数学教学的名声不好，尤其是对于像我这样在传统方法上有困难的人来说，这种方法强调死记硬背和理论，似乎与学生的现实世界相去甚远。
在教一个被数学课困扰的学生时，Python 开发者和数学教师 Peter Farrell 决定尝试用 Python 来教这个男孩他难以学习的数学概念。
Peter 受到了 Seymour Papert 的启发，他是 Logo 编程语言之父，Logo 编程语言以 Python 的 Turtle 模块 的形式存在。海龟隐喻让 Peter 对 Python 产生了兴趣，并用它来教数学，就像 我被 Python 吸引 一样。
Peter 在他的新书 Math Adventures with Python: An Illustrated Guide to Exploring Math with Code 中分享了他的方法。最近，我采访了他，以了解更多信息。
Don Watkins： 您的背景是什么？
Peter Farrell： 我当了八年数学老师，之后又辅导了 10 年数学。当我还是老师的时候，我读了 Papert 的 Mindstorms，并受到启发，将 Logo 和 Turtles 引入我的所有数学课程。
DW： 你为什么开始使用 Python？
PF： 我当时正在辅导一个在家上学的男孩，他的数学课程非常枯燥，以教科书为导向，这在当时对我来说似乎是一种诅咒。但我找到了偷偷加入 Logo Turtles 的方法，他是一个编程爱好者，所以他很喜欢。一旦我们进入函数和真正的编程，他问我们是否可以用 Python 继续。我当时不懂 Python，但它看起来和 Logo 没有什么不同，所以我同意了。我再也没有回头！
我还想找一个 3D 图形软件包，可以用它来模拟太阳系，并引导学生按照牛顿的公式，让行星移动并受到物体之间的吸引力牵引。许多图形软件包都需要用 C 或其他困难的语言编程，但我找到了一个名为 Visual Python 的优秀软件包，它非常易于使用。之后我使用了 VPython 多年。
所以，我是在与学生一起学习数学的背景下接触到 Python 的。在那之后的一段时间里，他成了我的编程导师，而我成了他的数学导师！
DW： 是什么让你对数学感兴趣？
PF： 我用老方法学会了它：在纸上和黑板上手工计算。我擅长操作符号，所以代数从来不是问题，而且我喜欢绘画和制图，所以几何和三角学也很有趣。我在大学里用 BASIC 和 Fortran 编写了一些程序，但它从未激励过我。后来，编程极大地激励了我！我仍然对编程使你必须在数学课上做的费力的事情变得容易，从而让你能够进行更有趣的探索、制图、调整和发现的方式感到高兴。
DW： 是什么启发你考虑用 Python 来学习数学的？
PF： 当我教那个在家上学的学生时，我惊讶于我们可以通过编写一个简单的函数，然后使用循环用不同的值多次调用它来完成什么。这需要手工半小时，但计算机立即就能完成！然后我们可以寻找模式（这应该是数学学生正在做的事情），将模式表达为一个函数，并进一步扩展它。
DW： 你的教学方法如何帮助学生，尤其是那些在数学方面有困难的学生？它如何使数学更相关？
PF： 学生，尤其是高中生，质疑在 21 世纪手工进行所有这些计算、制图和求解的必要性，我对此表示同意。例如，学习使用 Excel 来处理数字应该被视为在办公室工作的一项基本必需品。学习用任何语言编写代码正在成为公司的一项非常有价值的技能。所以，对我来说，这是一个真实的吸引力。
但是，用代码创作艺术的想法可以彻底改变数学课堂。仅仅在屏幕上放置一个形状就需要数学——位置（x-y 坐标）、尺寸，甚至颜色都是数字。如果你想让某些东西移动或改变，你需要使用变量，而不是“猜猜 x 等于多少”的那种变量。你将使用变量或更有效地使用向量来改变位置。[这使得] 向量和矩阵等数学主题被视为你可以使用的有用工具，而不是你永远不会使用的必需信息。
在数学方面有困难的学生可能只是对“学校数学”感到厌烦，这种数学侧重于记忆和遵循规则，而轻视创造力和实际应用。他们可能会发现他们实际上擅长数学，只是不是学校教的方式。我曾见过父母看到他们的孩子用代码创作的炫酷图形，并说：“我从不知道正弦和余弦是用来做什么的！”
DW： 你如何看待你对数学和编程的方法鼓励学校的 STEM 教育？
PF： 我喜欢将以前分离的主题组合成 STEM 或 STEAM 这样的想法！不幸的是，对于我们这些数学爱好者来说，“M”经常被忽略。我看到 STEM 实验室里做了很多有趣的项目，即使是非常年幼的孩子也在做，而且他们显然正在接受技术、工程和科学方面的教育。但我看到这些项目中几乎没有数学材料。STEM/机电一体化 教师 Ken Hawthorn 和我正在创建项目，试图弥补这一点。
希望我的书能够鼓励学生，男孩和女孩，发挥技术，无论是真实的还是虚拟的。这本书里有很多漂亮的图形，我希望这些图形能够激励人们经历编程冒险并制作它们。我使用的所有软件（Python Processing）都可以免费获得，并且可以轻松安装，或者已经安装在 Raspberry Pi 上。进入 STEM 世界的门槛不应该让学校或个人望而却步。
DW： 你想与其他数学老师分享什么？
PF： 如果数学界真的认真对待教学生他们已经商定的标准，如数字推理、逻辑、分析、建模、几何、解释数据等等，他们就必须承认编码可以帮助实现所有这些目标。正如我之前所说，我的方法源于试图丰富一种枯燥的传统方法，我认为任何老师都可以做到这一点。他们只需要有人可以向他们展示如何使用代码来自动化费力的工作来完成他们已经在做的所有事情。
我以图形为主的方法之所以成为可能，是因为有免费的图形软件。人们可能需要有人向他们展示在哪里可以找到这些软件包以及如何入门。但是，数学老师很快就可以带领学生使用 21 世纪的技术解决问题，并可视化进度或结果，并找到更多要追求的模式。
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