把看見的關係,換成數字看看
接續前一份「畢氏定理1-感官準備」透過等腰直角三角形嵌板來預備畢氏定理的理解,這一份改以不等邊直角三角形嵌板進行探索。當兩條股的長度不相同,三個正方形的大小也跟著改變,但在前一份教具看見的關係仍然成立:兩個股上的正方形合起來,和斜邊上的正方形一樣大。
接著,再把邊長與平方帶進來,讓原本透過圖形看見的關係,逐步能以數值與符號表示:3² + 4² = 5²,再進一步走向:a² + b² = c²
讓孩子看見,畢氏定理公式並非突然出現的一個算式,而是前面已經操作、看見的圖形關係,換成數學語言後的表達。
開始前,孩子先有這些經驗
1. 有過「畢氏定理1-感官準備」的操作經驗,能辨識直角三角形兩個股上的正方形和斜邊上的正方形之間的等值關係。
2. 對平方已有初步經驗,知道像 3² 這樣的表示方式,並能將平方與正方形的面積連結起來。
*這一份會把前一階段建立的圖形經驗,延伸到不等邊直角三角形,再逐步加入數值與符號。
*如果孩子對等值關係或平方還不熟悉,可以先累積相關經驗,再進入這一份探索。
數位教具可以怎麼使用?
01|認識與理解教具
透過數位版本認識不等邊直角三角形嵌板的構成、操作方式,以及三個正方形與邊長、面積再到更抽象的代數公式。
即使手邊沒有實體教具,也可以先從數位操作理解這項工作的探索重點。
02|參考示範方式
「引導探索版」提供完整的示範路徑,讓成人可以參考操作順序、用語與引導方式,也可以陪伴孩子依照畫面的引導,逐步連結畢氏定理公式。
03|自由操作與探索
「自由操作版」保留完整的教具操作空間。成人可以自行操作、用於示範,或陪伴孩子一起探索;完成示範後,也可以讓孩子重新操作與自由探索。
「引導探索版」已安排完整的示範順序與操作提示。
這裡整理成人帶領這份教具時,可以掌握的幾個重點:先連回前一份的感官經驗,再讓圖形、邊長、平方與公式逐步連結起來。
示範前|先連回前一份的感官經驗
開始之前,可以先了解孩子是否仍熟悉第一份「畢氏定理1-感官準備」中的核心經驗:兩個股上的正方形合起來,和斜邊上的正方形等值。
也可以留意孩子是否已經有平方的經驗,能將像 3² 這樣的表示方式,和正方形的邊長產生連結。
如果孩子對前一份的等值關係與平方已經熟悉,就能把注意力放在這一次新的探索:圖形改變之後,原本的關係是否仍然存在,又可以怎麼用數值表示。
示範中|讓數值接在圖形之後
示範時,可以依照「引導探索版」的順序進行,讓數值與符號始終和眼前的圖形保持連結。
當邊長與平方出現時,重點不是先進行計算,而是讓孩子看見:3²、4²、5²,分別對應到三角形三個邊上的正方形。
因此,3² + 4² = 5²是在用數值表達前面已經透過圖形看見的等值關係。
接著,再由具體的 3、4、5 轉換成 a、b、c,讓同一個關係逐步以一般的數學符號表示:a² + b² = c²
示範的重點,是讓公式接在已經看見與操作過的圖形之後,而不是成為一個另外需要刻意背的公式。
示範後|把操作交給孩子
完成示範後,可以讓孩子進入自由操作版,重新操作教具。
成人可以先觀察孩子如何移動與整理圖形,以及是否能把不同層次逐步連結起來:三角形的邊 → 邊上的正方形 → 邊長 → 平方 → 等式
孩子不一定需要立刻完整說出或背出公式。如果他能透過操作重新看見三個正方形的關係,並理解邊長、平方與等式是在描述眼前的圖形,這一階段的重要理解就已經逐漸建立。需要時,再協助孩子整理相關的數學語言與符號。
延伸|後續工作
引導者示範後,也可以依孩子的學習狀況安排後續工作,讓圖形、數值與抽象公式之間的連結再次被整理。例如:
- 描繪不等邊直角三角形與三個邊上的正方形。
- 用紙記錄畢氏定理驗證的過程。