信息学与数学之间有着怎样的关系？
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剑桥少儿英语 女英语老师
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众所周知，数学是所有理科科目的基础。信息学作为一门新兴学科，以信息为研究对象，以计算机等技术为研究工具，以扩展人类的信息功能为主要目标，注重培养孩子的综合素养。
在信息学竞赛中，无论是NOIP（全国青少年信息学奥林匹克联赛），NOI（全国青少年信息学奥林匹克竞赛）乃至IOI（国际信息学奥林匹克竞赛）对竞赛选手的数学水平，数学思维以及对数学模型的构造都提出了更高的要求。
那么，二者之间究竟有何区别与关联呢，今天就跟随小奥一起来看看吧~
02
信息学与数学的区别
应用逻辑不同
虽然信息学中的很多算法都来自于数学理论的支持，但两者在具体的应用逻辑上还是存在一定的差别。比如：对任意给定的一组数进行排序，使之从大到小进行排列。
在信息学中，在程序中并不是生搬硬套数学公式，需要有灵活的对数据的处理，高效的算法才能完美地解决一题。
不断被误解的命运
很多家长对信息学竞赛还存在着一定的误解，认为其就是面对一堆看不懂的代码，每天在电脑前练习编程即可，并怀揣着“只要编程学好了，就能在信息学竞赛中取得不错的成绩”这样的想法，但是，这种想法是极为片面的。
信息学属于计算机科学学科，主要学习的是编程语言、算法和数学。信息学竞赛也不只是考察学生对编程语言的了解程度，而是以算法和数据结构为核心，运用数学知识构建合适的模型，并采用计算机程序设计语言编写程序来解决实际问题。
信息学竞赛以算法竞赛为主，注重于考察算法，而算法背后更多的是以数学思维、逻辑思维主导的解题方法。
算法 = 计算方法 + 编程语言 + 数据结构。
参加信息学竞赛，真正考察的能力是算法设计、编程知识和数学知识，三者缺一不可。
03
信息学与数学的关联
联系紧密且不可分割
信息学和数学都需要很高的抽象思维能力，两者在很多地方都有共同之处。
编程学得好的孩子，在数学方面也有很强的优势。编程中的算法会提高孩子的逻辑思维能力，而逻辑思维能力也是数学测试的考察方向之一。例如在高考数学中，经常会出现一些编程题。比如 2020年全国高考二卷文科数学第 7 题，考察信息学中的循环语句（如下图）
除此之外， 编程中还会学习到其他数学知识，比如顺序执行，循环，变量，函数等等。所以数学好的同学在信息学学习中更占优势，而学习信息学，在一定程度也会提升孩子的数学成绩。很多参加过信息学竞赛的孩子，逻辑思维能力比一般孩子更强，数学成绩也普遍偏高。
如果将数学学习和信息学教育相结合，可以使数学的表现形式更加形象化、多样化、视觉化，可以更有效地刺激学生大脑皮层，有利于充分揭示数学概念的形成与发展，数学思维的过程和实质，展示数学思维的形成过程。
对于许多中小学生来说，数学概念太抽象。我们可以通过信息学，将抽象的数学概念转化为看得见的、会动的图像。例如数学中较常用的函数，书本上的概念理解起来很抽象，如果通过信息学，我们就可以在计算机上展示出来。
如果孩子数学基础扎实，逻辑思维能力比较强，那么在信息学竞赛中就会很容易找到解题方法，再结合计算机语言（编程知识）用代码实现解题步骤，就很容易在竞赛中获得好成绩。
而如果数学基础不好，那么倘若结合编程的趣味性加以训练，那数学思维也会有明显的提升。这也是为什么学习信息学能提高数学成绩的原因。
因此信息学与数学在根本上是联系紧密且不可分割的。
04
信息学对学习数学有什么好处
帮助理解
首先，信息学能够帮助孩子理解数学抽象概念。在编程的过程中，抽象的数学概念可以被转化为看得见的、具体的图像。
比如，在编程的过程中，孩子对于小数和分数会有更直观的理解。将代码中的小数点移动位置，屏幕上的物体的大小就会发生巨大的变化。孩子可以因此可以将抽象的小数和分数的概念变成鲜活的图形，印到脑子里。
强化能力
其次，信息学能够强化数学能力。如果孩子想用代码来编写一个有趣的小程序，那就要用到各种各样数学知识，并且还要调用抽象思维的能力。如果孩子想用代码建造战舰，那就要用到各种各样数学知识，并且还要调用抽象思维的能力。
比如，孩子必须运用逻辑来判断应该先编写战舰哪一部分的代码，是先把战舰画出来，还是先让它运动?在画战舰的时候，也需要用到线性方程式、找较大值/较小值等数学知识。有时孩子还需要分析数据，比如战舰在屏幕上的运动速度是多大的时候，看起来较逼真？
编程的过程就是解决一个个数学问题的过程，编程对孩子数学能力的强化是毋庸置疑的。
注意事项
虽然信息学竞赛好处多多，但我们仍然不建议小学三年级以下的孩子学习信息学，因为这部分学生年龄尚小，数学基础过于薄弱，理解能力尚未完善，很难吸收信息学竞赛知识。
如果您的孩子年龄偏小，准备让孩子之后学习信息学，不妨先让孩子补充数学知识，或者学些图形化编程 Scratch 等内容，提前培养创新和逻辑能力。
05
总结
相互促进、相辅相成
综上，我们可以说，数学学得好的孩子，对信息学的学习非常有帮助。反过来说，信息学对数学帮助也很大，二者相互促进，信息学和算法也是相辅相成的。因为算法就是计算方法。实现算法的过程，就是用某种编程语言来实现计算方法并求出结果的过程。算法训练必然会促进数学的进步。
与此同时，参加信息学竞赛，可以从小学开始学习，一直到初中、高中，甚至大学也可以选择与信息学相关的专业，毕业后可供选择的就业方向也更多，比如AI、智能制造、图像识别等，总的来说，学习信息学对孩子后续的发展有很大的帮助。
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