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研究生: 蕭仁豪
Hsiao, Jen-Hao
論文名稱: 高中生外積相關概念心像之探究
Concept images related to outer product among high school students
指導教授: 王婷瑩
Wang, Ting-Ying
口試委員: 王婷瑩
Wang, Ting-Ying
鄭英豪
Cheng, Ying-Hao
謝佳叡
Hsieh, Chia-Jui
口試日期: 2024/12/21
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 數學系
Department of Mathematics
論文出版年: 2025
畢業學年度: 113
語文別: 中文
論文頁數: 252
中文關鍵詞: 公垂向量外積概念心像概念定義相關性質
研究方法: 調查研究
DOI URL: http://doi.org/10.6345/NTNU202500030
論文種類: 學術論文
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  • 本研究旨在探討不同程度學校高中生對於「外積」相關之概念心像。本研究採立意取樣,研究樣本來自大台北地區兩所公立高中六個高二班級的學生共199位,其中三個班級共100位學生來自中程度的高中、另外三個班級共99位學生來自於一所高程度的高中。本研究使用的研究方法為描述性研究(descriptive research),利用問卷調查蒐集質性與量化資料,針對質性資料之分析,首先研究者除了根據課本內容與過去教學經驗推測可能的組型外,也透過參考學生作答內容找出特定的組型;對於量化資料,研究者本於量化研究的信念,提供客觀的數據分析與報導。
    本研究發現高程度學校學生較容易引動定義心像、中程度學校學生較容易引動圖形心像;沒有學生主動引動關於「外積引入實例」的心像(右手、風車、水龍頭);僅一成左右的學生(11.67%)真正呈現出外積的意涵、約三成的學生(33.67%)僅呈現部分意涵、未呈現或僅呈現外積之性質的比例超過半數(54.77%);約三成的學生(32.66%)關於|a×b |=|a ||b | sin⁡θ之性質的心像中,其乘法交換律的心像是混亂的。

    第一章 緒論 1 第一節:研究動機與背景 1 第二節:研究目的暨研究問題 3 (一) 學生所呈現關於「公垂向量」概念的概念心像樣貌為何?不同程度學校學生有何異同? 3 (二) 學生所展現關於「外積」概念的概念心像樣貌為何?不同程度學校學生有何異同? 4 第三節 名詞解釋 5 1. 外積的概念心像:由外積的概念定義、外積的運算性質、外積的特徵以及其他與外積相關的概念所形成的心像。 5 第二章 文獻探討 6 第一節:概念(concept) 6 1. 概念的意涵 6 2. 概念的形成(concept formation) 7 3. 概念的類型 9 第二節:心像(mental image) 10 1. 像(image) 10 2. 心像(mental image) 10 第三節:概念心像 11 1. 概念心像的簡介 11 2. 心靈圖像(mental picture) 12 3. 與概念相關的性質(property) 13 4. 概念心像的變化 14 5. 概念地圖(concept map) 15 6. 與概念心像相對應的名詞 16 第四節:概念定義 17 1. 概念定義的意涵 17 2. 概念定義與概念心像的關係 18 3. 概念定義與概念心像的關係圖模型 20 4. 衝突因素 25 第五節:向量單元的學習困難相關研究 26 第六節:向量單元的概念心像相關研究 28 第三章 研究方法 29 第一節:研究架構 29 第二節:研究流程 31 第三節:研究樣本 33 第四節:研究工具 34 1. 章節內容架構 34 2. 問卷編制 37 第五節:分析方法 38 1. 分析規準(rubric) 38 2. 資料處理 39 第四章 研究結果 42 第一節:學生對於「公垂向量」的概念心像 43 ㄧ、學生對於「公垂向量之定義」相關概念的概念心像樣貌 43 二、學生對於「公垂向量之特徵」相關概念的概念心像樣貌 61 第二節:學生對於「外積」的概念心像 105 ㄧ、學生對於「外積之定義」相關概念的概念心像樣貌 105 二、 學生對於「外積之特徵」相關概念的概念心像樣貌 136 三、 學生對於「外積之性質」相關概念的概念心像樣貌 182 第五章 研究結論與後續建議 225 第一節:研究結論 225 一、 學生對於「公垂向量」的概念心像 225 二、 學生對於「外積」的概念心像 228 第二節:研究限制 232 一、 研究樣本 232 二、 概念心像 232 三、 答題表現 232 第三節:建議 233 一、 對教學的建議 233 二、 對研究的建議 234 參考文獻 235 附錄 問卷題目 239

    中文文獻:
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