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古蹟裡的數字之謎!管偉宏帶孩子出門體驗數學

作者: 
李昕芸 資料來源:親子天下2019.07.26 (更新 2019.10.14)
日期: 2020-03-18

管偉宏老師(圖左)帶建築科學生校外教學,去認識迪化街著名古蹟天山行建築裡的幾何圖形。照片:管偉宏

瑞芳高工數學老師管偉宏帶著建築科、土木科的學生去古蹟裡上數學課,透過實際測量建物,讓學生了解數學公式如何應用於建築原理,同時也讓學生認識古蹟之美。一堂跨領域的數學課,在古蹟裡上演。

「老師,學數學有什麼用?」學生咬著筆頭,兩眼無神地望著黑板,對著複雜的數學公式嘆氣。這樣的畫面常在不同學校的數學課堂中出現,且隨著升學進度,數學的難度只增不減,學生對數學因此喪失學習熱情。

但在瑞芳高工數學老師管偉宏的課堂中,學生總能找到數學的樂趣。

拿著捲尺,建築科的學生在迪化街著名古蹟「天山行」,測量建築中的柳條窗大小,管偉宏在一旁說明柳條窗的設計概念與作用。這不是美術課,也不是建築學,這是管偉宏的數學課。他利用學生測量完的數據,以數學公式佐證,帶學生學習幾何圖形公式,也帶學生認識古蹟之美。透過跨領域的結合,管偉宏開啟了一堂充滿藝術的數學課。

教歷史也教建築 一堂非典型的數學課

「學生會問我說,我到底是教歷史,還是教建築,還是教數學?我說都有。」管偉宏笑著說。對建築有興趣,喜歡研究風水文化的他,是個非典型的數學老師。有時上課,見學生感到無趣,便會與學生分享建築中隱藏的風水原理,「學生會眼睛亮一下,因為這個他沒聽過。」學生好奇的眼神,讓管偉宏開始思考將建築學納入數學課中,讓職校學生在學自身專業科目時,也能活用本科教材。

管偉宏開始帶著學生去「戶外教學」。他讓土木科學生帶著測量儀器,去苗栗客家圓樓前測量圓樓的直徑,接著用圓的方程式去計算,證明客家圓樓是「圓」的。他們的身影也出現在板橋林家花園的月洞門前,學生測量數據之後,想辦法用公式證明該門是圓形之外,管偉宏也繼續向學生提問,「平面上不共線三個點構成圓,那如果平面上四個點,那可以構成幾個不同的圓?」他利用不同的題目,刺激學生思考,讓數學更加生活化。


土木科學生到板橋林家花園測量月洞門直徑,並與數學公式結合,學習如何證明「圓」。管偉宏提供

除了數學與建築學、測量學,管偉宏也趁著戶外教學的機會,為學生上藝術課、歷史課。熱愛中華文化的他,期望建築科、土木科學生未來在設計建物時,能夠融入中華文化中的傳統美學。走逛林安泰古厝,欣賞臺北101,他為學生講解建築中如何運用幾何圖形之外,也與學生分享建築背後的設計概念。「希望他們未來在設計建築時,能夠融合中華文化,不要只說好看。好看是很抽象的,要能夠把它說明清楚,建築代表的意象。」

「畫」出方程式 數學課成實作課

除了戶外教學,管偉宏也讓學生「實作」數學。辦公桌下堆滿了一箱又一箱的彩色積木,凌亂的桌面上擺著數學講義,和用樂高堆成的林安泰古厝模型,一旁的置物櫃裡則放滿不同顏色的等比例建築模型。管偉宏讓學生用積木以幾何圖形設計建築物,並分享設計理念,透過實作結合數學與藝術。

他也利用電腦 GeoGebra 軟體,教學生運用數學方程式,在電腦上繪出具巴洛克建築特色的圖騰,讓數學與美學結合,培養學生的數學能力和創造力。


學生在課堂上認識幾何圖形在中華文化所代表的意義,並以此設計建築物。李昕芸攝

未來108課綱強調跨領域教學,以及培養面對未來挑戰的能力與態度。因此,管偉宏將課程與不同領域結合,並培養學生實作的能力,希望讓學生保持學習的熱情及動力。「我希望他能夠對自己的專業能夠有所肯定,回到數學,他也能夠有所喜歡,這樣就夠了。」

當數學跨領域 翻轉課堂造就改變

從戶外教學到實作,管偉宏的課程內容豐富且多變。建築科學生洪鈺淇說:「沒有想過可以結合兩種專業,就是試試看,讓自己多學一課。」儘管數學成績進步幅度不大,但洪鈺淇笑說自己努力過,問心無愧。

翻著學生作品,管偉宏指著一件日本神社模型,介紹著學生當初的設計理念。「學生能夠因為我這樣的課程,他能夠去做發想,做一些東西。我覺得這是能夠當老師最愉快的事情。」管偉宏感嘆,教育創新需要有很大的熱誠,「常抱怨學生程度不好,沒辦法改變什麼,要想著怎麼改、怎麼創新。」

過去的教案得到不少獎項的肯定,他也走出校門,造訪其他高中職分享自身教案,期待為教育帶來一些改變。下一步,管偉宏希望能與學校不同科別的老師都進行合作,「當我們能夠把A+B=C的時候,我們就可以創造改變,課程也是。」將數學結合多種領域,管偉宏在生活中告訴學生:「數學很有用。」

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