计算思维@Torrey Pines 高中

Abby Brown是一位数学老师,在加利福尼亚州圣地亚哥的Torrey Pines高中任教。她热衷于教学,即使是对于自己的数学课堂之外的学生,她一样满怀热忱,这也正是她创立CT@TP(计算思维@TorreyPines)的原因。CT@TP是一个计算思维俱乐部,旨在培养学生"如何提出问题,如何把问题用计算机可以理解的方式提出以便让其来解决问题"的能力。

(干货共享在文末。)

Abby不仅想将计算思维普及到自己的课堂之外,还想将Mathematica——这个自己数学课上使用的主要工具,介绍给高中一年级和二年级的学生。让学生提前了解他们将在高中三、四年级使用的学习工具,同时培养他们的计算思维,这真是一举两得,尤其是与那些自己都没有时间学习Mathematica的老师相比。

Abby自1992年就是Mathematica用户了。在2016年Wolfram技术大会上,她亲眼目睹了Wolfram语言可用于计算思维的各种创新方式(参见“

Stephen Wolfram 的博客:如何训练孩子们的计算思维

),她深受启发, 创办了计算思维俱乐部。最初的俱乐部, 称为Wolfram语言研讨会(Wolfram Language Workshops), 大约每月举行两次非正式会议, 并使用Stephen Wolfram的《Wolfram语言入门》作为他们在计算世界探索的指南。

但问题来了,不仅是没有定期安排的会议时间,俱乐部学生领袖的早期高年级倦怠症也渐渐显现。Abby发现, 她需要为俱乐部提供比《Wolfram 语言入门》所能提供的更强大的结构和动力。参加Wolfram 语言研讨会的学生需要更好地了解计算思维的更大图景,以便从书里提供的示例中找到灵感。要做到这一点,Abby 实际上需要准备另一门课。

由于这些挑战,俱乐部一直处于停滞状态,直到Abby参加了2017年的Wolfram技术会议,她在会上获得了重启俱乐部所需的动力和工具。俱乐部重新更名为"CT@TP"。为了避免重蹈覆辙,Abby知道俱乐部必须每周活动一次。她将每周会议归类为 "活动" 或 "探索"主题,让新的学生领袖帮助她计划和组织活动, 并且大力支持新加入俱乐部的学生。

Abby为自己的新活动潜心积虑,并利用公益网站Computational Thinking Initiatives的AI Adventures填写活动时间表(https://www.computationinitiative.org)。俱乐部通过计算思维对话 (包括机器学习、图像处理、交互式动画、文本分析和3D打印等主题) 和实时编码而蓬勃发展。随着出席率的提高, 俱乐部成员开始在数学课上使用他们的Mathematica知识。学生们开始邀请朋友加入俱乐部, 两名俱乐部成员甚至参加了Wolfram高中夏令营, 在暑假期间进一步参与Mathematica的学习和应用。

CT@TP:学生们的故事

上图从右至左:Abby Brown, Shannon Brownlee 和 Emily Zhang 在2018年Wolfram 技术大会上演讲。

Emily Zhang是CT@TP的成员之一, 通过Abby的微积分课认识了Mathematica。她决定在她的毕业课题中运用她在CT@TP中学到的计算思维和 Wolfram 语言技能。

Emily 想在这个课题中运用三重积分。她最终决定模拟山体,创建了圣海伦山、珠穆朗玛峰和富士山的不同三维模型。

圣海伦山

珠穆朗玛峰

富士山

Shannon Brownlee最初是Girls Who Code的成员, 但她觉得乏味后来退出了。她在三年级上Abby的数学课时开始学习Mathematica,并决定加入CT@TP来再次学习如何写代码。

学习如何用Mathematica写代码很顺利,Shannon还把它用在了微积分3课程的期末课题上。Shannon没有用现成的问题,而是自己创造了一个问题来解决。这导致了Mathematica糖果土地的创建。

Shannon Brownlee 的 Candy Land

即使在一学年结束后,Shannon还想继续学习如何编码。很明显, 她已经摆脱了以前俱乐部的低迷状态。整个夏天, 她继续通过增强法(Augment)用 Mathematica 编码。Shannon 现在是CT@TP的学生领袖,并帮助俱乐部开展活动。

Abby、Emily和Shannon的故事殊途同归:她们每个人都找到了利用计算思维来探索个人兴趣的方法,每个人都通过CT@TP获得了动力。如果你也想开始自己的计算思维俱乐部, 我们的Computational Thinking Initiatives(https://www.computationinitiative.org/)提供的资源可以助你一臂之力,Abby 也共享了她的CT@TP网页(http://www.abbymath.com/CT)还有数学俱乐部(http://math.sduhsd.net/MathematiClub/)。可以从网页上下载notebook进行学习。

原文发布于微信公众号 - WOLFRAM(WolframChina)

原文发表时间:2019-01-25

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