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,由本校數理教育研究所陳正忠副教授主講。課程以素養導向數學教育為核心,結合數學競賽題目、益智遊戲與探究活動,引導學員透過操作、討論、推理與驗證的歷程,發現數學規律,培養邏輯思考、分析推理及問題解決能力,體驗數學學習的趣味與深度。
上午課程首先以數學競賽題目作為開場,陳教授引導學員從正整數的關係出發,運用最大公因數與最小公倍數等概念進行推理與分析。課程安排由淺入深的問題設計,讓學員先透過計算與嘗試掌握解題方向,再進一步理解公式背後的數學意義。教授也透過挑戰題與小獎勵鼓勵學員主動投入,讓原本較抽象的數學概念轉化為具體的探究過程。學員在解題過程中逐漸體會,數學不只是套用公式,更重要的是理解規律形成的原因與思考方式。
接著,教授介紹經典策略遊戲「尼姆遊戲」,讓學員透過實際遊玩與討論,尋找遊戲中的必勝策略。學員在多次操作與驗證後,逐漸發現透過控制棋子數量與剩餘狀態,可以提高獲勝機率。進一步的進階版尼姆遊戲,則結合二進位概念,引導學員了解數學規律與資訊科技之間的連結。教授說明二進位不僅是電腦運算的基礎,也廣泛應用於資料處理、科技發展與圖像辨識等領域,使學員看見數學知識在現代科技中的重要角色。
下午課程以排列組合探究活動為主軸。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」的問題,引導學員從簡單情況逐步推廣至完整問題。學員透過不同排列方式的嘗試、比較與討論,分析各種可能答案,並學習運用反證法排除不合理的解法。在探究過程中,學員發現同一數學問題可以有多種思考方向,進一步培養彈性思考與策略運用能力。
隨後,教授延伸相同概念,介紹另一項策略遊戲。學員需將正整數排列後,由雙方輪流從兩端取數,最後比較所得總和。透過分組討論與實際操作,學員分析不同排列方式對結果造成的影響,嘗試找出最佳策略。活動不僅提升學員對數字關係的敏感度,也讓大家在競賽與合作中深化對數學推理的理解。
課程最後以十枚硬幣翻面問題進行總結,引導學員觀察操作過程中的變化規律,並進一步介紹數學歸納法的概念與應用。透過完整的推理示範,學員理解數學證明不僅需要找到規律,更需要建立嚴謹的論證過程。
整體而言,本次「素養導向之悅趣化數學探究學習」課程,透過競賽題、策略遊戲與探究活動,讓學員在操作、討論與思考中建構數學概念。課程不僅突破傳統數學學習重視計算的框架,更強調理解、推理與應用,讓學員體會數學與生活、科技及問題解決能力之間的密切關聯。透過充滿挑戰與樂趣的學習歷程,參與者也進一步提升數學探究興趣,感受到數學思維的多元與魅力。
上午課程首先以數學競賽題目作為開場,陳教授引導學員從正整數的關係出發,運用最大公因數與最小公倍數等概念進行推理與分析。課程安排由淺入深的問題設計,讓學員先透過計算與嘗試掌握解題方向,再進一步理解公式背後的數學意義。教授也透過挑戰題與小獎勵鼓勵學員主動投入,讓原本較抽象的數學概念轉化為具體的探究過程。學員在解題過程中逐漸體會,數學不只是套用公式,更重要的是理解規律形成的原因與思考方式。
接著,教授介紹經典策略遊戲「尼姆遊戲」,讓學員透過實際遊玩與討論,尋找遊戲中的必勝策略。學員在多次操作與驗證後,逐漸發現透過控制棋子數量與剩餘狀態,可以提高獲勝機率。進一步的進階版尼姆遊戲,則結合二進位概念,引導學員了解數學規律與資訊科技之間的連結。教授說明二進位不僅是電腦運算的基礎,也廣泛應用於資料處理、科技發展與圖像辨識等領域,使學員看見數學知識在現代科技中的重要角色。
下午課程以排列組合探究活動為主軸。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」的問題,引導學員從簡單情況逐步推廣至完整問題。學員透過不同排列方式的嘗試、比較與討論,分析各種可能答案,並學習運用反證法排除不合理的解法。在探究過程中,學員發現同一數學問題可以有多種思考方向,進一步培養彈性思考與策略運用能力。
隨後,教授延伸相同概念,介紹另一項策略遊戲。學員需將正整數排列後,由雙方輪流從兩端取數,最後比較所得總和。透過分組討論與實際操作,學員分析不同排列方式對結果造成的影響,嘗試找出最佳策略。活動不僅提升學員對數字關係的敏感度,也讓大家在競賽與合作中深化對數學推理的理解。
課程最後以十枚硬幣翻面問題進行總結,引導學員觀察操作過程中的變化規律,並進一步介紹數學歸納法的概念與應用。透過完整的推理示範,學員理解數學證明不僅需要找到規律,更需要建立嚴謹的論證過程。
整體而言,本次「素養導向之悅趣化數學探究學習」課程,透過競賽題、策略遊戲與探究活動,讓學員在操作、討論與思考中建構數學概念。課程不僅突破傳統數學學習重視計算的框架,更強調理解、推理與應用,讓學員體會數學與生活、科技及問題解決能力之間的密切關聯。透過充滿挑戰與樂趣的學習歷程,參與者也進一步提升數學探究興趣,感受到數學思維的多元與魅力。