美國萬千兒童在慶祝的Pi Day，開啟一場怎樣的數學探秘

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美國公立學校老師分享美式教育

3月14日是個什麽特殊的節日呢？美國小學都在這一天慶祝著一個重要的節日。3.14...是不是讓你想起了一個重要的數學常數：圓周率(π)

沒錯！3月14日， 被美國定位了“圓周率節”，也是國際數學節（International Mathematics Festival)。這個節日於2009年，由美國國會的一項不具約束力的決議提出。自此，圓周率日（Pi day）就成為了一年一度的慶祝數學常數π的節日。

美國老師們總是變著花樣來慶祝節日，所以這一天也絕不放過，一定要和孩子們來過個“圓周率節”！

不同年級的孩子怎麽來慶祝

雖然美國小學到了5年級才會正式介紹圓周率的概念，但是美國孩子們從一年級就開始慶祝這個節日了。因為 π 的發音接近派(Pie)，低年級的老師們更喜歡把圓周率日(Pi)視為派(Pie)的節日。

當美國老師把π=3.14介紹給學生的時候，會拿來了一個鏡子，把3.14照在鏡子上，這時顯示出的數字，就像是英文單詞PIE(見下方右圖)，是不是很神奇呢？

（右圖的41.3就像是英文單詞PIE)

年齡小的孩子，可能還沒準備好理解π本身的概念。但是他們可以通過“等分派”，來學習圓和分數(Fraction)的概念。小朋友們要開動腦筋，把一個橡皮泥做的派，等分成5份，6份，7份，8份，分給小朋友們。

（文末附模板下載）

高年級的孩子開始慢慢接觸圓周率的概念。讓學生們直觀地體驗π和圓周長的關係，美國老師們會畫一個這樣的海報。在最後，老師還別出心裁地編了一個順口溜，幫助學生們記住周長的計算方法：Twinkle, twinkle, little star, Circumferece equals 2πr.

高年級的孩子們針對圓周率就可以做更多的活動了，印象最深的是有一次看到5年級的學生們在一起協作拚一個PI的拚圖，學生們一邊做拚圖，一邊在重複著π的數字：3.14159265358979323...

（文末附模板下載）

豐富多彩的圓周率活動

上個星期，我的Instagram被各位美國老師曬出的“π日慶祝活動”刷了屏，腦補了這麽多的創意活動，今天跟來大家分享下：那些讓我“眼前一亮”的π日小活動：

01

探尋π的內涵

做科學小實驗

到底什麽是π呢？與其告訴孩子π就是3.1415926... 不如讓他們通過自己的實驗，探索出π為什麽是這麽一個神奇的數字！

老師拿出大量的圓形物品(如咖啡罐、湯罐、餡餅罐、紙盤、碗、CD、蠟燭等等)，讓孩子們測量直徑 (Diameter) 和周長 (Perimeter)，然後將周長除以直徑後，他們會驚奇的發現，這個數字每一次都會為3.14...這時候，我們告訴孩子們這個以3.14開頭的無窮數字就是π，它是一個希臘字母，我們叫它圓周率。

02

π與藝術的結合

手繪一張π的城市天際線（Skyline）

將數學與藝術結合，這體現了美國小學的STEAM教育理念。這個活動不僅適合高年級，也適合低年級，因為它並不需要學生具有很強的數學知識背景。給學生們分發圖紙和彩色蠟筆, 並讓他們按照π的數字，在網格紙上，繪製圓周率的數字。 當他們的π天際線畫好之後， 讓他們給“建築”和天空塗上顏色，完成一個屬於自己的π的星空。

在文末，為大家準備了1010的網格紙下載，各位家長可以在家裡和孩子們一起繪製一副壯觀的城市天際線圖！

做個π的圓的藝術

老師先讓學生們將0-9十個數字用不同顏色的小圓點來標記：

然後將一個圓形分成10等分，整個圓形360°，每個等分為36°。

每個等分用不同顏色的小圓點標記，每個顏色的圓點對應著0-9不同的數字，從π的第一個數字(3)開始，學生將圓點連線：從3到1，再到4，到1，到5， 再到9...，最後，就可以做成一個漂亮的連線藝術圖。這個活動的目的在於強化學生對於π的熟悉，這是個很好的STEAM作品。

穿個π的手鐲

首先讓孩子們把3個一種顏色的珠子串起來，然後是1個另一種顏色的珠子，再然後是4個同色的，依此類推。

與此配合的是這個“Pi Day手鐲練習紙”，小朋友們在練習紙上記錄下不同數字對應的手鐲珠子的顏色。

03

探索π的未解之謎

還有一個有趣的關於Pi(π)的實驗，大家都知道pi是一個無限不循環小數，也就是說在Pi裡面的數字序列永遠不會循環出現。那麽有沒有可能，能在pi裡面找到任意一個數字呢？

在舊金山的Exploratorium博物館就給孩子們準備了這樣一個實驗，在一個列印了三百萬位Pi的海報上，孩子們可以用一台計算機在pi裡面搜索他們想得到的任何數字，輸入一個數字，計算機會自動幫你把放大鏡移動到數字出現在海報上的位置。例如很多孩子會試著在Pi裡面找他們的生日：

而事實證明，如果隻用六位數字（兩位年份，加上月份和日期）的生日的話，幾乎所有的生日都可以在這裡面找得到！有沒有很神奇？

去不了博物館的讀者朋友們也沒關係，我們可以在這個Pi Query網站(https://www.angio.net/pi/piquery)上試一試，這裡可以搜索前兩億位的π:

例如我們可以試著找一找今年Pi day的日期，這裡用八位數字都能找得到，20190314在π的前兩億位裡，出現了五次，第一次出現在大約五百多萬位的地方。

這時候一定會有好奇的小朋友問，為什麽會這樣呢，難道真的什麽數字都可以在Pi裡面找得到？回答這個神奇的問題並不容易，雖然我們能在Pi裡面找到形形色色的數字，但是想要真正證明這一點，卻是一個未解的數學之謎——Pi是不是一個“正規數”（normal number）？我們在Pi Day的各種活動，都是為了在孩子心中種下一顆對數學好奇的種子。或許將來的某一天，解開這個數學之謎的人，就是在童年時曾做過這個實驗的小朋友吧！