42. 某數學練習卷上有下面一個問題:
「一條彩帶長
公尺,小志用這條彩帶的
來布置教室,小志用了多少公尺的彩帶?」這個問題中的「
」是分數的哪一種意義?
(A)指示除法(indicate division)
(B)運算子(operator)
(C)商(quotient)
(D)比(ratio)
統計: A(146), B(612), C(42), D(415), E(0) #3128169
詳解 (共 9 筆)
單位量的指認
「無論是處理部分/全部意義,子集/集合意義,比的意義的分數問題或將分數視為數線上的一個點的值,最重要的一件事就是確認單位量。(呂玉琴, 1996)」。因此,欲真正了解分數必需得完全掌握「單位量」這個子概念。可是學生常常會有指認單位量的困難。例如,在處理部分/全部,子集/集合或數線的分數問題時常見迷思概念的現象,約略可以分為(1)忽略給定的單位量;(2)受分子的控制解題時只考慮到分子的因素;(3)受分母的控制只考慮到問題中的分母解題過程深受分母的影響。
兒童能否在圖形找到適當的單位,將指定的部分量分盡,再利用這個單位重組成全部或集合,這種能力即為「單位形成能力」,此能力是兒童能否解決分數問題的關鍵(Saenz-Ludlow, 1994;1995))。Hart(1981)曾以下列問題來了解英國中學生對於單位量指認的能力,問題是瑪莉花了她的零用錢的1/4,約翰花了他的零用錢的1/2,瑪莉可能比約翰花的錢多嗎?根據以上問題,發現12歲的學生回答的答案為「瑪莉的錢比約翰的多2倍」的比例分別佔了1.6%。而楊壬孝(19××)以同樣的題目在國內對國小六年級的學生測驗,發現國小六年級學生對分數單位量的了解也只有15%。
單位量的子分割
依分數數詞所描述的量的性質,可將分數的問題情境分為三類:(1)連續量情境,例如,「1/3條繩子」;(2)離散量情境,例如在一打鉛筆有12枝的情境中,討論「1/3打」鉛筆;(3)以全部為單位量的情境,例如在全部有12個糖果的情境下,討論「全部的1/3」(國立編譯館,民90年)。
在連續量的情境中,當某個連續量已經被度量化,例如「一條3公尺長的繩子」,由於可以將3個一公尺合成3公尺,因此,這樣的描述相當於「一盒糖果有3顆」,換句話說,公尺單位已將連續量離散化,因此,已度量的連續量情境亦可視為離散量的問題情境。
在離散量情境中,可分為以「一」為單位量,以及以「全部」為單位量這兩種子分割情境。分數詞,例如3/4,當單位「一」確定之後,一個部分(3/4)與單位「一」之間的關係,換言之,係以單位「一」來測量一個不滿一個單位量的部分後,對這個部分與單位「一」之間的關係的量化。因此,當面臨的子分割單位量不是「一」的情境,兒童可以根據分數詞的指示,將單位量的內容物依分母的數值而等分割成相對應的分數。但是,當子分割的單位量不是「一」,而是一個集聚單位時,也就是以全部為單位量的情境,例如,「12個糖果」,此時兒童必須先將該集聚單位視為一個高階單位「一」後,才能討論它與單位分數之間的關係。
至於是否可以將一個集聚單位視為高階單位「一」,並掌握其與單位分數之間的關係,與兒童的運思發展有密切的關係。就如同在整數的領域中,「4」與「12」之間的部分與整體關係的掌握,要到測量運思階段才有可能一樣,在分數的領域中,「1/4」與「12」之間的部分與整體關係的掌握也要到達相同階段。換言之,在部分與整體運思階段,由於還無法將「12」視為一個高階單位「一」,此時,1/4這個運算子並無適當的應用對象,因此,兒童在面對這種情境時,可能將1/4應用在12之中的一個元素上,或扭曲運算子的意義,而視1/4為一個量數。
分數的子構念
分數在小學階段約可以分成下列幾個子構念(Behr, Lesh, Post, & Si;ver, 1983),構念的意義分數如下:(見圖一)
分數當作部分-全體(Rational number as part-whole):
牽涉到「從一些整體到部分分割的物體或心理的動作」。Streefland (1987)與Ower(1976)的研究發現:需具有長度、面積守恆概念,才會有「部分-全部」的分數概念。不管是離散量和連續量二者的分割活動,在語意上都含有「部份與全體並置」的意味 (甯自強,1993)。以3/4為例,4等分中的3份。小學課本裡有:「圓形與長方形各分成兩半,問其中一半佔全部的幾分之幾?」的問題,兩者的答案都是「二分之一」,但是兩個二分之一是不等的,兩個分別是圓形與長方形的二分之一,既然圓形與長方形的大小不等,所以兩個「1/2」所代表的量也就不等了。同樣是「1/2」,但是所代表的量不等,對於學童來說是很困難的事。
分數當作商(rational number as quotients)
兩數相除的結果(3÷4),例如,3塊蛋糕由4個人方享,若設每人吃到的蛋糕量用符號x表示,那麼就是解方程式4x=3,也就是x=3/4,高年級學生有很多學生不會用分數表示兩數相除的結果(楊錦連1999)。
Lamon (1999)指出:學童無法了解「分數當作商的概念」,直到在分割(partition)情境裡「一人分到多少份?」、「一個單位裡分到多少部分?」的問題能夠掌握。以上兩個問題對兒童來說要花很長的一段時間才能解答。Lamon也發現:分割的片數愈大,學童愈能掌握「商數層面」的「分數」問題(P. 83)。
分數當作運算子(rational number as operators)
放大3倍除以4(縮小1/4倍)。其實既然看成運算子,也可以看成函數,也就是對於任意數x,函數 3/4把x轉換了,3/4 (X) = X ×3 /4。而在應用一個運算子的過程,就是放大與縮小,到底是放大還是縮小就取決於運算子的大小(Lamon, 1999)。
分數當作量數(rational number as measures)
分數不僅是分割後的結果,分數也是數,分數在數線上可以佔一席之地,也就是可以在數線上表示分數的大小,數線上的一個值。
分數當作比值(rational number as ratios)
3/4:看成是甲為乙的3/4倍的記號,在此3/4可以表示以4為一個單位時,3的大小。
以上五種分數的概念有不同的施教時機,需視問題情境轉變,例如「部分/整體」是限於連續量的型式;「子集合/全集合」比較適於離散量。前兩者也是國小五年級階段較熟悉的範圍(呂玉琴,1996)。後三者可能要在小六以後的學童才能掌握。
資料來源:https://www.hhps.cyc.edu.tw/nine/math2/920523%E8%B3%87%E8%A8%8A%E8%9E%8D%E5%85%A5%E5%9C%8B%E5%B0%8F%E6%95%B8%E5%AD%B8%E6%95%99%E5%AD%B8.htm
可參考國家教育研究院網站
https://terms.naer.edu.tw/
