對國小三年級數學低成就學童
在分數迷思概念之探討
蔡職鴻
1劉曼麗
2*
1臺 東 縣 立 尚 武 國 民 小 學 2國 立 屏 東 教 育 大 學 數理 教 育 研 究所壹、前言
先 進 國 家 美 國 省 思 其 國 內 的 基 礎 學 力 日 益 低 落 , 為 重 振 學 生 的 學 業 成 就 , 於 2002 年 重 新 修 訂 「 中 小 學 教 育 法 」 (The Elementary and Secondary Education Act, ESEA), 並 由 國 會 通 過 「 No Ch ild Left Behind 教 育 改 革 法 案 」, 意 即 不 讓 任 何 一 個 孩 子 落 後(李 孟峰、連 廷 嘉,2010;陳 明 印 ,2 0 0 2 ; H e s s & P e t r i l l i , 2 0 0 6 ; McDermott & Jensen, 2005)。我 國 教 育部 為 因 應12 年 國 教的 推 動,自 101 年 度 起, 全 國 常 模 後35%的 學生 須 接受 補 救 教 學, 以 期 提 升 低 成 就 學 童 的 學 習 能 力 , 幫 助 學 生 重 拾 學 習 信 心,進 而 縮 短 學 習 落 差(林志 成 ,2012)。 在 數 學 教 育 研 究 中 ,「 分 數 」 向 來 是 備 受 數 學 教 育 學 者 所 重 視 的 研 究 主 題 之 一 , 且 在 日 常 生 活 、 數 學 與 自 然 科 學 的 教 材 中 , 都 可 以 發 現 分 數 是 很 常 用 的 重 要 概 念(陳 明 宏 、 呂 玉 琴 , 2005)。 然 而 無 論 國 內 外 的 研 究 報 告 都 指 出 學 童 學 習 分 數 是 困 難 的(林 右 姍,2007;林 福來、黃 敏 晃、 呂 玉 琴 ,1996; Cramer, Post, & delMas, *為本 文 通 訊 作 者 2002)。 尤 以 剛 接 觸 分 數 的 三 年 級 學 童 來 說,「 分 數 符 號 」是 非 常 抽 象 的 符 號,對 學 童 學 習 是 全 新 的 觀 念 。 這 時 如 果 學 童 沒 有 建 立 清 楚 的 分 數 概 念 , 將 會 影 響 到 之 後 分 數 的 學 習 , 所 以 三 年 級 分 數 課 程 會 是 奠 定 分 數 概 念 基 礎 的 重 要 時 期 。 因 此 , 我 們 藉 由 一 份 筆 試 試 題 對 三 年 級 數 學 低 成 就 的 學 童 進 行 施 測 並 對 施 測 學 童 易 犯 的 迷 思 概 念 作 分 析 , 期 能 更 加 了 解 三 年 級 數 學 低 成 就 學 童 在 分 數 學 習 的 困 難 , 以 作 為 教 師 日 後 進 行 分 數 補 救 教 學 之 參 考 。貳、筆試簡介
參 與 筆 試 測 驗 的 三 年 級 學 童 所 接 受 的 課 程 是 九 年 一 貫 課 程 (92 課 綱 ), 而其 第 一 學 習 階 段(一 、 二 、 三 年 級 )的 學 童 必 須 學 會 有 關 分 數 能 力 指 標 之 分 年 細 目 計 有 2-n-07、 2-n-10 以 及 3-n-09 等 三 條 (教 育 部 ,2003), 其 內容 見 下 表 1。 依 據 三 年 級 學 童 須 具 備 的 2-n-07 、 2-n-10 以 及 3-n-09 這 三 條 分年 細 目,選定 「 分 數 的 意 義 」、「 分 數 比 大 小 」 以 及 「 同 分 母 分 數 的 加 減 」 等 三 個 主 題 。 而 分 數 比 大 小 可 再 細 分 成 單 位 分 數 比 大 小 與 同 分 母分 數 比 大 小 。 試 題 乃 選 取 自 《 國 小 分 數 與 小 數 的 教 學 、 學 習 與 評 量 》 一 書 中(呂 玉 琴、李 源 順、劉 曼 麗、吳 毓 瑩,2009)之題 目,針 對 每 個 主 題 選 題 組 卷,總 共18 題 。 其 中 , 有 關 分 數 的 意 義 包 含5 題 、 分 數比 大 小 包 含9 題(單位 分 數 比 大 小 4 題 與 同分 母 分 數 比 大 小 5 題 )以 及 同 分 母 分 數 的 加 減 包 含4 題 。 筆試 樣 本 是 從高 屏 地 區 6 所 不 同 學 校 中 , 每 校 選 取5 名 數 學學 習 低成 就 的 三 年 級 學 童 , 總 計30 人 。
參 、 低 成 就 學 童 學 習 分 數 之 迷 思 概
念
我 們 將 受 測 學 童 的 答 題 結 果 及 其 主 要 迷 思 概 念 或 成 因 整 理 於 下 表2。 從 學 童 的 整 體 答 題 結 果 來 看 , 單 位 分 數 比 大 小 是 學 童 表 現 最 不 好 的 類 型 , 其 次 是 分 數 的 意 義 , 最 後 是 同 分 母 分 數 比 大 小 與 同 分 母 分 數 的 加 減 。 然 而 不 論 是 分 數 的 意 義 、 分 數 比 大 小 以 及 同 分 母 分 數 的 加 減 , 其 概 念 都 是 以 分 數 的 意 義-部 分 /整 體 關 係 為 核 心 。 我 們 發 現 當 學 童 沒 有 了 解 分 數 的 意 義 時 , 連 帶 的 就 會 影 響 到 其 在 單 位 分 數 比 大 小 以 及 同 分 母 分 數 比 大 小 的 答 題 表 現 , 且 會 產 生 許 多 的 迷 思 概 念 。 以 下 就 「 分 數 的 意 義 」、「 分 數 比 大 小 」 以 及 「 同 分 母 分 數 的 加 減 」 三 個 主 題 來 探 討 三 年 級 數 學 學 習 低 成 就 學 童 易 犯 的 迷 思 概 念 。 表 1 數 學學 習 領 域 第一 階 段 能 力指 標 之 分 年細 目 表 2 三 年級 學 習 低 成就 學 童 的 答題 結 果 及 主要 迷 思 概 念 主 題 題 數 平 均 答 錯 率 主 要 迷 思 概 念 或 成 因 分 數 的 意 義 5 90/150 (60%) 不 能 掌 握 分 數 的 部 分體 關 係 /整 分 數 比 大 小 單 位 分 數 比 大 小 4 92/120 (76.7%) 認 為 分 母 愈 大 , 分 數 值 愈 大 同 分 母 分 數 比 大 小 5 25/150 (16.7%) 認 為 分 子 愈 大 , 分 數 值 愈 小(混淆 口 訣 的 意義) 同 分 母 分 數 的 加 減 4 (16.7%) 20/120 分 年 細 目 對 照 指 標 2-n-07 能 在 具 體 情 境 中 , 進 行 分 裝 與 平 分 的 活 動 。 N-1-04 N-1-06 2-n-10 能 在 平 分 的 情 境 中 , 認 識 分 母 在並 比 較 不 同 單 位 分 數 的 大 小 。 12 以 內的 單 位 分 數, N-1-09 3-n-09 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 。一、 在「分數的意義」之迷思概念
分 數 符 號 對 剛 接 觸 「 分 數 」 單 元 的 三 年 級 學 童 來 說 是 非 常 抽 象 的 符 號 , 而 且 分 數 的 形 式 是 學 童 首 次 碰 到 兩 整 數 並 置 的 約 定(教育 部,2003)。分 數 概 念 起 源 於 “分 ”, 是 用 來 解 決 不 滿 一 個 單 位 量 的 數 值 的 問 題 (呂 玉琴 ,1996)。 將 1 個 整 體切 割 成 n 等 份 下,分 數 是 用 來 紀 錄 部 分/整 體 的 關 係 。 單 位 分 數 符 號1 n是 用 來 記 錄 一 等 份 而 真 分 數 符 號 m n 是 用 來 記 錄 m 等 份,如 1 4塊 餅 乾 是 表 示 1 塊 餅 乾被 切 成 4 等份 , 其 中的 1 份 ; 而 3 4塊 餅 乾 是 表 示 1 塊 餅乾 被 切 成 4 等 份 , 其 中 的3 份 。 學 童 在不 了 解 分 數的 部 分/整 體 關 係,很容 易 就 會產 生 學 習 上的 錯 誤 , 以 試 題1 為 例 : 試 題 1: 把 6 塊 餅 乾 平分 給 大 雄 、小 夫 、 胖 虎3 人 , 大 雄 得 到 幾塊 ? 2 6塊 2 塊 1 塊 3 塊 其 他 答 題 結 果 : 選 項 選 答 率 11/30(36.7% ) * 12/30(40% ) 3/30(10%) 3/30(10%) 1/30(3.3%) *號 者 為 正 確答 案 試 題 1 是 一 題 常見 的 分 東 西題 型 , 從 答 題 結 果 來 看 有 18/30(60%)的 學 童 答 錯, 細 究 其 答 題 表 現 選 擇 2 6塊(選 項)和 2 塊 (選 項)的 學 童 有 23/30(76.7%),可 見 大部 分 的 學 童 都 能 算 出 大 雄 可 以 分 得 2 塊 餅 乾 , 但 是 這 23 位學 童 中 卻 有 11 位 學 童 是 選 擇 6 2 塊(選 項 )。 透 過 訪 談 發 現 這 些 學 童 雖 然 已 經 算 出 2 塊 餅 乾 的答 案 , 可 是在 剛 學 到 分 數 的 影 響 下 , 他 們 所 算 出 的 答 案 就 受 到 動 搖 了,好 像 選 擇 2 6塊(選 項)是 會 讓 人 比 較 安 心 的 。 訪 談 案 例 舉 隅 如 下 : 試 題1 之 訪 談 案 例 T: 6 塊 餅 乾 分給 3 人 , 每人 可 分 得 多 少 塊? S: 2 塊 。 T: 你 有 算 出 2 塊 了 嗎? S: 有 。 T: 那 為 什 麼 答案 不 選 擇 2 塊 (選 項 ) 反 而 選 擇 2 6 塊(選 項 )呢? S: 因 為 老 師 剛教 過 分 數 ,而 選 項 中 有 分 數 的 答 案 , 我 覺 得 分 數 的 答 案 比 較 對 。 由 此 可 知 , 學 童 即 使 已 由 題 意 算 出 2 塊,還是選了有分數的選項為答案,顯示這 些 學 童 可 能 是 不 了 解 分 數 符 號 所 代 表 的 意 涵-部分/整體關係。同樣的錯誤情形我們在 試題2 中也可看到:試 題2: 爸 爸 買 了 一包 10 枝 的 冰 棒 , 全 家 吃 掉 1 2 包 冰 棒,請 問 全 家 吃 掉 幾 枝 冰 棒 , 下 面 哪 一 個 圈 法 是 對 的 ? 其 他 答 題 結 果 : 選 項 選 答 率 8/30(26.7%) 6/30(20%) 1/30(3.3%) * 12/30(40% ) 3/30(10%) 從 答 題 結 果 來 看 此 題 也 是 有 18/30(60%)的 學童 答 錯,這 18 位 答 錯 的學 童 中 有15 位 選 擇 了 1 支(選 項)、2 支(選 項)或 3 支 (選 項), 這 些學 童 可 能 都是 不 了 解 分 數 1 2 包 的 意 義(把 一 包冰 棒 10 支 分 成2 等份 取 其中 的 1 份 即為 1 2 包)而 產 生 錯 誤。在 缺 乏 分 數 的 部 分/整 體 關 係 下,自 然 而 然 地 會 由 「 整 數 」 的 想 法 出 發 , 將 題 目 1 2 的 分 子 1 和 分母 2 視 為 兩個 單 一 的 獨 立 個 體 : 其 中 的 8 位 學 童 可能 是 看 到 分子 的1 就選 擇 和 分子 一 樣 的 數值 1 支(選 項) 為 答 案 ; 而 6 位學 童 可 能 是看 到 分 母 的 2 就 選 擇 和 分 母 一 樣 的 數 值 2 支(選 項)為 答 案 ; 另 外 答 錯 的 1 位 學 童可 能 是 將 分子 的1 與分 母 的 2 相加 等 於 3,而 選擇 3 支(選 項)的 答案。因 此,我 們 發現 許 多 低 成就 學 童 可 能 只 知 道 1 2 是 分 數,但 卻 無 法 了 解 由 分 子 與 分 母 兩 整 數 並 置 所 代 表 的 是 部 分 /整體 關 係。此 結果 在 許 多 的相 關 研 究 中亦 可 發 現(呂 玉 琴、李源 順、劉 曼麗、吳 毓 瑩, 2009;洪 素 敏 、楊 德 清 ,2002; 楊 壬 孝, 1988 ; Behr, Wachsmuth, Post & Lesh, 1984; Cramer, Post, & delMas, 2002; Post, Cramer, Behr, & Lesh, Harel, 1992)。
二、在「分數比大小」之迷思概念
分 數 比 大 小 依 分 子 相 同 與 分 母 相 同 的 情 況,可 分 成 單 位 分 數 比 大 小(分 子 相同) 及 同 分 母 分 數 比 大 小(分 母 相 同 )兩 小 主 題 來 做 探 討 。 我 們 發 現 學 童 在 單 位 分 數 比 大 小 的 表 現 很 不 好 , 有 22/30(73.3%)的 學童 答 錯 , 但 在 同 分 母 比 大 小 的 表 現 卻 僅 有 5/30(16.7%)的 學童 答 錯;前後 兩 者 差 異極 大 。 以 下 先 分 別 依 學 童 在 這 兩 小 主 題 的 答 題 表 現 作 分 析 , 再 進 一 步 探 討 學 童 在 這 兩 小 主 題 表 現 差 異 的 原 因 。 (一 ) 單 位 分 數 比 大 小 單 位 分 數 是 學 童 最 早 學 習 到 的 分 數形 式 , 也 是 最 簡 單 的 分 數 形 式 。 然 而 從 前 面 的 試 題1 及 試 題 2 都 有 18/30 (60%)的 學 童 答 錯 , 我 們 發 現 學 童 在 未 了 解 「 一 個 」 分 數 的 意 義 , 就 處 理 接 下 來 的 「 兩 個 」 單 位 分 數 比 大 小 的 題 目 , 答 錯 的 學 童 增 加 到 22/30(73.3%), 而 且 在 這 樣 的 情 形 下 , 學 童 容 易 衍 生 出 更 多 的 迷 思 概 念 或 錯 誤 。 以 例 題3 及 例 題 4 為 例 : 試 題3: 一 盒 水 梨 有 12 顆,1 3盒 水 梨 和 14 盒 水 梨 , 那 一 個 比 較 多 ? 1 3盒 水 梨 比 較 多 1 4 盒 水 梨 比 較 多 一 樣 多 不 能 比 較 答 題 結 果 : 選 項 選 答 率 * 8/30(26.7% ) 15/30(50% ) 5/30(16.6% ) 2/30(6.7% ) 試 題4: 媽 媽 買 了 一盒 月 餅,其中 共 有 20 個 。 哥 哥 吃 了 1 4 盒 ,弟 弟 吃 了 15 盒 。 請 問 哥 哥 和 弟 弟 誰 吃 較 多 ? 哥 哥 吃 1 4 盒 弟 弟 吃 1 5盒 一 樣 多 不 能 比 較 誰吃 較 多 答 題 結 果 : 選 項 選 答 率 * 8/30(26.7% ) 14/30(46.7% ) 5/30(16.6% ) 3/30(10% ) 從 學 童 的 答 題 結 果 來 看 , 兩 試 題 都 有 22/30(73.3%)的 學 童 答 錯 , 而 且 在 試 題 3 答 錯 的 全 部 22 位 學 童在 試 題 4 也 都 答 錯。 另 外 , 雖 然 有8 位 學 童 答 對, 可 是 其 中有 2 位 都 是 對 1 題 且 錯 1 題 ,顯 見 以 上 這 24 位 答 錯 的 學 童 可 能 還 不 了 解 分 數 的 部 分/ 整 體 關 係 , 才 會 無 法 比 較 出 兩 分 數 的 大 小 。 接 下 來 再 從 學 童 的 答 題 表 現 來 看 , 我 們 將 學 童 的 錯 誤 情 形 分 成 兩 種 : 1. 依 分 母 的 數 值 來 選 擇 答 案 在 試 題3 中 有 15/30(50%)的 學 童 選 擇 1 4 盒(選項 )為 答案 以 及 在 試題 4 中 有 14/30(46.7%) 的 學 童 選 擇 1 5 盒( 選 項)為 答案。這 兩 試題 都 有將 近 一 半 的 學 童 選 擇 分 母 數 值 較 大 的 分 數 為 答 案 , 推 測 這 些 犯 錯 的 學 童 可 能 都 是 依 分 母 的 數 值 來 選 擇 答 案 。 而 且 我 們 再 進 一 步 分 析 發 現 , 原 本 在 試 題 3 受 分 母 數 值 影 響 的 15 位 學 童中 有 11 位 在 試 題 4 也 犯 了相 同 的 錯 誤。
2. 依 分 子 的 數 值 來 選 擇 答 案 學 童 答 錯 的 情 形 是 選 擇 一 樣 多(選 項 ) 為 答 案 , 在 這 兩 試 題 都 有 5/30(16.6%)的 學童 犯 此 錯 誤,而 且 原 本 在 試 題 3 受 分子 數 值 影 響 的 5 位 學 童 在 試 題 4 也 犯了 相 同 的 錯誤 , 推 測 這 些 犯 錯 的 學 童 可 能 是 誤 以 為 兩 分 數 的 分 子 數 值 都 是 1, 其 分數 值 就 會 相 同 。 我 們 如 果 再 將 這 兩 試 題 與 前 面 的 試 題 2 來 做 比 較 ,就 答 題 結 果而 言 , 原 本在 試 題2 有 12/30 (40%)的 學 童答 對,但 這答 對 的12 位學 童 中卻 又 僅 僅 只 有 5 位 在 試題 3 及 試 題 4 中 也能 答 對。另 外就 題 目 而言, 試 題2 有 圖 來 協助 學 童 認 識分 數 1 2,增 進 題 意 的 了 解 , 而 在 試 題3 與 試 題 4 中 出現 的 分 數 純 粹 就 是 符 號 表 徵 。 我 們 會 發 現 學 童 在 接 觸 到 兩 分 數 比 大 小 時 , 若 是 學 童 分 數 的 部 分/整 體 關 係 無 法 從 圖 像 表 徵 轉 換 到 分 數 符 號 的 形 式 , 容 易 在 缺 少 圖 像 連 結 的 情 況 下,忽 略 分 數 的 部 分/整 體 關 係,依 舊 將 分 數 視 為 兩 個 單 一 的 獨 立 個 體 。 所 以 , 如 果 學 童 聚 焦 在 單 位 分 數 的 分 母 , 就 誤 以 為 分 母 的 數 值 愈 大 其 分 數 值 就 愈 大 、 分 母 的 數 值 愈 小 其 分 數 值 就 愈 小 ; 或 是 聚 焦 在 分 子 , 就 誤 以 為 單 位 分 數 的 分 子 之 數 值 都 是1 其 分 數值 就 會 相 同。 此 外 , 針 對 試 題 4 單 位 分 數比 大 小 的 題 型 , 我 們 還 想 關 心 學 童 是 否 只 看 到 題 目 中 的 分 數 就 直 接 比 較 分 數 值 的 大 小 而 忽 略 當 中 的 單 位 量 , 故 將 試 題 4 的 題 目 稍 做變 化 , 更 改 成 哥 哥 與 弟 弟 都 吃 了 相 同 的 1 5 盒 , 而 單 位 量 卻 不 相 同 , 修 改 如 試 題 5: 試 題 5:媽 媽 買 了 兩 盒月 餅 , 其 中一 盒 有 20 個,哥哥吃 了 1 5盒,另 一 盒 有 30 個,弟弟也 吃 了 1 5盒。請 問 哥 哥 和 弟 弟 誰 吃 較 多 ? 哥 哥 弟 弟 一 樣 多 不 能 比 較誰 吃 較 多 答 題 結 果 : 選 項 選 答 率 2/30(6.7% ) * 5/30(16.7% ) 21/30(70% ) 2/30(6.6% ) 由 學 童 的 答 題 結 果 來 看 , 有 高 達 25/30(83.3%) 的 學 童 答 錯 , 其 中 有 21/30(70%) 的 學 童 是 選 擇 了 一 樣 多 ( 選 項 )為 答 案, 這 21 位 犯 錯 的學 童 可 能 都是 受 到 分 數 1 5是 相 同 的 影 響 , 而 未 考 慮 到 單 位 量 是 不 相 同 的 。 另 外 , 原 本 在 試 題 4 答 對 的 8 位 學 童 中 有 4 位 學 童在 此 題 卻 選擇 了 一 樣 多(選 項)為 答案 , 猜測 這 4 位 學 童 可 能 兩 題 都 僅 依 分 數 來 比 大 小 , 並 未 考 慮 到 單 位 量 。 此 結 果 與 呂 玉 琴 、 李 源 順 、 劉 曼 麗、吳 毓 瑩(2009),洪 素敏(2004),楊
德 清 和 洪 素 敏(2003),Cramer 等學 者 (2002) 之 研 究 相 呼 應 。 綜 合 學 童 在 上 述 的 3 題 答 題表 現 , 我 們 發 現 試 題 雖 有 情 境 , 但 多 數 的 低 成 就 學 童 未 能 掌 握 單 位 分 數 的 意 義 , 僅 能 直 接 從 其 符 號 表 面 中 的 分 子 或 分 母 來 決 定 大 小 , 以 致 答 題 失 敗 。 再 從 整 個 施 測 結 果 來 看 , 「 單 位 分 數 比 大 小 」 雖 為 二 年 級 的 能 力 指 標2-n-10(能 在 平分 的 情 境 中,認 識 分 母在 12 以 內 的單 位 分數,並 比 較不 同 單 位 分數 的 大 小), 卻 是 施 測 學 童 表 現 最 不 好 的 類 型 。 由 此 顯 示 , 處 理 「 單 位 分 數 內 容 物 為 多 個 個 物 」 的 問 題 , 對 三 年 級 低 成 就 學 童 而 言 是 有 困 難 的 。 但 此 結 果 也 並 非 只 是 低 成 就 學 童 的 專 利(呂 玉 琴 、 李 源 順 、 劉 曼 麗、吳 毓 瑩,2009)。這 些 發現 或 許 可 以支 持97 課 程 綱 要 數學 學 習 領 域,將 分 年 細 目 2-n-10 併入 到 三年 級 教 學 ,並 刪 除 比 較單 位 分 數 的 大 小 教 學 , 修 正 對 照 表 如 表3。 (二 ) 同 分 母 分 數 比 大 小 當 單 位 量 一 樣 , 要 求 學 童 比 較 兩 個 具 有 相 同 單 位 的 同 分 母 分 數 的 大 小 時 , 從 學 童 的 答 題 結 果 來 看 , 雖 然 僅 有 少 數 學 童 出 現 答 題 錯 誤 , 但 是 我 們 發 現 學 童 依 舊 有 迷 思 概 念 產 生 , 值 得 我 們 進 一 步 探 討 。 以 例 題 6 及 例 題 7 為 例 : 試 題 6: 一 個 巧 克 力蛋 糕 切 成 12 等 份 , 5 12 個 蛋 糕 和 712 個 蛋 糕,那 一 個 比 較 多 ? 5 12 個 蛋 糕 比 較 多 7 12 個 蛋 糕 比 較 多 一 樣 多 不 能 比 較 答 題 結 果 : 選 項 選 答 率 5/30(16.7% ) *25/30(83.3% ) 0/30(0% ) 0/30(0% ) 表 3 92 課 綱 與 97 課 綱 在 二 、 三 年級 分 年 細 目之 修 正 對 照表 92 課 綱 97 課 綱 能 在 具 體 情 境 中,進 行 分 裝 與 平 分 的 活 動 。 2-n-07 能 在 具 體 情 境 中 , 進 行 分 裝 與 平 分 的 活 動 。 2-n-07 能 在 平 分 的 情 境 中,認 識 分 母 在12 以 內 的 單 位 分 數,並 比 較 不 同 單 位 分 數 的 大 小 。 2-n-10 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 。 3-n-09 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 。 3-n-11
試 題7:一盒 圖 釘 有 100 個 圖 釘, 7 10盒 圖 釘 和 3 10盒 圖 釘,那 一 個 比 較 多 ? 7 10盒 圖 釘 比 較 多 3 10盒 圖 釘 比 較 多 一 樣 多 不 能 比 較。 答 題 結 果 : 選 項 選 答 率 * 25/30(83.3% ) 4/30(13.3% ) 1/30(3.4% ) 0/30(0%) 在 試 題6 與 試 題 7 都 只 有 5/30(16.7%) 的 學 童 答 錯 , 雖 然 是 少 數 學 童 答 錯 , 但 是 我 們 卻 對 這 些 答 錯 的 學 童 感 到 很 好 奇 。 一 般 而 言 , 若 是 概 念 不 懂 的 學 童 也 應 該 會 受 到 分 子 數 值 較 大 的 影 響 , 在 同 分 母 的 情 形 下 會 選 擇 分 子 比 較 大 的 分 數 值 為 答 案 , 為 什 麼 還 會 有 一 些 學 童 是 選 擇 分 子 比 較 小 的 分 數 值 為 答 案 呢 ? 為 此 , 我 們 透 過 訪 談 發 現 , 當 他 們 在 學 習 分 數 時 老 師 經 常 會 教 授 口 訣,遇 到 同 分 母 分 數 的 比 大 小 時,如 2 3 > 1 3, 口 訣 就 是「 分 母 相 同 時 ,只 要 比 較 分 子 的 大 小 , 分 子 大 分 數 值 就 比 較 大 、 分 子 小 分 數 值 就 比 較 小 。 」 而 遇 到 同 分 子 分 數 的 比 大 小 時,如 1 2 > 13,口 訣 就 是「 分 子 一 樣 代 表 一 樣 多 的 東 西 被 分 , 分 母 愈 小 就 好 像 愈 少 人 在 分 , 表 示 每 個 人 可 以 分 到 愈 多 的 東 西 , 其 分 數 值 就 愈 大 ; 反 之 分 母 愈 大 就 好 像 愈 多 人 在 分 , 表 示 每 個 人 分 到 的 東 西 愈 少 , 其 分 數 值 就 愈 小 。 」 當 學 童 只 是 單 純 的 背 誦 口 訣 而 未 加 理 解 , 時 間 一 久 , 口 訣 就 會 造 成 學 童 學 習 上 認 知 的 混 淆 , 而 且 一 昧 的 讓 學 童 背 誦 口 訣 也 早 已 抹 殺 學 童 分 數 概 念 建 立 的 契 機 。 訪 談 案 例 舉 隅 如 下 : 試 題6 之 訪 談 案 例 T: 125 與127 哪一個分數值比較大? S: 125 。 T: 7 不 是 大 於 5 嗎? S: 對 啊 。 T: 那 為 什 麼 答 案 不 選 擇 127 塊(選項 )卻 選 擇 125 塊(選項)呢? S: 因 為 老 師 說 過 這 裡 的 12 都 一 樣 , 而 7 表示 7 個 人在分 、 5 表 示 5 個 人 在 分,所 以 125 的人分得 比 較 多 , 就 比 較 大 。 綜 合 上 述 學 童 的 答 題 結 果 , 我 們 可 以 發 現 這 些 學 童 在 「 同 分 母 分 數 比 大 小 」 的 表 現 比 在 「 單 位 分 數 比 大 小 」 的 表 現 好 ,
推 測 其 原 因 可 能 是 這 些 學 童 在 分 數 的 學 習 大 都 強 記 硬 背 而 較 缺 少 概 念 性 的 理 解 , 普 遍 會 認 為 當 兩 分 數 的 分 母 之 數 值 相 同 或 分 子 之 數 值 相 同 時 , 對 應 的 分 子 或 分 母 的 數 值 愈 大 則 其 分 數 值 就 會 愈 大 。 然 而 , 以 此 方 法 套 用 在 同 分 母 分 數 比 大 小 雖 然 恰 巧 適 用 , 但 套 用 在 單 位 分 數(同 分 子 )比 大 小 時 就 無 法 通 用 了。此 結 果 與 呂 玉 琴、李 源 順、 劉 曼 麗、吳 毓 瑩(2009),呂 玉琴(1991),洪 素 敏、楊 德 清(2002),洪 素 敏(2004)之 研究 相 呼 應 。 (三 ) 在「 同 分 母 分 數 的 加 減 」之 迷 思 概 念 由 施 測 結 果 來 看 , 學 童 在 「 同 分 母 分 數 的 加 減 」 題 目 的 答 題 表 現 僅 出 現 看 錯 運 算 符 號 , 將 加 號 看 成 減 號 或 將 減 號 看 成 加 號 而 計 算 錯 誤 , 此 結 果 與 李 源 順(2005), 呂 玉 琴 、 李 源 順 、 劉 曼 麗 、 吳 毓 瑩(2009) 之 研 究 相 呼 應 。 以 下 列 舉 兩 位 學 童 的 錯 誤 計 算 情 形 如 圖1 及 圖 2。 我 們 並 未 看 到 文 獻 所 提 及 三 、 四 年 級 學 童 會 有 的 「 分 母 加 分 母 與 分 子 加 分 子 」 之 迷 思 概 念 (李 源順,2005;李源 順、 余 新 富 、 李 勇 諭 ,2006; 呂 玉琴 、 李 源 順、 劉 曼 麗、吳 毓 瑩,2009)。初 步 推 敲,可 能 是 這 些 受 測 的 三 年 級 學 童 目 前 只 有 學 習 到 同 分 母 分 數 的 加 減 算 則 ( 分 母 不 變 、 分 子 相 加 減 ), 較 不 會 因 混 淆 其 它 算 則(如 : 異 分 母 分 數 的 加 減 或 分 數 的 乘 除 算 則)而 產 生 迷 思 概 念 。 也 有 可 能 是 這 些 低 成 就 學 童 依 舊 受 到 整 數 加 減 法 影 響 , 但 忽 略 分 母 或 擔 心 同 分 母 相 減 會 變 0, 僅直 接 將 分 子做 加 減 。 抑 或 是 相 關 文 獻 所 提 及 的 迷 思 概 念 有 無 可 能 出 現 在 中 成 就 的 學 童 。 這 些 都 值 得 我 們 進 一 步 再 對 全 班 或 不 同 成 就 的 學 童 進 行 研 究 。 圖 1 將 減號 看 成 加 號 圖 2 將 加號 看 成 減 號
肆、個案舉隅
不 論 是 分 數 的 意 義 、 單 位 分 數 比 大 小 以 及 同 分 母 分 數 比 大 小 , 其 概 念 都 是 以 分 數 的 意 義-部 分 /整 體 關 係 為 核 心 , 我 們 發 現 低 成 就 學 童 在 分 數 的 意 義 之 表 現 , 確 實 有 可 能 會 連 帶 影 響 其 在 單 位 分 數 比 大 小 以 及 同 分 母 分 數 比 大 小 的 答 題 表 現 , 進 而 產 生 一 連 串 的 錯 誤 或 迷 思 概 念 。 我 們 舉 二 位學 童 S1 與 S2 的 答 題 表 現並 整 理 如 下表 4,其 中 S1 是 受分 子 影 響 而 S2 是 混 淆口 訣 的 意 義 。 分 析 學 童 在 本 次 施 測 試 題 的 答 題 表 現 , 我 們 將 其 錯 誤 類 型 歸 納 為 兩 大 類 型 , 第 一 類 型 是 受 分 子 的 影 響 , 第 二 類 型 則 是 混 淆 口 訣 的 意 義 。 在 第 一 類 型 的 錯 誤 中 , 學 童 將 分 數 的 分 母 及 分 子 視 為 兩 個 單 一 的 獨 立 個 體 , 受 到 分 子 的 影 響 使 學 童 的 答 題 產 生 一 連 串 的 迷 思 概 念。以 個 案S1 為 例, 其 部 分 答 題 結 果 見 圖3~圖 5。 圖 3 圖 4 圖 5 在 分 數 的 意 義 題 型 中(如 圖 3),S1 無 法 了 解 由 兩 整 數 並 置 而 成 的 1 2 之 部 份/整 體 關 係 , 於 答 題 時 可 能 聚 焦 在 分 子 1,而 選 擇 和 分 子 一 樣 的 數 值 為 答 案 。 而 這 樣 的 迷 思 也 出 現 在 單 位 分 數 比 大 小 的 題 型(如 圖 4),S1 在 答 題時 可 能 還 是會 聚 焦 在 1 3和 1 4 的 分 子1 都 相 同,則 認 為 兩分 數 的 數 值 一 樣( 1 3= 14 )。有 如 此迷 思 概 念 的 S1 在 解 決 同 分 母 分 數 比 大 小 的 題 型(如 圖 5)時,可 能 仍 然 會 受 到 5 12 和 712 的 分 子 影 響,則 分 表 4 個 案學 童 分 數 概念 答 題 結 果對 照 表 個 案學 童 答題 結 果 題型 S1 (受 分子 影 響 ) (混 淆口 訣 的 意 義) S2 分 數 的 意 義 試 題 1 X X 試 題 2 X X 單 位 分 數 比 大 小 試 題 3 X O 試 題 4 X O 同 分 母 分 數 比 大 小 試 題 6 O X 試 題 7 O X
子 數 值 愈 大 其 分 數 值 就 愈 大( 5 12 < 712 ), 雖 然 S1 這 時 的判 斷 結 果 是對 的 , 可 是綜 觀 這 幾 題 S1 的 答題 表 現 ,如 果 學 童 都僅 以 分 子 的 數 值 大 小 來 做 判 斷 , 這 樣 一 知 半 解 的 概 念 是 否 也 將 嚴 重 影 響 之 後 分 數 的 學 習 呢 ? 在 第 二 類 型 的 錯 誤 中 , 低 成 就 學 童 不 了 解 分 數 的 意 義 , 靠 著 背 誦 老 師 所 傳 授 的 口 訣 來 解 題 , 在 缺 乏 有 意 義 的 連 結 下 就 容 易 混 淆 口 訣 的 意 義 而 產 生 一 連 串 的 錯 誤 , 以 個 案 S2 為 例, 其 部 分 答題 結 果 見 下圖 6~圖 8: 圖 6 圖 7 圖 8 在 分 數 的 意 義 題 型 中(如 圖 6),S2 無 法 了 解 1 2 所 代 表 的 分 數 意 義,於 答 題 時 可 能 受 1 2 的 分 母 2 影 響 而選 擇 和分 母 一 樣 的 數 值 為 答 案 。 而 正 因 為 S2 無 法 了 解 分數 的 意 義 , 遇 到 兩 分 數 比 大 小 時 , 可 能 轉 而 依 賴 老 師 傳 授 的 口 訣 來 解 題 。 這 種 情 形 出 現 在 同 分 母 分 數 比 大 小 的 題 型(如 圖 7), S2 可 能 因 為 依 賴背 誦 的 口 訣解 題,但 卻又 混 淆 口 訣 的 意 義,誤 認 為 5 12 和 712 的 分 母 12 可 表 示一 樣 多的 東 西 被 分,分 子 愈 小則 表 示 愈 少 人 在 分 , 每 人 分 得 愈 多 , 其 分 數 值 就 愈 大( 5 12 > 712 )。 有 如 此 迷 思 概 念 的 S2 在解 決 單 位 分數 比 大 小 的題 型(如 圖 8) 時 , 儘 管 這 次 變 成 分 子 的 數 值 相 同 , 可 能 還 是 會 認 為 1 4 和 13的 分 子1 可 表示 一 樣 多 的 東 西 被 分,分 母 愈 小 則 表 示 愈 少 人 在 分, 每 人 分 得 愈 多,其 分 數 值 就 愈 大( 1 4 < 13), 雖 然 S2 這 時 的答 題 結 果 是對 的 , 可 是綜 觀 這 幾 題 S2 的 答題 表 現 ,如 果 遇 到 分數 比 大 小 的 題 型 時,學 童 都 是 以 此 方 法(背誦 口 訣)來 做 判 斷,這 樣 一 知 半解 的 概 念 是否 也 將 嚴 重 影 響 之 後 分 數 的 學 習 呢 ? 然而 , 不 論這 些 低 成 就學 童 的 錯 誤類 型 是 屬 於 第 一 類 : 受 分 子 的 影 響 , 或 第 二 類 : 混 淆 口 訣 的 意 義 , 我 們 都 可 將 之 歸 因 於 不 能 掌 握 分 數 的 意 義-部 分 /整 體 關 係 , 而 產 生 了 一 些 錯 誤 或 迷 思 概 念 。
伍、結語
本 文 透 過 一 份 試 題 和 數 學 低 成 就 學 童 在 此 份 試 題 的 答 題 結 果 , 來 說 明 三 年 級 低 成 就 學 童 的 分 數 迷 思 概 念 及 其 成 因 。 整 體 而 言 , 我 們 有 兩 點 結 論 如 下 :1. 學 童 不 易 掌 握 分 數 的 部 分 / 整 體 關 係 。 學 童 一 旦 不 能 掌 握 分 數 的 部 分/ 整 體 關 係 , 就 會 失 去 概 念 性 的 理 解 以 支 撐 所 學 。 對 於 之 後 的 分 數 學 習 , 學 童 就 很 容 易 靠 強 記 死 背 解 題 , 時 間 一 久 就 易 遺 忘 或 混 淆 所 背 , 便 會 產 生 一 連 串 的 錯 誤 或 迷 思 概 念 。 例 如 : 將 一 塊 蛋 糕 平 分 成 8 份 , 3 8塊 蛋 糕 和 58塊 蛋 糕 哪 一 個 比 較 多 ? 學 童 若 不 能 掌 握 分 數 的 部 分/整 體 關 係,僅靠 背 誦 口 訣 解 題 , 時 間 一 久 便 容 易 混 淆 口 訣 的 意 義( 原 意 是 指 在 分 子 相 同 的 情 形 下 , 分 子 一 樣 可 表 示 一 樣 多 的 東 西 被 分 , 分 母 愈 大 則 表 示 愈 多 人 在 分 , 每 個 人 就 會 分 得 愈 少),誤 認 為分 母 8 都 相 同 可 表 示 一 樣 多 的 東 西 被 分 , 而 分 子 愈 小 則 表 示 愈 少 人 在 分 , 每 個 人 分 得 就 愈 多 , 所 以 3 8會 大 於 58。 2. 學 童 極 不 易 在 分 數 的 表 徵 之 間 進 行 轉 換 。 學 童 碰 到 的 分 數 型 態 不 外 乎 以 圖 像 、 符 號 以 及 文 字/口 語(陳述 意 義 ) 等 不 同 表 徵 來 呈 現 , 例 如 : 圖 像 為 、符 號 為 2 3、文 字/口 語(陳 述意 義)則為 平 分 成 3 份 取 其 中 的 2 份。在 施 測 的 試 題 中 , 我 們 發 現 許 多 低 成 就 學 童 遇 到 分 數 時 , 可 能 只 知 道 分 數 的 符 號 外 觀 卻 不 了 解 其 意 義 , 而 且 不 會 將 分 數 符 號 轉 換 成 不 同 表 徵 的 分 數 型 態 來 幫 助 解 題 , 此 時 就 會 失 去 了 從 不 同 分 數 型 態 了 解 分 數 意 義 的 大 好 機 會。例 如:將 一 塊 蛋 糕 平 分 成 8 份, 哥 哥 吃 了 5 8塊 , 弟 弟 吃 了 38塊 , 誰 吃 得 比 較 多 ? 對 於 低 成 就 學 童 常 會 混 淆 口 訣 的 意 義 , 而 產 生 許 多 迷 思 概 念 , 如 認 為 分 子 小 的 表 示 愈 少 人 在 分 , 分 數 就 比 較 大 。 如 果 他 們 能 將 分 數 符 號 3 8和 58先 連 結 到 將 一 塊 蛋 糕 平 分 成 8 份 的 圖 像, 再 連 接 到意 義 - 平 分 成 8 份取 其 中的 3 份(即 3 份 蛋糕) 以 及 平 分 成8 份取 其 中 的 5 份(即 5 份 蛋 糕),答 案 就 很明 顯 了。又 如:一 包 糖 果 有 12 顆 , 1 3包 糖 果 和 14 包 糖 果 哪 一 個 比 較 多 ? 對 於 低 成 就 學 童 常 會 直 接 以 兩 分 數 的 符 號 來 做 比 較 , 而 產 生 許 多 迷 思 概 念 , 如 認 為 分 母 大 的 分 數 就 比 較 大 。 如 果 他 們 能 將 分 數 符 號 1 3 和 14 先 連 結 到 12 顆 糖 果 的 圖 像 , 再 連 接 到 意 義 - 平 分 成 3 份 取 其 中 的 1 份(即 4 顆 糖 果 )以 及平 分 成 4 份 取 其 中 的 1 份(即 3 顆 糖 果), 答 案 就 呼 之 欲 出 了 。 因 此 , 針 對 上 述 的 發 現 , 我 們 也 有 以 下 兩 點 建 議 : 1. 教 師 日 後 設 計 三 年 級 分 數 補 救 教 學 課 程 時 , 能 針 對 低 成 就 學 童 易 犯 的 迷 思 概 念 或 錯 誤 來 做 補 救 。 2. 為 三 年 級 低 成 就 學 童 鞏 固 分 數 的 基
礎 概 念 、 使 其 之 後 的 分 數 學 習 確 實 紮 根 。 我 們 希 望 教 導 學 童 能 在 不 同 情 境 下 先 找 出 單 位 量 , 再 運 用 圖 像 、 分 數 符 號 以 及 文 字/ 口 語 ( 陳 述 意 義 ) 等 三 種 不 同 表 徵 , 透 過 相 互 轉 換 的 能 力 , 意 即 能 寫 出 符 號、畫 出 圖 像 以 及 說(寫) 出 其 意 義 , 將 這 三 者 做 有 意 義 的 連 結 , 建 立 「 三 位 一 體 」 的 分 數 概 念 。 相 信 不 論 遇 到 哪 一 類 型 的 分 數 問 題 , 只 要 學 童 能 將 三 位 一 體 的 分 數 概 念 運 用 自 如 , 都 可 迎 刃 而 解 。 其 關 係 圖 如 圖9。 最 後 , 隨 著 12 年國 教 的 列 車即 將 啟 動 , 學 童 的 數 學 能 力 必 須 要 能 銜 接 , 而 分 數 課 程 又 是 數 學 中 很 重 要 的 一 環 , 也 是 最 令 學 童 感 到 最 困 擾 的 課 程 之 一 , 其 中 又 以 三 年 級 學 童 初 學 分 數 階 段 最 為 關 鍵 , 所 以 我 們 有 著 蓋 高 樓 要 先 打 穩 地 基 的 重 責 大 任 , 不 能 不 慎 。
參考文獻
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