的比例(約

56%

)比中高程度(約

41%

)多出

15 %

。主要以「文字、符號」和「長除

生,大多以「恆等式」表示,如:「𝑓(𝑥) = 𝑔(𝑥) × 𝑞(𝑥) + 𝑟(𝑥)」,而用「長 除法」呈現的學生,是以例子說明「被除式、除式、商式和餘式」各式間的 關係,最後會轉成「𝑓(𝑥) ÷ 𝑔(𝑥) = 𝑞(𝑥) ⋯ 𝑟(𝑥)」的形式。

3.

能喚起「多項式除法原理的用途或限制」此概念心像的學生,「中高程度」

學校的比例(約

18%

)比中程度(約

7%

)多出

11%

。中高程度的學生能

發現多項式的除法原理之「用途」,也能將此概念與餘式定理和因式定理做 連結,而中程度的學生普遍認為綜合除法比多項式的除法原理更簡單、方便 與快速。

4.

在「次數 degree」的部分,「中高程度」的學生較多人能寫到關於「餘式的 限制條件」,如:餘式的次數 < 除式的次數;而「中程度」的學生較多人浮 現「除式的次數 < 被除式的次數;商式的次數 < 除式的次數;被除式的次 數是各式中最大的」等心像出現。

六、 關於「多項式的除法原理」相關概念之概念心像的「正確性」與「穩定 性」:

綜觀兩所不同程度學校的學生在整份問卷的作答來看,「中高程度」的學 生浮現的概念心像較符合概念定義,正確性較高,但概念心像的穩定性較低。

相反地,「中程度」的學生浮現的概念心像較不符合概念定義,正確性較低,

但概念心像的穩定性較高。