中學代數數位學習系統之開發

本計畫主要是從數學的學科本質與認知學習兩面向來解析國中生在代數運算上的困難因素，進而在數位工具的支助下，建構以國中代數運算單元為主要內容的中學代數數位學習系統，並探討不同表徵的呈現方式對國中生學習代數式運算律與多項式乘法等代數主題的學習效果與作為後續數位學習系統改進及修訂之方向。主要研究結果發現：（1）透過帶有隱喻意義的手勢展演代數式運算律的過程能有助於學生掌握代數式運算的過程概念；（2）透過帶有隱喻意義的手勢展演過程有助於低學習成就學生掌握代數式運算的基本概念和演算程序（3）透過帶有隱喻意義的手勢展演過程有助於高學習成就學生深度理解代數式運算的過程概念和遷移應用；（4）在演算程序較為複雜的多項式乘法中，提供具隱喻意涵的操作會比用動畫展演或圖像示意更能讓學生掌握多項式乘法的基本概念與運算；（5）對低學習成就學生而言，透過具隱喻意涵的操作有助於他們掌握多項式乘法的基本演算法則；（6）對高學習成就學生而言，透過具隱喻意涵的操作有助於他們應用多項式乘法的演算法則於相關遷移題。根據上述研究結果，本計畫從數學本質與認知面向提出在進行數位教學時的設計準則與教學策略之建議，以提供後續相關研究作為參考。