團隊的問題
說一個科普故事,這是真實故事。為保護當事人,故事中實驗與比賽名稱都非真實。
有一同學很喜歡科學史,特別是遠古時代的器械。在國小六年級時,他花心思做了一番設計,參考了很多資料,配合他精巧的木工手法,做出了一台唯妙唯肖,非常精巧的投石機。
同學不僅滿足於此,比起投石機的精美的外觀,他更在乎的是投石機的精準度。於是他對投石機做了許多的調校,不論是彈力的強弱、發射角度、目標距離、“被投”物體的重量等等,同學都可以清楚的說出它們之間的關係。
透過這個過程,同學也把彈力位能、三角函數、斜向拋體這些相關的物理知識了解得相當透徹,真的是學以致用的最佳表現。他的老師覺得這個作品很棒,就鼓勵同學參加科展。
雖然參加科展後更加投入,但科展畢竟是比賽,同學沒有得到預期的成績。
同學事後檢討的結果,由於製作過程都是手工,能夠加工的材料只有木材。而用木材做出來的成品強度不夠,容易變形。放久了也會發霉,投石機的精準度也會受影響。
投石機同學上了國中,遇上了一位家裡做金屬加工廠的同學,實驗也因此有了一個大轉折。
金屬廠同學告訴投石機同學,可以用家裡的器材,用金屬做一個新的投石機參加比賽。
投石機同學非常高興,畢竟投石機的設計已經千錘百鍊,若能用強度比較高的金屬來製作,精準度一定會大大的提升。於是就把投石機的設計圖交給金屬廠同學,把製作過程的細節也統統毫不保留,期待能有一台全新的投石機。
果然,金屬廠同學不負期待,有了新的投石機,就像打遊戲有了一個超強的裝備一樣,實驗從此一帆風順,無往不利,整個無敵了
老師與兩位同學都對這樣的實驗結果很滿意,同時也用這份實驗報告,參加了一個在國外舉辦的國際性科學比賽。
同學與老師、家長們一起出國參賽,並由投石機同學代表這個作品,在台上對評審進行報告。
同時,金屬廠同學的媽媽,在台下對著台上喊「金屬投石機是我們家做的,憑什麼是你上台?」
同學組隊做實驗的問題,你,怎麼看?
同時也有1部Youtube影片,追蹤數超過2萬的網紅數學老師張旭,也在其Youtube影片中提到,【摘要】 本影片主要說明一個重要的式子的由來:lim_{x→∞} (1+1/n)^{n} = e。我從複利的角度出發,希望藉由相對實際的例子讓更多同學了解上面那個式子的由來與推導過程 【勘誤】 無,若有發現任何錯誤,歡迎留言告知 【講義】 請到張旭老師臉書粉專評論區留下你的評論 然後私訊張旭老師...
三角函數角度表 在 尚瑞君之愛‧傾聽‧解讀心 Facebook 的精選貼文
青春期孩子的吶喊:「我們為什麼要學數學?」
數學是科學之母。但只要會加減乘除就可以運用數字來算術,如果以後不想從事科學的研究,我們為什麼還要學數學?
讀國二的長子在算數學時遇上瓶頸,哀嘆的喊:「這些數學以後又用不上,我們到底為甚麼要學?」我把題目拿過來看,用紙做出圖形,跟他說:「這個三角形由角A往下折碰到原本三角形的底線,是不是形成了一個全等的三角形?」他說:「對!」我說:「那這兩個三角形全等,這兩個對應角就一定相等,對不對?」他說:「對!」我說:「那題目給你這個角是九十度,這三個角又在一直線上,那這兩個角是幾度?」他說:「四十五度。」我說:「很棒!題目又跟你說這兩個三角形的底邊兩條線平行,那你可以求出題目問的角A了嗎?」他說:「媽媽,我會了!」面對複雜的問題,孩子會覺得煩躁很正常,但把問題拆解成不同的步驟來看,就會變得容易了解。
那題解完後長子自己又算了幾題,突然又在哀嘆:「媽媽,我不要畫圖,我們為什麼要學數學?」我把題目拿來看,畫好圖跟他解釋一下,他馬上會做了。
為什麼我們要學幾何圖形?要學三角函數?要學排列組合來虐待自己?這些好像在生活中用不到的數學,為什麼要在狂暴的青春時期來添亂,可以不要學嗎?
學數學不僅是要學會數學,而是要學習在解數學題時的思考過程和態度。透過對數學的思考與解題,我們可以學到這些能力:
一、冷靜的分析問題
很多數學學不好的人,是不夠冷靜。看到一堆數字與符號就覺得頭昏腦脹,不想面對。冷靜面對人生去分析問題,卻是我們必須要有的能力,人生的難題難道會比解數學容易嗎?
二、驗證國文理解與閱讀能力
不會解數學題目,很多原因出現在看不懂題目,這不是數學不好,而是國文閱讀與理解能力不夠,還需要透過大量的閱讀與思考來做訓練。鼓勵孩子廣泛閱讀,深入思考,以後才不會只能過著自己不一定喜歡的從眾生活。
三、強化推理與邏輯能力
數學常常要透過推理與運算,答案都在題目裡。只要冷靜下來思考題目,有了正確的推理與小心的計算,都可以解出。
四、增加耐心與耐性
解數學絕對需要耐心與耐性,坐不住、靜不下來,是不能學好數學的。面對漫長的人生路,在孩子的性格行李中,能不讓他帶上耐性與耐心嗎?
五、培養解決問題的能力
當數學解不出來的時候,畫個圖,很快就可以把抽象的題目變成具象,就比較好解題。這不但可以培養解決問題的能力,也會讓孩子知道,一個問題往往有很多種解法,學會去分析與拆解問題,孩子才會有活用知識的實力。
六、建立勇於接受挑戰的信心
看到一堆數字與符號,往往讓人卻步,但面對問題時,逃避,並不是解決的方法。多解數學題目,就可以建立更多勇於接受挑戰的信心。所有的成功經驗,都是在挫敗後依然不放棄,修正方向與方法再出發,總是會突破問題,找出解法。
七、達到理性思考的訓練
孩子在感性的愛中成長,透過對數學的學習與運算,慢慢可以建構用理性的角度去思考與判斷,學會拆解問題,運用相關的公式和定律,這些步驟會讓孩子的理性思維慢慢建構。
八、靈活運用所學的知識
解數學題要有一定的語文閱讀理解力,還要搭配把抽象文字化成具象圖形的繪圖能力,加上要有耐心與耐性,正是靈活運用所學知識集大成之科目。
青春期的孩子,是個跳躍在故意與失控中的精靈,他們很想證明自己在長大,卻往往又賴著不想長大,雖然長大可以爭取更多的自由,但卻也要承擔更多的責任,所以他們很容易生氣與失控。讓青春期的孩子學數學,就是要讓他們耐著性子去分析與了解題目,然後運用題目的有限提示下,去找出各種可能的解法。經由這樣循序漸進的訓練,孩子的理性思考能力,才能逐步成熟與完整,更重要的是,培養出日後面對人生難題解題的耐性與耐心。
學數學,不僅是為了會算數學這麼簡單,其背後的收穫與能力養成,才是真正的目的與效果。多鼓勵孩子解數學題,不但磨練耐心與耐性,更可以讓他們靈活地運用所學的知識,這是現在強調的素養教育。
沒有一個孩子不磨人,要收服青春期的孩子只有靠父母的愛與耐心,包容與體諒。在他們需要幫忙時,伸出援手;在他們懶散怠惰時,拉他們一把;在他們有良好表現時,多鼓勵與讚賞;在他們傷心氣餒或挫敗時,抱抱他們。青春期的孩子,依然是那個充滿希望、充滿陽光的孩子,慢慢的會發出屬於他自己的光彩。
#今天騎單車遇上美麗的阿勃勒和大花紫葳
三角函數角度表 在 C.C.M Math Facebook 的最佳解答
【數感生活——用黑洞的望遠鏡,能在多遠的距離看見塵蟎💩💩】
昨天,人類史上第一次看見黑洞了!
科學家們利用事件視界望遠鏡,捕捉到了位在5500萬光年外的M87黑洞。關注此事件的朋友,一定有注意到黑洞照片上使用的單位是「40 微角秒(μas)」,微角秒是角度單位,就跟數學課本上的1個圓360「度」,或者2π「弧度」一樣。稍微換算給各位參考
1度=60角分=3,600角秒。
1角秒=1,000毫角秒=1,000,000微角秒。
從分到秒使用的是易於分割的60進位制,但再細分下去,又回到了我們常用的1000進位(或你可以說10進位)。
至於為什麼會選擇用角度作為單位,我們先想想,你可以看見眼前的螞蟻,同時也能看見遠方的101。「看見」取決於物體大小和距離。
再回想高中數學有教過,當角度很小的時候,tanθ的直近似於用θ來近似。
tanθ是「對邊/鄰邊」,恰恰好就是「黑洞大小/我們與黑洞的距離」(差點寫成我們與惡的距離)。
※
此次相關新聞的科普做得非常好,用了很巧妙的比喻來描述40微角秒是怎樣的感覺:
1.在巴黎咖啡廳看一份紐約的報紙
2.在地球上看月球上的一顆柳丁
這些譬喻都遠勝於原本的
看見5500萬光年外,半徑300AU的黑洞闇影(註)。
用數學的比來表示,可以得到40微角秒大約是
距離:大小 = (10的10次方):2
這樣的概念。
用這個關係來檢驗前面的兩個譬喻。首先,巴黎到紐約約是6000公里,40微角秒能讓你看到1.2mm的物體,報紙鉛字一定比這個大,不過考慮到字母形狀的微小差異(得分出u, v, w才能讀報啊!),1.2mm似乎是個合理的數字。
第二個例子,月球到地球的距離約是380,000公里,約能看見7.6cm的物體,差不多是一顆柳丁。
※
不過對我來說這個距離都還是太大,所以我們試著縮小距離,看看能看見什麼呢?
比方說,如果當你縮小到台北與台中的直線距離(約120公里),你大概就可以看見24μm大小的物體。我們查了一下,符合這個尺寸的物體,大概就是,嗯,塵蟎的大便!
如果縮短到10公里,相當於101到板橋的距離,大概能看見一顆剛剛好pm2.5大小的懸浮微粒。
如果再縮短到1公里,就,就要看見染色體了啊!!!
實在是很難舉出一個非常有感的譬喻,畢竟這個分辨率太大,要嘛得把距離拉到超乎想像,不然就得把物體縮小到比塵蟎的便便還小。只能說在這麼偉大的科技下,人類真的是很渺小。
而這則天文、物理界的盛事,其實隱藏了角度、進位、比、大數字、單位、三角函數等各種數學。從國小到高中,都有能做為課堂教材的部分。
驗證了天文界的大前輩伽利略所說的話:
「數學,是大自然的語言。」
註:方便各位計算的資訊:
1光年 ≈ 9.46×(10的15次方)公尺
1AU ≈ 1.5×(10的11次方)公尺
1微角秒 ≈ 4.85×(10的-12次方)弧度
用這些單位與新聞的概略數字算出來,你會得到黑洞闇影的角度約36微角秒。
Photo source: modified by EHT
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┌ 補充教材 👈 目前在這裡
重點一:導數與微分的概念 (https://youtu.be/G9feQfwpdKU)
├ 精選範例 1-1 (https://youtu.be/goVMCKBNA04)
├ 精選範例 1-2 (https://youtu.be/sWXu_HG7j9E)
├ 精選範例 1-3 (https://youtu.be/rGwSaliw8Bo)
├ 精選範例 1-4 (https://youtu.be/es-nORDWeU4)
└ 精選範例 1-5 (https://youtu.be/MiYeYhaqtOQ)
重點二:微分運算律 (https://youtu.be/SuAJkre9lh8)
重點三:微分合成律 (連鎖律) (https://youtu.be/tKrx2zqdSug)
重點四:反三角函數的導函數 (https://youtu.be/ffbAGtInqZg)
重點五:微分表 (僅講義,無影片)
重點六:萊布尼茲微分符號與隱函數微分法 (https://youtu.be/vP77TX3gzSg)
重點七:微分工具整合
├ 精選範例 7-1 (https://youtu.be/g4IQMtV4lYA)
├ 精選範例 7-2 (https://youtu.be/ywzWD1I8gd4)
├ 精選範例 7-3 (https://youtu.be/iodMYj5hgTA)
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└ 精選範例 7-5 (https://youtu.be/znjo3uZ-roQ)
重點八:切線專論 (https://youtu.be/UrNweUmyd_M)
【微分應用篇】(https://www.youtube.com/playlist?list=PLKJhYfqCgNXjNzXUa9hI2IfknA8Q7iSwE)
【積分前篇】(https://www.youtube.com/playlist?list=PLKJhYfqCgNXikxrvbQAnPa_l3nFh5m9XK)
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