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貳、資訊科技融入數學教學的探討

一、學習理論與數學教學

楊錦潭(2002)認為,傳統數學教學經常以追求「演算法」(如何作的 方法)及「正確答案」甚於「理解」(Understanding)數學意義,致使學生相 信有關數學之問題解決是靠語法(Syntax)層次而非「語意」(Semantic)層 次。在傳統數學教學上,則以直接教學為主。教師只要求學生知道該題 之答案正確與否,而不甚重視解題歷程。未能促做學習者自行運用其數 學原理於日常生活之中。

就廣義而言,數學與真實世界之聯結與溝通乃是透過「問題解決」

的歷程。因此問題解,學習數學本身就是「做數學」(Doing Math),亦即

「學習數學」本身就是表達某種聯結相關數學模型、推論、發現、驗證、

或迴歸分析之歷程(NCTM,1989)。

在解決數學問題方面,相關學習理論大致可歸納為二大流派:「社 會建構主義」與「認知學派」(Gardner,1986)。主要特徵如表 2-4-1 所示。

表 2-4-1 近代學習理論之二大流派比較

特徵 認知學派 社會學派

研究方向 縱向關係 橫向關係

研究對象 偏向個人 著重群體

研究架構 下層組織(微觀) 上層組織(宏觀) 建構式學習 偏向個人思維歷程 偏向群體意識

跨學科研究 是 是

影響學習因子 理性 文化、歷史及情感

應用實例 多媒體學習 合作學習

資料來源:楊錦潭(2002)。媒體教學與數學教育。

以上二種學派均對數學教育產生重大之影響,就知識建構方面而言 Papert(1980)認為透過 Logo 程式語言來學習幾何有助於學生建構其數學 知識;換言之,學數學可以電腦為輔助工具,透過電腦工具讓學生探索 學觀念,或觀察數學運作歷程。(楊錦潭,2002)。

二、情境學習與數學教學

美國國家數學教育委員會(NACOME)於 1975 年對國小數學教育的報 告及美國國科會於 1978 年的報告,皆顯示現行的數學教育有一些缺失,

譬如:

(一)數學常被誤認為是個靜態的學科,其實數學更應包含探究性的問 答與思考訓練。

(二)數學課程的安排太注重讓學生「接收」別人的經驗,而忽略了鼓 勵學生「建構」有意義的自我經驗部份。

(三)教師的角色多定位為選擇課題,根據課程表決定活動、傳授數學 知識、解釋、改成績、及管理秩序。

晚近教育學者提出「情境學習」(Situated Learning),盼能改進以上 之問題。「情境學習」主要強調知識的學習應建構在真實的活動裏及強 調學習活動應與文化結合。讓學習者在真實的活動中運用其所學的知 識,且允其在學習脈絡中摸索,才能讓他發展出多種屬於自己問題解決 的策略,以便日後易於應用。(徐新逸,2002)。

資訊科技可增進學習資源的廣度、深度及變化性,提供學習者親自 參與之經歷與臨場感,並有助於增進其參與感及學習動機,因此是支援 情境教學的有利因素。

小結:不論是「認知學派」、「建構主義」、「社會建構主義」或

「情境學習」,其共同點教學行為的主客體與知識建構的歷程。尤其在 資訊科技融入教學的主客體上較傳統式教學有著極大的改變。在傳統式 教學的主體由教師主動提供知識,而學生被動接受轉變成資訊科技融入 教學的主體是學生必須利用資訊科技主動探索,而教師轉變成協助者的 角色,甚至透過網路與社群、同儕一同進行學習。透過群體學習環境一 起討論。展望未來,數學解題歷程,將以透過資訊科技轉至群體了解、

群體建構、群體運算、群體驗證數學問題等之合作解題歷程、亦即未來 之數學教育或將朝向群體「問題解決」,而教師也將可專注於課程的設 計與教學引導。

三、資訊科技融入數學教學現況與教學網站

吳易靜(2005)的研究中指出,資訊科技融入教學的層級代表教師使用 資訊科技使用於教學的程度。在蘋果電腦明日教室 ACOT(Apple

Classroom of Tomorrow)研究計畫中,教師在富有資訊科技的環境中,教 學方式會隨著科技的使用而逐漸改變,此計畫分為五個層級:

1. 進入:教師極少使用資訊科技甚或仍只使用傳統教學(黑板、教科書)。

2. 採用:教師已使用資訊科技來支援傳統教學,學生使用電腦作為練習

的工具。例如:學生繳交報告。

3. 適應:已能使用文書處理、資料庫、繪圓程式或電腦輔助教學等軟體 於教學中。

4. 熟練:教師已能熟悉電腦技能,並能隨時融入教學活動,並符合教學 目標。

5. 創造:教師能利用電腦做為工具,自行建立新的學習模式。

林信志(2005) 整理國內調查發現,數學科資訊科技融入教學的比例 在各學科之中明顯偏低(葉家睿,2002;陳神勇,2003;王文裕,2003)。

這應該是與數學科內容特性有關,若是遇到計算的過程更是不易使用資 訊設施協助教學。王文裕(2003)也提到這可能是因為教師認為國小數學多 屬於基本概念的建立,所以不太需要使用電腦。分析資訊科技融入數學 科教學相關研究也可發現,很多都是以幾何圖形為主題,使用 GSP 或是 其他軟體動態呈現教材以幫助學生學習。就課程內容特性而言,幾何概 念的確是相當適合使用資訊科技來輔助教學的主題。但除了「幾何」之 外,九年一貫課程數學領域還包含了「數與量」、「代數」、「統計與 機率」和「連結」等另外四個主題,只偏重其中一個領域似乎是不妥的。

針對特定課程內容設計數位化教材以供課堂使用,這樣的上課方式嚴格 來說也只能算是電腦輔助教學,而不是真正的將資訊科技融入於平日的 課程當中。如何真正將資訊科技融入於多數課程之中,是個值得深入探 討的問題。

研究者以「數學教學」、「國中數學教學網站」等關鍵字利用 Google、

Yahoo 等搜尋引擎搜尋網路中「建立之數學教學網站」,得到可正常連 結,且網站在 6 個月內仍持續更新內容的網站數量極少,由此可粗略判 斷資訊科技融入數學教學現況並不理想。以下僅就三位國中數學教師所 設立的數學網站加以介紹:

1.昌爸的家(數學工作坊):http://www.mathland.idv.tw/

設 站 時 間 : 1999 年 1 月 26 日 正 式 上 線 。

網 站 概 述 : 昌 爸 工 作 坊 由 李 信 昌 老 師 獨 力 規 劃 網 站 、 設 計 教 學 網 頁 、 維 護 站 務 。 同 時 是 國 中 數 學 網 站 中 內 容 最 豐 富 , 知 名 度 最 高 的 網 站 。

網 站 內 容 : (1) 數 學 故 事 (2) 趣 味 數 學 (3) 生 活 數 學 (4) 數 學 遊 戲 (5) 數 學 實 驗 (6) 數 學 競 賽 (7) 數 位 敎 材 (8) 數 學 試 題 (9) 數 學 書 籍 (10)疑 難 解 析 (11)數 學 軟 體 (12)數 學 討 論 (13)數 學 網 站 (14)數 學 CAI (15)數 學 報 告 (16)數 學 紀 事 (17)娛 樂 數 學

2.YLL 教學手札:http://yll.loxa.edu.tw/

設 站 時 間 : 2006 年 11 月 11 日 。

網 站 概 述 : YLL 教學手札由 台 中 縣 四 箴 國 中 Ying Liang Li 老 師 設 立 , 以 個 人 部 落 格 ( Blog)網 站 的 形 式 呈 現 、 數 學 內 容 以 GSP 教 學 集 及 教 學 筆 記 為 主 。

網 站 內 容 : (1) GSP 教 學 集 (2) 教 學 筆 記

3.數學王子的家:http://euler.tn.edu.tw/

設 站 時 間 : 未 記 載 。

網 站 概 述 : 數學王子的家由 台 南 市 大 成 國 中 蘇恭弘老 師 設 立 , 以 個 人 網 站 的 形 式 呈 現、數 學 內 容 豐 富,電腦程式以 Maple、

GSP 及 JAVA…等軟體為主。

網 站 內 容 : (1) 數 學 教 室 (2)數 學 思 考 (3)數 學 專 題 (4)生 活 數 學 (5) 電 腦 輔 助 (6) 教 材 軟 體

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