高中數學別冊

自序

所謂「別冊」就是正規教科書以外的搭配讀物,但它並不是讓人刷更多考題或背更多公式的參考書,而是配合課程進度的延伸學習。有人說,學生連「正冊」都不讀了,哪還會讀「別冊」?我說,學生以前不曾有「別冊」可以選讀,不試試看怎麼知道呢?

這一本「別冊」的主要內容有:

選擇以上內容的原因並不是為了「超前進度」,而是因為它們可以為正規數學課程提供更高的視野,提供更多全面了解正規數學課程的機會。當然,如果學會了,那麼進度也確實是跟著超前了,但它是副作用,不是我們的目標。那如果沒學會呢?別一開始就抱著「失敗主義」嘛,只要學生真的讀了「別冊」,做了隨堂練習,做了作業,沒有學不會的。

可是又有人說,學生的閱讀能力不足,沒人會讀這麼多字(而且沒有彩色圖片)的一本書。我說,閱讀素養並不全是國文教師、英文教師的責任,而且國文教材、英文教材對於數學、科學、技學[1] 文本的閱讀素養培育,未必有直接的幫助。所以,我並不認為學生應該先具備閱讀能力而後讀這本《別冊》,相反地,我認為學生可以因為閱讀這本《別冊》而提升數理方面的閱讀能力。此外,我認為數學教科書裡的色彩並沒有智識上的意義,也無助於提升教科書的美感,所以這本《別冊》缺乏色彩的事實,理應不至於影響學生的閱讀意願。

整本《別冊》分為 16 課,作為高中一年級(10 年級)第一學期 20 週的課外學習材料;扣除開學之初的準備期,以及「專心」準備校內定期考的時間,大約可以提供學生每週學習一課。作者先後在 107 學年、108 學年在中大壢中、大園國際高中為「別冊」做過實驗教學,並根據吳汀菱、洪瑞英老師於 109 學年在臺北市中山女中的教學經驗,再做一遍修訂。

根據前述經驗,作者認為每課所需的自主學習時間大約一小時。事實上,吳、洪師的作法,基本上就是請班上同學輪流朗讀文本,適度加以詮釋,並進行教學活動。如果還有第二堂課可用,則建議用在隨堂練習和作業上。如果有教師從旁指導,則希望教師讓學生在課堂裡做隨堂練習,並予以現場指導;讓學生在課後做作業,並於下週的課堂中檢討。

因為高中的正規數學課程進度並不是全國一致的,所以「別冊」的課程順序未必吻合每一所高中。學生可根據學校的進度而調整「別冊」的學習順序。自習的學生該怎麼知道什麼時候該讀哪一課呢?基本原則很簡單:如果讀不懂,就先跳過它,以後再回來試試看。但最好還是能在校內找一位老師,請他/她作為妳/你的閱讀指導者。

對教師同仁(閱讀指導者)而言,作者在這本「別冊」裡實踐他對數學教育的主張,包括:

作者並嘗試以「知行識」之架構來規劃每一課的學習目標。為了闡明這些隱藏在文本背後的理念,原則上搭配每一課提供一篇教學說明(類似教師手冊);為節省紙張,教學指引並不出版,直接以數位文件的形式公諸於世,請教師們自取。

二十多年來,作者一直是 HPM(History and Pedagogy of Mathematics)的外圍粉絲。HPM「是數學史學對數學教育的一種應用,目的當然是利用數學史的研究成果、以及數學史與數學教育的互動,來提升數學教師的教學品質與學生的學習成效。」[2] 作者認為數學史本身是一門專業,如果將數學史的專門知識外掛在數學教材之側,教學效果相當值得商榷。作者認為應該將HPM提升到很高的層次,從歷史與文化的眼光來規劃課程,並且將有助於學習的歷史與文化題材,直接寫進文本之內,讓數學史與數學教材有機結合,而不是離散的兩塊。

提高層次的一個例子是唐代劉知幾(661-721)在《史通》提出史家須有三長:史才、史學、史識,後人用「才學識」分析一個人投入一個工作領域的三個向度,例如清代袁枚(1716-98)引用這三個向度來評論詩人。三長之說滋養了「知行識」課程架構的概念,前者是人與領域的關係,後者轉換為教材支持一個工作領域的三個向度。

有機結合的例子則瀰漫在整本《別冊》裡。舉其大者而言,作者將用宋元之際的綜合除法作為導出「導數」的教學進路,將多項式函數微分的學習脈絡,與高中多項式的學習脈絡編織在一起,並且讓微積分的概念,沿著笛卡兒、牛頓、萊布尼茲、歐拉、拉格朗日、和柯西的思路發展開來。作者打算以四冊「別冊」緩步完成以上目標,使得學生有機會萌植解析幾何與微積分的穩固概念。

註釋

  1. 「技學」是指「關於技術的學問」,它才是 technology 的正確翻譯。Technic 或 technique 才是「技術」,或者「技藝」。加上了字根 -ology 之後,就成為一種「學」,亦即「技術之學」,簡稱「技學」。
  2. 洪萬生(1998)。HPM 通訊發刊詞
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Created: Sep 11, 2021
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