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2020年2月7日 星期五

美國國家數學博物館 (MoMath)

美國國家數學博物館是少見能令人直接體驗數學的博物館,設計挺用心。例如,用身體操作和視覺化可看到碎形幾何的形成、控制身體移動的位置或速度或加速度來得分、像砲兵一樣用仰角射速及高低位置來設定投籃、同一物體不同的橫切面、解鋼圈魔術、大量鋼珠落點看分佈...等。

以接收到的資訊量來說,身體體驗 〉視覺影片 〉紙上談兵。學校教數學 99% 以上正是紙上談兵。

進去一開始玩有點悶,和那些數學不熟悉感受不深刻。開始玩 Motionscape 之後,有肢體運動有分數闖關挑戰,之後又玩 Human Tree,看到身體形成的二次展開碎形圖案,相當有趣,小孩也玩得很開心。



印象最深刻的體驗


Motionscape 有三關。
  • 第一關要控制位置 (Position) 來得分
  • 第二關控制速度 (Velocity) 來得分
  • 第三關控制加速度 (Acceleration) 來得分
控制位置很直觀,將身體移動到圖示的位置區間即可得分。控制速度要控制身體的移動速率和正負向量,進入圖示的區間才可得分。控制加速度當然就是維持加速度包含正負向量。大部分的人玩到第二關就 Game Over 了。

利用身體體驗,了解位置、速度和加速度。



Human Tree 會將雙手連接做身體的二次展開,不斷展開形成碎形圖案。



投籃機,透過仰角、射速以及位置高低的控制來投籃。像砲兵一樣,試射一次修正彈道,再修正一次,妥善計算第三次就能投籃命中。



Mobius 帶在台中科博館有展示,許多地方也有。但就是看到一個扭曲的帶子,循著表面追,會發現只有一個表面。

MoMath 的體驗直接在 Mobuis 帶上設置一台遙控車,讓操作的人透過遙控車的鏡頭看到 Mobius 帶的表面。繳學的概念類似以前念電子學時,教授要我們想像自己是一個電子,會怎麼移動。




後記


從小的應試教育,數學向來是紙上談兵,充滿抽象性。數學博物館則同時提供抽象性和操作性。彌補過去殘缺不全的紙上教育。

數學如同物理化學和電子電路,可以做大量的實驗驗證,看到現象。

先看到現象,再來有系統地介紹背後的知識,相異於過去的先介紹抽象概念,練習計算再來解應用題。

遊戲化的操作可以讓孩子上癮,忘記數學的辛苦,孩子不喜歡數學,其實是不喜歡計算,而偏偏台灣的課堂上通通叫做數學課。

MoMath 具備的抽象性和操作性,計算並不包含在內。

聰明人製作的教具可以讓孩子喜歡玩數學,讓過程具備可操作性,補足學校教的抽象性。沒有博物館,至少學會多找尋可操作的數學教具。