數學教育隨筆 - 數與式

參照99高中必修數學課綱：http://mathcenter.ck.tp.edu.tw/MCenter/Center/CourseOutline.aspx

"""實數是度量連續量的符號。在第一章的「數與式」中,學習目標為建構直尺,也就是要學習實數的十進位表示法,以及處理數線上的幾何問題。首先複習有理數系並延伸介紹循環小數,但此處僅需初步介紹循環小數為有理數,證明則留待極限的章節討論。藉由有理數的十進位表示法,導入介紹數線上實數的十進位表示法,即無限小數。此處僅需建立實數可由有限小數逼近的直觀,不需涉及實數的完備性觀念。至於 根號2 為無理數的證明,則置於附錄。在數的學習中,要循序漸進地引領學生學習以文字替代具體數字的形式操作,包括展開、分解與化簡,以與國中的經驗連結,並作為學習函數的基礎。"""

文章內介紹循環小數的方式不妥，循環小數為數論理想的入門課題，應由學生自行發現。請學生計算1/7至小數下20位，應可自其中發現規律。此時可讓學生分組討論，為什麼會循環，接下來的問題便是是否一定會循環。其相關證明會應用到鴿籠原理，可順手介紹。此練習應會自然帶出同餘的概念，且學生有機會自行發現費馬小定理。可使用數學魔術來加強學生的印象。

根號2 是無理數乃數學一大基石，其證明自然不應跳過。可講述畢達哥拉斯的故事，順手複習畢氏定理。(補充閱讀：http://episte.math.ntu.edu.tw/articles/sm/sm_26_02_1/index.html) 至於分式與根式的展開、分解與化簡，乃操作性的算術技術，教學上應先引導學生如何定義"最簡根式"，之後儘可能由學生自行導出公式並以作業練習。

數學教育隨筆 - 總綱

我最近一直告訴國中生，高中生，我們平常的數學其實是兩個科目-算術，和數學。兩者學習的方式完全不同，但可惜的是從小到大的數學老師很少會這樣跟你說的。

算術，是一種機械化操作的能力，告訴你規則，你得把答案求出來。給你公式，把數字代進去，就是這樣的一門學問。這門學問好教，可以反覆練習，而且還可以比速度，比正確性。那麼缺點呢?如果給你一道沒教過公式的算題，可能會當場卡住，怎麼也做不出來。另一個少為人知的缺點，就是如果沒有反覆使用，機械化的訓練一旦停止，很容易就隨時間而漸漸淡忘。如果你畢業後就"忘記"高中數學怎麼算了，很有可能你學的是高中算術，或說你用算術的方法在學習。

數學，是觀察和推理以至於建構整個系統的能力。這門學問的學習方式相當近似自然科學-觀察規律，提出假說(在數學裡是定義)，最後驗證這個定義建構出來的系統"合不合理"。因此，如同理科的學習，數學當有實驗課，這門課開起來相當容易，不用燒杯，不用藥品，通常只有有紙筆就可以了。也因此這門課可以自修，腦筋清楚一點的學生甚至不用紙筆，在腦中就已進行無數的實驗。這門課不好教，教學也沒有立竿見影的成效，但長遠來說，能夠學到這項學問的，才能夠一法通萬法通，真正的達到數學學習的效果。

你曾懷疑為什麼有些同學似乎沒有多花什麼時間，但數學特別好，學得特別快嗎?那通常都是因為你沒有看到他腦中進行的那些數學實驗。這些同學搞不好一週除了六堂數學課，還有三堂自修的數學實驗課哩。

用職場的角色來比喻，精通算術就像是做一個稱職的勞工，按著既定的準則做事，而精通數學就像是當一個管理人，隨時必須面對不確定的大環境，想出方法來因應。

良好的數學教育，兩者應兼顧。我將來所發佈有關數學教學的文章，也會儘可能指出哪部份屬於算術，該怎麼訓練，以及哪部份屬於數學，該怎麼實驗。