Nauka języka programowania służy rozwiązywaniu konkretnych problemów. Takimi problemami mogą być zadania szkolne z matematyki czy fizyki.
Techniki rozwiązywania zadań na kartce (metodami szkolnymi) i za pomocą programu (własnoręcznie napisanego) różnią się – nie tylko szybkością, co jest oczywiste, ale również podejściem. Kod programu może naśladować rozwiązanie szkolne, ale może się też od niego bardzo różnić, z tego powodu, że komputery dysponują innymi możliwościami niż ludzkie mózgi. Rozważmy przykładowo zadanie polegające na obliczeniu wszystkich liczb dwucyfrowych podzielnych przez 2. W podejściu szkolnym rozwiązanie jest dość proste: dla liczb parzystych możliwych cyfr dziesiątek jest 9 (od 1 do 9), a możliwych cyfr jedności jest 5 (0, 2, 4, 6, 8) – zatem wszystkich takich liczb jest 9 x 5 = 45. W podejściu programistycznym sprawdzamy każdą liczbę dwucyfrową, czy jest parzysta – jeśli jest dopisujemy ją do listy; po utworzeniu pełnej listy program oblicza liczbę elementów tej listy. Gdyby zastosować podejście programistyczne na kartce papieru, rozwiązanie zajęłoby dużo czasu i jako takie byłoby potraktowane jako nieefektywne. W przypadku komputerów jest to jednak bardzo szybka metoda i przy niewielkiej modyfikacji pozwala obliczyć, ile jest liczb pięciocyfrowych podzielnych przez 3, w których cyfra 1 występuje najwyżej 3 razy. W podejściu szkolnym jest to już zadanie na poziomie rozszerzonym, a w pythonie zadanie to jest niewiele trudniejsze od zadania o liczbach parzystych.
Programowanie daje oczywiście jeszcze więcej możliwości. Jedną z nich jest rysowanie wykresów. Poniżej jest przedstawiony skrypt w języku Python, dzięki któremu analizuje się rzut ukośny. Po podaniu przez użytkownika wartości prędkości początkowej kuli i kąta nachylenia wektora prędkości do poziomu rysowany jest tor ruch kulki (przy zaniedbaniu oporu powietrza).
Zrozumienie rozwiązania zadania wymaga tutaj znajomości funkcji kwadratowej i funkcji trygonometrycznych (matematyka), znajomości kinematyki rzutu ukośnego (fizyka) oraz języka programowania. Połączenie tych trzech elementów sprawia, że mogą się pojawiać dalsze skojarzenia, pytania i problemy. W tym sensie nauka nigdy nie ma końca.
Dzięki podejściu do nauki programowania w języku python uczeń/uczennica ma możliwość:
- dogłębnego zrozumienia matematyki i fizyki
- nauki języka programowania (python)
- wykorzystania wiedzy i umiejętności z matematyki (i fizyki) w rozwiązywaniu problemów
- dzięki wielu skojarzeniom przerabiane zagadnienie jest lepiej utrwalone i przyswojone
Nauka Pyhon + Matematyka + Fizyka dostosowana jest do indywidualnych umiejętności ucznia z zakresu matematyki, fizyki i pythona – dla początkujących jak znalazł 🙂