2020 均一國中部 數學領域課程

數學家華羅庚說:「數缺形時少直觀,形缺數時難入微。」均一國中部的數學課讓學生利用摺紙的具體操作,加上老師關鍵問題引導,從動手過渡到動腦,從具體覺知延伸到抽象思考,摺出所學的概念,感受數學的美。

西奧多羅斯螺線 The Spiral of Theodorus

畢氏定理單元除了讓學生認識畢達哥拉斯、商高兩位重要的數學家,以及了解直角三角形的三邊長關係外,更希望讓他們「親眼看見」數學,因此藉由摺紙帶出更多的具體感知。甘瑞彬老師先利用畢氏定理引導學生算出斜邊,並畫出螺線,以數學的思維了解生物界中的螺線如何精確地產生,接著由學生自己動手摺出螺線,在摺紙中能清楚看見無理數 √2、√3、√4…… 這些不可公度量的數,如何不需用尺,而透過數學推導得出。操作螺線摺紙的過程中,除了複習和應用畢氏定理,老師也引導學生推導出平常使用的 A4 紙張長寬比是√2:1,並讓學生以相同的概念嘗試分析 8 等分、16 等分不同構造所需要的紙張長寬比。甘老師更帶著 8 年級學生摺出的巨大螺線,讓學生感受數學的美感。

翻筋斗骨牌

9 年級學到的數學知識,讓解決問題的工具更加完整而多元。在學完相似形之後,顏澤暉老師帶學生用一張張色紙摺出骨牌。為了讓骨牌可以「翻筋斗」動起來,學生除了以相似形的概念分析骨牌中各邊長的比例關係,在思考讓骨牌推動的最佳角度時,同時必須運用到 8 年級理化所學的重力位能轉換為動能的概念,最後再回到數學邏輯,精算每個骨牌之間的距離。 學生也挑戰思考當骨牌路徑轉彎時,需要考慮的因素、如何量測及設定距離等延伸問題。在這項活動中,有些學生一開始以目測的方式安排骨牌位置,當然也屢屢失敗,他們從中體會到如果沒有通過數學的驗證,任何實驗、任務都無法順利完成。

對老師來說,課堂活動不只要能吸引學生投入,更重要的是帶來實質的學習。結合動手摺紙的數學課,不僅僅是作為數學思維的具體展現,讓學生在具體的「形」與抽象的「數」之間有 深刻的學習,更可以培養學生面對問題與困難時的觀察力、恆毅力,以及勇於挑戰的態度, 而完成作品的那一刻,更體會到數學與美學彼此碰撞激盪的樂趣。