Informatyka – fundamenty wdrażania · 2019. 7. 4. · informatyka + Nowe kształcenie...

44
Maciej M. Sysło [email protected] Informatyka – fundamenty wdrażania

Transcript of Informatyka – fundamenty wdrażania · 2019. 7. 4. · informatyka + Nowe kształcenie...

Page 1: Informatyka – fundamenty wdrażania · 2019. 7. 4. · informatyka + Nowe kształcenie informatyczne, od 2015 Maciej M. Sysło Po latach starań, znakomita sytuacja do zmian: na

Maciej M. Sysł[email protected]

Informatyka – fundamenty wdrażania

Page 2: Informatyka – fundamenty wdrażania · 2019. 7. 4. · informatyka + Nowe kształcenie informatyczne, od 2015 Maciej M. Sysło Po latach starań, znakomita sytuacja do zmian: na

Początki edukacji informatycznej w Polsce

Maciej M. Sysło

Rok szkolny 1964/1965/1966 – III i I LO, WrocławPowstają klasy informatyczne – decyzja KW PZPR

1970 – Uniwersyteckie klasy matematyczne w XIV LO w Warszawie – zajęcia z teorii maszyn: Z. Pawlak, A. Skowron, A. Walat

Lata 1980: ekspansja idei S. Paperta i Logo: S. Waligórski, A. Walat, Pascal zdobywa popularność Lipiec 1985: MOiW, pierwszy program nauczania EI dla LO Maj 1986: Elwro 800 Junior – wygrywa konkurs na komputer szkolny Koniec lat 1980 – pierwszy podręcznik do elementów informatyki 1990: MEN zatwierdza program nauczania EI w klasach VIII 1991: Polska przyłączona do Internetu, Internet dla Szkół (IdS), M. Car 1994: Olimpiada informatyczna – ma już 25 lat Projekty MEN, rządu (poseł G. Staniszewska): Pracownia internetowa w

każdej gminie, w każdym gimnazjum, w każdej szkole 2002: Matura z informatyki Otwarcie na świat: OI, Konkurs, Bóbr, konferencje ISSEP i WCCE I dzisiaj!

Page 3: Informatyka – fundamenty wdrażania · 2019. 7. 4. · informatyka + Nowe kształcenie informatyczne, od 2015 Maciej M. Sysło Po latach starań, znakomita sytuacja do zmian: na

informatyka +

Nowe kształcenie informatyczne, od 2015

Maciej M. Sysło

Po latach starań, znakomita sytuacja do zmian:na każdym etapie edukacyjnym istnieją przedmioty informatycznew szkołach pracują nauczyciele tych przedmiotówszkoły są wyposażone w podstawowy sprzęt informatycznyśrodowiska programistyczne są powszechnie dostępne i bezpłatneduże zaangażowanie uczniów i gotowość do udziału w zajęciach informatycznych/programistycznych

Page 4: Informatyka – fundamenty wdrażania · 2019. 7. 4. · informatyka + Nowe kształcenie informatyczne, od 2015 Maciej M. Sysło Po latach starań, znakomita sytuacja do zmian: na

Podstawa programowa informatyki w K-12

Wspólne Cele kształcenia – Wymagania ogólne – dla wszystkich etapówI. Rozumienie, analizowanie i rozwiazywanie problemów na bazie logicznego i

abstrakcyjnego myślenia, myślenia algorytmicznego i sposobów reprezentowania informacji.

II. Programowanie i rozwiazywanie problemów z wykorzystaniem komputera oraz innych urządzeń cyfrowych: układanie i programowanie algorytmów, organizowanie, wyszukiwanie i udostępnianie informacji, posługiwanie się aplikacjami komputerowymi.

III. Posługiwanie się komputerem, urządzeniami cyfrowymi i sieciami komputerowymi, w tym: znajomość zasad działania urządzeń cyfrowych i sieci komputerowych oraz wykonywania obliczeń i programów.

IV. Rozwijanie kompetencji społecznych, takich jak: komunikacja i współpraca w grupie w tym w środowiskach wirtualnych, udział w projektach zespołowych oraz organizacja i zarządzanie projektami.

V. Przestrzeganie prawa i zasad bezpieczeństwa. Respektowanie prywatności informacji i ochrony danych, netykiety, norm współżycia społecznego, praw własności intelektualnej; ocena i uwzględnienie zagrożeń, związanych z technologią.

4Maciej M. SysłoSpiralny rozwój uczniów na kolejnych etapach (J. Bruner)

Technologia

Page 5: Informatyka – fundamenty wdrażania · 2019. 7. 4. · informatyka + Nowe kształcenie informatyczne, od 2015 Maciej M. Sysło Po latach starań, znakomita sytuacja do zmian: na

Fundamenty podstawy

5Maciej M. Sysło

kolejność celów ogólnych – algorytmiczne myślenie przed programowaniem, przed użyciem komputera

spiralność – rozwój wokół tych samych celów ogólnych przez wszystkie lata w szkole (K-12), ciągłość kształcenia

myślenie komputacyjne – procesy myślowe angażowane w formułowanie problemu i przedstawianie jego rozwiązania w taki sposób, aby komputer – człowiek lub maszyna – mógł skutecznie je wykonać – podejście informatyczne w rozwiązywaniu problemów

programowanie – etap kreatywnego rozwiazywania problemów – learning by doing – konstrukcjonizm – dialog z komputerem

informatyka w swoich zastosowaniach – nauczanie przez rozwiązywanie problemów z różnych dziedzin

metoda projektów – zalecana w podstawach wszystkich przedmiotów, praca w zespołach – informatyk nie pracuje dzisiaj sam

Page 6: Informatyka – fundamenty wdrażania · 2019. 7. 4. · informatyka + Nowe kształcenie informatyczne, od 2015 Maciej M. Sysło Po latach starań, znakomita sytuacja do zmian: na

Fundamenty podstawy – kolejność celów

6Maciej M. Sysło

kolejność celów ogólnych – (algorytmiczne) myślenie przed programowaniem, przed użyciem komputera

Komputer, aplikacje, język programowania to narzędzia, musimy mieć coś, do czego ich użyć

Nauka programowania – wydrukuj Hello World; dodaj dwie liczby!?!Gdy uczeń nie ma nic do powiedzenia komputerowi!!!

Komputer wykonuje tylko programyKażdy program jest zapisem jakiegoś algorytmu Trzeba mieć coś do powiedzenia: znać algorytmy

Algorytm przed programowaniem

N.N. nie miał nic do powiedzeniaN.N. nauczył się hiszpańskiego [Pythona]teraz N.N. nie ma nic do powiedzenia po hiszpańsku [w Pythonie]

[Jerzy Szczepkowicz]

Fermina Dazy (Miłość w czasach zarazy, G.G.Marquez): Języki trzeba znać wtedy, gdy się ma coś do powiedzenia

Page 7: Informatyka – fundamenty wdrażania · 2019. 7. 4. · informatyka + Nowe kształcenie informatyczne, od 2015 Maciej M. Sysło Po latach starań, znakomita sytuacja do zmian: na

7Maciej M. Sysło

Intuicje: Bóbr, Godzina Kodowania

Zarzut: odtwarzanie, brak kreatywnościOdpowiedź: na dobry początek, zainicjowanie nauczyciela i uczniów

Page 8: Informatyka – fundamenty wdrażania · 2019. 7. 4. · informatyka + Nowe kształcenie informatyczne, od 2015 Maciej M. Sysło Po latach starań, znakomita sytuacja do zmian: na

Fundamenty podstawy - spiralność

8Maciej M. Sysło

spiralność – rozwój wokół tych samych celów ogólnych przez wszystkie lata w szkole (K-12)

Ciągłość kształcenia, ciągłość rozwoju ucznia, ciągłość rozwoju pojęć, metod informatycznych, kompetencji językowych (programowania) – nauka żadnego języka nie znosi przerw

J. Bruner, The Process of Education, 1960:

Każdego można wszystkiego nauczyć …

One starts somewhere – where the learner is. And one starts whenever the student arrives to begin his career as a learner.

R. Feynman: If you can’t explain it to a six year old you don’t really understand it

Przykład problemu – porządkowanie przez 12 lat w szkole! występuje w podstawach programowych większości krajów. „nośnikiem” wielu pojęć i metod informatycznych ma wiele wersji i algorytmów o różnych własnościach

Page 9: Informatyka – fundamenty wdrażania · 2019. 7. 4. · informatyka + Nowe kształcenie informatyczne, od 2015 Maciej M. Sysło Po latach starań, znakomita sytuacja do zmian: na

1. K-3: •Sytuacja: porozrzucane karty z obrazkami zwierząt, owoców itp.

Cel: pogrupujcie według własnego uznania

•Sytuacja: różne rzeczy, odpady

Cel: segregowanie według rodzaju

•Informatyka, pojęcia: haszowanie, metoda kubełkowa

Porządkowanie … przez 12 lat w szkole, 1

Maciej M. Sysło

Informatyczne osiągnięcia uczniów i pojęcia – rozwijane spiralnie

Page 10: Informatyka – fundamenty wdrażania · 2019. 7. 4. · informatyka + Nowe kształcenie informatyczne, od 2015 Maciej M. Sysło Po latach starań, znakomita sytuacja do zmian: na

2. 1-3:• Sytuacja: np. ciąg obrazków zwierząt czworonożnych

Cel: ustawcie według wagi ciała

• Informatyka, pojęcia:– porządek, przestawianie, przestawianie sąsiednich – obce uczniom, od najlżejszych

• Metodyka: abstrakcyjne myślenie, odkrywanie własnych sposobów

• Wsparcie, zabawy – Bóbr:

Porządkowanie … przez 12 lat w szkole, 2

Maciej M. Sysło

Page 11: Informatyka – fundamenty wdrażania · 2019. 7. 4. · informatyka + Nowe kształcenie informatyczne, od 2015 Maciej M. Sysło Po latach starań, znakomita sytuacja do zmian: na

Maciej M. Sysło

Informatyczne osiągnięcia uczniów i pojęcia – rozwijane spiralnie

Page 12: Informatyka – fundamenty wdrażania · 2019. 7. 4. · informatyka + Nowe kształcenie informatyczne, od 2015 Maciej M. Sysło Po latach starań, znakomita sytuacja do zmian: na

3. 4-6: •Sytuacje: różnorodne

•Cel: różnorodny kontekst występowania uporządkowania i sposób porządkowania

•Informatyka: różnorodne konteksty porządkowania i metody dostosowane do kontekstu

Porządkowanie … przez 12 lat w szkole, 3

Maciej M. Sysło

Page 13: Informatyka – fundamenty wdrażania · 2019. 7. 4. · informatyka + Nowe kształcenie informatyczne, od 2015 Maciej M. Sysło Po latach starań, znakomita sytuacja do zmian: na

4. 6-8

•Sytuacje: organizacja rozgrywek, wybór obiektu naj …

Cel: znajdź najlepszy/największy/najmniejszy/naj… element

•Informatyka: przeszukiwanie liniowe, turniejowe – liczba porównań, pierwsze programy (Pyhon)

•Wsparcie: kinestetyczna gra, plansza klasowych/szkolnych rozgrywek

Porządkowanie … przez 12 lat w szkole, 4

Maciej M. Sysło

5. 6-8

•Sytuacje: uporządkowany ciąg

Cel: znajdź wybrany element

•Informatyka: przeszukiwanie binarne, programy (Uwaga: nie taki prosty, można posłużyć się gotowym)

•Wsparcie: zgadywanie liczby, zadania z Bobra (multum)

Page 14: Informatyka – fundamenty wdrażania · 2019. 7. 4. · informatyka + Nowe kształcenie informatyczne, od 2015 Maciej M. Sysło Po latach starań, znakomita sytuacja do zmian: na

4. 7-8

•Sytuacja: ciąg liczb

Cel: uporządkuj

•Informatyka: iteracja: najmniejszy na początek, przestawić elementy w złej kolejności, pierwsze algorytmy porządkowania, pierwsze programy sortujące (Python)

•Wsparcie: programy demo, Godzina Kodowania (programowanie)

Porządkowanie … przez 12 lat w szkole, 5

Maciej M. Sysło

Page 15: Informatyka – fundamenty wdrażania · 2019. 7. 4. · informatyka + Nowe kształcenie informatyczne, od 2015 Maciej M. Sysło Po latach starań, znakomita sytuacja do zmian: na

4. LO, LO rozszerzenie

•Sytuacja: ciąg liczb

Cel: uporządkuj

•Informatyka: elementy komputerowych implementacji: operacja scalania – porządkowanie przez scalanie, rekurencja, programowanie

•Informatyka – pytania ogólne, np.: • znaczenie porządku – łatwo znaleźć – szukanie przez podział ciągu –

zamiast 1000 prób, tylko 10 – gra w zgadywanie liczby wśród 1000

• porównanie efektywności metod: przez wybór – stała liczba działań, bąbelkowa – szybka na mało nieuporządkowanym ciągu, porównanie czasów obliczeń

Porządkowanie … przez 12 lat w szkole, 6

Maciej M. Sysło

Page 16: Informatyka – fundamenty wdrażania · 2019. 7. 4. · informatyka + Nowe kształcenie informatyczne, od 2015 Maciej M. Sysło Po latach starań, znakomita sytuacja do zmian: na

Fundamenty podstawy – myślenie komputacyjne

16Maciej M. Sysło

myślenie komputacyjne – procesy myślowe angażowane w formułowanie problemu i przedstawianie jego rozwiązania w taki sposób, aby komputer – człowiek lub maszyna – mógł skutecznie je wykonać – podejście informatyczne do rozwiązywania problemów

mental tools – analityczne sposoby myślenia, ale nie temat lekcji J. Wing: attitiude and skill set – nastawienie i umiejętności, które

każdy może i powinien posiąść i stosować poszerza ludzkie myślenie i integruje z możliwościami komputerów obok stosowania gotowych narzędzi i informacji kształtuje

kreatywność w tworzeniu własnych narzędzi i informacji przygotowuje do wykorzystywania metod i narzędzi komputerowych

oraz informatycznych w różnych dziedzinach wzbogaca i poszerza metodologię rozwiązywania problemów z

wykorzystaniem komputerów: analityczne narzędzie w realizacji metody projektów

programując – najpierw pomyśl komputacyjnie

Page 17: Informatyka – fundamenty wdrażania · 2019. 7. 4. · informatyka + Nowe kształcenie informatyczne, od 2015 Maciej M. Sysło Po latach starań, znakomita sytuacja do zmian: na

17Maciej M. Sysło

Bóbr

Page 18: Informatyka – fundamenty wdrażania · 2019. 7. 4. · informatyka + Nowe kształcenie informatyczne, od 2015 Maciej M. Sysło Po latach starań, znakomita sytuacja do zmian: na

18Maciej M. Sysło

Sudoku – od klasy 1 …

Pojęcia: abstrakcja – nie ma znaczenia, co układamyreguła prowadzi do dekompozycja, rozkład zadania/problemu, praca krokowa – algorytm – kolejność uzupełnień

Page 19: Informatyka – fundamenty wdrażania · 2019. 7. 4. · informatyka + Nowe kształcenie informatyczne, od 2015 Maciej M. Sysło Po latach starań, znakomita sytuacja do zmian: na

Tok zajęć: elementy myślenia komputacyjnego

Praca z rzeczywistą sytuacją problemową: • zebranie informacji i danych – abstrakcja na niskim poziomie, nie

wszystkie dane są potrzebne • wykrywanie w danych dla problemu: zasad, wzorców, reguł, teorii• analiza danych i reprezentacja danych (jeszcze poza komputerem):

lista, tabela, tabele powiązane • dekompozycja danych i/lub problemu (na mniejsze znane)• projektowanie algorytmu – modelu obliczeniowego:

• podejście ad hoc – heurystyka • metody/algorytmy informatyczne: alg. liniowe, pętle, warunki, rekurencja • współbieżność, interakcja – zdarzenia • automatyzacja rozwiązania – program – abstrakcja sytuacji zewnętrznej

• symulacja komputerowego modelu problemu• testowanie i poprawianie• głębsza analiza problemu oraz modyfikowanie, poszerzanie

19Maciej M. Sysło

LO, klasy 1-3

Projekt: polemika z wypowiedzią Umberta Eco: jeśli ktoś myśli, że książka zniknie, to się myli

Sytuacja: teksty drukowane i elektroniczne związane z tematem

Problem: znajdź argumenty za i przeciw; przeprowadź dyskusję, spisz ją

Dane: selekcja/wybór fragmentów ze źródeł – abstrakcja

Zasada w danych: dotyczą książki, w tym Eco

Reprezentacja danych: szablon tekstu dyskusji z przeciwnymi argumentami (tabela, format)

Dekompozycja: argumenty „za” i „przeciw”

Algorytm: metoda postępowania: zorganizowana dyskusja, uporządkowany zapis

Modyfikacje: danych – ważny dla konkluzji glos innych osób – uzasadnienie, włączenie

Komputer, program: projekt – automatyzacja przebiegu projektu, ocena własna i nauczyciela, udostepnienie w systemie prowadzenia projektów

Page 20: Informatyka – fundamenty wdrażania · 2019. 7. 4. · informatyka + Nowe kształcenie informatyczne, od 2015 Maciej M. Sysło Po latach starań, znakomita sytuacja do zmian: na

Myślenie komputacyje, J. Wing, 2006

Kompetencje (umiejętności) budowane na mocy i ograniczeniach komputerowego przetwarzania informacji w różnych dziedzinach i rozwiązywania rzeczywistych problemów

Wśród takich umiejętności – mental tools – są:abstrakcja wyszukanie i pozostawienie istotyredukcja i dekompozycja złożonych problemówtworzenie reprezentacji i modelowania danych, problemów i rozwiązaństosowanie heurystyk intuicja, pomysły, kreatywnośćtworzenie przybliżonych rozwiązań (aproksymacji), gdy dokładne rozwiązanie nie jest możliwe stosowanie rekurencji, czyli myślenia indukcyjnego (rekurencja = iteracja)

20Maciej M. Sysło

Page 21: Informatyka – fundamenty wdrażania · 2019. 7. 4. · informatyka + Nowe kształcenie informatyczne, od 2015 Maciej M. Sysło Po latach starań, znakomita sytuacja do zmian: na

Myślenie komputacyjne – „informatyka” dla wszystkich użytkowników komputerów

Myślenie komputacyjne towarzyszy procesom rozwiązywania problemów za pomocą komputerów. Operacyjna definicja myślenia komputacyjnego stosowana przy rozwiązywaniu problemów: •problem jest formułowany w postaci umożliwiającej posłużenie się w jego rozwiązaniu komputerem lub innymi urządzeniami;•problem polega na logicznej organizacji danych i ich analizie, danymi mogą być teksty, liczby, ilustracje itp. •rozwiązanie problemu można otrzymać w wyniku zastosowania podejścia algorytmicznego, ma więc postać ciągu kroków; •projektowanie, analiza i komputerowa implementacja (realizacja) możliwych rozwiązań prowadzi do otrzymania najbardziej efektywnego rozwiązania i wykorzystania możliwości i zasobów komputera oraz sieci;•nabyte doświadczenie przy rozwiązywaniu jednego problemu może zostać wykorzystane przy rozwiązywaniu innych sytuacjach problemowych.

21Maciej M. Sysło

Page 22: Informatyka – fundamenty wdrażania · 2019. 7. 4. · informatyka + Nowe kształcenie informatyczne, od 2015 Maciej M. Sysło Po latach starań, znakomita sytuacja do zmian: na

22Maciej M. Sysło

Informatyka

Myślenie komputacyjne

Coding

Programowanie

Wykracza poza informatykę

Programowanie ≠ Informatyka

Programowanie ≠ Kodowanie

Technologia informacyjna

Matematyka

j. angielski

j. polski

Fizyka

Page 23: Informatyka – fundamenty wdrażania · 2019. 7. 4. · informatyka + Nowe kształcenie informatyczne, od 2015 Maciej M. Sysło Po latach starań, znakomita sytuacja do zmian: na

Fundamenty podstawy - programowanie

23Maciej M. Sysło

programowanie – etap kreatywnego rozwiazywania problemów – learning by doing – konstrukcjonizm – dialog z komputerem

learning by doing – uczeń uczy się przez działanie, które powinno go aktywizować, nie być odtwórcze, zbyt elementarne, bo zniechęci

konstrukcjonizm (S. Papert) – tworzy wytwory, artefakty także bez komputera (unplugged), programy

właściwe użycie: Programowanie i język X, a nie … w języku X programowanie to faktycznie cały proces rozwiązywania problemu inne znaczenia:

programowanie dynamiczne – metoda optymalizacji, technika algorytmiczna nauczanie programowane – CAI: computer aided instruction

spiralna realizacja, odpowiednio do pojęć i zadań przejście od języka blokowego do tekstowego (kl. VI-VII) jak z każdym językiem – nie używany zanika, zwłaszcza na początku

Page 24: Informatyka – fundamenty wdrażania · 2019. 7. 4. · informatyka + Nowe kształcenie informatyczne, od 2015 Maciej M. Sysło Po latach starań, znakomita sytuacja do zmian: na

Język programowania

24Maciej M. Sysło

Klasa Liczba godzin

2017 1 1

2 1

3 1

2017 4 1

5 1

6 1

2017 7 1

8 1

2019 1-3 po 1

4 0

Rozszerzenie od kl. 1 LO:

1-4 6/tyg

Blokowe:

Scratch, Blockly, Baltie

Godzina kodowania, Roboty

Tekstowe: Python, C++, …

Jezyki specjalne

Page 25: Informatyka – fundamenty wdrażania · 2019. 7. 4. · informatyka + Nowe kształcenie informatyczne, od 2015 Maciej M. Sysło Po latach starań, znakomita sytuacja do zmian: na

1. dobry język odzwierciedla ważne pojęcia2. powinien być nośnikiem, a nie obiektem nauczania; jest

narzędziem, a nie celem 3. jest poznawany, gdy go potrzebujemy 4. jest używany ciągle 5. żaden szczególny – jest ich ponad 3000 6. program – to komunikat, czytelny i zrozumiały przekaz dla innych

osób, nie tylko dla maszyn7. to sposób myślenia – różne języki, to różne metodyki

programowania, różne obszary aplikacji, różni „czytelnicy” – ludzie i maszyny – programując najpierw pomyśl komputacyjnie

8. są języki wizualne i tekstowe, jednak nie ma ani programowania wizualnego ani tekstowego – języki wizualne minimalizują techniczne detale składni (syntaktyki)

9. niemal każda aplikacja może być programowana10. programowanie: optymalna realizacja zadania lub przedsięwzięcia

25

Dekalog języka programowania

Maciej M. Sysło

Page 26: Informatyka – fundamenty wdrażania · 2019. 7. 4. · informatyka + Nowe kształcenie informatyczne, od 2015 Maciej M. Sysło Po latach starań, znakomita sytuacja do zmian: na

Zaprogramuj … swoją przyszłość

26Maciej M. Sysło

Programowanie pojawia się w latach 1940-1950 jako: optymalne projektowanie:

zaplanuj swoja przyszłość i rób to cały czas z uwzględnieniem wielu aspektów i metod tak, aby Twoja przyszłość była w przyjętym przez Ciebie sensie optymalnym rozwiązaniem

Page 27: Informatyka – fundamenty wdrażania · 2019. 7. 4. · informatyka + Nowe kształcenie informatyczne, od 2015 Maciej M. Sysło Po latach starań, znakomita sytuacja do zmian: na

Zaprogramuj … swoją przyszłość

27Maciej M. Sysło

Programowanie - optymalne projektowanieprogramy wojskowe – technicznedowodzenie, logistyka wojennaproblemy lokalne/krajowe: transport, zaopatrzenie, produkcjaProgramowanie: dynamiczne (liceum)matematyczne

Przykład: optymalne wznoszenie się samolotu, patrz:

Uczniowie odkrywają Zasadę Optymalności Bellmana w programowaniu dynamicznym: na każdym kroku podejmuj najlepszą decyzję w sytuacji wynikającej z poprzednich decyzji – to nie ma nic wspólnego z programowaniem komputerów.

Page 28: Informatyka – fundamenty wdrażania · 2019. 7. 4. · informatyka + Nowe kształcenie informatyczne, od 2015 Maciej M. Sysło Po latach starań, znakomita sytuacja do zmian: na

Programowanie to nie jest pisanie programów, ale … show your work, your understanding

Maciej M. Sysło

Page 29: Informatyka – fundamenty wdrażania · 2019. 7. 4. · informatyka + Nowe kształcenie informatyczne, od 2015 Maciej M. Sysło Po latach starań, znakomita sytuacja do zmian: na

Programowanie – to także rozumienie programów

Maciej M. Sysło

PROCEDURE KRUSKAL( N,M :INTEGER; VAR ENDV1,ENDV2,WEIGHT:ARRM; VAR CONNECT :BOOLEAN; VAR TEDGE1,TEDGE2 :ARRN1; VAR TWEIGHT :INTEGER); VAR I,LAST,U,V,R1,R2,ECOUNT,TCOUNT:INTEGER; FATHER :ARRN; PROCEDURE HEAP(FIRST,LAST:INTEGER); VAR J,K,TEMP1,TEMP2,TEMP3:INTEGER; BEGIN J:=FIRST; WHILE J <= TRUNC(LAST/2) DO BEGIN IF (2*J < LAST) AND (WEIGHT[2*J+1] < WEIGHT[2*J]) THEN K:=2*J+1 ELSE K:=2*J; IF WEIGHT[K] < WEIGHT[J] THEN BEGIN TEMP1:=ENDV1[J]; TEMP2:=ENDV2[J]; TEMP3:=WEIGHT[J]; ENDV1[J]:=ENDV1[K]; ENDV2[J]:=ENDV2[K];

Program w języku Pascal z 1983 roku

Implementacja algorytmu Kruskala

Page 30: Informatyka – fundamenty wdrażania · 2019. 7. 4. · informatyka + Nowe kształcenie informatyczne, od 2015 Maciej M. Sysło Po latach starań, znakomita sytuacja do zmian: na

informatyka w swoich zastosowaniach – nauczanie przez rozwiązywanie problemów z różnych dziedzin

zastosowania źródłem sytuacji problemowych – ich wybór dyktuje nauczycielowi informatyczna „zawartość” sytuacji

zastosowania polem/okazją dla aktywacji i mobilizacji myślenia komputacyjnego na potrzeby rozwiązania problemu

jednocześnie okazją do wykształcenia podejścia i umiejętności, które każdy może i powinien posiąść i stosować

ilustracja użyteczności informatyki na potrzeby szkoły: integracja między przedmiotowa,

współpraca, użyteczność na szkolne potrzeby a może któregoś ucznia porwie informatyka?

3030

Podstawa – informatyka w zastosowaniach

Maciej M. Sysło

Page 31: Informatyka – fundamenty wdrażania · 2019. 7. 4. · informatyka + Nowe kształcenie informatyczne, od 2015 Maciej M. Sysło Po latach starań, znakomita sytuacja do zmian: na

Świetny przykład (A.B. Kwiatkowska): próbujemy dopasować jedno do drugiego, porównać zgodność jednego z drugim: DNA – na ile jest ono wspólne dla bliźniąt?DNA – czy zawiera pewne fragmenty związane z chorobami dziedzicznymi?W jakim stopniu pokrywają się prace – plagiat? W informatyce – jest to dopasowanie wzorca

informatyka + 3131

Zastosowania: dopasowanie wzorca

Maciej M. Sysło

ATGGCAGACCATTATTTTTCTAACGACCCTTCTAGTAAAAGTGATCGTAAGCGATGGGAATTTACGCTTC

GTGGATCTCAATTTACTTTCTTATCTGACCGTGGGGTGTTCTCGAAAAACGAAGTGGACTTTGGTTCTCG

TCTTTTAATTGAAGCGTTTCAAGTGCCAGATATTAAAGGTGACATATTAGACGTAGGTTGTGGATATGGA

CCAATTGGTTTATCGTTGGCGAAAGAGTTTCAAGACCGTAAAGTTCACATGGTGGATGTGAATGAAAGGG

CACTTGAGCTTGCAAAAGAAAATGCCGCTAACAATAGAATTGGAAATGTGCACATTTTTCAAAGTAGCGT

CTATGAAAATGTAGATGGTATGTATGCTGCTATTCTATCTAATCCTCCAATTCGTGCAGGGAAAGATATC

GTGCATGAGATTTTAGAAAAAGCTGTAGAACATTTAGTTCCAGGTGGAGAGTTGTGGATTGTTATTCAAA

AGAAACAAGGTGCACCATCTGCGCTGAAGAAACTAGAAGAAGTGTTTTCTGAAGTCGAAGTTGTAGAAAA

GAAAAAAGGATATTATATCATAAAATCAAAAAAACGTTGA

Page 32: Informatyka – fundamenty wdrażania · 2019. 7. 4. · informatyka + Nowe kształcenie informatyczne, od 2015 Maciej M. Sysło Po latach starań, znakomita sytuacja do zmian: na

Taniec: tańcz; if nie gra muzyka then STOPelse zrób krok; tańcz

informatyka + 3232

Myślenie rekurencyjne – w sytuacjach życiowych

Maciej M. Sysło

Rekurencja – czyli jak zwalić robotę na komputer

Page 33: Informatyka – fundamenty wdrażania · 2019. 7. 4. · informatyka + Nowe kształcenie informatyczne, od 2015 Maciej M. Sysło Po latach starań, znakomita sytuacja do zmian: na

Myślenie rekurencyjne: stary problem

33Maciej M. Sysło

s(n) – liczba sposobów osiągnięcia schodka n

n

n – 1

n – 2

1

0

s(n) = + s(n – 2)s(n –1)

s(1) =

s(2) =

dla n > 22

1

2

Profesor S. bierze jeden lub dwa schodki – na ile sposobów wyjdzie na piętro n

Myśl rekurencyjnie!

Króliki? Ależ to nierealistyczna sytuacja, a taki profesor to codzienność !

Page 34: Informatyka – fundamenty wdrażania · 2019. 7. 4. · informatyka + Nowe kształcenie informatyczne, od 2015 Maciej M. Sysło Po latach starań, znakomita sytuacja do zmian: na

Stary problem, nowe spojrzenie

34Maciej M. Sysło

Liczby Fibonacciego – w różnych dziedzinach – myślenie komputacyjnew przyrodzie: szyszki, słonecznik: skąd? Alan Turing w przyrodzie: kształt muszliw przyrodzie: wymiary człowiekaw architekturze – złota proporcja konstrukcja prostokąta za pomocą liczb Fibonacciego – złoty prostokąt

Związek liczb Fibonacciego z doskonałością?

Ukazały się w Helionie

Page 35: Informatyka – fundamenty wdrażania · 2019. 7. 4. · informatyka + Nowe kształcenie informatyczne, od 2015 Maciej M. Sysło Po latach starań, znakomita sytuacja do zmian: na

•Generowane liczby są połowione co druga•A zatem, dla 10300, algorytm Euklidesa wykonuje ok. 2000 mnożeń – to chwila, chwilę czekamy na zaszyfrowany mail.

•Logarytm ukryty w algorytmach:

•Algorytmiczna definicja logarytmu: ile razy należy podzielić przez dwa liczbę i jej ilorazy, by osiągnąć 1 – można wprowadzić już w gimnazjum!

•Euklides mógł wynaleźć logarytm 300 lat p.n.e., a zrobił to dopiero John Napier 400 lat temu, w 1614 roku.

3535

Myślenie logarytmiczne

Maciej M. Sysło

l ogarytm i algorytm to anagramy

m < n/2

m > n/2

Page 36: Informatyka – fundamenty wdrażania · 2019. 7. 4. · informatyka + Nowe kształcenie informatyczne, od 2015 Maciej M. Sysło Po latach starań, znakomita sytuacja do zmian: na

Maciej M. Sysło 36

Kojarzenie

Znajdź błąd na tej stronie elementarza – świetne ćwiczenie z kojarzenia

Page 37: Informatyka – fundamenty wdrażania · 2019. 7. 4. · informatyka + Nowe kształcenie informatyczne, od 2015 Maciej M. Sysło Po latach starań, znakomita sytuacja do zmian: na

Nobel za kojarzenie

37Maciej M. Sysło

Stabilny układ par, Stabilne małżeństwa – temat na zajęcia informatyczne bez komputera

Mężczyźni i kobiety z preferencjami – zawsze istnieje stabilny układ par. W 1962, David Gale i Lloyd Shapley dowodzą i podają algorytm.

W 2012 roku, Lloyd Shapley (2.06.1923 – 12.03.2016) i Alvin E. Roth otrzymują Nagrodę Nobla w dziedzinie ekonomii za the theory of stable allocations and the practice of market design

USA, 2014: Sprzeciw, jak algorytm może decydować o przyjęciu do pracy lekarzy

Page 38: Informatyka – fundamenty wdrażania · 2019. 7. 4. · informatyka + Nowe kształcenie informatyczne, od 2015 Maciej M. Sysło Po latach starań, znakomita sytuacja do zmian: na

Programowanie: Maszyna RAM – programowanie i „przekład” programu z języka na asembler

38Maciej M. Sysło

Można pobrać ze strony: http://mmsyslo.pl/Materialy/Oprogramowanie

Page 39: Informatyka – fundamenty wdrażania · 2019. 7. 4. · informatyka + Nowe kształcenie informatyczne, od 2015 Maciej M. Sysło Po latach starań, znakomita sytuacja do zmian: na

Programowanie Maszyny Turinga

39Maciej M. Sysło

Page 40: Informatyka – fundamenty wdrażania · 2019. 7. 4. · informatyka + Nowe kształcenie informatyczne, od 2015 Maciej M. Sysło Po latach starań, znakomita sytuacja do zmian: na

A co po IBM PC/laptopie/tablecie?

40Maciej M. Sysło

Zbuduj własny komputer!!! Na bazie np. brytyjskiego komputera szkolnego BBC micro:bit(dostali laureaci Bobra 2018, 2019)

Page 41: Informatyka – fundamenty wdrażania · 2019. 7. 4. · informatyka + Nowe kształcenie informatyczne, od 2015 Maciej M. Sysło Po latach starań, znakomita sytuacja do zmian: na

metoda projektów – zalecana w podstawach wszystkich przedmiotów, praca w zespołach

informatyk nie pracuje dzisiaj sam, w pojedynkę

zajęcia metodą projektów służą realizacji różnorodnych zadań tą metodą zadania mogą być wybierane przez uczniów – personalizacja jednocześnie uczą pracy tą metodą

Pracujemy nad środowiskiem pracy metodą projektów: repozytorium propozycji projektów pokrywających tematycznie podstawę realizacja wybranego projektu przez grupę uczniów wskazanych przez

nauczyciela repozytorium zrealizowanych projektów

Można będzie korzystać od września 2019

4141

Podstawa – kształceie metodą projektów

Maciej M. Sysło

Page 42: Informatyka – fundamenty wdrażania · 2019. 7. 4. · informatyka + Nowe kształcenie informatyczne, od 2015 Maciej M. Sysło Po latach starań, znakomita sytuacja do zmian: na

Informatyka to podstawa (dla każdego ucznia)

42

Główne cechy zajęć z tym podręcznikiem:

W miejsce lekcji – uczniowie pracują metodą projektów – to faktycznie odwrócone uczenie się, a faktycznie próba zmiany kultury uczenia się.

Kształtuje myślenie komputacyjne w każdym projekcie

Pojawiają się elementy programowania dla każdego ucznia

Maciej M. Sysło

Podręcznik dla szkół ponadpodstawowych

Page 43: Informatyka – fundamenty wdrażania · 2019. 7. 4. · informatyka + Nowe kształcenie informatyczne, od 2015 Maciej M. Sysło Po latach starań, znakomita sytuacja do zmian: na

Informatyka to podstawa

43

Metoda projektów – każdy projekt jednolicie opisany:

•Przewodni temat – czego dotyczy projekt

•Uzasadnienie – dlaczego warto zająć się tym projektem

•Informatyczne cele – zajęcia są z informatyki, więc każdy projekt ma swoje cele informatyczne

•Rezultaty – spodziewane rezultaty wykonania projektu, na ogół są to odpowiednie dokumenty i prezentacje z przebiegu realizacji projektu

•Przebieg projektu – opis kolejnych etapów projektu ze wskazówkami, jak poradzić sobie z niektórymi poleceniami.

Brak ćwiczeń i zadań – tylko projekty

Maciej M. Sysło

Page 44: Informatyka – fundamenty wdrażania · 2019. 7. 4. · informatyka + Nowe kształcenie informatyczne, od 2015 Maciej M. Sysło Po latach starań, znakomita sytuacja do zmian: na

Dziękuję Państwu za uwagę i proszę nie zapomnieć:

44Maciej M. Sysło