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體育活動裡的數學,不能只是紙上談兵,既然要認識籃球場上的命中率,何不真的測試看看自己的命中率有多少?

這一堂課,我們先在教室說明紀錄方式。兩人一組,輪流當對方的投籃記錄員,如果投進就記下○,沒投進就記下╳,看看三分鐘的時間,你的「命中數」、「出手數」、「不中數」分別會是多少。

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「選擇記錄方式」是這堂課在備課時,一個很重要的點。因為「比率」這個單元,重點就在於「部分」與「整體」的關係,如何讓學生有感的接收到這個訊息,記錄方式似乎就有不同考量。

 

如果選擇在「命中數」、「出手數」、「不中數」的格子裡,直接用正字記號劃記。每次選手出手,記錄員就要在兩格裡面裡劃記一筆,可能是「命中數」與「出手數」各加一,也可能是「不中數」與「出手數」各加一,那麼,記錄員會一直看到三個不同的統計項目在增加,未能看到「部分」與「整體」的關係。

 

但是如果選擇每投一球,就用○或╳表示進球或不進球,雖然最後記錄員要點數幾個○和幾個╳。但此時,他看到的投籃紀錄是○╳╳○○○╳○╳╳╳,能直接看見出手數就是○的個數與╳的「個數和」,而○和╳都是「部分」,出手數是「整體」。

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為了凸顯「部分」與「整體」的關係,我選擇了後者的紀錄方式。
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到了籃球場上。一個籃球架下,有六個人同時投籃,另外六個人負責記錄,一對一的將對方的投籃過程記錄下來。投籃時,每人先拿一顆籃球,在一分鐘之內盡量投籃,丟出去的球,如果撿回來不是自己的球也可以丟,不需要分清楚眼前的球,原本是誰拿的,以減少兩人都說這是他的球的紛爭。不過,不能去抄球跟蓋火鍋。

 

會設計讓學生同時出手,而非每人投10球的限額,一方面是節省時間,另一方面也是希望每個人的出手數會不同,可以製造更多的例子,以利之後發現更多數學想法。真正的籃球比賽其實也是這樣,不會每個選手的出手數都相同。
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我們共進行兩回合,第一回合是一分鐘投籃,第二回合是三分鐘投籃。讓每人都有兩個投籃紀錄,也就是每人都製造了兩個例子。回去之後,一組就可以有八個例子去觀察了。

 

統計完畢後,直接帶回教室,開始從籃球統計表去發現更多數學。

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「我們來找找投進最多球的人是誰?」很快就找到K投進22球,C、H、L都是投進14球。於是,把C、H、L的投籃紀錄表貼在黑板上。

 

我:「C、H、L都投進了14球,所以三個人一樣準,對嗎?」

生1:「不對,他們的出手數不一樣。」

我:「那麼,你覺得誰最準?」

生1:「要比命中率。」

師:「命中率是什麼?」

生1:「出手數分之命中數。」

師:「這樣的話,C的命中率是多少?」

生2:「14/34。」

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師:「H的命中率是多少?」

生3:「14/26。」

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師:「L的命中率是多少?」

生4:「14/32。」

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師:「這樣可以比了嗎?」

生5:「可以,因為他們分子相同,所以分母越小,值就越大。H的命中率最高。」

用分數表示比率,是最基本的概念,這同時看到了部分與整體的原始數據。不過,如果要引入小數表示比率,要增加一些需求。

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師:「那麼,H跟K呢?你可以判斷誰最準嗎?」

生2:「K,因為K投進了22球,H只投進了14球。」

生3:「可是他們的出手次數又不一樣。」

生2:「K比較準,因為K多投進了8球,可是只多出手了10次。」

 

真是令人驚豔的說法,可惜只有生2自己懂,其他人都紛紛表示不懂,於是尋求其他想法。

 

生5:「不能只比命中數,還要比出手次數。」

師:「怎麼一次比兩個數。」

生6:「要比命中率。」

師:「他們的命中率分別是多少?」

生6:「H是14/26,K是22/36。」

師:「可以比誰的命中率高了嗎?」

生6:「可以,用通分。」

師:「這兩個分數,容不容易通分?」

生6:「不容易。」

師:「有沒有其他方法比較?」

 

一陣寂靜。

那是

思考的空間

 

師:「有可能把分數換成小數來比較嗎?」

生7:「可以。」

師:「14/26怎麼換成小數?」

生7:「14/26=14÷26」

師:「計算看看是多少?因為時間有限,計算到小數點下第二位就好了。」

生8:「0.53」

師:「那22/36換成小數呢?」

生8:「0.61」

師:「現在可以比較誰的命中率高了嗎?」

生8:「K」

兩種比率表示法,就在兩種比較情境中產生,再直接連接到「百分率」與「成」,一次把四種命中率都呈現。只是,後兩個要學生說出來,經驗還不足,於是帶點故事性的跟小朋友談。

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H的命中率是14/26≈0.53,再換成分數的時候就變成53/100,這就是把「14球在26球的比率」,大約會等於「53球在100球的比率」,英文會說「53 per 100」;K的命中率是22/36≈0.61,就會說K的命中率「61 per 100」。久了之後,數學家就發明了一個符號,把per 100簡化成℅。於是,「命中率」有了第三種紀錄方式,那就是 53℅ 和61℅,分別稱為「百分之五十三」和「百分之六十一」。

「14球在26球的比率」,大約會等於「53球在100球的比率」,那麼會等於多少球在10球的比率呢?

53/100等於5.3/10

這時候,就是把10分當作滿分,H投進球的比率是5.3/10,我們就稱為「五成三」的命中率;同樣的,61/100=6.1/10,把10分當滿分的話,K投進球的比率是6.1/10,我們就稱為「六成一」的命中率。

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一個投籃紀錄,我們有四種命中率的紀錄方式。下一堂課,我們開始彙整成小組紀錄單,將同一組的四個人、八個例子,彙整到一張單子上。為了更容易發現數學想法,彙整時的排序也很重要,我詢問學生,要怎麼排序?「依照號碼排序」這是學生最直接想到的,除此之外,還可以怎麼排?「依投進球數」、「依命中率」、「依不進球數」等等,這些都蠻好,由學生投票決定,大家依照進球數排列。

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小組彙整單上,有了同組的每個人投籃紀錄了,接下來,就請觀察,你發現了什麼數學想法?這也是最精采的部分,將看到學生突破教科書的框架,發現比教學目標更多、更迷人的數學。

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【數學想法1】「命中率」加上「不命中率」等於100%或1

這個數學想法會是第一個拉出來討論,主要是因為這也是教科書第一個要小朋友發現的,只是教科書上是一個例子,這裡則是有八個例子佐證。

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【數學想法2】除了可以「除盡」的數加起來是100%,其他「除不盡」的數加起來都是99%

教科書討論「比率和」,數字都安排得很好,一定是剛剛好是100%,但是真實情況沒有那麼美妙,學生的命中率常常是除不盡的,因此,我們都只算到小數點下第二位,後面先不處理,如此一來,「比率和」就不會是100%了,學生發現,都是99%。詢問學生為什麼會這樣?

學生說:「因為後面還有小數位數,只是我們都沒有拿來加。」

這部分,讓學生經驗的是「無條件捨去到百分位後,比率和會小於100%」,再學生提出的數學想法中,我們自然就討論到這部分。

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【數學想法3】小數換百分率

可以歸類到這部分的數學想法有三種,說法不太一樣,但是都值得全班一起欣賞。一種是發現將小數點往右移兩位;一種是發現小數乘以100倍。這兩種放在一起的時候,正好複習乘以100就是小數點往右移兩位。第三種說法也蠻有意思的,他發現命中率0.5,要換成百分率的時候,還要補個0,變成0.50,然後再移兩位變成50%。這些數學想法,如果變成「公式」或者「規則」來背誦的話,數學就變得很難懂無趣,但是學生自己發現,並且從小組彙整單提出例子去佐證自己的想法正確,強化自己的說理,課堂就相當精采。

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【數學想法4】百分率換小數

小數點往左兩個位數,就是百分率換成小數了。跟【數學想法3】逆向回去,一正一逆,剛好補齊。

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【數學想法5】小數換「成」

命中率0.3,我們都習慣說「三成命中率」,命中率0.23,我們就說「兩成三命中率」。從小數換成「成」,學生也發現一些規律,一位小數就直接說幾成,兩位小數則會把「成」這個字,放在十分位和百分位之間。這個發現,也可以強化大家對於這個說法的印象。至於「成」,在後面的買賣問題時,也會出現。「一成服務費」、「成本價加三成變成定價」,都可以先熟悉以「十成」為整體的比率說法。

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【數學想法6】知道「出手數」和「命中數」,就可以算「不命中數」

有時候,數學成績不突出的小孩,在觀察數學想法時,反而更直覺,甚至更精彩,只是表達沒那麼清楚,我們釐清一下,大家都會很驚訝,沒想到他提出來的,是很厲害的數學想法。

這學生提出的是從「命中率」去算「不命中率」,因為命中率是「命中數/出手數」,這時候不需要蒐集「不命中數」有多少,只要「出手數-命中數」就可以變成「沒進球數」,再用這數字去除以「命中數」,就可以算「不命中率」了。這也告訴我們,題目沒告訴我們的資訊,其實我們可以算出來的。

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【數學想法7】「命中數」是「出手數」的一半,命中率就是50%,且「命中率」和「不命中率」會一樣。

相較於數學成績不突出的小孩,這位數學成績數一數二的學生,提出的反而不像前一個令人驚豔,但是可以追問,如果「部分」有四個選項,每個選項的比率都一樣的話,會是多少?如果「部分」有十個選項呢?讓這個數學想法可以賦予更多功能。

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【數學想法8】進球數多,命中率不一定高

這是當初排序的時候,希望最直覺發現的,學生果然有發現,而且是不同程度都寫得出來,可見這是低地板的活動。只是因為在比率單元中,這想法相較之下重要性低,所以最後帶過。

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八個數學想法,從學生的筆下寫出來,討論起來,讓「比率」可以深入且深刻。

 

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