淺論高中數學與計算機專業學習的關聯性

宋英琦 洛陽市欒川縣第一高級中學

前言：在計算機技術的發展的初始階段，是與數學知識相伴相生的，數學算法對計算機發展的影響是顯而易見的，在計算機編程、圖形轉換和編碼的過程中，都不可避免的要應用到數學知識，只有具備扎實的高中數學知識基礎，并與計算機技術融合創新，才能夠為開拓計算機的未來發展方向奠定良好的前提條件。

1. 高中數學在計算機領域中的具體應用

（一）高中數學在計算機編程中的應用

在設計計算機程序的過程中，不可避免的要應用到數學計算，這也對編程人員的數學知識掌握程度提出了較高的要求。只有具備良好的數學知識基礎，才能夠結合編程的實際需求，對數學知識進行整合和運用，完成程序設計。具體而言，在計算機編程過程中，主要應用的是數值計算部分的知識，需要建立在明確數值偏差的基礎上，將所獲取的數據信息輸入到計算機系統中，進而完成運算。數學運算過程較為抽象，需要編程人員深入理解算術過程，并建立起數值運算與圖形學等知識的有機關聯，這也為高中數學在計算機領域的發展和應用指明了方向。在編程的過程中，應樹立相應的數學思維，結合數學的求解方法，尋找合適的編程方法，實現對運行空間的節約，提升程序的運行速率，實現對程序的優化，提升程序設定的科學性。例如，針對Python編程知識的學習，應從Python2.5編程、Python3.0以上最新編程教程入手，結合互聯網提供的Python入門經典教程，實現對編程基礎知識的學習，再結合自身所學的數學知識，借助于老師講課的視頻教程，進行學習，尋找高中數學知識與編程的結合點，以此來理解數學知識與計算機編程的關聯性。

（二）高中數學在計算機編碼中的應用

十八世紀，二進制被首次提出，這也構成了計算機技術發展的雛形，實際上，二進制屬于數學知識，通過將二進制應用于計算機編碼過程中，能夠實現對計算機運行數據和相關信息的有效計算和存儲，通過促進原始數據向二進制轉換，有助于構建二進制系統，實現對簡單數據運算的解決，提升數學計算的速率和準確率。同時，促進原始數據向二進制轉化，還有助于將轉換后的數據以補碼的形式進行存儲，分別采用1和0表示開和關。但在二進制系統中，只能夠實現對1和0符號代碼的處理，不能夠處理其他數據。例如，在日常生活中，為了建立兩臺不同計算機之間的有效通信，需要借助于兩組二進制數據串行或者并行來實現。

（三）高中數學在計算機圖形中的應用

線性代數知識在計算機圖形構建過程中是最為基礎的部分，通過構建線性方程組和矩陣，有助于形成計算機發展的核心。矢量是圖形學不可或缺的內容，通常情況下，將X軸、Y軸和Z軸稱為矢量，以此來實現對圖形平移、縮放和旋轉的精準描述。與此同時，采用矩陣方法對圖形進行描述，也是一種常見方法，在計算機領域中，許多計算機問題的解決，都需要應用矩陣方程組進行求解，這也要求計算機從業人員具備扎實的線性代數知識基礎。

概率論和統計學知識在計算機的發展過程中也十分常見。統計學通過對數據進行搜集和整理，有助于實現對數據結果的科學評判，并實現對未來發展的科學預測，概率論有助于深入挖掘對象的本質特點，實現對事件發生概率的合理推測。在計算機圖形的構建過程中，需要借助于概率和統計知識對未知事件進行預測，形成人機交互技術。

2. 計算機專業對于高中學生提出的要求

高中階段我們所進行的數學基礎知識學習，對于今后有志于從事計算機行業的我們來說有著非常重要的影響，所以在高中階段就應當打下良好的數學基礎和形成良好的數學思想，并積極嘗試在今后的學習和生活中，充分運用所學到的數學知識原理解決現實問題和困境。

首先，高中學生在高中數學的學習當中，應當不斷夯實數學技術知識，其中微積分知識的學習是高中數學高二、高三階段的學習內容，同時也是學生在接觸高等數學學習之前的知識過度。學生在進行數學知識學習時，應當重視對于微積分等重要數學知識的學習和思考，在奠定堅實的知識基礎后，學生可以通過其他學習途徑，了解當前計算機技術的發展趨勢，了解計算機技術與數學知識之間的相互依存的關系，形成數學學習思路。

其次，高中學生所進行的數學學習，還應當以建立數學思維為目標。數學思維的本質是基于客觀事實的邏輯思維，學生只有掌握了數學邏輯思維，才能夠在現實生活中形成對于事物的理性分析的能力。而理性分析的能力則是計算機編程中的基礎能力，是計算機技術發展的需求之一，因此，應重視對高中生數學能力的培養。

再者，應從意識上進行轉變，應建立起數學思維與計算機思想的有效連接，運用數學知識解答計算機編程過程中的困惑，融會貫通，為計算機技術專業的學習奠定良好的前提條件。平時在學習計算機知識時應該多嘗試將數學知識融入到編程過程中，借助于多種途徑，培養對編程的興趣。計算機編碼的過程較為枯燥，若想培養對計算機編碼的興趣，高中生也可積極參加一些計算機編程大賽等活動，認識到計算機編程工作的趣味性，獲取計算機編程的靈感。

結論：綜上所述，可將計算機視為數學的衍生學科，充分認識到高中數學知識對計算機長遠發展的意義，形成科學的數學思維，將數學知識進行整合，并創新應用到計算機的發展過程中，在意識上進行轉變，建立起數學思維與計算機思想的有效連接，為將來學習計算機技術專業打下良好的基礎。