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115/10/03【探索數學魔術背後的數學原理】

115年10月3日,於苗栗縣頭份市頭份國民小學致善樓2樓教師研習中心順利辦理《探索數學魔術背後的數學原理》課程,本次研習由本校數理教育研究所林勇吉教授親自主講。活動徹底跳脫過往傳統紙筆運算與死背公式的教學框架,巧妙揉合生活魔術、實體幾何建構及前瞻沉浸式數位科技,引導現場學員在「動手做」與「動腦想」的雙向互動中,深刻領略數學本質的奧妙與美感。
課程一開始由生動有趣的「數學魔術」揭開序幕,林教授精巧設計了包含「舉人數猜測魔術」、「取物魔術」、轉化自經典古題的雞兔同籠情境,以及運用撲克牌展開的「撲克牌減法魔術」、「黑紅牌流動」與「誰動了我的牌」等多項主題單元。學員在操作過程中親自記錄數據、觀察數值規律,並在嘗試破解魔術謎底的推理步驟中,逐步拆解代數運算、差值平衡與嚴密邏輯之間的巧妙連結,體會看似不可思議的魔術背後所蘊含的堅實數學定理。
在空間幾何與立體結構探究環節,課程規劃了極具層次的實體操作任務。學員首先運用積木方塊挑戰「立方體」與各類三維形體的堆疊拼組,涵蓋紀念碑、水井、基石及沙發等多種造型,藉由視角切換強化空間透視、正投影與立體感知能力;隨後更透過大尺寸幾何組件動手組裝多面體球體結構,從實地觸摸頂點、邊線至面數的計算過程中驗證歐拉公式等多面體性質,並親手操作3D列印筆,體會從平面圖形沿線繪製到立體結構拉升成型的材料轉換歷程。
課程後段導入新興科技更將整體學習氣氛推向最高潮,學員戴上VR頭戴式顯示裝置並手持體感控制器,置身於全方位虛擬實境空間中展開直覺式的3D幾何操控與多角度觀察;現場亦搭配平板電腦體驗AR擴增實境互動,將平面彩繪作品與動態虛擬場景疊合呈現,營造虛實整合的震撼體驗。整日課程完整貫穿「現象觀察、邏輯破解、空間建構到數位實境」的探究脈絡,不僅將抽象生硬的數學定理轉化為生動具體、可觸可感的情境經驗,更在小組腦力激盪與跨域合作中,全面激發學生的幾何思維、運算邏輯以及對新興科技應用的探索熱忱。
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