算法是以計算機的強大計算處理為(wei) 工具,利用數學知識和邏輯解決(jue) 現實問題。算法課程可以幫助學生更深刻的理解數據邏輯,為(wei) STEM學科學習(xi) 建立框架性基礎。人工智能時代已經到來,信息學算法將是未來的基礎邏輯思維模式。
讓我們(men) 來看看澳大利亞(ya) 信息學競賽AIO的題目。感受一下信息學要解決(jue) 的問題。這是2018年AIO競賽題目。
解決(jue) 問題的限製條件為(wei)
題目裏麵有數學知識,有邏輯關(guan) 係,來自於(yu) 實際問題。需要思考各種條件,考慮多種可能性,並且需要限製實現解決(jue) 問題的時間和內(nei) 存。
信息學是澳大利亞(ya) 數學會(hui) (AMT)的在奧數競賽之外較晚設立的另一分學科。每年組織的信息學方麵的競賽包括
CAT計算及算法思維競賽考察的是準確運算能力,邏輯思維能力甚至算法的辨識與(yu) 應用能力。
OUCC牛津大學計算思維挑戰賽以CAT競賽中使用的原則為(wei) 基礎,進一步發展技能,以產(chan) 生針對計算思維問題的程序化解決(jue) 方案。問題可以使用程序塊編程語言以及中學生能夠使用的編程語言來解決(jue) 。
AIO為(wei) 計算機編程感興(xing) 趣的澳大利亞(ya) 中學生提供平台,並為(wei) 他們(men) 更深入地參與(yu) 計算機科學問題敞開大門。是通向國際信息學奧林匹克競賽IOI的必經之路。
機構開設課程包括麵向AIO競賽的信息學興(xing) 趣課,麵向VCE算法考試的VCE算法課。
信息學興(xing) 趣課
信息學興(xing) 趣課是麵向7年級以上,對數學和算法有濃厚興(xing) 趣,並且有一定的計算機編程能力的學生。目標是學習(xi) 信息學領域的知識,提升學生的信息處理能力和計算機水平,提高算法思維,也為(wei) 算法競賽、信息學奧林匹克競賽做準備。
每周末2個(ge) 小時的課程。課後有少量作業(ye) 或拓展練習(xi) 。需在線使用個(ge) 人電腦編程解決(jue) 算法問題。小班授課,每班不超過8人。
課程內(nei) 容包括數據結構、分類與(yu) 排序、圖形算法、回溯等專(zhuan) 題,以及多個(ge) 特殊算法的深入探討。
課程中也包含信息學競賽(AIO)的問題分析與(yu) 練習(xi) ,為(wei) 每年8月的AIO競賽熱身。目前有3個(ge) 級別的班級:Turing L1班,Turing L2班和Shannon班。
Turing L1班
從(cong) 初級的算法入門,學習(xi) 基本的數據結構、邏輯關(guan) 係,通過AIO題目的分析與(yu) 訓練,用計算機語言解決(jue) 數學問題。
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Topic |
Term 4 |
- Introduction to coding
- Getting Started with Python |
Term 1 |
- Abstract Data Structures
- Number Theory and Geometry |
Term 2 |
- Greedy Algorithms
- Dynamic Programming |
Term 3 |
- AIO Practice |
Turing L2班
在已經掌握基本的Python的算法的基礎上更深入的學習(xi) 基礎算法及高級應用。
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Topic |
Term 4 |
- Review on Conditionals, Loops and Recursion
- Greedy methods - Binary Search |
Term 1 |
- Abstract data structures
- Sorting |
Term 2 |
- Dynamic Programming
- Graph Algorithms |
Term 3 |
- AIO Practice |
Shannon班
在熟練掌握基礎算法的前提下,更深入的學習(xi) 信息學領域的知識,為(wei) AIO等信息學競賽做準備。需測試入班。
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Topic |
Term 4 |
- Introduction to c++
- Greedy method - Divide and conquer |
Term 1 |
- Dynamic programming
- Backtracking |
Term 2 |
- Graphs and Network flow |
Term 3 |
- AIO Practice |
以上班級為(wei) 8人以下小班,除了老師講授,同學之間的互相討論與(yu) 練習(xi) 也是課程非常重要的一部分。每一個(ge) 題目都會(hui) 有不同的解決(jue) 辦法,尋找最優(you) 算法的過程也即為(wei) 最有意思的學習(xi) 。
VCE算法課
“Algorithmics 算法課”自2015年開始進入VCE課程,VCE課程代碼是AL03,是澳洲教育麵向未來不斷優(you) 化課程的最新成果。
算法課學習(xi) 用計算機解決(jue) 現實世界的實際問題,是計算機科學和軟件專(zhuan) 業(ye) 的基礎課程,也是理解信息社會(hui) 的基礎。
算法課程研究如何係統化地表達、檢索、處理、交換以及存儲(chu) 信息。這門課程重點不是考察編程,而是考察學生的算法思維。
算法課程可以幫助學生更深刻的理解數據時代,為(wei) STEM學科學習(xi) 建立框架性基礎。
關(guan) 於(yu) VCE Algorithmics
1、VCE的算法課隻有Algorithmics 3/4一年的課程。學生須先修中數MM 1/2,才可選算法課。大部分日校隻為(wei) 選修此課的學生開設遠程課程。
2、算法課屬於(yu) 難度較高的科目,加分高,而且有增長趨勢。2021年平均加分5.7分,是非語言類課程僅(jin) 次於(yu) SM高數的加分第二高的科目。每年選擇此科目的學生在150人左右。
3、學習(xi) 算法課不需要有編程的基礎,算法是在數學和邏輯的基礎上,解決(jue) 現實問題。算法學習(xi) 有比較清晰的方法,如果掌握了正確的思路與(yu) 方法,提高考試結果會(hui) 很有幫助。
4、VCE的分數計算中,算法不屬於(yu) “數學”科目大類,而是屬於(yu) “Information Technology”大類。數學成績好的學生,可以通過選擇算法科目,增強優(you) 勢,衝(chong) 擊更高總分。
VCE算法課的內(nei) 容包括解決(jue) 複雜模式模型問題(九連環),最佳路徑問題(汽車導航),最優(you) 化方案(成本收益評估,水庫蓄容量),排序問題(排隊問題、成績排名),編碼問題(二進製模型、密碼編碼效率)等。
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