Informaatika mitteinformaatikutele

Teema esitlus: "Informaatika mitteinformaatikutele"— Esitluse väljavõte:

1 Informaatika mitteinformaatikutele
TTÜ, Informaatikainstituut

2 Tagasivaade TPI esimene arvuti – Minsk-22, 1968
töökiirus – 5000 – 6000 op/sek operatiivmälu – 300 KB (8192 * 37 bitti) operatsioonisüsteem puudus programmeerimise õpetamise kõikidele erialadele algas aastast 1965 (alguses nö “kuivalt”) programmeerimiskeeled: masinakeel, Malgol, Velgol edaspidi arvutid: ЕС ЭВМ (IBM 360), CM-4 (PDP-11), keeled: PL/1, Fortran, Basic, Pascal personaalarvutid IBM PC – 1987, keeled Pascal, Turbo Basic, Fortran, Visual Basic, VBA, C, …

3 Informaatika õpetamise põhivaldkonnad
Infotöö Arendustöö PJS arhitektuur PJS – programmjuhtimisega süsteemid: arvutid, arvutivõrgud, robotid, seadmed, nutitelefonid, … Arhitektuur: riist- ja süsteemitarkvara, töökorraldus, protokollid, failisüsteemid, info (andmete ) esitusviisid, … Infotöö. Informatsiooni kasutamine, loomine, säilitamine ja edastamine programmjuhtimisega süsteemide (PJS) abil: dokumentide koostamine, arvutused ja andmeanalüüs, arvutigraafika, informatsiooni hankimine ja korrastamine, kommunikatsioon, ≈ Digitaalne kirjaoskus AO – ECDL Info- ja kommunikatsioonitehnoloogia – infotöövahendite kasutamine tööstuses, äris, hariduses, teeninduses, meelelahutuses jm Arendustöö. Rakenduste, infosüsteemide ja tarkvara loomine ning arendamine: modelleerimine, analüüs, disain, algoritmimine, kodeerimine, Computer Science (CS) viimasel ajal ka Computing. Keskseks mõisteks õpetamisel on Computational Thinking

4 Kooli kursuse struktuur ja sisu. Ainekava
JavaScript Rakenduste loomise etapid ja põhitegevused ülesande püstitus: eesmärgid, funktsioonid, nõuded, … analüüs: põhiobjektid ja –andmed, meetodid, valemid, kontseptuaalsed mudelid, realiseerimise vahendid, … disain: andmete ja tegevuste mudelid, algoritmid, programmi struktuur, kasutajaliidese kavandamine programmeerimine: kasutajaliidese loomine, programmide koostamine, silumine, testimine, dokumenteerimine jm Programmeerimise osa jaguneb põhi- ja lisamooduliks. Valib kool, arvestades õppesuundi: humanitaar, majandus, reaal jm

5 Põhivaldkonnad ja materjalid
Kooli E-õpik modelleerimine Infotöö, veeb/PJS arhitektuur: ECDL/ICDL/AO UML Rakendused Rakendused Excelis kasutamis- juhend algoritmimine Google Sheets Praktikumid kodusait Scratch Python VBA, VBAhtm objektid töölehed töölehed töövihikud skriptid ja käsud näited muutujad näited näited andmed ja avaldised slaidid slaidid slaidid joonistamine lindistused lindistused lindistused juhtimine visualis. visualis. visualis. loendid algoritmid loenditega Snap! ipython + octave + R Visual Basic arvuti Blockly (Google, Code.org)

6 Programmeerimise õpetamise keeled Educational Programming Languages
lihtsa süntaksiga ja mugava kasutajaliidesega suur tähelepanu atraktiivsusele ja multimeedia (graafika, heli, videod) kasutamisele võimaldavad lihtsalt ja kiirelt luua mänge, animatsioone, koomikseid, taieseid, esitlusi jmt enamik on visuaalsed programmeerimiskeeled Logo, Alice, Scratch, SNAP, Blockly: Google, Code.org, Processing, Kodu, MS Small Basic, Phrogram, AgentSheets...

7 Taust. USA Õppekava Exploring Computer Science Curriculum 5.0 (2013)
Põhjalikud uuringud, uued standardid, kontseptsioonid ja õppekavad – CSTA, ACM, NSF Rahvuslik standard CSTA K-12 Computer Science Standards (2011). Keskne mõiste on Computational Thinking Õppekava Exploring Computer Science Curriculum 5.0 (2013) Human Computer Interaction (arvutite kasutamine) Problem Solving (algoritmimine) Web Design (veebirakendused) Introduction to Programming (Scratch) Robotics (Lego Mindstorms) Computing Applications (rakenduste loomine) Computer Science Principles – Advanced Placement (uus kursus)

8 Computational Thinking
Seymour Papert (MIT, Logo, Lego MindStorm) – 1996 Jeannette Wing (Carnegie Mellon Univ., NSF) – 2006 CSTA, Google, … Probleemide formuleerimine ja esitamine viisil, mis võimaldab kasutada nende lahendamiseks programmjuhtimisega süsteeme. modelleerimine ja abstraktsioon: andmed, tegevused, süsteemide struktuur ja käitumine jm arvutimudelid ja simulatsioonid süsteemianalüüs ja disain algoritmimine ja programmeerimine objektorienteeritud lähenemisviis: objektid, klassid, omadused, meetodid, sündmused Rakenduste loomise ja programmeerimise alused

9 Taust. Euroopa Informatics Europe & ACM Europe report Digital literacy and Informatics (aprill 2013) Shut down or restart? UK Royal Society uurimuse aruanne (2012) Computer Science: A Curriculum for Schools UK koolide arvutiõpetuse kontseptsioon Computing At School dokument (2012) Computing in the national curriculum UK(2014) EL. Computing our future Venemaa. Informaatika õppekomplekt Н. В. Макарова. Peterburg

10 Suurbritannia (koolid) - Computing
alates Sept 2014 põhiaine

11 Taust. Eesti ProgeTiiger: kursused, materjalid jm
algkool: programmeerimine (Kodu, Logo, Scratch) põhikool: veebirakendused, robotid, Scratch gümnaasium: RLPA, robootika, veebirakendused IT Akadeemia ja TTÜ Tehnoloogiakooli kursused õpilastele (eesti ja vene keeles): algajatele –rakenduste loomine ja programmeerimine: Scratch|Byob + Python | VBA edasijõudnutele - programmeerimise põhikursus Pythoni baasil Ülikoolide kursused õpilastele: TÜ Teaduskool, … Õpetajate koolitus: TTÜ Inseneripedagoogika Keskuse kursused robootika, majandusmatemaatika ja RLPA; TÜ – Scratch, Python

12 Algoritmimine Algoritm on täpne ja ühemõtteline eeskiri antud liiki ülesannete lahendamiseks. Algoritmide esitamine: plokkskeemid, UMLi tegevus-diagrammid, pseudokoodi jm protseduur arva y = juhuarv(1,100) k = 0 kordus loe x k = k + 1 kui x = y siis kuva k stopp  kui x < y siis kuva “Vähe!" muidu kuva “Palju!" pseudokood

13 Arvu arvamine. Scratch, Visual Basic, Python
Sub Arva() ' protseduur dim k, x, y MsgBox " Arva arv " Randomize y = Int(Rnd() * ) k = 0 Do ' lõputu korduse algus x = Int(InputBox(" Anna arv")) k = k + 1 If x = y Then MsgBox "OK! Katseid" & k Exit Sub ‘ katkesta End If If x < y Then MsgBox "Vähe!" Else MsgBox "Palju!" Loop End Sub import random def arva() : # function print (" Arva arv ") y = random.randint (1,100) k = 0 while True: # lõputu kordus x = int(input ("Anna arv! ")) k = k + 1 if x == y: print ("OK! Katseid" , k) break # korduse katkestus if x < y : print("Vähe!") else: print ("Palju!") arva()