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案發現場:FBI警探和數學家的天作之合

新科國中李怡萱老師
 
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書名:案發現場:FBI警探和數學家的天作之合(The Numbers Behind Numb3rs: Solving Crime With Mathematics)
作者:Keith Devlin、Keith Devlin
出版:八旗文化股份有限公司
發行:遠足文化事業股份有限公司

「數學」向來被誤認為是「害怕+無聊+無用」的知識,常常聽到:「買菜又用不到根號」,更別說其他高深的高等數學。其實並不然,數學已是我們生活中不可或缺的一部份了,市場買菜確實只會用到加減乘除,然而面對菜價暴漲狂跌,如何考量種植成本、採收成本、運送成本等來計算期望值,就需要數學探究其內部的真相(賴以威-「數學力」站在數學無用論的另一側)。除此之外,我們每天使用的影印紙藏著許多數字秘密,以ISO 216尺寸製作的影印紙長寬之間的比例為1: ,如何使用摺紙方式說明其比例關係,以及為何影印紙要以此比例關係進行設計等等,這些皆為數學已融入在生活的證明,所以數學不是無能,少了數學才是萬萬不能。

本書以「Everything is number」的概念,讓危險又捉摸難測的犯罪偵查工作有了新的運作思維模式,故事的主角設定分別為一位FBI的探員唐以及一位天才數學家查理,兩人在不同的工作場域使用專業解決問題,然而陷入連續殺人犯調查工作停滯,唐--面對願意伸出援手的數學家弟弟查理¬¬--厭煩的回答「這個案件和數字無關」,最後查理利用犯罪地理分析(criminal geographic targeting ,GGT),透過分析犯罪地點來確定犯人可能活動的地點,縮小搜索範圍並找到罪犯。

影集中的數學家查理運用數學建模的方法將刑案轉換成一個數學方法介入問題,而這樣的建模能力,也是21世紀重要的數學力之一。學習數學的目的並非成為數學家,而是如何運用數學解決生活中的問題,如何將實際問題轉換成數學問題,使用數學語言描述問題的樣貌,並用精確的計算檢驗修正數學模型,最後終能分析解決問題,這說明了辦案與數學解題頗具異曲同工之妙啊!

106學年度教育處辦理的【薪傳築夢、新竹夢】-新竹市初任教師職涯專業成長研習,洪進益老師(澎湖石泉國小)分享了主題數學實境解謎,小益老師運用「Holiyo平台」設計的看風者密室脫逃遊戲: 故事模擬國共內戰時期共軍的秘密情報單位,執行竊聽的為聽風者,進行機密任務的為捕風者,解譯機密的為看風者。會中每位參與的老師皆為看風者成員,利用圖色密碼、豬圈密碼、國字密碼、藏頭詩密碼等規律破解問題,參與研習的教師集思廣益、分工合作的破解密碼。回到教學現場實作,當教室中的每位學生化身看風者時,學生們從過往的被動學習,轉變為積極參與、認真討論,可以見得遊戲學習的魅力!

這樣的教學改變了數學教學樣貌,透過課程設計除了可以幫助學生進一步探索、觀察數學規律、從「做中學」、「玩中學」外,更進一步將所學應用在於生活,破除學習數學是「害怕+無聊+無用」的迷思,讓師生共同體驗數學學習之美!

小益老師設計的密室逃脫設計 「薪傳築夢、新竹夢」教師研習實作
 
新科國中學生線上解題實作  

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