用Mathematica提高英语写作水平

很多人认为编程是只在科学、技术、工程和数学中会用到的工具。但其实，Wolfram语言中的编程不仅仅是以上学科中的完美工具，同时还能为许多其他课堂提供强有力的支持。

在英语课堂中，运用Wolfram语言可以帮助我们分析英语作文，提高英语写作水平。以下案例展示了如何在中小学课堂中利用Wolfram语言帮助学生提高英文写作水平。

步骤一：导入英语作文

这里运用的是ACT的样本文章：

myEssay=Import["C:\\Users\\adrianao\\Documents\\sampleessay.txt","Text"]

步骤二：分析英语作文

计算英语作文单词总数：

Length[TextWords[myEssay]]得到单词数量为340

生成单词云，找出文章中使用最多的单词：

WordCloud[myEssay]：

如果需要更详细分析，我们可以统计各单词在文中的出现次数，并按照从高到低的顺序进行排列：

wordNum=Reverse[SortBy[Tally[TextWords[myEssay]],Last]]：

{{you,30},{to,19},{that,17},{school,17},{I,14},{a,9},{know,7},{go,7},{do,7},{could,7},{of,6},{for,6},{be,6},{are,6},{think,5},{should,5},{lot,5},{in,5},{help,5},{have,5},{five,5},{because,5},{year,4},{thing,4},{School,4},{it,4},{is,4},{how,4},{doing,4},{will,3},{this,3},{students,3},{not,3},{learn,3},{if,3},{going,3},{experience,3},{everything,3},{every,3},{and,3},{world,2},{where,2},{when,2},{want,2},{The,2},{teach,2},{place,2},{people,2},{most,2},{make,2},{like,2},{good,2},{extended,2},{educator,2},{education,2},{educate,2},{don't,2},{different,2},{By,2},{but,2},{your,1},{years,1},{writing,1},{well,1},{United,1},{type,1},{told,1},{To,1},{them,1},{the,1},{teacher,1},{States,1},{something,1},{skills,1},{shouldn't,1},{see,1},{out,1},{nobody,1},{new,1},{need,1},{In,1},{from,1},{friends,1},{fights,1},{everyone,1},{essay,1},{didn't,1},{classwork,1},{choice,1},{children,1},{can,1},{best,1},{believe,1},{At,1},{at,1},{assignment,1},{anything,1},{an,1},{am,1},{all,1},{about,1}}

柱状图让我们更加直观地看到单词在文中的使用次数：某些单词或者短语是不是用的太频繁了？能不能做一些修改，减少那些使用次数过多的单词？

BarChart[Take[wordNum[[All,2]],20],ChartLabels->Take[wordNum[[All,1]],20]]：

从以上分析我们可以看出，在这篇样本文章中，作者使用频率最高的单词是”you”、to、that和school。

除了单词频率分析以外，还可以分析单词的长度。通过计算一篇文章的平均单词长度来分析文章中的单词是长还是短：

N[Mean[StringLength[myEssay]]]：

4.02647

说明这篇英语作文中的单词都比较短，用词比较简单。

对于更高年级的学生，可以通过易读性分析指数（Automated Readability Index）来给文章进行评级，易读性分析指数的公式为：

ARI=4.71(characters/words)+0.5(words/sentences)-21.43

要计算易读性分析指数，我们需要了解

文章字母总数：

characters=Length[StringCases[myEssay,WordCharacter]]

1344

文章单词总数：

words=Length[TextWords[myEssay]]：

340

文章的句子总数：

sentences=Length[TextSentences[myEssay]]：

20

最后，通过自定义一个函数来计算自动易读性指数：

readIndex[characters_,words_,sentences_]:=4.71(characters/words)+0.5(words/sentences)-21.43；

readIndex[characters,words,sentences]：

5.74376

以上结果显示出这篇文章可读性约为6。

步骤三：讨论反思

最后，学生可以根据分析结果，调整文中带有单词you、to、that、school的句子，适当使用一些高级词汇，从而提高作文质量。

以上我们可以看到，整个分析过程操作简单，涉及到的函数很少，容易理解，但却能有效地帮助学生分析自己的英语写作。有意识地对英语写作中的用词进行分析，既能提高英语写作水平，同时也锻炼了批判性思维。

Mathematica凭借简单的操作与强大的功能，不仅成为高校师生、科研工作者的好帮手，也逐渐成为中小学师生的课堂助手！目前，知名的教育改革实验中学北京十一学校已正式签约 Mathematica 站点使用授权。该校在以往的各类国家、国际数学建模竞赛中利用Mathematica软件斩获了多个奖项。未来，十一学校还会将Mathematica运用到其他课堂教学中。