張明

大約在1500年前，我們的老祖宗寫了一本數(shù)學(xué)奇書《孫子算經(jīng)》（這“孫子”可不是是那個(gè)提出“知彼知己”的軍事家孫子），下卷第31題記載了一個(gè)很好玩的數(shù)學(xué)問題：“今有雉兔同籠，上有三十五頭，下有九十四足，問雉兔各幾何？”

這道題就是后世“雞兔同籠”的始祖，如今已被義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書人教版數(shù)學(xué)五年級(jí)上冊(cè)選為補(bǔ)充教材并且在部分五到六年級(jí)的課外習(xí)題所用。

關(guān)于這道題的解法有很多種，這一次我們?cè)囍镁幊誊浖禨cratch》求出了答案，并錄制了完整的解題過程，希望幫助大家更好地理解如何運(yùn)用編程解決簡(jiǎn)單、有趣的數(shù)學(xué)問題。

不過在開始之前，需要先明白一個(gè)問題：我們?yōu)槭裁匆獙W(xué)數(shù)學(xué)，它和編程有何關(guān)系？

中科院院士、數(shù)學(xué)教授李大潛給出了答案———數(shù)學(xué)能夠提高我們的素質(zhì)和能力，這些素質(zhì)和能力包括：嚴(yán)密的邏輯思維能力、高度的抽象思維能力、自覺形成數(shù)量觀念和讓我們變得更細(xì)心。

數(shù)學(xué)和編程關(guān)系緊密，具備數(shù)學(xué)+編程的人優(yōu)勢(shì)會(huì)更大，這和它們之間的聯(lián)系密切相關(guān)。

數(shù)學(xué)和編程的關(guān)系

1.編程所需要的很多能力和數(shù)學(xué)是相通的。比如邏輯思維、模式識(shí)別等?，F(xiàn)在機(jī)器學(xué)習(xí)用到的算法，其本質(zhì)還是數(shù)學(xué)模型計(jì)算問題。

2.編程能夠幫助孩子更好地理解數(shù)學(xué)抽象概念。孩子們可以通過編程將抽象的數(shù)學(xué)概念轉(zhuǎn)化為看得見的、會(huì)動(dòng)的圖像。例如最常用的函數(shù)，書本上的概念理解起來很抽象，通過編程就可以在計(jì)算機(jī)上展示出來。

Sin和Cos在三角形上的運(yùn)用如下圖。

3.編程能夠強(qiáng)化孩子的數(shù)學(xué)能力。如果孩子想用代碼建造飛機(jī)，那就要用到各種各樣的數(shù)學(xué)知識(shí)，并且還要調(diào)用抽象思維的能力。

想清楚了這兩個(gè)問題哦，我們?cè)倏淳幊探鉀Q數(shù)學(xué)問題的過程收獲會(huì)更多。

開始，需要搞清楚編程解決數(shù)學(xué)問題的邏輯：我們要解出的數(shù)學(xué)答案是什么（求兔子和雞的數(shù)量）-梳理出這個(gè)問題的邏輯-確定用怎樣的公式計(jì)算-在草稿紙上畫出流程圖-將這個(gè)順序轉(zhuǎn)化為代碼語(yǔ)言-輸入計(jì)算機(jī)得出結(jié)果。

下面一步步細(xì)分：

第一步：添加角色

在角色區(qū)添加角色，分別是公雞、兔子、籠子各一個(gè)：

第二步：設(shè)置邏輯運(yùn)算

1.籠子角色的腳本要根據(jù)已知條件算出結(jié)果，并在界面顯示出結(jié)果（白框里的文字），我們輸入題目中已知條件：

我們要求雞和兔子的數(shù)目，就是要解出兩個(gè)未知數(shù)，把它轉(zhuǎn)化為代碼語(yǔ)言，這就需要?jiǎng)?chuàng)建兩個(gè)變量來代表這兩個(gè)未知數(shù)（兔子和雞）。

現(xiàn)在根據(jù)已知條件輸入兔+雞=35，兔×4+雞×2=94，注意左邊的綠色框，里面包含了很多邏輯關(guān)系：“且”“或”等等。孩子在這一步要思考：這兩個(gè)式子是缺一不可還是滿足一個(gè)就行呢？這就是對(duì)孩子邏輯思維最好的訓(xùn)練。

接著輸入變量（發(fā)散下思維：分析一個(gè)問題時(shí)，教會(huì)孩子找出它的變量，問題就會(huì)好解決很多）。

完整代碼如下。

雞和兔要執(zhí)行的任務(wù)是：當(dāng)它們接受到“計(jì)算雞兔多少只”這個(gè)指令時(shí)，就要分別“喊出”結(jié)果，兔子和雞的代碼如下圖所示。

最后的結(jié)果如下圖所示。

我們求出了答案，孩子在過程中對(duì)邏輯關(guān)系“且”“或”等有了更深的了解，對(duì)變量也會(huì)有初步認(rèn)識(shí)，這些收獲都能給孩子一些啟示，有助于孩子以后高效地處理任何問題。

這就是數(shù)學(xué)+編程的強(qiáng)大之處。

關(guān)于編程學(xué)習(xí)，最后分享一些學(xué)習(xí)編程的建議：

學(xué)習(xí)編程的前提是孩子一定要對(duì)編程感興趣。孩子有興趣了，就可以選擇合適的編程語(yǔ)言。

目前比較流行的編程語(yǔ)言有Python、C++以及Java等，而適合小朋友學(xué)習(xí)的主要是圖形化編程Scratch、Python、以及面向NOIP競(jìng)賽的C++語(yǔ)言，Python已經(jīng)成為浙江2018年高考內(nèi)容。

對(duì)于零基礎(chǔ)、年滿7歲的孩子，這里建議從《Scratch》這款由美國(guó)麻省理工研發(fā)的圖形化編程軟件開始學(xué)習(xí)，簡(jiǎn)單、有趣、易上手，用積木塊代替了枯燥的代碼，孩子短時(shí)間內(nèi)就能學(xué)會(huì)它。