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研究生:黃秀玉
研究生(外文):HSIU-YU HUANG
論文名稱:國小低年級學童在整數加減法概念之縱貫研究-模糊集群分析與次序理論的整合應用
論文名稱(外文):The Longitudinal Research on Integer Addition and Subtraction Concepts for Junior-Grade Elementary School Students -An Integrated Application Using Fuzzy Cluster Analysis and Ordering Theory
指導教授:林原宏林原宏引用關係
指導教授(外文):Yuan-Horng Lin
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺中教育大學
系所名稱:數學教育學系在職進修教學碩士學位班
學門:教育學門
學類:普通科目教育學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2008
畢業學年度:96
語文別:中文
論文頁數:175
中文關鍵詞:加減法文字題次序理論知識結構模糊集群分析縱貫研究
外文關鍵詞:addition and subtraction word problemsordering theoryknowledge structurefuzzy clusteringlongitudinal research
相關次數:
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加減法是國小低年級學童在數學領域之學習重點,也是學習數學的關鍵,因此,本研究以國小低年級學童共計413人為對象,「自編加減法文字題解題測驗」為工具,結合模糊集群分析 (fuzzy clustering) 與廣義多元計分次序理論 (generalized ordering theory) ,以縱貫研究 (longitudinal research) 探討國小低年級學童在整數加減法各類型文字題的解題表現、所隸屬的集群,以及所有受試學童與各集群學童,在四個類別知識結構跨時間的變化情形。
依據本研究之結果,提出以下結論:
一、兩次施測,學童均以類型5 (改變拿走型改變量未知) 最為精熟,以類型19 (比較較少型參考量未知) 最不精熟;學童在各類型之解題表現,均依未知數位置及數量運作方向不同,而呈現差異現象。
二、兩次施測平均數最高的均是改變類,最低的則分別是合併類和比較類,且學童在各類別之解題表現,第二年均優於第一年。
三、兩次施測,學童解題能力,除了類型15 (等化添加比較量未知) 和類型17 (等化拿走參考量未知) 無顯著差異,類型1 (比較較多參考量未知) 呈顯著退步外,在其餘17個類型和四個類別均呈現顯著之進步。
四、兩次施測,學童在四個類別之分群數完全相同,但兩次施測分別隸屬於同ㄧ類別之集群,以及同一次施測,隸屬於不同群學童,其知識結構各有其特殊性。
五、第一年在類型5 (改變拿走型改變量未知) 最精熟,且在類型20 (改變添加型改變量未知) 最不精熟之學童,其大多數在第二年仍分別以這兩類型為其最精熟與最不精熟之類型;而第一年在改變類各類型均達精熟之學童,其大多數第二年在改變類各類型仍是達精熟。
六、不論第一年學童在合併類各類型精熟與否,第二年其大多數學童在合併類各類型均能達精熟。
七、在比較類中,第一年於比較量和差異量未知各類型均達精熟,於參考量未知各類型均未精熟之學童,其大多數在第二年解題表現亦同;而第一年僅於類型19 (比較較少型參考量未知) 未精熟,在其餘比較類類型均達精熟之學童,其大多數第二年在比較類各類型之表現均很不錯。
八、第一年於類型2 (等化添加參考量未知) 和類型17 (等化拿走型參考量未知) 較精熟,而於類型7 (等化拿走型比較量未知) 最不精熟之學童,其大多數第二年解題表現亦同;而第一年於等化類各類型均達精熟之學童,其大多數第二年亦在等化類各類型均達精熟。
九、所有受試學童在改變、比較和等化三個類別,兩次施測各集群在人數比例上均達顯著差異;其類別分群結果,能呈現學童重要的數學認知意義,且蘊含數學學習行為與認知的特殊性;兩次施測學童之知識結構有所改變,但第一年為其精熟及未精熟之類型,其第二年仍為其精熟及未精熟之類型。
十、隸屬於四個類別各集群學童,兩次施測結果,其人數及精熟度的次序階層關係呈現差異現象,且其結果除了符合由易而難、由低階向高階發展之外,也以各階層間的次序關係,清晰的呈現出受試樣本知識結構的特性。
各群學童的知識結構特性以及其知識結構之差異情形,可供教師做為診斷之依據和教材編製與補救教學之參考,以及未來進一步研究之建議。
Addition and subtraction are not only the key points of math for elementary schools beginner students, but also are fundamental factors for students to learn math. Therefore, this research sampled total of 413 junior-grade elementary school students as subjects and is conducted by using “Self-Designed Addition and Subtraction Word Problems Tests” integrated with fuzzy clustering and generalized ordering theory. This paper is to explore the cross-time variations in terms of solving representation, clusters in which the students are categorized, the knowledge structure of every student in the same and across different clusters under each categories.
The results of this research reveal that:
1. Pupils are most proficient in type 5 (Change/ Decrease/ Change quantity unknown), and least proficient in type 19 (Compare/ Less than/ Referent quantity unknown) on both tests. The places and the directions of the unknowns do cause significant differences on each type.
2. Change problems have the highest mean in of both tests while combine and compare problems have the lowest mean scores. Furthermore, the second-year students are more proficient than the first-year students in terms of problem solving ability in every category.
3. For both tests, pupils do less well than before on type 1 (Compare/ More than/ Referent quantity unknown) but perform significantly better in the 17 types and 4 categories except for type 15 (Equalize /Join/ Compared quantity unknown) and type 17 (Equalize/ Separate/ Referent quantity unknown).
4. For both tests, the number of clusters is the same in 4 categories. However, there are characteristics in its knowledge structure for different clusters in the same categories and different groups of pupils in the same test.
5. In the first year pupils are most proficient in type 5 (Change/ Decrease/ Change quantity unknown) and least proficient in type 20 (Change/ Increase/ Change quantity unknown). This remains true for the second year. Pupils that are most proficient in all of the change problems in the first year will deal with the change problems well in the second year.
6. Most of the pupils will be proficient in all of combine problems in the second year regardless of how they performed on the problems in the first year.
7. In compare type of problems, pupils that are most proficient in types of compared and difference quantity unknown, and least proficient in those types of in referent quantity unknown in the first year are most likely still most precise and least precise in the same types in the second year. Pupils are least proficient in type 19 (Compare/ Less than/ Referent quantity unknown) only are most likely to be proficient in all types.
8. Most of the pupils who are proficient in type 2 (Equalize/ Join/ Referent quantity unknown) and type 17 (Equalize/ Separate/ Referent quantity unknown) and who are least proficient in type 7 (Equalize/ Separate/ Compared quantity unknown) in the first year will show similar mathematical problem solving results in the second year. Pupils who are most proficient in all of equalize problems in the first year are most likely to perform are same in the second year.
9. Population proportion by every cluster in both tests for all examinees in change, compare and equalize is significant. There are important cognitive meanings of mathematics in each result group. There are particularity in learning behaviors and cognition in mathematics. The knowledge structure changed for both tests. However, the base and upper types always are the base and upper.
10. For both tests, both hierarchy structure and number of people are different for pupils who belong to each of the 4 categories. Not only the results are in complete accordance with difficulty levels (base to upper), but also shows the hierarchical characteristics of knowledge structure.
Diagnostics for cognitive abilities should be based on the characteristics and different knowledge structures. Moreover, this research provides useful information for as of how to design teaching materials, what are the remedial procedures for future research and studies.
第一章 緒論........................................................................................1
第一節 研究動機....................................................................................................1
第二節 研究目的....................................................................................................3
第三節 名詞釋義....................................................................................................4
第二章 文獻探討................................................................................7
第一節 國小低年級學童數概念的發展及數學文字題解題................................7
第二節 國小低年級數學之整數加減法文字題教材..........................................25
第三節 加減法文字題的類型及其相關研究......................................................32
第四節 集群分析理論及模糊集群分析理論......................................................38
第五節 次序理論及廣義多元計分之次序理論..................................................48
第三章 研究方法..............................................................................55
第一節 研究流程..................................................................................................55
第二節 研究對象..................................................................................................56
第三節 研究工具..................................................................................................56
第四節 資料處理與分析方法..............................................................................66
第四章 研究結果與討論...................................................................69
第一節 學童的解題表現分析..............................................................................69
第二節 學童解題能力之成長情形......................................................................76
第三節 學童在各類型模糊集群之變化情形......................................................82
第四節 全體受試學童在四個類別之知識結構................................................101 V
第五節 隸屬於四個類別各集群學童知識結構之異同....................................110
第五章 結論與建議.........................................................................129
第一節 研究結論.................................................................................................129
第二節 研究限制.................................................................................................133
第三節 研究建議.................................................................................................134
參考文獻..........................................................................................137
ㄧ、中文部分......................................................................................................137
二、英文部分......................................................................................................145
附錄..................................................................................................155
附錄一 自編加減法文字題解題測驗甲卷.......................................................155
附錄二 自編加減法文字題解題測驗乙卷.......................................................161
附錄三 兩次施測四個類別各集群之中心向量...............................................167
附錄四 第一年施測全體受測者在各類型的次序性係數...............................169
附錄五 第一年施測全體受測者在各類型的次序性關係...............................169
附錄六 第二年施測全體受測者在各類型之間的次序性係數.......................170
附錄七 第二年施測全體受測者在各類型的次序性關係...............................170
附錄八 兩次施測全體受測者在各類型的次序性係數矩陣和關係矩陣.......171
附錄九 兩次施測改變類各集群學童之次序性係數矩陣和關係矩陣...........173
附錄十 兩次施測合併類各集群學童之次序性係數矩陣和關係矩陣...........174
附錄十一 兩次施測比較類各集群學童之次序性係數矩陣和關係矩陣.......175
附錄十二 兩次施測等化類各集群學童之次序性係數矩陣和關係矩陣.......176
ㄧ、中文部分
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