如何巧用“计算思维”破解经典奥数题“鸡兔同笼”？

几天前，教育部公布了最新的《普通高中课程方案和语文等学科课程标准》，这份由60多位专家编写、经国家教材委员会审查通过、历时4年完成的新课改在2018年秋季就开始执行啦。

除了对语数外等14门学科课程标准进行了修订，新课改一个明显的变化就是在信息技术里加大了对编程、计算思维、算法方面的思维要求：

这些变化告诉我们一个重要信息：计算思维、计算机语言编程对孩子们未来的发展越来越重要。

为何教育部要着重强调计算思维、计算机语言编程？

原因可能有以下几个方面：

1. 学习计算机科学思维，提高孩子解决实际问题的能力；

2. 培养人工智能时代的复合型人才（编程+创意），让孩子将来面对人机协同工作时游刃有余；

3.增加学业竞争力，NOIP提高组复赛一等奖可保送大学。

部分重点大学对信息学竞赛奖项要求

如何用“计算思维”和计算机语言编程解决实际问题？我们通过编程求解经典奥数题“鸡兔同笼”为例来回答这个问题。

为了便于理解，我们选择了麻省理工开发的图形化编程语言Scratch求解，它的优点是简单、易懂，7岁孩子都能掌握。

先来看问题：

1500多年前的《孙子算经》记载：“今有雉（就是野鸡）兔同笼，上有三十五头，下有九十四足，问雉兔各几何？”

这道题解法有很多种：方程法、列表法、假设法、画图法、金鸡独立法、吹哨法~

但用编程该怎么解决呢？别急，在开始之前先搞清楚两个问题：

Tips：2017年QS世界大学排名中，卡内基·梅隆大学计算机与信息系统学排名世界第3。

2.编程解决数学问题的逻辑：

要解出的数学答案（求兔子和鸡的数量）——梳理出这个问题的逻辑——确定用怎样的公式计算——在草稿纸上画出流程图——将这个顺序转化为代码语言——输入计算机得出结果

下面开始解题：

第一步：添加角色

左下角的角色区添加角色，分别是公鸡、兔子、笼子各一个：

第二步：设置逻辑运算

1. 笼子角色的脚本要根据已知条件算出结果，并在界面显示出结果（白框里的文字），我们输入题目中已知条件：

我们要求鸡和兔子的数目，就是要解出两个未知数，把它转化为代码语言，这就需要创建两个变量来代表这两个未知数（兔子和鸡）。

现在根据已知条件输入兔+鸡=35，兔x4+鸡x2=94，注意下图左边的绿色框，里面包含了逻辑关系：“且”、“或”等等。

孩子在这一步要思考：这两个式子是缺一不可还是满足一个就行呢？这就是对孩子逻辑思维最好的训练。

接着输入变量（发散下思维：分析任何问题时，教会孩子找出它的变量，解决了变量，问题就会好解决很多）：

完整代码如下：

鸡和兔要执行的任务是：当它们接受到“计算鸡兔多少只”这个指令时，就要分别“喊出”结果，兔子的代码是这样的：

鸡的代码是这样的：

最后的结果是：

这就是巧用编程解决数学题的一个小例子。

除了得出答案，更重要的是里面的逻辑关系“且”、“或”对孩子的逻辑思维进行了一次检测和训练，对变量也有了初步认识，这些对孩子来说都是一种全新的收获。

逻辑思维能力+高效解决问题的能力（计算思维）+耐心和专注力（编写程序是一个持续性过程），这些都是计算机语言编程能够赋予孩子的特质，它可以让孩子领先同龄人10年。

正在编程的深圳小学生

当然，还有效率更高的编程方法可以求出答案。但不管哪种方法，计算思维、计算机语言编程的运用始终是重点。

关于编程学习的一些建议

如果你已经被“计算思维”圈粉，想让孩子亲自体验下运用编程解决问题的话，下面这些建议一定要看：

学习编程的前提是孩子一定要对编程感兴趣。有兴趣了就可以选择合适的编程语言。

目前比较流行的编程语言有Python、C++、Java等，而适合小朋友学习的主要是图形化编程Scratch、Python、以及面向NOIP竞赛的C++语言。Python已经成为浙江2018年高考内容。

对于零基础、年满7岁的孩子，我们建议从Scratch这款由美国麻省理工研发的图形化编程软件开始学习，简单、有趣、易上手，用积木块代替了枯燥的代码，孩子短时间内就能学会它。

Scratch操作界面