一、編程與數(shù)學(xué)的融合

  青少年編程現(xiàn)在很火，但是許多家長(zhǎng)也有疑慮：學(xué)習(xí)編程到底有什么作用？

  現(xiàn)在的圖形化編程，大多是以編寫游戲?yàn)橹?，可以?xùn)練編程思維，但與學(xué)科學(xué)習(xí)相脫節(jié)。因此，當(dāng)上海魔石酷編程的師弟特地來(lái)南京找我，說(shuō)希望我設(shè)計(jì)一套編程與數(shù)學(xué)相結(jié)合的課程時(shí)，我覺(jué)得確實(shí)很有必要，而且這個(gè)課程由我來(lái)設(shè)計(jì)是再合適不過(guò)的。

  目前，市面上也有編程與數(shù)學(xué)相結(jié)合的課程，但大多是利用窮舉法暴力求解雞兔同籠之類的問(wèn)題。不明就里的家長(zhǎng)往往會(huì)為孩子能用程序解決這類問(wèn)題而感到高興?？墒橇私饩幊痰募议L(zhǎng)會(huì)發(fā)現(xiàn)，這種做法會(huì)使孩子產(chǎn)生惰性，漸漸變得不再愿意用數(shù)學(xué)思維方式去解決問(wèn)題。

  經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的潛心調(diào)研，我設(shè)計(jì)出編程與數(shù)學(xué)相結(jié)合的課程，該課程體現(xiàn)了編程中融入數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的幾大優(yōu)勢(shì)：

  （1）通過(guò)一門課程，同時(shí)訓(xùn)練學(xué)生的編程思維和數(shù)學(xué)思維。

  （2）利用圖形化編程中天然的二維坐標(biāo)系強(qiáng)化學(xué)生對(duì)方位、坐標(biāo)、運(yùn)動(dòng)、正負(fù)數(shù)的理解。

  （3）通過(guò)Scratch圖形化的方式讓抽象的數(shù)學(xué)概念和原理變得更加直觀化，讓數(shù)學(xué)看得見(jiàn)、摸得著、可見(jiàn)可得。

  （4）將編程作為工具，引入數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)法，讓學(xué)生動(dòng)手探索數(shù)學(xué)，提升他們學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的積極性。

  （5）利用編程培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)所需的邏輯思維能力。

  二、案例

  圖形化編程本身與二維坐標(biāo)系密切相關(guān)，課程的大部分內(nèi)容與幾何與坐標(biāo)直接相關(guān)：通過(guò)創(chuàng)作各種圖案，直觀地理解圖形的軸對(duì)稱、中心對(duì)稱、旋轉(zhuǎn)對(duì)稱特性；通過(guò)畫各種正多邊形理解角度、多邊形的內(nèi)外角和的概念；通過(guò)網(wǎng)格理解面積的定義與計(jì)算；通過(guò)畫出對(duì)稱圖形理解平面坐標(biāo)的平移和對(duì)稱；等等。

  抽象概念和原理直觀化

  一些數(shù)學(xué)概念和原理比較抽象，如果僅通過(guò)單純的教學(xué)來(lái)傳授這些知識(shí)，效果并不理想，學(xué)生很容易會(huì)忘記。而程序可以讓這些概念和原理非常直觀化，給孩子們留下深刻印象。

  比如，通過(guò)動(dòng)畫的方式演示十進(jìn)制、二進(jìn)制和60進(jìn)制等的進(jìn)位，能有效建立起數(shù)的位值模型；在此基礎(chǔ)上，再引入神秘的讀心術(shù)理解數(shù)的拆分和整除等概念，孩子們就不容易忘記這些知識(shí)。

  實(shí)驗(yàn)數(shù)學(xué)教學(xué)法

  紙上得來(lái)終覺(jué)淺，絕知此事要躬行。書本上習(xí)得的知識(shí)是否正確，需要用實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證。這個(gè)過(guò)程不僅能讓學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)，而且能培養(yǎng)他們的科學(xué)研究素養(yǎng)。類似于概率論中的貝努利實(shí)驗(yàn)，通過(guò)實(shí)證的方式去認(rèn)知數(shù)學(xué)概念和原理，對(duì)提升孩子學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的積極性很有幫助。