为什么学编程的孩子数学成绩更好?

编程教授

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2018-08-10


昨天,有位妈妈向我们的老师反馈说:“孩子以前解数学题需要很长的时间推理答案。学习编程后,能很快梳理出题目中的逻辑关系,老师也反映孩子回答问题时条理清晰,这真的让我很意外。”


编程教授问了其他老师和家长,发现还有一些孩子学完编程后,数学成绩有了提升。



为什么会这样呢?

 

首先,编程能够帮助孩子深刻理解数学概念,并且超前学习数学知识。

 

数学是一门从数量关系和空间形式角度来研究现实世界的学科。它的特性决定很多概念都非常之抽象,如:加减乘除、乘方开方、指数对数、微分积分、变量、函数等等。

 

而很多小学生基本都是死记硬背数学公式和概念,解题的时候更多是生搬硬套。


但在计算机上就不一样了,孩子们用编写程序解决问题的过程中,通过计算机的直观、具象化演绎,会从原理和本质上把数学概念吃透,这和死记硬背的效果完全不同。


举个例子,NOIP题库里面有道求三角形周长的题目:



里面涉及的平面直角坐标系、函数、勾股定理等知识是初高中才有的内容,但很多小学生已经成功地用C++求出了答案。


在求解的过程中,孩子们会学到很多超前的数学知识,慢慢形成一个同龄人不具备的高维解题视角能力,对数学概念的理解也更加深刻。


C++代码图


其次, 编程可以提升逻辑思维、演绎推理能力,这些也是学习数学的必备能力。

 

编程中涉及的逻辑、组织和分析数据,以及将问题分解为更小部分,再逐个解决的拆解思维,在解决很多数学问题时一样可以用到。



一位IBM的工程师爸爸曾经构思让四年级的女儿大宝通过Python编程让计算机完成五角星的绘图,综合运用数学、英语和计算机知识,培养学习兴趣,提高学习能力、思维能力和解决问题的能力。

 

经过思考,大宝梳理出了完成绘图的步骤:


1.  画一条直线,再旋转一个角度画第二条直线,循环5次,再填充颜色。5条直线长度一致,旋转角度一致。通过三角形内角和180度推算出旋转角度为144度。

2. 学习理解Python相关代码方法的意义,并学习相关的英语单词。

3. 编写代码并调试运行。

 

彼时刚上四年级的大宝,学过一些角、角度和时钟的知识。经过一番思考,大宝用掌握的数学知识推导计算出每次画完一条线段后,小海龟顺时针旋转的角度为144度,一共需要画线段并旋转5次。


在这位爸爸的帮助下,大宝成功用Python画出了五角星。



事后这位爸爸感慨道:“孩子在观察、尝试、探索、互动、讨论、请教、猜测、验证、操作、判断、思考和创新体会到了挫折之后成功的喜悦,培养了学习兴趣和思维能力,提升了学习、实践的能力和克服困难的信心,我相信这些对于她未来的学习、工作和生活都是至关重要的。”


大宝画的五角星


著名数学家、中科院院士李大潜教授说:“数学是一门重思考与理解、重严格的训练、充满创造性的科学,只有掌握了数学的思想方法和精神实质,才能由不多的几个公式演绎出千变万化的生动结论,显示出无穷无尽的威力。”

 

编程也是如此,那些编程能力出色的孩子,哪一个没有经过大量地思考与训练呢。在不断解决问题的过程中,他们的思路越来越清晰,慢慢养成了计算机那样解决问题的思维。

 

严谨的逻辑+超前的数学知识+深刻的数学理解,这是孩子数学成绩提高的秘诀。


再补充一个小知识点:


计算机科学之父艾伦·麦席森·图灵,另一个身份是数学家和逻辑学家 计算机之父”和“博弈论之父约翰·冯·诺依曼是20世纪最重要的数学家之一 提出了“人工智能”一词的约翰·麦卡锡,普林斯顿大学的数学博士


了解了这三位大师的身份,你是不是对数学和计算机编程的关系有新的发现?