科教館「國際數學日」活動 揪萬人重現18世紀圓周率計算

青年日報社
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記者黃朝琴/臺北報導

今天是314國際數學日,國立臺灣科學教育館推出「國際數學日」系列活動,現場設置數學體驗攤位,如七巧板、跳棋等童玩,顛覆一般認定數學好難的刻板印象,另與全球同步邀觀眾投擲竹籤,一起重現18世紀圓周率計算,仿照法國博物學家布豐當年「投針實驗」步驟,逐步驗證出圓周率的近似值為3.1418033,誤差值小於千分之一,最後連結國內外實驗揭曉今年實驗結果。

科教館表示,圓周率(π)的近似值為3.14,聯合國教科文組織訂定每年3月14日為「國際數學日」,在國際數學聯盟(IMU)的號召下,超過107個國家舉辦超過400次的個別活動,向大眾宣傳在日常生活中數學的美麗及其重要性。

科教館指出,2021年國際數學日的主題是「數學讓世界更美好」,因為過去疫情猖獗一年間,數學做為科學的基礎,扮演科學家們檢驗、預防、隔離及診斷等對抗病毒傳播極重要的角色。

在臺灣,科教館結合中華民國數學會、國家理論科學研究中心數學組與中華機率統計學會,推出「國際數學日」亮點活動,包括擺設七巧板、跳棋等童玩攤位,藝術結合的碎形多面體集體創作,民眾手作及施放數學正四面體風箏的工作坊,加上不間斷演出科普劇《費布納西與露比兔》、音樂劇《玫瑰的數字》,以及數學魔術跨域演,各種集大成的數學科普遊戲,讓民眾了解數學和生活的關聯,更顛覆一般認為「數學好難」的刻板印象。

活動高潮為「萬人布豐投針實驗」,選定下午3點14分15秒,邀請現場觀眾在超大型地貼海報上作數學實驗,將竹籤拋向空中,等它落下就能計算出圓周率的逼近值,重現18世紀法國博物學家布豐(Comte de Buffon)和他的朋友們一起完成的神奇實驗。

今年全臺灣共有152家學校、超過1萬名師生參與「布豐投針實驗」,並將連結國際數學聯盟與國外實驗數據,統一回傳中華民國數學會網頁,科教館活動現場也同步公布今年實驗結果數字,誤差值小於千分之一。

對於「什麼是圓周率?」的提問,一般人往往不知其所以然,只剩下背誦3.14這個數值的既定印象。「布豐投針實驗」是眾人一起把竹籤撒在畫了許多等間距平行線的紙上,透過計算針落下時與這些線相交的機率,就能驚奇發現可以求出圓周率,透過這樣的探究與實作,學生能確實了解圓周率是如何計算出來,而不用死背數字,專注探究與實作導向的學習方式,將能培養學習興趣,更能引發好奇心,產生更多數學探究的可能性。

2019年國際數學與科學教育成就趨勢調查(TIMSS)顯示,臺灣學生科學、數學成績全球排行前五,卻不愛學;今年大學學測數學低分群人數更居五科之冠,長期關注數學能力培養問題的中華民國數學會理事長李瑩英教授認為,如何引發學生的學習興趣及動機,才是提升國內數學素養的關鍵,透過國際數學日的萬人投針實驗,科教館也希望帶大眾找回學習數學的興趣與熱情。

科教館「國際數學日」活動 , 揪觀眾重現18世紀圓周率計算。(科教館提供)

科教館全球同步邀觀眾投擲竹籤,仿照法國博物學家布豐「投針實驗」,逐步驗證圓周率的近似值。(科教館提供)

科教館全球同步進行布豐「投針實驗」,由數學教授及學生計算投針結果。(科教館提供)

用鳳梨學數學算出費布納西數字 。(科教館提供)

帶領觀眾進行藝數集體創作,挑戰製作大型正四面體 。(科教館提供)

碎形正四面體集體創作,在科教館展示至月底。(科教館提供)

音樂劇《玫瑰的數字》,描述南丁格爾發明。(科教館提供)