《九年一貫數學科暫行綱要》與
《加州公立學校數學內容綱要》之比較

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陳宜良(台大數學系)

〔專文區〕

 

前言


《九年一貫數學科暫行綱要》(以下簡稱《暫行綱要》)係在2001年訂定,並自2002年起自一、二、四、七年級同步實施。《加州公立學校數學內容綱要》則在1997年訂定,同年由加州州政府採用,所有公立學校均要遵循。底下我就理念與能力指標作一比較,其中《暫行綱要》中之目標與實施要點等內容均併入理念部份比較。

 

理念比較

 

    1.所欲培養之能力

暫行綱要 現今是訊息豐富的社會,透過數與形的訊息,才能認識環境。國民需要培養分析資料、形成臆測、驗證與判斷的能力,以提升生活品質,改善生活環境,進而養成關懷環境、尊重自然的情操。數學探究是培養這些能力的有效學習活動。

我們社會發展的趨勢是民主的、多元的。民主社會中,國民要有理性與溝通的素養;多元社會中,國民的特質是開放與尊重。數學的討論過程是多元開放的,是理性的。激勵多樣性的獨立思維方式,尊重各種不同的合理觀點,分享各別族群的生活數學以及欣賞不同文化的數學發展,是數學課的精神指標。利用數學語言進行溝通,明確有效,讓數字講話,有根有據,所以數學是理性溝通的重要工具。數學教育對於培養國民的民主素養,以及開放與理性的人格特質具有積極的功效。

數學與生活息息相關,數學視野與技術的基本素養也是終身學習的利器,數學教育可以幫助學生知道如何學且樂於學,而能立足於未來的社會中。

加州標準 優質的數學課程對於所有的學生而言是非常重要的,它讓每位學生有機會選擇各行各業。如果數學能被教得好,那麼數學會是一門充滿美與善的學科,而數學本身的邏輯與嚴謹性會使它成為一門深具吸引力的學科。它訓練我們的分析能力,而這樣的能力正是智慧和精確思考的基礎。

若要能趕得上全球的經濟發展,那麼現今的學生必須對於數學有深入的理解。長久以來,學校所謂的「數學成就」,校方往往只侷限在某些優秀學生的數學成就上。如今,我們需要一個嶄新的觀點,加州學生必須達到數學課程標準的目標,而且我們將鼓勵許多學生能夠超越課程內的最低標準。

 

2.目標

暫行綱要

1. 掌握數、量、形的概念與關係。

2. 培養日常所需的數學素養。

3. 發展形成數學問題與解決數學問題的能力。

4. 發展以數學作為明確表達、理性溝通工具的能力。

5. 培養數學的批判分析能力。

6. 培養欣賞數學的能力。

加州標準 1. 培養學生具備流暢的基本運算能力。

2. 培養學生對於數學概念的理解能力。

3. 培養學生成為數學問題的解題者:能夠輕易地辨別和解決例行性的問題;而面對非例行性的問題也能找到一些求解的方法。

4. 培養學生能夠使用符號、記號、模型(models)、圖表和數學名詞,來討論數量、邏輯關係和未知量。

5. 培養學生藉由蒐集資料及分析所得的證據來做數學推理,同時亦提出論點來支持假設或是推翻它。

6. 培養學生能將數學本身的概念做連結,同時也能將數學與其他學科做連結。


3.學習對象

 

暫行綱要 提供80%以上的學生,對課程綱要內每個階段的學習內容,都具有學習能力;對課程綱要內每個階段的學習活動,都具有學習機會。也就是讓每一階段的學生都能進行有意義的學習。

然而,回顧過去的課程規劃,並沒有以「80%學生能夠學會」的訴求設計,而本國學生的實徵研究資料中,亦缺乏與「80%學生能夠學會」訴求相關的研究,因此只能以更開放的角度來看,根據教師的經驗、專家的見解及相關的理論,研討出各學習階段的學生,其思考型態及學習方式的主要特徵,並參照該特徵訂定出各階段的能力指標。

加州標準 所制定的課程標準是所有的加州學生都有能力且都必須學習的數學內容。課程標準的規劃則是參照了一些重視學業成就國家的課程標準,包含日本和新加坡(兩者在第三次數學和科學調查研究(TIMSS)中有優異的表現)。數學對於每個學生而言都是非常重要的,它並非只針對那些想要以高等數學為業的人做準備,也要讓二十一世紀中的每個公民都能在社會上謀生存。這些課程規劃的考量包括:是以所有的學生都有能力學習,且都能學得好,而他們也都有能力超越課程的目標。對於大部分的數學而言,流暢的運思並不是與生俱來的,學生應透過持續不斷的努力與適度的練習才能達成,而老師則應針對教學單元對學生施予有效的指導。孩子學習數學時,父母及老師的支持及鼓勵也是不容忽視的。

 

4.教學

暫行綱要 1.教材選取應依照教學目標,配合地方生活環境和兒童實際生活,選擇適當而有趣的題材。教師應明瞭教材的內容與目標,並布置適當的學習環境,以利於教學。

2.教學活動需依教材單元性質與學生學習思考特性,採用具體操作、實測、實驗、作圖、觀察、討論、發表、問答…等方式進行。教師不宜僅用講述的方式進行。

3. 教學過程透過引導與啟發,使學生能在問題情境中,形成解決問題所需的數學概念、過程、技能和態度。教師可提供現實生活問題或開放性問題,激發學生不同的想法,應需避免預設或過早提出解題方式和結果,且不宜做機械性的解題訓練。

4. 數學教學應協助學生體驗生活情境與數學的連結過程,培養學生能從數學的觀點考察周遭事物的習慣,提高應用數學的能力。

5. 數學教學應培養數學生以數學語言或方法分析批判周遭事物的精神。

6. 數學教學注重形與數量的聯繫,讓學生在實測與直觀中,獲得數、量、形的概念,並

逐步適度地抽象化,進而體會數學的樣式。

7. 數學教學應以學生的直觀經驗為基礎,經過逐步數學化過程的引導,促使學生建立相

關知識。精確計算前提供學生估算的活動;實測前提供估測活動;歸納幾何性質前提

供幾何形體的觀察、討論的活動。

8. 數學教學應提供充足的時間,讓學生相互合作與討論,並鼓勵學生發表,肯定其個人想法,進而培養其欣賞他人想法的態度。

9. 數學教學前應檢驗學生既有的經驗與知識,並適時補強;教學中應探討學生容易犯錯的原因,並進行診斷。

10. 數學教學著重學生概念的瞭解與能力的培養,應避免強調零碎知識的記憶與背誦。

11. 數學教學應依學生個別差異設計教學活動,鼓勵學生主動參與,培養完整的學習成就感,並啟發其學習與研究數學的興趣。

12. 數學學習遲緩的學生,宜施行補救教學與心理輔導,以激發其學習意願,克服學習困難;資賦優異學生,宜施行補充教學與各別指導,以發展其數學才能。

加州標準 課程標準並未明確規定老師應如何教導課程,老師可以採用直接教學法,或是明確而詳細的講解,或是以知識為基礎的教學法、調查的方式、探究的方式、引導發現的方式、綜合理論基礎、傳統的方式或是創新的方法,或其他任何方法。從國小四年級到高中的階段,可以運用課程標準實施統整課程,或是以傳統的分科教學,如代數(一)、幾何、代數(二)等。

使用這個課程標準的學校,要促進學生實踐所學的數學技能、解題、將數學應用於真實世界,以及發展抽象思考能力、能提問和回答有關數字或方程式的問題。學生必須知道基本的公式,了解意義及運用的原理,此外,也要知道何時應用公式。當學生學習適合他們程度的簡易計算後,他們被期待能夠挑戰較困難的問題。

老師應該引導學去生思考有關數學上加法運用的原理,及加法是如何運作的。此外,老師也應強調概念的理解與數學答案一樣重要。學生必須知道即使給定的問題只有一個答案,卻有數種不同的解題方法,而在得到解答的同時,常常也會產生一連串的問題---這個答案是有意義的嗎?是不是有更有效率的解法?這個答案是不是能產生更多的問題?我能夠回答上述的問題嗎?我還需要哪些其他的資訊呢?

解題包含了應用技能、理解題意,同時也要能夠解決新的或複雜的情況。讓學生在新的問題或是複雜的情境中,應用他們所理解的數學概念,這樣可以激發學生的戰鬥力,也能夠提昇他們的計算能力,並精熟程序性的技巧。此外,也能讓學生了解數學是用來解決課室外問題的一個途徑。每一年級的學生依照自己的程度選擇不同難度的問題,透過豐富的解題經驗厚植他們的數學能力。

因此,解題對於數學而言,是不可或缺的部分。在八至十二年級,解題被包含在不同的數學主題,以及不同的學科。解題和學習的內容是不能分割的,更確切的說,學生學習數學概念和技能,主要的目的是要能在生活中應用它們進行解題,然而,解題不同於課程內容,解題的成分跨越了年級的界限。

學生所欲求解的問題,應該是重要的數學概念,當學生隨著年級而有所增長時,他們所應該面對的問題如下:

(1)逐漸地需要運用更高深的知識及對數學有更深入的理解。

(2)逐漸地增加問題的複雜性(應用問題和數學研究)

(3)逐漸地需要運用歸納、演繹的推理及證明。

此外,佈題內容漸漸要求學生去連結數學內部的概念,甚至跨越到其他的領域。每一年級的學生都必須去解一些與該年所學數學主題相關的數學問題。一個好的問題對於數學來說是相當重要的,有特定導向的問題,但沒有特定的解法,學生需要引用所學的概念,並能運用適當的技能。


5.主題

暫行綱要 1. 數與量。
2. 代數。
3. 圖形與空間。
4. 統計與機率。
5. 連結。
加州標準

1. 數字感。

2. 代數與函數。
3. 測量與幾何。
4. 統計、資料分析與機率。
5. 數學推理。

 

5.科技工具

暫行綱要 在這訊息豐富的社會裡,電腦與電算器已廣泛使用於生活之中。每天面對著大量資料,怎樣處理並從中獲致有用的資訊,已成為當今生活中重要能力。九年一貫課程強調能力的開拓與終身學習,2001年開始接受國民教育的學生,將於2020年全部投入職場,屆時,社會對其基本能力的要求勢必更多更高,因此引導學生對電腦與電算器正向且有效的使用已日趨重要。但,基於以上的觀點,我們提出下列的一些看法:

1. 在學生學會整數的基本四則運算之後,"何時該作何種運算"的教學應更加強,也更被強調。

2. 教師應善用新科技所發展的資源,作為教學素材,讓電腦與電算器成為良好的輔助學習工具。

我們同時也建議:教科書的編著者或廠商,能同步發展一些教學用的軟體或設計一些具特定功能的電算器(如:統計教學用、圖形教學用、……),以協助學生學習並增進其學習成效。

加州標準 數學課程標準要嚴格地落實在所有的學生身上,因此,在課程中,科技產品的定位就必須能讓人能夠清楚的掌握。以下是學校和老師在面臨數學與科技產品之間作抉擇時,所需要考慮的部分:

學生的基本技能必須具備穩固的基礎,科技產品不會取代他們應該學會和熟練的數學技能。所有的學生在不使用計算機或其他的電子工具的情況下,都應該有能力從事加、減、乘、除的運算。此外,他們對於「加州公立學校課程標準」中所描述的概念和技能要能直接的運用。如此一來,才能協助學生掌握數量的概念和數量間的關係。學生必須在這些技能和理解的基礎上,才會建議運用科技產品,然而,科技並不能取代數學概念的理解與技能的學習。

科技產品定位在增進數學能力的發展。當學生在求解、估量、存取資料、和驗算答案的工具時,科技產品能夠幫助學生理解數學概念、掌握數量的關係、也能提升學生的數學成就。電子工具、資料庫、程式語言、和虛擬情境的問世,著實提昇了學生對於數學概念的理解,這是早期平面的印刷無法比擬的。例如,工程用的計算機能夠幫助學生看到複雜函數的圖形,以及研究它的變化。某些以電腦程式構築出來三角學課程可以讓學生想像三維空間的圖形,並進一步引導學生探操弄變形的結果。此外,試算表、資料庫等能讓學生輸入資料、編譯數據、製出各種圖表和統計結果。透過這些方式,學生不但能以快速又簡易的方式來處理資料及呈現它,而且還能考驗推論。除此之外,他們還能利用網際網路交換意見,考驗假設。另外,還能透過一些電腦輔助軟體提昇數學技能。

科技產品充其量只是一個工具而已,不應該反客為主,而把運用科技產品當作最終的目標,學習的焦點仍然在數學的課程內容。科技雖然讓數學變得可親,且能有效率地解答數學問題,但當學生還沒能掌握數學的概念、技能、相對的關係時,科技產品就無法被有效地被運用。

當學生試著使用電子工具的同時,他們理應具備具備估量的能力,他們必須有機會能夠加強判斷力、心算能力、位值概念,這樣他們才有能力檢查電算器的合理性與正確度。

科技產品對於數學來說是一項利器,只要能運用得當,將協助學生發展課程中所強調的技能、知識以及洞察力,同時也能將學校所學的內容應用於真實的世界。教育工作者、父母和決策者的任務在於提供支援---讓學生有機會使用科技產品,但絕不能讓學生因為使用科技產品,進而荒廢了估量和解題技能的發展。

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能力指標比較


(低年級大致相似,不作比較)

 

由於表格較大,請按下列連結:

 

 

結語

 

語文和數學一向都是各國國民教育最基礎的兩個學科,而數學教育內容在各國也都大同小異,以能銜接上大學基礎教育為其目標,也因此有一普世標準。很遺憾的,本次九年一貫數學科暫行綱要未能由一年級到十二年級作完整規劃,並在強調百分之80學生能學習的思維下,將綱要的標準訂得十分淺與簡。與加州標準相較,至少慢了一至二年。比如暫行綱要在七年級(第三階段)時有仍在學習分數的四則運算、負整數運算、沒有小數除法,而這些題材在加州標準裡均已在六年級完成。又以加州標準八年級的代數Ⅰ為例,暫行綱要在第四階段(八、九年級)較其少的部份包括根號之運算、絕對值、不等式、一元二次方程式完整的配方法與公式解、拋物線、指數、多項式與有理式及其四則運算。這些題材涵蓋至少代數Ⅰ一半以上的內容。再以加州標準九年級的幾何為例,暫行綱要在這方面的重點是圖形與空間,停留在較初級的階段,其幾何證明部分僅限於一至二步的推理,與加州標準的幾何在程度上有相當大的差別。

綜合上列比較,暫行綱要在內容上至少慢加州標準一至二年。在深度上恐怕落後更多。

 

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