素養教育

數學學習的精熟價值

中學數學教材教法

此篇所談的精熟,是指在學習新概念的時候涉及的基本操作程序。 如欲引用,除了引用本網頁以外,也可以引用以下文獻: 以下文字是這本書的第二章第二節裡的一個小節。

中國的傳統思想賦予精熟練習很高的價值,總認為熟能生巧, 而反覆的練習乃至於背誦似乎是學習的正道。 如此的傳統學習方法,後來受到教育學者的強烈批評,卻導致矯枉過正的下場。 就像記憶一樣,精熟練習的根本價值並不是為了快速運算或快速解題, 而是為了思考的流暢性。 流暢的思考有助於概念的形成與比對,當然也有助於產生創意。 認知心理學證實思考的流暢性擴充了心智容量 (mental capacity), 讓人心有餘力去思考問題的內涵;例如 Chapin 和 Johnson 合著之 Math Matters 寫道:

精熟演算規則可以使我們心智容量增加,我們可以專心於解釋和理解問題的內容。 而最糟的情形是學生只將演算規則使用在心算或死記一些規則─這就是計算的重要。 (引自陳彥廷、王瑞壎譯,2010:3-11)

創意心理學也有一項共識,認為思考的流暢性是創造力的必要條件之一。 這些現代研究的結論,不啻附和了一句經驗之談:熟能生巧

一個思想窒礙阻塞的人,不可能發現概念之間的精妙關聯, 也不可能洞察隱藏在不同事物背後的共同結構。 這是流暢性的價值,而精熟練習可以促成流暢; 就算流暢沒有產生創新,至少也能幫助下一階段的學習; 因為學習無非就是新概念的形成與新舊概念的連結,而流暢性對這兩者都很有幫助。

過多的反覆練習當然令人厭倦,而厭倦使人不願意學習。 可是缺乏練習導致生疏與窒礙,而生疏與窒礙使人無力學習。 究竟是哪一種狀況──過度練習或缺乏練習──對於學習的傷害更深?實在難以評估。 許許多多的「遊戲式學習」之所以能夠對中、低成就的學生產生正向影響, 說到底,無非就是因為遊戲的設計而讓學生延長了反覆練習的時間, 推遲了心生厭倦的時刻,藉此達到精熟練習的成效而已。

數學是重理解的學科,絕對沒錯; 可是這項信念並不能推論記憶與反覆練習就是錯誤的學習方法。 許多人低估了流暢的操作能力對於「理解」的重要心理影響。 我國的小學教師似乎比較不避諱精熟練習的作業,這可能是因為小學乃合科教學, 教師既然經常要派發反覆練習的識字和寫字作業(這似乎是無可避免的學習方法), 也就順理成章地派發反覆練習的數學作業給學生了。 反倒是中學的數學教師,卻常因為急於讓學生快點進入解題的訓練, 不知不覺地忽略了精熟練習的學習過程。

西方的教育難道真的不讓學生做反覆練習嗎?這肯定是一個錯誤的想像。 隨便舉一本頗暢銷的美國大學微積分教科書:第 13 版 Thomas 微積分 (Weit & Hass, 2016) 為例, 在其第 7 章第 2 節引介自然對數 lnx 的微分, 那一節的習題裡, 先羅列了 18 道關於對數律的基本操作練習題, 然後接著 20 道牽涉 lnx 之微分的基本操作練習。 教科書提供這麼多基本操作練習題的意思,絕不是要求學生全做, 而是提供「充裕的練習機會」。 當學生自認為夠熟了,就不必都做;考平時評量的時候就知道夠不夠熟了 (但前提是,平時評量真的是形成性評量,它包含基本操作的題目)。

Thomas13e 7.2 習題 1-24

美國的大學教科書尚且有如此多的基本操作練習,高中階段可想而知。 反觀我國的中學教科書(課外的作業簿或參考書也一樣), 習慣在簡短的定義與公式說明之後,立即展開各式題型的「解題」練習, 而幾乎不做基本操作練習。 中學的數學教育長期忽略基本操作練習的必要經驗,也許反而戕害了數學的學習成效, 也降低了教學的效率。

過多或不足的練習都有害於數學的學習,所以數學教師的專業之一, 也就在於拿捏適度練習的藝術。 數學教師必須建立讓學生適度做精熟練習的專業判斷能力。

參考文獻

陳彥廷、王瑞壎譯(2010)。數學教材教法:學前到中學。 譯自 M. Burns (2007). About Teaching Mathematics—A K-8 Resource, 3rd ed。臺北市:華騰文化。

Weir, M. D., & Hass, J. (2016). Thomas' calculus, 13th ed. in SI units. Global Edition. Singapore: Pearson Education.

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Created: Jan 29, 2019
Last Revised: 21/01/03, 01/07
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