资讯科技融入数学教学模组之开发与研究以国中平面几何基础课程教学为例.docVIP

資訊科技融入數學教學模組之開發與研究 ---以國中平面幾何基礎課程教學為例 李俊儀 台灣師範大學資訊教育所博士生 袁 媛 花蓮師範學院數學教育系助理教授 (收稿日期：2004年5月15日；接受刊登日期：2004年10月5日) 摘 要 本研究主要是使用Flash開發出可讓教師教學示範並可引導學生探索、做中學的「國中平面幾何基礎課程」數位教材，並以「建構式van Hiele五階段學習模式」設計學習活動，提供資訊科技融入數學教學模組的教學示例。最後探討資訊科技融入數學教學模組實施之後，對學生數學學習所產生的影響。 本研究採取不等組的前後測之準實驗設計，以研究者自行開發之學習成就測驗與課程意見量表為主要工具，並以桃園縣一所國中的兩個班級為研究樣本，實驗組接受資訊科技融入數學教學所設計的活動，控制組則沒有。筆試後，經由統計與實徵資料分析主要結果如下: 一、實驗組學生在學習成就測驗後測基本層次得分上顯著高於控制組學生。 二、實驗組學生在學習成就測驗延後測總分與各層次得分上與控制組學生並無顯著差異。 三、實驗組不同性別的學生在學習成就測驗後測與延後測得分上都沒有顯著差異。 四、實驗組學生在學習成就測驗後測與前測得分差距的表現，不論是以3/5或4/5為標準的幾何思考層次來看，各思考層次水準學生的表現並無顯著差異。 五、實驗組數學高、中、低成就水準學生分別與控制組數學高、中、低成就水準學生在成就測驗後測得分上沒有顯著差異。 六、實驗組學生在學習成就測驗延後測與前測得分差距表現上，不論以3/5或4/5為標準的幾何思考層次來看，層次2的學生表現都顯著優於層次0的學生。 七、實驗組高數學成就水準在學習成就測驗延後測得分上顯著高於控制組高數學成就水準學生，但控制組中數學成就水準學生在學習成就延後測得分則顯著高於實驗組中數學成就水準學生。 八、實驗組與控制組在長達一個學期的教學實驗後在數學態度得分上沒有顯著的改變。 九、有86%的學生願意再上資訊科技融入數學的類似課程，但是其中認為利用電腦學習有助於學科內容了解的學生約只有70%。 最後根據研究結果與發現，提出若干建議以做為教師教學改進與未來研究之參考。 關鍵詞:Flash、建構式van Hiele五階段學習模式、基礎幾何、資訊科技融入教學 壹、前 言 一、研究動機與目的 兩千多年前埃及國王曾向歐幾里德(Euclid)問道：「能不能把幾何變得容易一點?」時至今日，這一問題仍是全天下許多師生共同的願望(張景中，1995)，可見幾何的學習一直困擾著古今中外的師生，也是數學學習領域中最難學的一個主題。根據教育部民國83年10月修正發佈之國民中學數學課程標準，數學領域教材依序分成數的概念、代數、平面幾何、坐標幾何及資料的整理與機率五大主題 (國立編譯館，1999)。而教育部於民國92年11月所公布的九年一貫課程數學領域實施綱要中亦將數學學習內容分為五大主題，分別為數與量、幾何、代數、統計與機率及連結，其中幾何主題所包含的學習內容多為平面幾何的範疇 (教育部，2003)。因此如何設計有效的平面幾何課程教學活動，以奠定學生的幾何學習基礎，仍是當今幾何教學的重要課題。 許多研究指出視覺化思考的增強有利於學生在幾何概念上的學習，例如在Fuys 和Geddes (1984)的研究中，他們發現學生在學習一個新的幾何概念時，經常以視覺的思考為出發點，因此若能加強學生視覺化的思考能力，將有助於學生獲得較佳的學習效果。Hoffer(1977)也認為學習幾何概念與改進視覺知覺間的能力是會交互影響的，若能增強視覺知覺能力將對學習幾何概念有所助益。另一方面，由於電腦所產生的一些圖像能對學生的視覺化產生激勵，因此在學生的視覺化發展上是一項很有利的工具(Bishop,1989)，Clements和Battista(1992)也建議在幾何學習上可採用適當的電腦軟體來輔助學習。許多研究指出多媒體電腦輔助教學確實比傳統教學更能提昇學生的學習成就(許翰濃，1997；溫嘉榮，1998；董家莒，2000)。透過教學前的精心設計及完整的訊息提供，使用電腦多媒體教材作為教學與學習工具，可使教學生動活潑，進一步提升教學效率，以協助學生建構完整的知識概念，適當地使用更可以使學習符合個別化需求，彌補傳統教學中的缺憾(董家莒，2000)。由此可見，電腦應是幫助那群在傳統幾何學習中挫敗學生的另一項利器，它可輕易的創造模擬情境讓學生去操作幾何形體，幫助學生在腦海中建構及操作相關的心像，鷹架學生幾何概念的學習與發展。 荷蘭數學教育家范析理(van Hiele)夫婦根據完形心理學的結構論與皮亞傑(Piaget)的認知理論提出「幾何思考層次理論」，主張學生之幾何思考可以分為五個層次，分別為視覺 (Visualization)、分析(Analysis)、非