【大學道】從計算數學到創意教學 結合編程與AI 啟發學生探索數學樂趣 - 明報升學網

【大學道】從計算數學到創意教學 結合編程與AI 啟發學生探索數學樂趣

數學不只是數字、計算、解答難題,更是透過邏輯推理,探索問題背後的原理。自小對數學深感興趣的孫嘉詠,早已立志成為教師,希望把數學的樂趣傳遞給更多學生。為了實現理想,她選擇入讀香港城市大學理學院轄下數學系開辦的計算數學理學士課程,在深化數理知識的同時,亦學習到電腦編程及人工智能(AI)等科技應用。今天,成功投身為中學數學教師的她,正把這些知識化為教學創意,透過編程設計遊戲,讓學生在互動與探索中理解數學概念,發掘數學的趣味。

【大學道】從計算數學到創意教學 結合編程與AI 啟發學生探索數學樂趣
孫嘉詠將大學時所學應用於教學工作之上

遊戲中學習 掌握編程竅門

相較於傳統數學課程,城大計算數學課程融入更多電腦科技元素。孫嘉詠形容課程約七成科目與數學相關,其餘三成則為電腦科目,讓學生在掌握數理知識之餘,也能學習如何運用科技解決問題。回想大學生活,孫嘉詠憶述,自己入學時正值人工智能迅速發展,除了學習Java、Python等編程語言,也有機會接觸生成式人工智能技術及其應用,了解科技的最新發展。

不過,對中學時期從未修讀資訊科技科的她而言,編程起初並不容易:「最初也擔心自己應付不來,幸好課程導師會透過遊戲引導我們學習編程,令原本看似複雜的概念變得容易理解,很快便掌握到當中的竅門。」這段學習經歷,讓她體會到遊戲不只是娛樂,也可以成為理解知識的橋樑。這個啟發更延伸至她今日的教學工作,成為她設計課堂活動時的重要靈感。

學以致用 開發遊戲學習程式

現於中學任教數學科的孫嘉詠認為,隨著教育界日益重視資訊科技教學,教師除了需要掌握任教科目的學科知識,也需要了解電腦科技及AI的應用,思考如何善用科技提升教學效能。

她嘗試把大學所學融入課堂,運用編程技巧配合AI開發遊戲程式,讓學生透過遊戲探索數學概念,在互動過程中理解較抽象的運算原理。相較於單向接收老師的講解或自己反覆練習,這種學習方式能讓學生主動參與,嘗試解難去過關而逐步掌握知識,為數學課堂增添趣味。

科技帶來的幫助,亦不止於設計教學活動。孫嘉詠指出,課堂上學生不時會提出突發問題,有些甚至超出原定的教學範圍,考驗教師的應變能力。大學期間接受的數學分析、邏輯推理及解難訓練,讓她能夠迅速梳理問題,找出背後的數學原理,再引導學生從不同角度思考。她認為,教師的角色不只是提供答案,更重要的是帶領學生理解問題、尋找解決方法,培養獨立思考的能力。

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孫嘉詠(左二)在學期間曾獲選為香港十大傑出大專生

融合數理與科技 拓展STEAM教學空間

孫嘉詠認為,同時掌握數學及電腦科技的知識,不但令她在任教數學科時更得心應手,對從事STEAM教學也有很大幫助。因為STEAM屬於跨科學領域,現時不少學校在設計STEAM學習活動時會加入數理、科技和電腦編程的元素,具備相關知識可讓教師從不同學科的角度思考教學設計,協助學生將數學概念與科技應用結合,並透過動手實踐,把抽象的知識轉化為具體的學習體驗。

城大計算數學課程特設「小老師計劃」,安排有志成為教師的學生到不同中、小學擔任助教,讓他們在畢業前接觸真實的教學環境。孫嘉詠認為,計劃讓學生有機會提早了解校園生活及課堂運作,累積與學生相處、協助教學的經驗,為日後投身教育界做好準備。

出路多元 數學知識應用廣泛

計算數學課程的發展出路並不限於教育界。孫嘉詠透露,她同屆的同學不少畢業後投身金融或會計等行業,亦有人繼續攻讀碩士學位,朝研究及學術方向發展,反映數學知識在不同專業領域均有用武之地。而為配合不同學生的興趣與發展需要,城大計算數學課程亦設有金融數學專修,探討如何運用數學工具為金融衍生產品定價,以及進行風險管理等等。孫嘉詠曾選修部分相關科目,認為內容既有趣亦實用,讓她進一步了解數學在金融領域的應用。

她認為,數學的應用範圍廣泛,學生不必把未來局限於單一職業。透過課程接觸不同範疇的知識,既可加深對數學的理解,也有助探索個人興趣,為未來升學及就業開拓更多可能。

勇於嘗試 為未來發掘更多可能

回顧大學至今的學習與教學經歷,孫嘉詠認為,城大計算數學課程不但讓她打好數理基礎,也讓她掌握運用科技分析問題、尋找解決方法的能力,並把這些技能轉化為課堂上的教學創意。面對科技日新月異的發展,教師亦需要持續學習,探索更多元的教學方法,以回應學生不同的學習需要。

展望未來,她期望繼續結合數學與電腦科技,設計更多富趣味的學習活動,讓學生在探索、嘗試和實踐中理解數學,發現數學不只有公式和計算,還能成為解決問題的工具。

對有意報讀計算數學課程的學生,孫嘉詠建議,選科時不妨多了解不同課程的內容及發展出路,從個人興趣與能力出發,尋找適合自己的方向。即使中學時期未曾接觸電腦編程,也不必因此卻步。她以自身經歷勉勵學生,只要保持好奇心、勇於嘗試,並願意迎接新挑戰,便能逐步掌握新知識,為未來開拓更多可能。

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孫嘉詠小檔案
‧香港城市大學計算數學理學士課程畢業生
‧現職中學數學科教師

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