數學課程也可以有探究與實作嗎?數學概念也可以透過觀察、模擬、猜想與實驗來建立嗎? 答案是可以的。或許數學不像自然科學在操作、控制變因下,可以觀察到不同的結果與解釋不同的情境,因為數學往往都是在計算、演譯不變的定理、本質,並將科學現象作更精準的表徵與論證。然而殊不知存在自然界中序列、規律卻是常常可以觀察到的數學之美,費波那契數列就是其中一個令人驚喜的例子,建築比例、花瓣的生長、螺紋的曲線、颱風形成軌跡等都有它的身影,就如19世紀末,繼高斯後法國具全面知識的數學家亨利 龐加萊曾說過:『詩歌是以不同的名字稱呼相同事物的藝術,而數學則是以相同的名字稱呼不同事物的藝術』。本教案即是作者從一個費波那契時鐘的APP所得到的靈感,時鐘的特色是『解讀時間不容易』、『當你讀出時間來時,時間已過了』,一個這麼有趣奇妙的時鐘,想必學生一定也很感興趣。
本課程設計的探究與實作歷程是以『問題-過程-解答-延伸』為整體的程序,從費波那契時鐘顏色變化的問題開始,再經由教師所設計的數位化費氏時鐘與鷹架式學習單的提問過程,學生進行猜測、模擬實驗,進而建構或解答出自己的邏輯思維判斷或演算方式,最後學生再以設計一個比顏色變化再多一些功能的數位費氏時鐘作為評量(例如學生將時間改為的24小時制、多了星期或上下弦月的變化),在創意的延伸上,學生也利用費波那契數列設計加法器、球賽計分器、猜數字遊戲等。教師同時介紹與其他團隊共同開發的實體費氏時鐘,讓學生可以看到此裝置在AIOT的未來應用,並認知到數學的邏輯演算與程式設計是相當重要的能力培養。 以數位科技輔助數學領域 上的探究是很方便的工具,學生用數學表徵來連結參數間的關係,同時也呈現藝術變化的美感,這更是STEAM的價值。