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用编程学数学:小学必备的核心素养

发表时间:2022-03-25来源:网络

很多家长从小学阶段就开始为孩子报名了编程课程的学习,在国外这点尤其明显,甚至有的国外家长在孩子还没入学小学之前,就已经开始让孩子学习编程。


在我们中国来讲,由于受到各种条件的限制,家长为孩子报名课外班,一般都从升学方面考虑,但也有不少家长因为考虑到孩子的未来前景和兴趣爱好从而选择报名学习少儿编程。

虽然不少机构认为孩子在5岁就可以开始学习编程,但初级阶段的学习的确只是一些简单的逻辑思维训练,而当你继续深入,你就会发现这里涉及很多的基本数学原理。

☛点击跳转:转化思想在上一期的内容里,我们就为大家讲述了一切数学思想方法的核心——转化思想,今天小码精灵要带大家了解另一种数学思想——数形结合。


数形结合思想的实质即通过数形之间的相互转化,把抽象的数量关系,通过理想化抽象的方法,转化为适当的几何图形,从图形的结构直观地发现数量之间存在的内在联系,解决数量关系的数学问题。

大家都知道,在地图上,我们常常用东南西北表示四个方位:

而地图上的每一个位置都可以用数学坐标来表示:

因为在数形结合思想里,“数”主要指数、数量关系式、运算式、函数表达式、方程等,其核心是抽象的代数式、函数解析式、方程。“形”则主要指几何图形与直角坐标系下的函数图像,其核心是函数图像。所以坐标系是“数形结合”最好的代表之一,它将“数”在“形”上完全表现了出来。生活我们也经常遇到运用数学坐标系的场景,比如电影院选座位时的X排X列:

坐标系的发明也恰恰来源于生活,我们今天用到的坐标系又称作笛卡尔坐标系,在笛卡尔创建坐标系的过程,有一个生动的小故事:


据说有一天,笛卡尔生病卧床,病情很重,尽管如此,他还反复思考一个问题:几何图形是直观的,而代数方程是比较抽象的,能不能把几何图形与代数方程结合起来,也就是说能不能用几何图形来表示方程呢?

要想达到此目的,关键是如何把组成几何图形的点和满足方程的每一组“数”挂上钩,他苦苦思索,拼命琢磨,通过什么样的方法,才能把“点”和“数”联系起来。

突然,他看见屋顶上的一只蜘蛛,拉着丝垂了下来,一会儿功夫,蜘蛛又顺着丝爬了上去,在上边左右拉丝,蜘蛛的“表演”使笛卡尔的思路豁然开朗。他想,可以把蜘蛛看做一个点,它在屋子里可以上、下、左、右运动,能不能把蜘蛛的每个位置用一组数组确定下来呢?他又想,屋子里相邻的两面墙与地面交出了三条线,如果把地面上的墙角作为起点,把交出来的三条线作为三根数轴,那么空间中任意一点的位置就可以用这三根数轴上有顺序的三个数来表示。反过来,任意给一组三个有顺序的数也可以在空间中找出一点与之对应。

在小码精灵的课程中,坐标系的运用始终贯穿在课程学习里面,通过游戏的方式将知识更直观的展示在孩子面前:

再通过课堂任务巩固知识内容,帮助孩子消化理解:

以下场景相信大家并不陌生:
老师 利用“数尺、数射线、数轴”教学“数的认识”。

“直尺”是学生熟悉的学习工具,课堂上老师通常会将“直尺”抽象为“数尺”,将“数”与“位置”建立一一对应关系,因为这样有助于教学数的顺序、大小。

这种做法其实跟我们编程课里的教学模式如出一辙,但是利用视频的展示,使其更加形象易懂。

在小码精灵的课程中,运用了许多数学知识:圆的周长、二次函数、平面直角坐标系、路程公式等等。这些数学知识无时无刻地,以各种生动又具象化的方式出现在孩子们的视野里,它们天然拥有着让孩子好奇和着迷的特质。

当我们用编程作为「工具」,帮助孩子捡起这些生动的知识点时,也捡起他们对数学的兴趣。

这种工具既能够把抽象枯燥的公式变得有趣,又能形象化展现解决思路与可操作性,还能与生活中的各类小趣味小常识结合起来,让孩子不再把学数学当做是一件痛苦的事情。

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