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科展作品的指導策略

科展作品的指導策略. 國立中興大學應用數學系 李林滄 教授. 為何要帶學生做科展 ?. 因為學生要參加校際比賽，學校需要有好的成果。 就當是學校讓每位老師去歷練一下。 一般課堂所教的還不夠，讓學生學習些課外不一樣的東西。 還有其他的原因吧 …. 科展計畫執行的目的. 激發 學生對科學研習之興趣與 獨立研究之潛能 。 提高學生對科學之 思考力、創造力，與技術創新能力 。 培養學生對科學之 正確觀念及態度 。 增進師生研習科學機會，倡導中小學科學研究風氣 。 改進中小學 科學教學方法 及 增進教學效果 。

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科展作品的指導策略

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Presentation Transcript

  1. 科展作品的指導策略 國立中興大學應用數學系 李林滄 教授

  2. 為何要帶學生做科展? • 因為學生要參加校際比賽，學校需要有好的成果。 • 就當是學校讓每位老師去歷練一下。 • 一般課堂所教的還不夠，讓學生學習些課外不一樣的東西。 • 還有其他的原因吧…

  3. 科展計畫執行的目的 • 激發學生對科學研習之興趣與獨立研究之潛能。 • 提高學生對科學之思考力、創造力，與技術創新能力。 • 培養學生對科學之正確觀念及態度。 • 增進師生研習科學機會，倡導中小學科學研究風氣。 • 改進中小學科學教學方法及增進教學效果。 • 促使社會大眾重視科學研究，普及科學知識，發揚科學精神，協助科學教育之發展。

  4. 身為一位數學教師我能指導科展! • 我願意帶領一群國中學生進行課外學習的研究活動。 • 我能規劃並且按部就班的執行一個完整的研究計畫。 • 遭遇失敗挫折時，我會帶領學生嘗試其他方法解決困難。

  5. 科展指導要準備那些 • 我是學校的菜鳥怎麼辦？拜訪前輩、經驗傳承、先看看別人怎麼做，有做過那些成功與失敗的案例。 • 我有一些科展經驗，還要加強那些呢？擴大視野，不要局限自己在數學，可以有跨學科領域題目，讓數學發揮得更好！

  6. 如何帶一群國中生~你的研究伙伴 • 瞭解學生的學習背景 • 組織領導統御 • 工作分配執行 • 進度控制 • …

  7. 如何開始著手進行科展指導? • 科學研究的基礎 • 「發現問題」<=找個好題目 • 「提出假設」<=假設答案 • 「實驗證明」<=嘗試驗證答案 • 「提出解釋」<=討論與結論

  8. 你如何帶學生發現好的問題? • 目前的教育方式不鼓勵發現問題，課堂教學數學知識，配合習題與考試測驗評量，限制學生學習思考。學生很會考試，但是不會找問題。 • 教師要改變教學策略，讓學生能學會發現問題。 • 讓學生除了課堂教科書與習作，應廣汎涉略閱讀不同領域的知識，科普新知之外，對於社會學科亦應融入學習。 • 希望藉由這個活動，讓學生開啟尋找問題的門，有質疑現實的能力。

  9. 偉大創新的產生-Steven Johnson • 可能的話我們欣賞一下這段演講http://www.ted.com/talks/lang/chi_hant/steven_johnson_where_good_ideas_come_from.html • 每一個創新發現並不是那麼偶然，也不是自己獨立完成，跨領域的思考交流是刺激創新的來源。 • 科展是一個創作團隊，老師要去營造討論的環境讓學生能充分的參與投入。

  10. 我選擇的題目有沒有重要性? 我們看衛星定位系統是怎麼來的 • 幾位研究者接收到為衛星訊號 • 發現訊號有相位差 • 可以知道衛星是遠離或接近中 • 可以算出衛星是在最近或最遠位置 • 可以從衛星算出潛艇位置協助飛彈射擊 • 每個人都可以用衛星算出自己所在位置

  11. 每個小問題都有其貢獻！ • 從開始只是聊天而偶發地想要去追蹤衛星訊號的一個簡單想法，在幾十年後變成人們生活上所常用的GPS衛星導航系統。 • 每個研究是一小步=>最後是人類生活的大進步！

  12. 什麼是科展要研究的數學問題？ • 我們常在教學時說：”生活中處處有數學。”，所以題目應該讓參與者是可以感覺得到，而不是太多的理論與證明。舉例來說=樹葉的分佈及生長型態是生物也是數學。

  13. 選擇題目的考量有哪些？ • 參與者會有興趣 • 數學的難度不應超出參與者能力 • 在生活中能有其對應的實用性 • 研究過程會有數學的論證支持最後的結論

  14. 如何能脫穎而出—評審的考量 • 不應超出國中數學教學範圍過多，例如微積分就不宜。 • 博弈及遊戲的性質不應過高。 • 符合一般論文研究的架構，前言、動機、命題假設、論證、結論、參考文獻。 • 有趣的主題~引人之處

  15. 假設與驗證的過程 • 一般而言，科展所選擇的題目都已心有定見；坦白說一個有答案的題目不能算是好的研究主題，但是對於中學生而言，指導老師往往是帶領他們走過推理的歷程。然而真正的研究命題應該要受到質疑，老師應該要讓學生有機會能提出反向的論證討論，嘗試著推翻假設答案。接著再因為找不到反例，去做證明論述。

  16. 結論與討論的重要性 • 雖然我們常說數據會說話，在相同的數學科展主題中，不同的討論解釋往往會影響到整篇文章的價值。學生平時的數學學習都是以考試檢測，國中生目前對於證明與討論一直是很缺乏。指導老師應該要帶領團隊進行討論與記錄，讓隊員都了解整個研究的過程與目的，透過相互砥礪合作得到另一種研究學習的經驗。

  17. 科展組織團隊與運作 • 研究團隊應該有定期的研討，指導老師應該能有效率的主持會議，掌握學生的研究進度，規劃進度按時完成。 • 適時的給予提示與鼓勵，激勵團隊士氣。 • 儘量讓每個參與者能發揮所長，避免工作分配不均；指導老師應該是引導學生尋找解決問題的方法，避免全部做完再交給學生重新做一次。

  18. 資料記錄與整理 • 科展或是一般研究計畫執行過程最重要的就是記錄整理，不管是從一開始的文獻搜尋閱讀記錄，到後續的假設推理驗證，以及完成階段的討論結論，所有的資料匯整都需要讓學生瞭解記錄的重要性。

  19. 志在參加抑或是勢在必得=>盡力而為 • 團隊的榮譽感高會使運作驅動力提升，當然也會造成指導老師會有得獎的壓力。如果得獎獲得肯定=>太棒了！但是沒有被肯定，成績不如預期=> 盡力了，再接再勵 • 團隊組織散漫，計畫執行延宕落後可能會影響整體成績，指導老師亦可能被責備，會被歸於不得獎的主因，所以千萬不要只抱著志在參加…，這對學生未來執行參與研究會有負面影響。

  20. 台中市科展作品討論→知己知彼

  21. 94年台中市國中科展 • 有效的利用空間—飲料裝箱探討 • 多邊形費馬點?找找看! • 卡布列克大作戰 • 小圓盤大容量 • …

  22. 看科展題目~~你猜猜他們做什麼 台中市國中科展作品--95學年 • 輾轉三除法 • 不單單只是畢氏定理 • 以最少數創造全部—濃縮自然數 • 卡特三角形 • 有什麼撞況—特殊撞球臺的行進路線 • 數字黑洞的改良算法

  23. 今年台中市科展部分的入選作品 • 最短的角度----120度 • 外心研究 • 就想賴著“尤拉” • ABC你在哪裡？ • 星星的禮物 • 切割正多邊形的面積變化

  24. 從這些科展作品你得到什麼概念? • 屬於不同的數學領域--代數、幾何、統計機率、數論… • 科展有創新或是應用 • 內容和生活上一定有聯結嗎 • 遊戲或是博奕 • …其他

  25. 近幾年各縣市入圍送選作品 • 第45屆國中數學科展作品 • 第46屆國中數學科展作品 • 第47屆國中數學科展作品 • 第48屆國中數學科展作品 • 第49屆國中數學科展作品

  26. 意見交流與作品共享

  27. 數學不是萬能，但沒有了數學…

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