數學牽頭趣學STEM 「大小老鼠誰先凍死」 解構面積體積關係
【明報專訊】不少學校以機械人、生物科技等推動STEM(科學、科技、工程、數學),九龍真光中學則試驗以數學牽頭、結合其他理科推動STEM,例如透過小老鼠嚴寒天氣中會比大老鼠先凍死的生物知識,向學生講解面積與體積的關係,令數學更添趣味。
教局推種子學校先試行
該校數學科主任嚴文迅表示,教育局數學組本學年找數間中學任種子學校,試驗數學推動STEM,該校為其中一間,在中一及中三試行。
他曾希望要中三學生解答星球怎樣才適合人類居住,從中解釋數學問題,但與其他理科教師討論後,認為課題太闊而放棄。後來他天馬行空,思考大動物還是小動物較易凍死,上網找資料後發現體積大的動物喪失熱量速度慢一點,且「有數得計」;動物透過皮膚散熱,以老鼠為例,小鼠長成大鼠,其表面面積增加,雖有更多皮膚散熱,但其體積增加的倍數更大,綜合此兩項因素,大鼠散熱速度比小鼠慢,可透過微積分計算散熱速度,但這涉及微積分,初中生仍未學。他遂改以中三生的數學課題取代,以立方體為例,將其表面面積除以其體積,體積愈大者,除出來的數字愈小,以此方法去了解大小老鼠表面面積與體積的關係。學生其後要做實驗驗證小老鼠快一點凍死,但不用老鼠,而以大小不同的紙杯裝熱水,量度哪杯水鄎袪^得較快,這樣便將生物、數學及物理共冶一爐。
電腦畫貓路線圖 學多邊形定理
在中一試行的教案則是結合電腦科,要求學生計數繪圖。學生可利用電腦程式控制屏幕上一隻貓行走,以其路線畫圖案,嚴要求學生畫出一個多角星形,為了釐定貓行走路線的長短及角度,學生要掌握中一課程中的「多邊形的內角和」、「直線上的鄰角」定理,及中二的「等腰三角形的底角」定理,校方為此要提早教導學生該課題。嚴說,若只要求學生按數學定理計數,會較沉悶,讓他們控制貓行走則有趣得多,結果學生不止畫出星星,還自發畫更多圖案,及自行上網學中三的數學概念;他計劃日後讓學生利用數學知識輸入程式控制機械車,令他們更有滿足感。
他說,設計以數學科牽頭推動STEM的教案,需要請教其他理科教師,下學年有機會推廣至中二及中四試行,各種子學校將於2018學年與其他學校分享經驗。