簡易檢索 / 詳目顯示

研究生: 丁斌悅
論文名稱: 國二學生學習線型函數時的概念表徵發展研究
指導教授: 曹博盛
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 數學系
Department of Mathematics
論文出版年: 2002
畢業學年度: 90
語文別: 中文
論文頁數: 189
中文關鍵詞: 概念發展表徵認知發展線型函數二元一次方程式
論文種類: 學術論文
相關次數: 點閱:424下載:127
分享至:
查詢本校圖書館目錄 查詢臺灣博碩士論文知識加值系統 勘誤回報
  • 本研究之主要目的在探討國二學生學習線型函數時,三個主要表徵(『表列』、『代數式』、『圖形』)的認知發展情形;並試圖瞭解這三個主要表徵的認知發展情形彼此之間的關係。以期能夠提供數學教師們,作為函數與線型函數單元教學之時,使用表徵的參考依據。
    本研究以台北市大同區某公立國中二年級一個普通班的學生為研究對象,樣本數為25名。主要是以Anna Sfard的概念發展理論為依據,將二元一次方程式與線型函數概念,依三個主要表徵分成「內化」、「壓縮」、「物化」三個層次,首先利用自編之二元一次方程式測驗卷(前置施測卷),以瞭解學生在線型函數教學之前的先備知識,接著藉由自編之線型函數測驗卷(後置施測卷),調查學生的線型函數概念,在每個表徵的認知發展情形,輔以訪談來深入瞭解學生填寫測驗卷時的想法。同時也依表徵來研究國二學生在二元一次方程式與線型函數上的解題策略、迷思概念與錯誤類型。
    本研究的主要發現如下:
    1.國二學生在學習線型函數概念時,三個主要表徵的認知發展情形並不相同。
    2.學生在表列、代數式、圖形三個表徵層次上的發展速度,並沒有太大的關聯。
    3.由於線型函數命名的特性,『圖形』表徵在幫助學生其他兩個表徵,發展至較高層次時,扮演一個很重要的角色!
    4.學生在線型函數的概念表徵發展上,凡是在『代數式』表徵上能達到物化層次的學生,在其他兩個表徵上也必能達到。
    5.學生在前測(二元一次方程式)時,三個主要表徵表現上的優劣(以魏氏考驗作檢定):
    a.『表列』表徵的整體表現與『代數式』表徵沒有顯著差異。
    b.『表列』表徵的整體表現優於『圖形』表徵,且達顯著水準。
    c.『代數式』表徵的整體表現與『圖形』表徵沒有顯著差異。
    6.學生在後測(線型函數)時,三個主要表徵表現上的優劣(以魏氏考驗作檢定):
    a.『表列』表徵的整體表現優於『代數式』表徵,且達顯著水準。
    b.『表列』表徵的整體表現與『圖形』表徵沒有顯著差異。
    c.『圖形』表徵的整體表現優於『代數式』表徵,且達顯著水準。
    7.學生在「線型函數」教學之後,『表列』、『代數式』、『圖形』三個表徵,後測的表現都優於前測,且都達到顯著水準(以魏氏考驗作檢定)。
    最後根據本研究的一些缺點提出檢討,並對數學教師與未來研究作出若干的建議。

    第壹章 緒論…………………………………………………1 第一節 問題背景與研究動機………………………………………1 第二節 研究目的與研究問題………………………………………9 第三節 理論基礎…………………………………………………10 第四節 名詞界定…………………………………………………15 第貳章 文獻探討…………………………………………17 第一節 『概念』之相關研究……………………………………17 第二節 『表徵』之相關研究……………………………………27 第三節 『線型函數』之相關研究………………………………36 第參章 研究方法…………………………………………55 第一節 研究設計…………………………………………………55 第二節 研究樣本…………………………………………………56 第三節 研究資源與工具…………………………………………58 第四節 研究步驟與過程…………………………………………65 第五節 研究限制…………………………………………………70 第肆章 研究結果之分析與討論…………………………71 第一節 『表列』表徵部份前後測結果之分析與討論…………73 第二節 『代數式』表徵部份前後測結果之分析與討論………89 第三節 『圖形』表徵部份前後測結果之分析與討論…………116 第四節 前後測三個主要表徵之層次分析與對照………………145 第伍章 結論與建議………………………………………157 第一節 結論………………………………………………………157 第二節 檢討與建議………………………………………………161 參考書目……………………………………………………165 中文部份…………………………………………………………165 西文部份…………………………………………………………169 附錄…………………………………………………………177 附錄一:『二元一次方程式』測驗卷……………………………177 附錄二:『線型函數』測驗卷……………………………………181 附錄三:自編上課補充講義(一)變數與函數………………185 附錄四:自編上課補充講義(二)函數圖形與線型函數……189

    中文部分
    1.B. Russell (1912),The Problems of Philosophy. 劉福增譯註解(民86),哲學問題及精采附集。台北,心理出版社有限公司。
    2.Gardner, H. (1991),The Unschooled Mind. 陳瓊森、汪益譯(民85),超越教化的心靈。台北,遠流出版事業股份有限公司。
    3.Loree, M. R. (1970)。洛氏教育心理學。張春興、汪榮才譯(民65)。台北,國立編譯館。
    4.Skemp, R. R. (1987),The Psychology of Learning Mathematics. 陳澤民譯(民84),數學學習心理學。台北,九章出版社。
    5.Skemp, R. R. (1989),Mathematics in the Primary School. 許國輝譯(民84),智性學習。香港,公開進修學院出版社。
    6.Stein, S. K. (1996),Strength in Numbers:Discovering the Joy and Power of Mathematics in Everyday Life. 葉偉文譯(民88),幹嘛學數學?台北,天下遠見出版股份有限公司。
    7.小林 俊道(2001),猜函數遊戲。小澤健一【編】(2001),在遊戲中學數學,頁5, 100-113。數學教育協議會。台北,國際村文庫書店有限公司。
    8.尤正成(民84),關於函數教學的數學知識─以國中數學學習教師為例。國立彰化師範大學科學教育研究所碩士論文。
    9.朱綺鴻(民88),高中師生對數學歸納法瞭解的情況與教學因應之研究。國立台灣師範大學科學教育研究所博士論文。
    10.吳玫瑤(民90),教學對高中生學習函數概念的影響。國立台灣師範大學數學研究所碩士論文。
    11.吳淑琳(民90),國中生線型函數概念發展之個案研究。國立台灣師範大學數學研究所碩士論文。
    12.杜嘉玲(民88),概念發展---古典論與聯結論。國立中正大學哲學研究所碩士論文。
    13.林清山(民81),心理與教育統計學。台北,東華書局。
    14.林福來、李恭晴、徐正梅、陳冒海、陳順宇【編】(民90a),高級中學數學(第一冊)。台南,南一書局。
    15.林福來、李恭晴、徐正梅、陳冒海、陳順宇【編】(民90b),高級中學數學教師手冊(第一冊)。台南,南一書局。
    16.邱守榕(民81),關於數學學習研究。科學發展月刊,第二十卷第五期,頁571-584。
    17.邱芳津(民79),國二資優生線型函數概念之研究。國立彰化師範大學科學教育研究所碩士論文。
    18.施良方(民85),學習理論。高雄,麗文文化事業股份有限公司。
    19.胡炯濤(1996),數學教學論。南寧市,中國,廣西教育出版社。
    20.孫文先、陳碧真【編】(民71),簡明數學百科全書。台北,九章出版社。
    21.國立編譯館【主編】(民68a),國民中學數學(第四冊)。台北,國立編譯館。
    22.國立編譯館【主編】(民68b),國民中學數學教師手冊(第四冊)。台北,國立編譯館。
    23.國立編譯館【主編】(民86a),國民中學數學(第三冊)。台北,國立編譯館。
    24.國立編譯館【主編】(民86b),國民中學數學教師手冊(第三冊)。台北,國立編譯館。
    25.國立編譯館【主編】(民90a),國民中學數學(第三、四冊)。台北,國立編譯館。
    26.國立編譯館【主編】(民90b),國民中學數學教師手冊(第三、四冊)。台北,國立編譯館。
    27.國立編譯館【主編】(民90c),國民中學選修數學(第六冊)。台北,國立編譯館。
    28.國立編譯館【主編】(民90d),國民中學選修數學教師手冊(第六冊)。台北,國立編譯館。
    29.屠耀華(民81),國中生圖形概念發展之研究。行政院國家科學委員會科學教育發展處,我國學生數學概念發展研究計畫--總結報告之七。
    30.許琇皙(民88),國小低年級師生在加減法圖形表徵的認知對照。國立中正大學教育研究所碩士論文。
    31.陳李綢(民75),表徵方式與教學策略對國小學生認知發展之成效研究。國立台灣師範大學輔導研究所碩士論文。
    32.陳建誠(民87),面積表徵的轉換。國立台灣師範大學數學研究所碩士論文。
    33.陳建蒼(民90),高一學生對數函數概念層次教學成效研究。國立高雄師範大學數學研究所碩士論文。
    34.陳彥廷(民91),發展「學校本位」數學科教學模組之合作行動研究---以「函數」單元為例。國立高雄師範大學科學教育研究所博士班研究計劃(未出版)。
    35.陳盈言(民90),國二學生變數概念的成熟度對其函數概念發展的影響。國立台灣師範大學數學研究所碩士論文。
    36.陳慶芳(民88),國中生初學正負數加減運算的解題情形。國立台灣師範大學數學研究所碩士論文。
    37.楊弢亮(民81),中學數學教學法通論。台北,九章出版社。
    38.葉明達(民89),高中生函數迷思概念及函數表徵轉換能力之初探。中華民國第十六屆科學教育學術研討會。國立台灣師範大學理學院科學教育研究所,民國八十九年十二月。
    39.詹仕鑫(民78),我國國民中學科學教師教學風格之研究。國立台灣教育學院科學教育研究所碩士論文。
    40.銀林 浩(2001),遊戲在數學中所扮演的角色。小澤健一【編】(2001),在遊戲中學數學,頁10-33。數學教育協議會。台北,國際村文庫書店有限公司。
    41.劉怡蘭(民90),高雄地區高中生對數運算錯誤類型之研究。國立高雄師範大學數學研究所碩士論文。
    42.蔡仲彬(民90),國中無理數之概念感及情意現象。國立台灣師範大學數學研究所碩士論文。
    43.蔡志仁(民89),動態連結多重表徵視窗環境下橢圓學習之研究。國立台灣師範大學數學研究所碩士論文。
    44.繆龍驥(民81),微積分概念之錯誤分析。行政院國家科學委員會科學教育發展處,我國學生數學概念發展研究計畫--總結報告之十一。
    45.謝孟珊(民89),以不同符號表徵未知數對國二學生解方程式表現之探討。國立台北師範學院數理教育研究所碩士論文。
    46.謝豐瑞、陳材河(民86),函數的一生。科學教育月刊,第199期,頁34-43。
    47.顧玉池(民89),高雄縣高一學生數學小組合作教學對函數學習成就影響之研究。國立高雄師範大學數學研究所碩士論文。
    西文部份
    1.Agresti, A. (1990). Categorical Data Analysis. John Wiley & Sons, Inc. USA.
    2.Baruch, B. S. & Rina, H. (1999). Prototypes: Brakes or Levers in Learning the Function Concept?The Role of Computer Tools. Journal for Research in Mathematics Education, Vol. 30, No. 4, pp.362-389.
    3.Cooney, T. J. & Wilson, M. R. (1993). Teachers’ thinking about functions: historical and research perspectives. In T. A. Romberg, E. Fennema, & T. P. Carpenter, (Eds.), Integrating Research on the Graphical Representation of Functions, pp.131-158. Hillsdale, New Jersey, Lawrence Erlbaum Associates, Inc.
    4.Dickey, E.M. (1993). The Golden Ratio: A Golden Opportunity to Investigate Multiple Representations of a Problem. The Mathematics Teacher, 86(7), pp.554-557.
    5.DiSessa, A. (1987). Phenomenology and the Evolution of Intuition. In C. Janvier, (Ed.), Problems of Representation in the Teaching and Learning of Mathematics, pp.83-96. New Jersey, Lawrence Erlbaum Associates, Inc.
    6.Dreyfus, T. & Eisenberg, T. (1982). Intuitive functional concepts: A baseline study on intuitions. Journal for Research in Mathematics Education, 13(5), pp.360-380.
    7.Dreyfus, T. & Eisenberg, T. (1984). Intuitions on Functions. Journal of Experimental Education, 52, pp.77-85.
    8.Dyke, V. & Craine, T. V. (1997). Equivalent Representations in the Learning of Algebra. Mathematics Teacher, Vol. 90, No. 8, pp.616-619.
    9.Eisenberg, T. (1992). On the development of a sense for functions. In Ed Dubinsky, & G. Harel, (Eds.), The concept of function: Aspects of epistemology and pedagogy, pp.153-174. (MAA Notes, Vol. 25) Washington, DC, Mathematical Association of America.
    10.Even, R. (1990). Subject matter knowledge for teaching and the case of function. Educational Studies in Mathematics, 21, pp.521-544.
    11.Even, R. (1998). Factors involved in linking representations of functions. Journal of Mathematical Behavior, 17(1), pp.105-121.
    12.Fischbein, E. (1996). The psychological nature of concepts. In H. Mansfield, N. A. Pateman, & N. Bednarz, (Eds.), Mathematics for tomorrow’s young children, pp.102-119. Kluwer Academic Publishers.
    13.Freudenthal, H. (1983). Didactical Phenomenology of Mathematics Structures. Dordrecht, The Netherlands: D. Reidel.
    14.Fuys, D., Geddes, D. & Tischler, R. (1988). The van Hiele model of thinking in geometry among adolescents. Reston, Virginia, National Council of Teachers of Mathematics, Inc.
    15.Goldin, G. A. (1987). Cognitive Representational Systems for Mathematical problem solving. In C. Janvier, (Ed.), Problems of Representation in the Teaching and Learning of Mathematics, pp.125-145. New Jersey, Lawrence Erlbaum Associates, Inc.
    16.Hart, K. (1981). The research of CSMS. In J. Murrary (Ed.), Children’s Understanding of Mathematics: 11-16, pp.1-8. London: Alden Press.
    17.Herscovics, N. (1979). A learning model for some algebraic concepts. In K. Fuson, & W. Geeslin, (Eds.), Explorations in the modelling of the learning of mathematics, pp.98-116. Columbus, OH: ERIC/SMEAC.
    18.Herscovics, N. (1989). Cognitive obstacles encountered in the learning of algebra. In S. Wagner, & W. Kieran, (Eds.), Research issues in the learning and teaching algebra, pp.60-86. Reston, VA: National Council of Teachers of Mathematics.
    19.Hiebert, J., & Lefevre, P. (1986). Conceptual and procedural knowledge in mathematics: An introductory analysis. In J. Hiebert, (Ed.), Conceptual and procedural knowledge: The case of mathematics, pp.1-27. Hillsdale, New Jersey, Lawrence Erlbaum Associates, Inc.
    20.Janvier, C. (1987a). Representation and Understanding: The Notion of Function as an Example. In C. Janvier, (Ed.), Problems of Representation in the Teaching and Learning of Mathematics, pp.67-71. New Jersey, Lawrence Erlbaum Associates, Inc.
    21.Janvier, C. (1987b). Conceptions and representations: The Circle as an example. In C. Janvier, (Ed.), Problems of Representation in the Teaching and Learning of Mathematics, pp.147-158. New Jersey, Lawrence Erlbaum Associates, Inc.
    22.Kaput, J. J. (1987a). Representation Systems and Mathematics. In C. Janvier, (Ed.), Problems of Representation in the Teaching and Learning of Mathematics, pp.19-26. New Jersey, Lawrence Erlbaum Associates, Inc.
    23.Kaput, J. J. (1987b). Towards a Theory of Symbol Use in mathematics. In C. Janvier, (Ed.), Problems of Representation in the Teaching and Learning of Mathematics, pp.159-195. New Jersey, Lawrence Erlbaum Associates, Inc.
    24.Kaput, J. J. (1989). Linking representations in the symbol systems of Algebra. In Wagner, S. & Kieran, C. (Eds.), Research issues in the learning and teaching of Algebra, pp.167-194.
    25.Karplus, R. (1979). Continuous functions: Students’ viewpoints. European Journal of Science Education, 1, pp.397-415.
    26.Kato, Y., Kamii, C., Ozaki, K., & Nagahiro, M. (2002). Young children’s representations of groups of objects: The relationship between abstraction and representation. Journal for Research in Mathematics Education, 33(1), pp.30-42.
    27.Klausmeier, H. J., Ghatala, E. S., & Frayer, D. A. (1974). Conceptual learning and development. New York: Academic Press.
    28.Kleiner, I. (1988). Evolution of the Function Concept: A Brief Survey. College Mathematics Journal, 20(4), pp.282-300.
    29.Lesh, R., Post, T., & Behr, M. (1987). Representations and Translations among Representations in Mathematics Learning and Problem Solving. In C. Janvier (Ed.), Problems of Representation in the Teaching and Learning of Mathematics, pp.33-40. New Jersey, Lawrence Erlbaum Associates, Inc.
    30.Lovell, K. (1971). Some aspects of the growth of the concept of function. In M. F. Rosskopf, L. P. Steffe, & S. Taback, (Eds.), Piaget’s cognitive-development research and mathematical education, pp.12-33. Washington, DC: National Council of Teachers of Mathematics.
    31.Malik, M. A. (1980). Historical and pedagogical aspects of the definition of function. International Journal of Mathematical Education in Science and Technology, Vol. 11, No. 4, pp.489-492.
    32.Markovits, Z. (1982). Understanding of the concept of function among grade 9 students. Unpublished master’s thesis, Weizmann Institute, Rehovot, Israel.
    33.Markovits, Z., Eylon, B., & Bruckheimer, M. (1986). Functions Today and Yesterday. For the Learning of Mathematics, Vol. 6, No. 2, pp.18-28.
    34.Markovits, Z., Eylon, B., & Bruckheimer, M. (1988). Difficulties Students Have with the Function Concept. In A. F. Coxford, (1988 yearbook Ed.), The ideas of algebra, K-12, pp.43-60. University of Michigan.
    35.Mason, J. H. (1987). What Do Symbols Represent? In C. Janvier, (Ed.), Problems of Representation in the Teaching and Learning of Mathematics, pp.73-81. New Jersey, Lawrence Erlbaum Associates, Inc.
    36.Moschkovich, J. Schoenfeld, A. H. & Arcavi, A. (1993). Aspects of Understanding: On Multiple Perspectives and Representations of Linear Relations and Connections Among Them. In T. A. Romberg, E. Fennema, & T. P. Carpenter, (Eds.), Integrating research on the graphical representation of functions, pp.69-100. Hillsdale, New Jersey, Lawrence Erlbaum Associates, Inc.
    37.Murrary, J. (1981). The research of CSMS. In K. M. Hart, et al. (Eds.), Children’s understanding of Mathematics, pp.1-8.
    38.National Council of Teachers of mathematics. (2000). Principles and Standards for School Mathematics. Reston, VA: NCTM.
    39.Norman, F. A. (1993). Integrating Research on Teachers’ Knowledge of Functions and Their Graphs. In T. A. Romberg, E. Fennema, & T. P. Carpenter, (Eds), Integrating Research on the Graphical Representation of Functions, pp.41-68. Lawrence Erlbaum Associates, Inc.
    40.Novak, J. D. & Gowin, D. B. (1984). Learning how to learn. Cambridge University Press.
    41.Schoenfeld, A. H. (1985). Mathematical problem solving. New York: Academic Press.
    42.Schoenfeld, A. H., Arcavi, A. & Smith, J. P. (1989). Learning. In Glaser (Ed.), Advances in Instructional Psychology, Vol. 4. New Jersey, Lawrence Erlbaum Associates, Inc.
    43.Schwarz, B.B. & Hershkowitz, R. (1999). Prototypes: Brakes or Levels in Learning the Function Concept?The Role of Computer Tools. Journal for Research in Mathematics Education, Vol. 30, No. 4, pp.362-389.
    44.Sfard, A. (1987). Two conceptions of mathematical notions: operational and structural. In Proceedings of the Eleventh International Conference of PME, Montreal, Vol. 3, pp.162-169.
    45.Sfard, A. (1989). Transition from operational to structural conception: the notion of function revisited. In Proceedings of the Thirteenth International Conference of PME, Paris, Vol. 3, pp.151-158.
    46.Sfard, A. (1991). On the dual nature of mathematical conceptions: Reflections on processes and objects as different sides of the same Coin. Educational Studies in Mathematics, 22, pp.1-36.
    47.Sowder, L. K. (1980). Concept and principle learning. In R. J. Shumway (Ed.), Research in Mathematics Education, pp.244-285. Reston, Virginia, National Council of Teachers of Mathematics, Inc.
    48.Tall, D. O. & Vinner, S. (1981). Concept image and concept definition in mathematics with particular reference to limits and continuity. E.S.M., 12(2), pp.151-169.
    49.Thomas, D. (1975). The concept of function. In M. F. Rosskopf, (Ed.), Children’s mathematical concepts: Six Piagetian studies in mathematics education. New York: Teachers College Press.
    50.Van Someren, M. et al. (1998). Acquiring Knowledge in Science and Mathematics: The Use of Multiple Representations in Technology-Based Learning Environments. In M. Someren, etal. (Eds.), Learning with Multiple Representations, pp.9-40. Elsevier Science Ltd.
    51.Vinner, S. (1983). Concept definition, Concept image and the notion of function. International Journal of Mathematical Education in Science and Technology, Vol. 14, No. 3, pp.293-305.
    52.Von Glasersfeld, E. (1987). Preliminaries to Any Theory of Representation. In C. Janvier, (Ed.), Problems of Representation in the Teaching and Learning of Mathematics, pp.215-225. New Jersey, Lawrence Erlbaum Associates, Inc.

    QR CODE