駱梅

摘 要：人工智能掀起了下一輪互聯(lián)網(wǎng)變革浪潮的新引擎，人工智能技術(shù)已經(jīng)滲透到各個行業(yè)，深刻改變了人們的日常生活。小學(xué)教育作為教育體系中的首要階段，實施人工智能相關(guān)教育就顯得尤為重要和迫切，而作為人工智能學(xué)習(xí)首選的編程語言Python就自然而然地走入我們的視野，從Python在小學(xué)數(shù)學(xué)教育中的應(yīng)用研究出發(fā)，探討Python與小學(xué)數(shù)學(xué)教育結(jié)合的可行性，以推動小學(xué)數(shù)學(xué)教育的與時俱進(jìn)。

關(guān)鍵詞：Python;小學(xué);數(shù)學(xué);教育;應(yīng)用

一、可行性分析

很多人可能都會有疑問，小學(xué)生學(xué)習(xí)Python可以學(xué)懂嗎？其實小學(xué)5年級學(xué)生（11歲左右）都可以學(xué)習(xí)Python語言，這個年齡段的孩子思維模式和認(rèn)知能力都已經(jīng)可以接受Python語言課程。一些在IT行業(yè)的名人很多都是從小學(xué)習(xí)編程知識，比如：Uber創(chuàng)始人特拉維斯·卡蘭尼克6歲開始學(xué)習(xí)編程;Google人工智能AlphaGo的創(chuàng)始人德米什·哈薩比斯8歲開始學(xué)習(xí)編程;特斯拉、SpaceX火箭公司創(chuàng)始人埃隆·馬斯克9歲開始學(xué)習(xí)編程;扎克伯格11歲開始學(xué)習(xí)計算機(jī)編程，創(chuàng)辦Facebook;比爾·蓋茨13歲學(xué)習(xí)計算機(jī)編程，創(chuàng)辦微軟;李開復(fù)10歲開始學(xué)習(xí)編程，成為唯一一位在蘋果、微軟、谷歌三大公司擔(dān)任過高管的華人。讓小學(xué)生學(xué)習(xí)Python編程，并不只是要掌握編程的能力，更重要的是可以訓(xùn)練其編程思維，并將其應(yīng)用在具體問題解決上。

二、Python求解小學(xué)數(shù)學(xué)問題的可行性

小學(xué)生學(xué)習(xí)Python編程知識只是一個開始，如何將學(xué)習(xí)到的Python知識應(yīng)用到某些問題的解決上才是最根本的，而在小學(xué)階段將Python編程知識應(yīng)用到求解數(shù)學(xué)問題上是最直接有效的方式。下面我們將使用Python編程知識求解幾個典型的小學(xué)數(shù)學(xué)問題，以說明Python在求解小學(xué)數(shù)學(xué)問題上的可行性。

1.求解雞兔同籠問題

假設(shè)共有雞、兔30只，腳90只，求雞、兔各有多少只？

解題思路：使用窮舉法進(jìn)行求解，雞兔一共30只，那么我們假設(shè)只有1只雞，那么兔29只，這種情況下雞兔的腿數(shù)為：1× ?2+29×4=118，不等于90，那么雞1只，兔29只不符合要求。假設(shè)雞2只，兔28只，這種情況下雞兔的腿數(shù)為：2×2+28×4=116不等于90，那么雞2只，兔28只不符合要求。以此類推，直到雞兔的腿數(shù)等于90時，就可得出雞兔的只數(shù)。Python代碼如下：

for chicken in range （0，30）：

rabbit = 30 - chicken

chickenLeg = 2 * chicken

rabbitLeg = 4 * rabbit

if chickenLeg + rabbitLeg == 90：

print（"雞{0}兔{1}".format（str（chicken），str（rabbit）））

2.求解猴子吃桃問題

猴子第1天摘下若干個桃子，當(dāng)時就吃了一半，還不過癮，又多吃了一個。第2天早上又將剩下的桃子吃掉一半，又多吃了一個。以后每天早上都吃了前一天剩下的一半，另加一個。到第10天早上再吃的時候，就只剩下一個桃子了。求第1天共摘了多少個桃子。

解題思路：本題要逆向思維思考，第10天還沒吃，就剩1個，說明第9天吃完一半再吃1個還剩1個，假設(shè)第9天還沒吃之前有p個桃子，可得：p÷2×1=1，可得p=4。以此類推，即可算出第1天的桃子數(shù)。在代碼中，我們定義第10天還沒吃之前的桃子數(shù)量為p=1，之后從9至1循環(huán)9次，根據(jù)上述公式反推為p=（p×1）×2可得第1天還沒吃之前的桃子數(shù)量。for循環(huán)中的print（）語句是為了驗證推算過程而增加的。Python代碼如下：

p=1

print（"第10天吃之前就剩1個桃子"）

for i in range（9， 0， -1）：

? ?p=（p + 1）*2

? print（"第{0}天吃之前還有{1}個桃子".format（i，p））

print（"第1天共摘了{(lán)0}個桃子".format（p））

三、存在的困難

雖然將Python編程知識應(yīng)用于解決小學(xué)數(shù)學(xué)問題是可行的，但是將其全面推廣還是存在一些困難的，具體如下所示：

1.基礎(chǔ)設(shè)施問題

地區(qū)差異性導(dǎo)致廣大農(nóng)村地區(qū)的基礎(chǔ)設(shè)施跟不上，有些小學(xué)都沒有統(tǒng)一機(jī)房，導(dǎo)致Python教學(xué)無法正常進(jìn)行，更不用說將其應(yīng)用到具體數(shù)學(xué)問題的求解上。

2.師資問題

小學(xué)師資有限，尤其是農(nóng)村地區(qū)，懂Python編程知識的老師少之又少，及時培訓(xùn)老師學(xué)習(xí)Python編程知識也需要一定的時間。

3.教材編寫問題

畢竟在我國推行小學(xué)Python教學(xué)才剛剛起步，我們的教材不像國外那么豐富和成熟，還需要在具體教學(xué)中對教材內(nèi)容進(jìn)行修正和改進(jìn)，以適應(yīng)具體的教學(xué)要求，這也在一定程度上阻礙了其推廣。

學(xué)習(xí)Python不像學(xué)習(xí)音樂、美術(shù)那樣會有立竿見影的效果，學(xué)習(xí)Python以及將Python應(yīng)用于數(shù)學(xué)問題的解決上有助于鍛煉學(xué)生的邏輯思維、數(shù)學(xué)能力、創(chuàng)造能力以及解決問題的能力，但這些都需要一個潛移默化、持續(xù)積累的過程，因此，推廣小學(xué)生學(xué)習(xí)Python，并將學(xué)習(xí)到的Python編程知識應(yīng)用在數(shù)學(xué)問題的解決上只是一個開始，我們還需要很長的路要走。

參考文獻(xiàn)：

[1]芒努斯·利·海特蘭德.Python基礎(chǔ)教程（第3版）[M].人民郵電出版社，2018-02.

[2]胡宏彪.和孩子一起玩編程[M].人民郵電出版社，2018-01.

[3]薛金星.小學(xué)教材全解[M].北京師范大學(xué)出版社，2018（4）.

[4]喬納森·伯格曼，亞倫·薩姆斯.翻轉(zhuǎn)課堂與混合式教學(xué)：互聯(lián)網(wǎng)+時代，教育變革的最佳解決方案[M].中國青年出版社，2018-01.

編輯 劉瑞彬