來,玩因數!因數與倍數第一堂課這樣玩遊戲

因數與倍數是學生升五年級後面對的一個新單元,也是數學家很喜歡研究的主題「質數」的先備單元。因數第一堂課可以怎麼上?胡哲瑋老師分享他設計的因數遊戲教學活動給各位老師參考。

來,玩因數!

來,玩因數!

本文重點摘要

因數與倍數,是學生升上五年級後面對的一個嶄新單元,也是數學家很喜歡研究的主題——質數的先備單元。

不過,數學家之所以特別花時間研究質數,不是因為有用、不是因為好玩、單純只是想找到規律。

正因為質數的規律不容易找、因數倍數又相當抽象,所以遊戲的方式也多!過往科展中的「稅收遊戲」即為因數遊戲的好例子。

其他更常見的,如教科書所附有的「撲克牌遊戲」;或著是老師念數字,座號是該數字因數的同學就要站起來的「報數遊戲」等等,種類、方式可說是千變萬化,每一種都希望透過遊戲方式,讓學生對因數更「有感」。

但我認為這還不夠,區區的因數遊戲不足以讓學生了解數學家認真鑽研的原因,於是現在,讓我們一起來認識更多因數的夥伴吧!

因數夥伴第一堂課:豐數、虧數、完全數

自然數的分類,不只可以分成奇數+偶數,再學會找因數之後,還可以分成豐數、虧數、跟完全數三種。

分類依據是將該數字除了自己以外的所有因數相加,看看結果如何,例如:

8 的因數(不含自己)1+2+4=7,這樣子相加結果比原本少,很像虧了錢,數學家稱為「虧數」;至於 12 的因數 1+2+3+4+6=16,變多了,很像大豐收,稱之為「豐數」;最後,像 6 這樣(1+2+3=6)因數加起來跟自己一模一樣,不多也不少,叫做「完全數」。

於是,我的這一堂課就在讓學生認識這幾種名詞之後,就是開始找尋豐數、虧數、完全數的過程啦!

  1. 找找看自己的座號,你自己屬於哪一種數?
  2. (全班找完後)班上同學的豐數跟虧數哪一種比較多?如果數字更大一點,也是這樣嗎?
  3. 下一個豐數/虧數/完全數是多少?

面對這些問題,學生不斷進行探索的過程,是很有趣的一件事,學生可以從中發現因數的一些不確定性(生:怎麼好像沒什麼規律呀?),而且還會出現一些質數的想法(生:怎麼那麼多因數和都是1?)

而且不斷練習著「找因數」,真是一魚多吃的活動!

因數夥伴第二堂課:友誼數、社交數

看過《博士熱愛的數學算式》的人一定會對「220和284」印象深刻,不是因為老教授奇怪的搭訕方式,而是對於友誼數的本身。

博士熱愛的算式。

《博士熱愛的數學算式》小川洋子著。

因為220的因數(不含自己)相加1+2+4+5+10+11+20+22+44+55+110=284;而284的因數相加1+2+4+71+142剛好會等於220,象徵這兩個數字的友好,這就稱為「友誼數」,而「220和284」正是第一對的友誼數。

再進一步,如果很多個數字之間的友誼,稱為社交數,如:「12496,14288,15472,14536,14264」

這五個數字中,12496的因數和為14288,14288的因數和為15472⋯⋯而最後14264的因數和為12496,剛好首尾呼應,變成一個環。

於是,我將接下來的課堂活動變成「尋找最多朋友的數」,例如:

24 的朋友=1+2+3+4+6+8+12=36;36 的朋友=1+2+3+4+6+9+12+18=55;而55的朋友=1+5+11=17;最後,17 的朋友=1。

所以,24的朋友圈裡面,共有五個朋友(24、36、55、17、1)。
(注意:座號超過班級總人數是正常現象,一樣計算在內喔!)

這樣玩跟第一部份不同的地方在於,因為有「朋友」兩個字,學生從一個人自己玩的感覺晉升到多人一起玩,而且還會有許多有趣的詞彙出現:「好多人的朋友都是1喔!」

「6跟28很自戀,只跟自己當朋友」「因為他們是完全數呀!」(第一堂課的成果)
「原來不是數字越大朋友圈就會越大喔!」

而且,重點是學生覺得有趣,就一直重複在尋找因數,這樣找因數的功力會不會增加?

不過沒辦法無止境地尋找下去(找久了學生還是會厭煩的),之後就得開始使用計算機&找因數程式輔助了⋯⋯

最後來個無獎問答:如果班級人數是30人,哪一個座號的朋友圈最大?共有幾個朋友呢?
(注意:座號超過班級總人數是正常現象,一樣計算在內喔!)

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胡哲瑋 胡哲瑋

胡哲瑋

新竹市東區國立科學工業園區實驗高級中學國小部科任

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