Informatyka szkolna z perspektywy uczelni

Transkrypt

1 Informatyka szkolna z perspektywy uczelni Jacek Cichoń Jacek.Cichon@pwr.wroc.pl Instytut Matematyki i Informatyki Wydział Podstawowych Problemów Techniki Politechnika Wrocławska listopad 2010 Cichoń (IMiI PWr) Informatyka szkolna z perspektywy uczelni listopad / 12

2 Niepokojace zjawiska Obserwacje 2007: To jest wyjatek potwierdzajacy regułę (częste) 2008: = = : 3 0 = /3 = :???? Stała tendencja Wyraźnie widać stałe, coroczne obniżanie się poziomu wykształcenia studentów pierwszego roku w ciagu ostatnich kilku lat. Studenci pierwszego roku jako tako radza sobie z szablonowymi zadaniami, zaś maja wielka trudność z samodzielnym myśleniem. Cichoń (IMiI PWr) Informatyka szkolna z perspektywy uczelni listopad / 12

3 Motywacja - I Często spotykane Wybrałem informatykę, bo Bład chcę nauczyć się lepiej programować chcę nauczyć się pisania gier komputerowych umiem biegle posługiwać się komputerem programowania można nauczyć się mniejszym nakładem pracy na kursach programowania tworzenie gier komputerowych to żmudne, interdyscyplinarne, rzemiosło; twórcy gier korzystaja z gotowych narzędzi informatycznych biegle posługiwać komputerem umie wiele osób nie majacych nic wspólnego z informatyka Cichoń (IMiI PWr) Informatyka szkolna z perspektywy uczelni listopad / 12

4 Motywacja - II Skutki błędnego rozpoznania czym jest informatyka przypadkowość wyboru kierunku studiów zniechęcenie po pierwszych tygodniach studiów niechęć do przedmiotów abstrakcyjnych (po co mi Analiza Matematyczna, skoro ja chcę się zostać świetnym programistom) Cichoń (IMiI PWr) Informatyka szkolna z perspektywy uczelni listopad / 12

5 Właściwa perspektywa JADRO INFORMATYKI = ALGORYTMIKA D. Harell, Y. Feldman, Rzecz o istocie informatyki: Algorytmika, WNT 2007 D. Knuth, Sztuka programowania. I-III, WNT, 2008 Podwójna pętla for I=1 to n do for J=I to n do Op(I,J) od od Złozoność obliczeniowa Operacja Op jest wykonywana n(n+1) 2 razy, bo n = n(n + 1) 2 Cichoń (IMiI PWr) Informatyka szkolna z perspektywy uczelni listopad / 12

6 Trochę trudniejszy przykład Potrójna pętla for I=1 to n do for J=I to n do for K=J to n do Op(I,J,K) od od od Złożoność obliczeniowa Operacja Op jest wykonywana n(n+1)(n+2) 2 razy. Do pokazania tego potrzebna jest znajomość wzorów oraz n = n(n + 1) n 2 = 1 6 n(n+1)(2n+1) Cichoń (IMiI PWr) Informatyka szkolna z perspektywy uczelni listopad / 12

7 Algorytmika a programowanie Porównanie algorytmika programowanie pisanie wierszy znajomość języka naturalnego Polaków jest ponad trzydzieści milionów a Szymborska jest tylko jedna! Pakiety biurowe Znajomość edytorów tekstu, arkuszy kalkulacyjnych, systemów prezentacyjnych pakietów graficznych nie ma prawie nic wspólnego z informatyka. Cichoń (IMiI PWr) Informatyka szkolna z perspektywy uczelni listopad / 12

8 Co musi znać dobry informatyk? Główne zagadnienia jakiś język programowania matematyka (zwłaszcza: kombinatoryka skończona, analiza, rachunek prawdopodobieństwa) fizyka (zwłaszcza: termodynamika, elektromagnetyzm) biologia (zwłaszcza: teoria ewolucji) Cichoń (IMiI PWr) Informatyka szkolna z perspektywy uczelni listopad / 12

9 Obliczenia na odwrocie koperty Seria pytań Ile metrów sześciennych wody przepływa przez Odrę w ciagu jednej doby? Ile samochodów przejeżdża w ciagu doby przez ulicę przy której mieszkasz? Ile mam lat w układzie dwójkowym? Ile sekund już żyję? Ile sekund minęło od poczatku wszechświata? Ile waży powietrze w twoim pokoju? Cichoń (IMiI PWr) Informatyka szkolna z perspektywy uczelni listopad / 12

10 Sprzężenie z innymi przedmiotami Matematyka Fizyka Prawie każde zagadnienie kombinatoryczne i probabilistyczne ma zastosowanie do algorytmiki. Prawie każde zagadnienie analizy algorytmów wymaga zastosowania narzędzi matematycznych. Wiele zagadnień fizycznych można bez trudu wymodelować odpowiednim algorytmem. Biologia Obliczenie ewolucyjne, algorytmy genetyczne sa dzisiaj standardowa heurystyka. Cichoń (IMiI PWr) Informatyka szkolna z perspektywy uczelni listopad / 12

11 Podsumowanie Co student szkoły średniej powinien wiedzieć: bez znajomości przedmiotów ścisłych będzie co najwyżej dobrym programista matematyka dyskretna, rachunek prawdopodobieństwa, analiza matematyczna służa do analizy algorytmów. używanych jest kilkaset języków programowania nie należy do samego programowania przywiazywać zbyt dużej wagi. informatyk powinien być ciekawy świata, nowych osiagnięć nauki, czytać Świat Nauki, Wiedzę i Życie, bez przerwy liczyć Cichoń (IMiI PWr) Informatyka szkolna z perspektywy uczelni listopad / 12

12 To już koniec Kontakt WWW: cichon/ Dziękuję Cichoń (IMiI PWr) Informatyka szkolna z perspektywy uczelni listopad / 12