素養教育

素養導向 vs 學科本位──以國中「方程」為例

這篇短文回應一個問題:「為什麼 108 課綱在『解二元一次聯立方程式』這個地方刪除『無限多組解』還有『無解』的狀況?總覺得有種不把話說完的感覺??」。雖然作者並未直接參與國中數學課綱的研修,但我認為這是一個「素養導向」相對於「學科本位」的好例子。

〔補記〕一位資深教師(臺北市南門國中)告訴我:「其實 97 課綱(九年一貫)原本就沒有此內容。」細查 97 課綱「分年細目」的說明是:「建議在七年級只處理會相交且只有一個交點的情況,其餘的情況可以不在國中處理。」但實際上三版國中數學教科書全都「處理」了,書審委員依法不能阻止。想必 108 課綱的國中組委員記得這件事,所以就直接將它刪除了。前面那位老師補充:「幸好會考不曾就『其餘的情況』命題。」

所謂「素養導向」簡單說就是要避免「學科本位」的意思。以方程為例,它的目的是解決問題,以此目標設計的教學比較符合「素養導向」。如果認為方程的「邏輯完備」必須包括無解和無窮多組解,所以就認為一定要教,這是「學科本位」,宜根據學生的實況而多加考慮。課綱並未限制教師教學,它只限制了教科書和會考。在已知會考不予命題的前提下,假如教師可以不擠壓教學時間而成功教會一班內 80% 以上的同學,則即使課綱沒寫也值得教;但如果只能教會 50% 以下的同學,則應多加考慮以「素養」優先,「學科」次之。

以上屬於原則性的意見。更多論述可看《中學數學教材教法》這本書;此書由教育部委託編寫,經過內部、外部審查。

現在專以方程為例,根據一個合理情境的問題(well-posed problem)而設的方程,應該都有唯一解,否則問題本身可能是不當的(ill-posed),而它就會遭遇「無解或無窮多組解」的「奇異狀況」(singular case)。

如果教師在佈題時,對於應用題,只給合理情境者,對於純數學題,避免刻意製造「奇異狀況」,則學生就不會遇到「無解或無窮多組解」的狀況。按課綱設計,將來在普高或技高 C 類群科的 11 年級,將會以幾何和線性組合的雙重觀點,給予「奇異狀況」完整的解釋;因此,不必為難(全體的)國中學生這個問題。

老師也許會問:「就算國中老師避免掉奇異狀況,萬一學生『自然』遇到奇異狀況怎麼辦?」我們知道「無解或無窮多組解」叫做「奇異狀況」,原因就是它「很稀有」:除非老師刻意佈題,學生(或任何人)「自然」遇到這種情況的可能性非常低。

為什麼很稀有呢?大家知道「二元一次聯立方程式」的幾何意義是坐標平面上的兩條直線,任給六個參數決定兩個方程式,相當於在坐標平面上「隨機」畫兩條直線。請問:隨機畫兩條直線,它們恰好平行或重合的機率有多少?答案因參數所屬的集合而異,但不論如何都是機率很低的,所以這種情況叫做「奇異狀況」。在國中階段,除非老師刻意佈題,我們幾乎不必擔心學生「自然」遇到這種狀況。所以,老師們可以放心。

又有老師問,即使問題本身是合宜的,但是學生因為計算錯誤而「誤觸」奇異狀況,怎麼辦呢?對國中生而言,當他/她找不到唯一解,就該警惕是否自己發生了計算錯誤,而學習驗算。特別強調:對國中生而言,這樣的「態度」並不算錯誤。

最後強調:我沒有直接參與國中課綱;輔導團才能說「官方」答覆,以上是我的意見。

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Created: Nov 13, 2021
Last Revised: 21/11/17
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