一個六角形的木盒子，裡面有許多片小小六角形的立體不規則木片，這是新竹教育大學應用數學系教授洪文良、副教授劉樹忠帶下鄉給國小學童玩的「數學玩具」教材之一，玩法說簡單也簡單、說難也難，把全部的立體小木片倒出來，一個疊一個，要能讓大木盒的蓋子蓋得上去才完成，多半要試得滿頭大汗才會成功。
「很多人問，教授，玩玩具跟數學有什麼關係？」洪文良說，數學不是只有課堂上、黑板上的加減乘除才是數學，邏輯思考、幾何概念…都隱藏在這些玩具教材裡，還可以訓練學生的觀察力和耐性，這是「玩中學」的數學。
從搜集益智玩具研發創新教學 帶領大學生下鄉教學
2011年開始，洪文良和劉樹忠兩位老師發起「數學桂冠計畫」，帶領著大學志工群，展開一場新型態的學習實驗，他們利用益智玩具、題目以及數獨，帶領學生們邊玩邊學。
故事的緣起是因為劉樹忠熱愛蒐集益智玩具，10幾年前開始蒐集，喜歡的就一樣樣買，有時會在教課時帶給大學生玩，一起分享玩益智遊戲的啟發。
5年前，同校的洪文良突發奇想，覺得這些數學玩具很有趣，於是組織碩班研究生一起把教材帶到小學，利用學生課後時間為他們上了一個學期的「數學玩具課」，後來討論應該可以變長期工作，兩個人開始自掏腰包，買了數十種數學玩具，每一種都要採購10套以上，數量變得相當可觀。
兩個人先從新竹市的小學做起，陸續拓點到竹縣的一些偏鄉小學，洪文良和劉樹忠主動跟各校聯絡，看哪個學校有意願就過去。堅持做這件事，是因為看到數學課是許多學生的惡夢，傳統數學學習依賴紙筆，學生往往一看到各種奇形怪狀的符號就馬上被打敗，「為什麼要學數學？」成為學生哀怨的疑問。
「我們希望透過數學玩具，讓孩子學習邏輯推理和抽象思考，以有趣的課程和動手操作的活動，減少學生挫敗感、並提升解決問題的企圖心，讓他們重新定義數學、喜歡數學。」劉樹忠說，即便是資優生，也可以藉此開啟另一種觀看數學的視角。課程設計上除了玩具實作外，也帶領孩子們進行邏輯合作解題的小組活動。
蜂窩形狀的數學玩具。圖／黃筱珮攝
上數學課也可以像遊戲課。圖／洪文良、劉樹忠提供
不擅解題的孩子未必思考邏輯差 數學玩具超越紙上教學限制
「不擅長紙筆解題的學生，未必不具優良的邏輯思考能力或空間能力。」劉樹忠說：「數學玩具可以超越符號給學生的限制，充分開發學生的潛力，這也是我們在經費、人力有限情況下，堅持努力的原因。」
當年發想要把數學玩具帶入一些偏鄉小學的洪文良說「就是想做點什麼，說不定可以給一些弱勢的孩子翻轉的機會」，當然，並不是幾堂數學玩具課就一定會提升成績或什麼的，可是他相信一定會有一些改變。
這可能跟洪文良的成長環境有關。55歲的他跟台灣早年很多窮困的小孩一樣，家境不好，媽媽不識字從小送給人家當養女、爸爸是貨運司機，他和弟弟妹妹放學後都得幫忙家庭代工，組裝聖誕燈泡，為了籌措小孩的學費，洪母常常拿著家庭代工收到的支票（票期3個月、緩不濟急）去借錢，高達3分利還是得咬著牙借，才能生活。
窮苦出身的老師的同理心 清貧孩子出人頭地需要機會
洪文良拚上新竹中學、大學又考上師大，「如果不是媽媽四處借錢供我唸書，我沒有翻轉的機會」，師大畢業他實習一年、服務一年，賠了3年公費10萬餘元，繼續拚碩博士，才有今天的感就。他感慨的說「我很了解家境不好、又很想成功的心情，只要有人肯給機會，就牢牢抓住。」
而數學玩具不必有什麼先備知識，只要靠與生俱來的直覺、有好奇心、肯動手就可以玩、手腦並用。洪文良說，雖然只是玩具，但是在玩的過程必須沈著冷靜，有些困難的玩具搞不好一小時都搞不定，這時如果不學習冷靜更無法成功，要在煩躁中專注，有戰勝自己的好勝心、追求自我突破，這些特質在制式的數學課程上培養不出來，卻是以後踏入社會的重要競爭能力、翻轉能力。
從教孩子「玩數學」也可以看出有潛質的學生。洪文良說，之前去一所竹縣的國小，看到五年級的兩位小男孩很有天分，同一套數學玩具，同學平均都只破10關，這兩位小男孩一個破36關、一個18關。他私下跟老師說「可以讓這2個孩子做科展」，希望幫孩子多製造一些被看見的機會。
洪文良和劉樹忠兩人也經常在從偏鄉學校開車回市區的路上，互相交換心得，看出的學生特質都很雷同，有的學生特別有耐性、有的很專注，他們也會跟班導師分享這些想法。有的學生一開始沒有自信，在幾堂數學玩具課程後變得很投入，解題成功歡呼聲比別人還大；有的小朋友原本坐不住，心情不好就跑出教室，完全不甩人，幾次接觸之後會有禮貌的叫「教授好」。
孩子們專注的玩著數學玩具解題。圖／洪文良、劉樹忠提供
親手編織數學桂冠 守護孩子純真的夢
劉樹忠說，即便常要自掏腰包，花時間花物力，號召班上大學生當志工同行，但只要看看小朋友上課眼神，翻翻回饋單寫的一大堆感謝的話，就覺得心滿意足。自己身為竹教大老師，教的大學生是「儲備教師」，常常接觸國小學童讓他了解這個時代小朋友的想法，對自己的教學也很有幫助。
「你親手編織一頂數學桂冠，在海浪侵蝕孩童的天真以前，用月桂守護他們純淨的夢，並播下多邊形的種子，期待明日的學童能自由茁壯…。」洪文良分享學生寫給他的歌，歌名是「數學桂冠的編織者」。他滿足的說「這些來自學生的肯定與鼓勵，就是身為一個教育者最大的財富。」
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