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115/07/27【素養導向之悅趣化數學探究學習】【課程活動成果紀錄】

115年7月27日於國立清華大學南大校區綜合教學大樓N204教室辦理《素養導向之悅趣化數學探究學習》課程,由陳正忠副教授主講。課程以素養導向理念為核心,透過數學競賽題目、益智遊戲及探究活動,引導學員在操作、討論與推理的過程中發現數學規律,培養邏輯思考、分析推理及問題解決能力。
上午課程以一道數學競賽題揭開序幕。陳教授請學員列出數個正整數,並運用最大公因數與最小公倍數相關公式重新計算與比較結果。課程中安排由淺入深的例題,並針對較具挑戰性的題目設計小獎勵,提升學員解題意願。完成推導後,教授再說明公式背後的數學意義,使學員不僅理解計算方式,也能掌握概念形成的原因,進一步激發對數學探究的興趣。
接著教授介紹尼姆遊戲,先說明遊戲規則並提示其中存在必勝策略,鼓勵學員透過多次實際操作與互相討論找出規律。經過反覆驗證後,學員逐漸發現控制場上棋子數量便能提高勝率。隨後教授介紹進階版尼姆遊戲,將解法與二進位概念結合,說明如何利用二的次方進行分析,讓大家理解遊戲背後蘊含的數學原理。同時也延伸介紹二進位在電腦運作、資訊科技及圖像辨識等領域的應用,使學員了解數學知識與科技發展密不可分。
下午課程則以排列組合問題展開探究活動。教授提出將正整數一至九排列,使任意相鄰三數總和的最大值最小,引導學員由五個數字逐步增加至九個數字,透過不同排列方式比較結果,分析各種答案是否合理。學員在反覆排列、討論及驗證中,不僅學會運用反證法排除不可能的答案,也理解同一問題可以採用不同策略思考,進一步培養靈活運用知識的能力。
接著教授利用相同教具介紹另一道策略遊戲,將正整數一至十排列成一直線,由雙方輪流從最左端或最右端取數,最後比較取得數字總和。學員積極嘗試不同排列方式與拿取策略,分析奇數與偶數排列所產生的優勢差異,並透過交流討論歸納最佳策略,使前面所學的概念得以延伸應用。
課程最後以十枚硬幣翻面問題作為總結,引導學員觀察每次翻轉後的變化並歸納規律,教授再介紹數學歸納法,搭配相關例題說明完整的證明過程。整體而言,本次課程透過競賽題、策略遊戲與探究活動,引導學員在思考、驗證與合作中建立數學素養,不僅提升邏輯推理與問題解決能力,也展現素養導向教學重視探究與實踐的精神,讓學員深刻體會數學與生活及科技的緊密連結,並激發持續探索數學世界的興趣。
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