Golden Gate Bridge
Desmos 藝術競賽作品。以多邊形與隨機函數畫出夜間金門大橋的燈光、雲與海浪,共 221 條運算式,兩個滑桿可開啟浪花與燈光閃爍動畫。
從動態幾何視角透視函數、空間與微積分的本質
洪老師用 Desmos 動態繪圖搭配多種 AI 工具,把導數、黎曼和、體積這些常停留在符號層次的概念,做成學生可以拖動、旋轉、放慢來看的圖形與互動網頁。這裡整理他在示範簡報中用到的全部線上資源,每一項都附畫面、說明和可直接掃描的 QR Code。
完整 10 張投影片,PDF 格式,約 1.7 MB。封面與第 2 張投影片上的 QR Code 可直接用手機掃描。投影片視覺由 Gemini Notebook 生成。
下載簡報 PDF傳統微積分課多半停在極限符號與代數運算,連續的變化被凍結在紙上。這套教材的出發點是讓代數和幾何互相翻譯:代數保證邏輯正確,幾何讓學生看見方程式背後的形狀。
以切線為例,學生在黑板上看到的是 y = f′(a)(x − a) + f(a);在動態圖形裡,他們拖動 a,看割線一路轉成切線,導數成了斜率與形狀在一個點上的連續變化。
簡報把整門微積分整理成「變化、累積、變換」三條線,最後收在三個學習目標:建立直覺、透視空間結構、發展數學創造力。
不同工具各負責一塊:Desmos 處理精確的數學操作,AI 工具用來產生課程視覺、做互動網頁與 3D 模型。
| 工具 | 在教材中的用途 | 對應資源 | 學生怎麼用 |
|---|---|---|---|
| Gemini Notebook | 生成 10 張投影片的概念插圖與版面,如微積分架構圖、黎曼和演化、切片原理。 | 全部投影片(右下角有浮水印) | 上課看投影片,建立概念全景 |
| Claude | 洪老師把概念做成可操作的單頁互動網頁:玫瑰綻放、龍形曲線、科赫雪花、碎形樹配唐詩、國樂與唐詩。 | 6 個互動網頁 | 手機掃碼即可操作,不用安裝 |
| Gemini Canvas | 建立 3D 吉娃娃模型,旁附建模與運動軌跡分析面板。 | 1 個分享頁 | 對照模型和面板,看建模用到的函數 |
| Desmos 2D/3D | 數學繪圖主力。標註 Honger 的圖檔為洪老師自製,另引用 Desmos 國際大賽作品作賞析。 | 13 個圖檔 | 拖動滑桿、改參數、讀運算式 |
Desmos 本身是數學繪圖工具,不是 AI;放在表中是因為它承擔了教材中所有需要精確計算的部分。
點畫面或「開啟資源」進入,也可以用手機掃 QR Code。可以只看某一種工具的資源。
共 21 項資源
課程先不談定義,而是讓學生看見數學能畫出什麼:金門大橋、蜂鳥、幾何城市、玫瑰花束、會搖尾巴的吉娃娃。每一幅圖背後都是一組函數或參數式。
前三件是 Desmos 國際大賽的外部作品,用來示範可能性;玫瑰與吉娃娃則對照同一主題在 Desmos、Claude、Gemini 中的不同做法,其中兩個玫瑰互動網頁由洪老師以 Claude 製作。
Desmos 藝術競賽作品。以多邊形與隨機函數畫出夜間金門大橋的燈光、雲與海浪,共 221 條運算式,兩個滑桿可開啟浪花與燈光閃爍動畫。
以五種柏拉圖立體為主題的虛構城市,631 條運算式。按播放鍵啟動動畫與音樂,建議以深色模式觀看。
用 3D 轉 2D 投影、圓柱與環面參數式畫出蜂鳥振翅採花,單一參數 j 驅動整段動畫。
微積分處理的是趨近極限的平滑,碎形展示的是無窮迭代下的自相似。從旋轉正方形、直線包絡、平方根螺旋,到龍形曲線和科赫雪花,學生在同一個規則反覆作用的過程裡,第一次直觀感受到「極限」。
這一單元也延伸到跨領域:碎形之樹長成後題上唐詩,樹下清音以國樂配詩,讓數學、詩、樂放在同一個畫面。
8 分鐘影片,依序生成 20 種碎形,包括龍形曲線、科赫雪花、Gosper 曲線、Lévy C 曲線等,附章節。
簡報用「變化、累積、變換」三條路線畫出整門微積分的架構,導數是「變化」的起點。互動圖檔讓 B 點沿著 f(x) = x² 滑向 A 點,學生看著 n 條割線收斂成切線。
嚴謹的 ε-δ 定義與微積分基本定理寫在左邊,右邊用動態圖形翻譯它們。黎曼和工具讓學生把 n 從 5 拉到 50,看長方形一階一階被撫平成曲線下的面積。
f(x)=x² 在 [0, 1] 的黎曼和,n 可調 2 到 50,看長方形面積和趨近 1/3。
當二維面積開始旋轉,定積分就從測量平面走進三維空間。面對複雜立體,做法是把它切成無數個能計算的二維切片,再用積分把維度加回去。
原簡報第 6 張的 QR Code 與圖片超連結指向不同圖檔(水波與正交圓柱),本頁兩個都收錄,並重新產生各自正確的 QR Code。
建立幾何直覺,讓導數與極值這類抽象定理在眼前具體成形。
看清空間結構,跨過降維與升維的理解障礙,掌握切片與累積的本質。
啟發數學創造力,把嚴謹的運算思維和藝術美感結合在一起。