文/陳俊宇 │ 喜愛科學與動漫,熱衷於將有趣的事物寫成推薦文讓更多人看見
今年 7 月我參加由數感實驗室所舉辦的「2019數感日本參訪團」,來到東京參觀了如「理數館」(RiSuPia)、「數學體驗館」、「Sony ExploraScience」、「國立日本科學博物館」、「科學未來館」這五個數理旅遊景點。
因此在這篇文章中,我會介紹前面三個主要與數學相關的景點,以及這些日本企業、策展人如何將數學、科學融入設施,讓對數學沒興趣的人也能好好享受。
理數館:以體驗遊戲展示科學知識
理數館是由日本企業 Panasonic 在東京都內以科學與數學為主題所設立的體感型博物館,在實際操作中體會科學與數學的樂趣。理數館的裝潢給人的感覺很有科技感,體驗設施在展現科學知識之餘,也不會忽略設施的趣味性。
質數桌上曲棍球
理數館中我最喜歡的遊戲是一款類似湯姆熊的桌上曲棍球,但推來推去的不是盤子,而是一個個的數字。
規則是這樣的,就像曲棍球那樣,會有球門要防守。在這裡數字會作為「球」,很多數字在玩家之間撞來撞去,接近的如果是質數,就可以讓它掉進你的門裡加分;如果不是質數就要防守,讓它掉進來會扣分。非質數被你敲到或是撞到牆壁,都會被分解成兩個因數。所以遊戲中,玩家不但手腳要快,還得隨時動腦,計算眼前這個數字是不是質數。
遊玩過程緊張刺激,從一開始簡單的 2 位數,一路到將大腦搞昏的 3 位數。像我跟朋友玩時就以為 527 是質數(17X31,這誰知道啊),結果被扣了超多分導致情勢完全逆轉。
虛擬與現實整合球
這個設施的玩法很簡單,一共約有 5 個關卡,每個關卡會在螢幕上顯示不斷掉球的管子與洞口。必須將手中的長條形積木貼在螢幕上,搭建軌道把球送進洞口中。
圓面積的另類證明方式動畫
數理館內有許多動畫來講解數學定理。我認為最有意思的是圓面積公式 \(\pi r^{2}\) 的證明方式。
將圓型以撥洋蔥的方式,一層又一層地撥開,圓就會變成一個三角形。這個三角形的底是原本的圓周長 \( 2\pi r\) ,高是半徑 r,所以面積就是 \( 2\pi r\) × \( r\) ÷ \( 2\) =\(\pi r^{2}\) 。
從哪丟都會進洞的球
在數理館內2樓有許多說明數學定理的模型。其中一個設施便展示「平行光進入拋物線會匯聚在同一個焦點」。
由於設施底部是拋物線曲面,從任何空口投球,球都會彈到位於焦點的洞口。
除了上述設施之外,理數館還有很多體驗遊戲,比如光學塗鴉、蟬的演化與質數、巨型七巧板,以及很多機率、幾何等相關體驗。在理數館中,對理科沒興趣的朋友,也能從如玩具般的設施中盡情遊玩;對理科有興趣的朋友,更是能從享受從設施中學到東西的快樂。
如果想要參觀帶有科技感的酷炫景點,或者想讓你的小孩對數學玩出興趣的朋友,絕不能錯過理數館這個好地方!
景點資訊
- 景點名稱:理數館 Risupia
- 地址:東京都江東区有明3–5–1
- 交通方式:臨海線国際展示場駅出站徒歩2分,或百合海鷗線有明駅出站徒歩3分
- 官網:理數館 Risupia
數學體驗館:以教具展示數學知識
「數學體驗館」由日本的數學家,同時也是東京理科大學的秋山仁教授所創立。秋山仁教授把我們在中學與大學數學裡面很多抽象的東西,做成實體可操作的教具讓大家體驗,包含像畢氏定理、二項式定理與機率及統計、二進位、最短連結網路問題、定積分等等。
由於內部不能拍照,所以我這邊的介紹就以在 YouTube 上能找到的影片為主軸。
畢氏定理證明
我想大家在數學課都有學過畢氏定理。學生通常都會按照老師的指示直接背公式,卻不知道公式的證明方式。
數學體驗館有一個十分酷炫的模型。只要按下按鈕模型就會旋轉,以幾何的方式輕鬆證明畢氏定理。
最速降線實驗
最速降線是個歷史上有名的數學問題,由 4 位明星級的數學家,包含牛頓,利用三角函數、微積分等高等數學才得以解決。
最速降線問題:一個球在重力作用下,以速率為零開始,由點 A 移動到點 B(點 B 低於點 A),點 A 沿著甚麼路徑才能令所需的時間最短呢?
準正十四面體體積
準正十四面體的小豬在鋼棒上轉一圈時,就會變成長方體火腿,便能輕鬆算出體積。
小結:學生與教師的數學體驗館
除了上述三個數學模型,裡面還有很多讓數學人感動或會心一笑的數學教具,一般民眾與觀光客都可以免費參觀。
數學體驗館十分適合國中生與高中生參觀。以剛從高中畢業的我為例,裡頭的教具有助於我去理解數學概念,以不一樣的觀點來看數學定理。
對於教育有熱誠的老師也能來數學體驗館參訪,說不定回國時也能嘗試做類似的教具,提升在學校的教學趣味性。
總之,數學愛好者到東京不來這裡實在是太可惜了!
景點資訊
- 景點名稱:秋山仁の数学体験館
- 地址:東京都新宿区神楽坂1–3
- 交通方式:JR東日本、東京Metro、東京都營地下鐵各線飯田橋駅出站徒歩3分
- 官網:秋山仁の数学体験館
玩光、玩影、玩聲音的實驗室——Sony ExploraScience
Sony ExploraScience 正如其名,是由日本企業Sony所開設的體感型實驗室。以寓教於樂的方式教孩子玩光、玩影、玩聲音,同時也展現出自家公司的多媒體科技。
設施裡有許多有趣的科技體驗設施。像是利用 AR 技術,讓鏡子前面的你換上不同造型的「AR變裝鏡」。自己怎麼動,螢幕上的機器人就怎麼動「變裝機器人」。只要按照桌上的指示比出手勢,就能在螢幕上召喚出不同動物的「手影桌子」。
其中我認為最有趣的是「模擬手機與基地台」
在展示桌上,正方體表示手機,棍子表基地台,顏色代表撥、接手機的對象。操作者可以自己選擇要播接給誰,展示中甚至做出距離基地台的遠近影響收訊品質(一到三格),以此方式簡單介紹模擬手機與基地台的概念。
與前兩個設施相比,Sony ExploraScience 娛樂性最高,十分適合家長帶著小孩來參觀體驗,在快樂遊玩的過程中也能提升孩童對於科學的興趣。
景點資訊
- 景點名稱:Sony ExploraScience
- 地址:東京都港區台場1–7–1 mediage 5F
- 交通方式:百合海鷗線 台場海濱公園站 步行3分鐘
- 官網:Sony ExploraScience
透過實物將抽象的知識具體化,找出數學的趣味
我想這些景點最有價值的,就是能讓學生對於數學、科學產生興趣。
學生會對數學感到無聊,往往是因爲數學太過於抽象,不知道數學能做什麼。而這些景點透過實物將抽象的知識具體化,並且實際應用給大家看。學生能在玩樂的過程中,先對設施產生興趣,接著開始慢慢好奇其運作原理。回到學校學到該知識時,能夠更清楚它的原理,更有動力去學習。
這趟旅程有幾位陪著小孩的家長,在出發前她向同事抱怨自己要花錢到日本上數學課,自己恐怕只能在旁邊滑手機。而在逛完這些行程後,才發現自己很享受這次的旅程,半開玩笑地感嘆說「要是以前念書時有來玩過,或許對數學就會有不一樣的感受了吧。」
如果有機會去東京玩,除了原本就規劃好的景點,不妨安排上述場館,為行程中添加點數學趣味!沒有預定要去日本的讀者,也歡迎將這篇文章分享給你喜歡旅行的朋友,讓他有更多能選擇的景點。
最後也期許未來能有更多如「數感日本參訪團」的旅行活動,前往這些有趣的旅遊景點。
在下一篇文章中,我將會介紹「2019數感日本參訪團」去的另外兩個景點,「國立日本科學博物館」與「科學未來館」。
延伸閱讀
- 玩│《東京》台場Sony ExploraScience,玩光影與聲音的實驗室(Day4–3)
- 東北亞 遇見數學 – Northeast Asian history and mathematics FB
- 數感實驗室 Numeracy Lab FB