数学教学的名声不太好，特别是对于那些（像我一样）在传统方法上遇到困难的人来说，传统方法强调死记硬背和似乎与学生的现实世界相去甚远的理论。
在教导一位对数学课程感到困惑的学生时，Peter Farrell，Python 开发者和数学教师，决定尝试使用 Python 来教这个男孩他难以理解的数学概念。
Peter 受到了 Seymour Papert（Logo 编程语言之父）的工作的启发，Logo 编程语言在 Python 的 Turtle 模块中得以延续。Turtle 的隐喻吸引 Peter 使用 Python 并用它来教授数学，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，以了解更多相关信息。
Don Watkins: 您的背景是什么？
Peter Farrell: 我当了八年数学老师，之后又辅导了十年数学。当我还是老师的时候，我读了 Papert 的 Mindstorms，并受到启发，将 Logo 和 Turtle 引入到我所有的数学课中。
DW: 您为什么开始使用 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，以教科书为主导，当时这对我来说就像一个诅咒。但我找到方法偷偷地加入 Logo Turtles，他是一个编程爱好者，所以他喜欢这个。一旦我们开始学习函数和真正的编程，他问我们是否可以继续使用 Python。我当时不懂 Python，但它看起来与 Logo 没有太大区别，所以我同意了。我再也没有回头！
我还在寻找一个 3D 图形软件包，可以用它来模拟太阳系，并根据牛顿公式引导学生让行星运动并受到物体之间引力的拉动。许多图形软件包需要用 C 或其他难学的语言编程，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，我在辅导一个学生的数学时接触到了 Python。在那之后的一段时间里，他成了我的编程导师，而我是他的数学导师！
DW: 是什么让您对数学感兴趣？
PF: 我用传统的方式学习数学：用手、在纸上和黑板上。我擅长操作符号，所以代数从来都不是问题，而且我喜欢绘画和绘图，所以几何和三角学也很有趣。我在大学里用 BASIC 和 Fortran 编过一些程序，但它从未激励我。后来，编程极大地激励了我！我仍然对编程能够轻松完成数学课上繁琐的工作感到高兴，它解放了你，让你去做更有趣的探索、绘图、调整和发现。
DW: 是什么启发您考虑使用 Python 方法来教授数学？
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。这需要手工操作半个小时，但计算机可以立即完成！然后我们可以寻找模式（这正是数学学生应该做的），将模式表达为一个函数，并进一步扩展它。
DW: 您的教学方法如何帮助学生——特别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，特别是高中生，质疑在 21 世纪是否有必要进行所有这些手工计算、绘图和求解，我并不反对他们。例如，学习使用 Excel 处理数字应该被视为在办公室工作的基本必需品。学习编码，无论使用哪种语言，都正在成为对公司来说非常有价值的技能。所以，这对我来说具有现实世界的吸引力。
但是用代码创作艺术的想法可以彻底改变数学课。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的工具，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，“学校数学”侧重于死记硬背和遵循规则，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，只是不是学校教的那种方式。我曾遇到过家长看到他们的孩子用代码创作的酷炫图形后说：“我从来不知道正弦和余弦是用来做什么的！”
DW: 您如何看待您教授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结合成 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”常常被忽视。我看到 STEM 实验室里做了很多有趣的项目，甚至是非常小的孩子也在做，他们显然正在接受技术、工程和科学方面的教育。但我看到项目中很少有数学材料。STEM/mechatronics 教师 Ken Hawthorn 和我正在创建项目，试图弥补这一点。
希望我的书能帮助鼓励学生，无论男孩女孩，都能在真实和虚拟的技术世界中发挥创造力。书中有很多漂亮的图形，我希望这些图形能激励人们去体验编码冒险并制作它们。我使用的所有软件 (Python Processing) 都是免费的，可以轻松安装，或者已经安装在 Raspberry Pi 上。进入 STEM 世界不应该让学校或个人望而却步。
DW: 您想与其他数学老师分享什么？
PF: 如果数学界真的认真对待按照他们商定的标准来教授学生，例如数字推理、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。他们只需要有人向他们展示如何使用代码自动化繁琐的工作，来完成他们已经在做的一切。
我的图形密集型方法之所以成为可能，是因为免费图形软件的可用性。人们可能需要被告知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引导学生使用 21 世纪的技术解决问题，可视化进度或结果，并找到更多要追求的模式。
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