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97 課綱(教育部,2009)中提到,分數不僅被視為正整數和小數之間的橋樑,也 是未來國中階段學習有理數概念的基礎。儘管分數的學習是如此重要,但由於它

具有不同的子概念與應用情境,因此對國小學生是較困難的(張熙明、楊德清,

2007)

分數起源於「分」的概念,係用來解決不滿一個單位量數值的問題(呂玉琴,

1997)

。分數是用分式(分數式)表達成

p

q

(其中

p

q均為整數,例如:

p q

)之

有理數,可視為某件事物分成

p

份中佔q分,讀作「

p

分之q」。中間的線稱為分 線或分數線。有時人們會用

q / p

來表示分數。(教育部,2009;維基百科,2013 年 10 月 31 日)。若

p

q為整數,則除了有餘數的計算之外,除法和分數得出來 的結果都相同(維基百科,2013 年 10 月 31 日)。分數的意義從不同觀點來看,

會有不同的詮釋方法。本研究將國內外學者針對分數意義提出的不同看法整理如 表 6-1。

綜上所述,雖然國內外學者對分數意義有不同的看法,但皆強調分數包含部 份—整體的意義。分數課程在97課綱中從三年級開始,分年細目如表6-2所示,分 年細目以三碼編排,其中第一碼表示年級;第二碼表示主題,以小寫字母n表示

「數與量」這個主題,以小寫字母a表示「代數」這個主題;第三碼則是流水號。

從分年細目可看出,三年級學生要能在具體情境下掌握分數概念,四年級之 後開始進入分數的形式運算,除了包含帶分數及等值分數的問題,學生需了解真 分數、假分數、帶分數之意義,並進行同分母分數之加、減運算以及整數倍計算,

最後延伸到擴分及約分的前置經驗,並且以等值分數進行異分母分數之比較。五 年級則認識比率,利用擴分和約分進行異分母分數之加、減運算及分數倍計算,

以及除數為整數的分數除法。最後,六年級則需認識兩數互質的意義,將分數化 為最簡分數,並熟練分數除法、四則運算,進而透過取概數和正比,解決生活中 的問題。

表 6-1 分數的意義

提倡者(年代) 分數的意義

Piaget, Inhelder, &

Szeminska(1960)

主張兒童認知發展論,設計活動來研究兒童分數概念的發展情形,發現兒童若要能 夠理解分數的運算之前,必須具備以下七種子概念。Piaget 等除了強調分數中部 份—整體的關係及整體不變的概念外,還對子分割的部份加以強調。

(1)必須有一個可以除盡的全體;

(2)能決定部份量,部份量與接受者相對應;

(3)分割量必須窮盡,沒有餘數;

(4)能決定部份量和整體間的關係;

(5)分割後所有的分割量皆相等;

(6)能知道部份來自於整體,而整體一直存在;

(7)能知道所有部份的總和即等於整體,且整體不變。

Kieren(1980) 分數可分為:部份—整體關係、比、商、測量、運算元等五種建構模式。

楊壬孝(1998) 四種分數的意義:

(1)一個整體的相等部份;

(2)一個集合等分組後的幾組;

(3)數線上的某一數值;

(4)兩數相除的結果。

教育部(2009) 小學分數教學認為分數有下列四種意義,最後均連結至分數最核心的「除的意義」

(1)平分的意義:學生在低年級認識人我分際之後,就會發展出強烈的公平感,

因此從平分入手學習分數,比較容易化解分數學習中常見的認知衝突。

(2)測量的意義:長度測量是低年級就發展的數學課題,在以個別單位度量長度,

為了解決剩下部分的「餘數」約定時,就能同時發展小數與分數兩種課題。由於單 位的強調,測量是調和「部分/全體」的意義與帶分數認知衝突中的重要工具。

(3)比例的意義:比的原理是一種微妙的平分方式,即使學生尚未學習比例式,

透過比的方式,仍然可以協助學生解題。最後再透過比值的引入,一貫地解決比例 的問題。

(4)部分/全體的意義:是分數的重要意義之一,但是由於概念較為抽象,且真分 數的暗示過深(全體為 1),可能造成假分數或帶分數學習上的困擾,需透過單位 的強調來解決其認知衝突。

維基百科(2013) 分數和除法、比例很相似,分數是一種值,除法較重視計算,比例重視兩件事物之 間的比較,小數、百分率可視為分數的另一種寫法。

本研究有別於以往教科書內容分析,以臺灣國小分數課程為研究對象,研究 內容追求更具系統性的學習結構,在製作結構圖時,由 5 位數學教育相關背景的 專家(3 位博士、2 位數學教育學系畢業的現職國中小教師)以數學語言分別呈 現國小三至六年級的分數課程,將國小的分數課程整理成 67 項命題,並對應至

97 課綱(教育部,2009)

。根據這些命題,利用 ISM 模式,建立國小各年級的 ISM 分數課程學習結構圖,以便初步分析臺灣現行國小分數課程,判斷各年級學習的 難易程度以及哪些命題位在結構圖中的關鍵位置(Sheu, Chen, Tsai, Chiang et al.,

2013)

。此外,透過各年級的 ISM 分數課程學習結構圖,可以有系統的呈現教師

的教學路徑,並根據教學路徑提供學生有系統且具體的學習內容(Sheu, Chen, Tsai,

Chiang et al., 2013)

。文中將各命題所需的定義也列入,以提供教師教學時的理論 依據。以下依序建立三年級到六年級的 ISM 分數課程。

表 6-2 分年細目

年級 分年細目

3 3-n-11 能在具體情境中,初步認識分數,並解決同分母分數的比較與加減問題。

4 4-n-07 理解分數之「整數相除」的意涵。

4-n-08 能認識真分數、假分數與帶分數,熟練假分數與帶分數的互換,並進行同分母分數的比 較、加、減與整數倍的計算。

4-n-09 能理解等值分數,進行簡單異分母分數的比較,並用來做簡單分數與小數的互換。

4-n-10 能將簡單分數標記在數線上。

5 5-n-14 能認識比率及其在生活上的應用。

5-n-06 能用約分、擴分處理等值分數的換算。

5-n-07 能用通分作簡單異分母分數的比較與加減。

5-n-13 能將分數、小數標記在數線上。

5-n-09 能理解除數為整數的分數除法的意義,並解決生活中的問題。

5-n-08 能理解分數乘法的意義,並熟練其計算,解決生活中的問題。

6 6-a-02 能將分數單步驟的具體情境問題列成含有未知數符號的算式,並求解及驗算。

6-n-03 能認識兩數互質的意義,並將分數約成最簡分數。

6-n-04 能理解分數除法的意義及熟練其計算,並解決生活中的問題。

6-n-05 能在具體情境中,解決分數的兩步驟問題,並能併式計算。

6-n-07 能在具體情境中,對整數及小數在指定位數取概數(含四捨五入法),並做加、減、乘、除 之估算。

6-n-09 能認識比和比值,並解決生活中的問題。

6-n-10 能理解正比的意義,並解決生活中的問題。

一 一 一

一、、、三年級的、三年級的三年級的三年級的ISM分數課程分數課程分數課程分數課程

本研究中的分年細目閱讀方式與97年課綱相同,分年細目以三碼編排,其中 第一碼表示年級;第二碼表示主題,以小寫字母n表示「數與量」這個主題;第 三碼則是流水號。