「拈」:從遊戲中體會餘數的奧妙

「拈」:從遊戲中體會餘數的奧妙
圖源:《數學想想》課本
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2023-09-01
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張嘉玲

◎張嘉玲(桃園市興仁國小老師)

 

玩數學的機會來了

對大部分孩子來說,數學總是枯燥難懂,越到高年級挫折感就越高!好不容易熬到六年級尾聲,課本的附錄裡終於出現較有趣的應用,其中「拈」特別有意思:在上半頁先介紹遊戲玩法,下半頁就指出「必勝策略」,意思是:這遊戲並不公平,知道訣竅的人可以穩贏。

材料雖好,但我擔心像課本這樣直講,孩子會跳過最寶貴的探索過程,錯過嘗試思考的機會;所以我決定,請他們先不看書,直接進入遊戲。

 

拈拈看,有什麼發現?

方針既定,我把教學的重點放在激起小孩的挑戰心,因此設計了多種對戰的方式。

首先讓學生兩兩一組,數量就用課本的例子,請各組在紙上畫出5×5個圈圈來玩:


1.兩人猜拳,贏的人可以決定要先劃、還是後劃。

2.兩人輪流,每人每次最多劃掉4個圈,最少劃掉1個;劃掉的圈圈可以是分開的(位子不必相連)。

3.劃到最後一個圈的人,就算輸了。


 

經過一番較量之後,我問:「你們有沒有發現,怎麼玩比較容易贏?」

學生異口同聲:「好像先玩的人比較會贏耶!」

我揚起眉毛:「是嗎?那我們再繼續來玩玩看!」

接著,我讓全班分成兩大組,在黑板上進行對戰;每次各推派一位不同的組員上台來拈,由整組接力完成。

當時,全班大多認為:剛開始隨便怎麼劃,劃掉幾個圈都沒關係!要等到後半,圈圈的數量變少了,他們才在講台上歪著頭思考,劃掉幾個圈會造成什麼結果?台下同學都忍不住要出主意,甚至千方百計的干擾對手,或誘騙對手劃錯──是數學課難得一見的,熱鬧非凡!

 

在師生對戰中,透露玄機

待大組對戰兩回合後,我神秘的說:「看起來,你們還沒發現這遊戲裡隱藏的bug!接下來換你們跟老師比賽,老師自己一組,挑戰全班28位同學。」頓時,所有人都瞪大眼睛,專注的看著自告奮勇上台的同學,期盼他能扳倒老師;我則一邊玩,一邊假裝不經意的碎念:

「嘿嘿!太棒了,我先玩!嗯,總共有25個圈,我要想辦法製造留1個的狀況給你們,這樣要先劃掉幾個呢?」

「如果先劃4個,就剩下21個,而21÷5會餘1─沒錯,這樣就能製造「留1個」的狀況了……」

「你們劃掉1個,讓我算一算,5-1=4,所以接著我該劃掉4個……」

「這次你們劃掉2個,我再算算,5-2=3,那我就要劃掉3個……」

玩了幾輪之後,小孩注意到,每次我都先弄出21個圈的局面,而把我劃掉的和他們劃掉的圈圈數加起來,每一輪都是固定劃掉5個──這樣就可以解釋,為什麼不管他們怎麼畫,都難逃要面對最後1個的命運!他們這才發覺有所謂的必勝策略,就是設法讓對方在出手時,面對「餘數是1」的情況。於是紛紛驚嘆:「原來是這樣!好奸詐喔!」

接下來,我把規則改一改,變成「每次最多劃掉2個」,並恢復兩兩一組,讓小孩有機會現學現賣。結果,大家興致勃勃的互下戰帖,一直玩到下課還停不下來,但很明顯,當場沒人能冷靜下來,思索新的必勝策略。

「沒關係的,還有明天!」我正這樣安慰自己,就收到小孩的詢問:「老師,明天數學課要上什麼?會跟今天一樣好玩嗎?」

我開玩笑說:「數學課哪一天不好玩啊?」

 

瞭解「必勝策略」的由來

隔天上課,繼續未完成的「拈」,這次改為男女對抗賽:一樣是25個圈,最多劃掉2個;至於誰先玩?由猜拳贏的一方來選擇。等雙方代表站上台,出手順序確定了,我先問全班:「昨天有人說,先玩的比較會贏。現在是小禾先玩,小曜後玩,你們覺得誰會贏?」大部分都猜小禾會贏。

在對戰時,後玩的小曜信心滿滿,毫不猶豫,先玩的小禾卻一直神情有異。最終的結局是,先玩的輸了,這讓同學們感到非常驚訝!

這時,我帶全班回頭檢視:每當小禾劃掉1個,小曜會劃掉2個,而當她劃掉2個,小曜就劃掉1個;也就是,他們每一輪都固定劃掉3個,這會造成什麼結果呢?於是有人想到跟「除以3」有關,然後全班一起想想:圈圈的總數是25個,25÷3會餘1,這表示什麼?這表示一輪一輪進行到最後,會剩下一個,而這時輪到先玩的人出手,所以是小禾輸啦!

看來,兩位遊戲代表已在昨天課後,自己先研究出必勝策略了。怪不得,當小曜猜贏時,他會選擇後玩,而小禾會難掩洩氣,是因為她知道自己輸定了,除非對方不知道必勝策略。

接下來,全班透過改變遊戲規則(改變總數,或每次最多劃掉的個數),再實際模擬一下,就漸漸都明白:必勝的要領並不在於是誰先玩,而是和除法的「餘數」有關。就這樣,我用整整兩節課完成「拈」、這在課本只佔附錄一頁的話題;孩子們的笑聲、投入思考的神情、和發現的驚嘆,為六年級的數學課畫下了美好的句點。

 

時間不足的遺憾

美中不足的是,期末時間太緊促,我來不及帶孩子體會「拈」其實有更深刻的發揮:包括一般判斷某數「是否為3的倍數」(或說求出某數「除以3的餘數」)的那個規則,其中的道理是什麼?而這些思考和理由還可以舉一反三,進一步延伸到「除以2、4、5、6、8、9、11……」等等的餘數判斷法則。

《數學想想》五下有完整的兩課,就是透過「拈」這遊戲,提供具體的圖像與說明,讓我徹底明白自己過去死記的那些「倍數」判斷法,其中的道理並非遙不可及,又不親切可愛!好幾個夜晚,我埋首於數想課本和線上研討會的影片,反反覆覆的思來想去,充分的感受到「老師也是一個學習者、和一個思考者」的樂趣。

「沒關係的,還有下一屆!」我這樣期許自己。在孩子六上接觸那些抽象的倍數判斷法則時,我就可以好好的帶他們玩味:從「拈」的遊戲出發,發現「看出餘數」的方法,也樂於研究這方法的道理!

 

 

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