幾何證明不同文本呈現方式對學生認知負荷與閱讀理解影響之研究

Abstract

幾何教學的一個重要議題在於找出如何提高學習者對證明敘述的理解以及減少不必要的認知負荷的呈現方式與教學策略。本研究目的在於探討透過不同文本呈現方式與教學策略之幾何證明對學生的認知負荷及閱讀理解之影響。 實驗一主要是探討不同文本呈現之幾何證明對專家與生手在認知負荷與閱讀理解之影響。研究對象分別以33位八年級學生及28位數學系學生作為生手與專家，並隨機指派問卷版本（切割版、未切割版）。主要研究結果如下： (1)對專家而言，將幾何證明切割成幾個局部證明有助於降低其認知負荷，但不影響其閱讀理解表現。 (2)對生手而言，不論切割與否，其認知負荷與閱讀理解表現並無顯著差異。 實驗二主要探討不同文本呈現之幾何證明對不同閱讀理解層次的八年級學生在認知負荷與閱讀理解之影響。研究對象為207位八年級學生，沿用實驗一的問卷並隨機指派版本。主要研究結果如下： (3)在認知負荷上，切割組的學生，其認知負荷顯著低於未切割組的學生。其所需的閱讀時間顯著多於未切割組的學生。 (4)在閱讀理解表現上，兩組學生並無顯著差異。 (5)對低閱讀表現的學生而言，切割組的學生，其認知負荷顯著低於未切割組的學生。 實驗三主要比較三種不同教學策略（切割、切割加結構引導、切割加練習）對不同數學程度的學生在認知負荷與閱讀理解之影響。研究對象為258位八年級學生，並隨機指派受測者做切割(S)、切割加結構引導(SSO)、切割加練習(SP)。主要研究結果如下： (6)SP組學生的認知負荷顯著低於其他兩組(S, SSO)。 (7)三組學生在閱讀理解表現上並無顯著差異，但SSO與SP組學生的閱讀理解表現均比S組學生好。 從上述的研究結果可以得知，將一個複雜的幾何證明切割成幾個局部證明，對學習者在閱讀幾何證明時，有助於降低其認知負荷。然而要提升學生在幾何證明閱讀理解，還需要加入有效的教學策略，促使學生做深層的思考以建立相關的基模網絡，方能在閱讀幾何證明的活動中達到深層的理解。