很多孩子常覺得數學很抽象,儘管聽得懂「規則」,知道該怎麼操作,但到底是什麼意思,卻還是沒辦法深刻理解。
規則只能用想像的嗎?如果有不同的方式思考呢?
這時候,運用「視覺化」、「操作化」 等不同方式刺激會很有幫助。
例如,這張圖是Stanford大學Prof. Jo Boaler團隊所設計的教案,圖中將數字用很多小點點來表示。
▍視覺化的因倍數觀念
乍看之下沒甚麼大不了的。不過仔細瞧,數字3呈現如同拜拜時擺水果「∴」的形狀。哪裡還有這樣的水果堆呢?
數字9有三堆,數字15有五堆,數字21有七堆。你應該發現了,它們都是3的倍數,是可以被3整除的數字。
的確,光知道這個定義就能算。
不過透過視覺化,看見3的倍數都是能用基本單位「∴」表示的數字,也就是能分成3個一堆、3個一堆的數字,不只更加一目了然,要討論公因數時,也非常清楚、方便。
等等,12不也是3的倍數嗎?
看一下,12的基本單位是4個點組成的方形,有3個方形單位。換句話說,它既是4、也是3的倍數。
在老師的引導下,孩子就能知道,數字可以有不同的視覺化版本,「版本數量」剛好是因數數量的一半(可以想想看為什麼)。我們可以鼓勵孩子嘗試不同的視覺化,讓它們更理解這個數字可以怎麼被分解、如何組成。
▍圍成一圈、兩圈是?
再仔細看,圖中有好幾個圓圈,它們對應的數字有什麼共通點,有沒有什麼公因數呢?
答案是,它們彼此沒有公因數,甚至連因數都幾乎沒有。它們都是——質數:只能被自己跟1整除的數字。
上述定義經過視覺化後,就變成了「完全無法分堆,只能圍成一個圓圈」。
我常覺得理解不是0或1,不懂或懂,在那之間有非常多的層次。相較於二分法,「連續」或許是更適合的譬喻:
「理解是一道從黑到白的光譜,孩子們常落在深淺不一的灰色。」
根據定義,算算看誰是質數?
一眼看出圍成一圈的都是質數。
領悟到質數的日文漢字「素數」的意義。就像大自然由許多元素所組成,數字的世界裡也由許多素數(質數)所組成。元素不可分割,素數也不可分割,都是基本單位。
這些都是不同灰階、不同層次的理解。
數感實驗室不僅希望孩子能會算,還要能會思考,要掌握數學的本質,以及培養在學習時,追根究柢、徹底理解的好習慣。我們相信,用這樣的方法來和孩子聊數學,最能呈現數學有趣的那面,也最能幫助孩子學好數學、學會思考。
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