算法是以计算机的强大计算处理为工具,利用数学知识和逻辑解决现实问题。算法课程可以帮助学生更深刻的理解数据逻辑,为STEM学科学习建立框架性基础。人工智能时代已经到来,信息学算法将是未来的基础逻辑思维模式。
让我们来看看澳大利亚信息学竞赛AIO的题目。感受一下信息学要解决的问题。这是2018年AIO竞赛题目。
解决问题的限制条件为
题目里面有数学知识,有逻辑关系,来自于实际问题。需要思考各种条件,考虑多种可能性,并且需要限制实现解决问题的时间和内存。
信息学是澳大利亚数学会(AMT)的在奥数竞赛之外较晚设立的另一分学科。每年组织的信息学方面的竞赛包括
CAT计算及算法思维竞赛考察的是准确运算能力,逻辑思维能力甚至算法的辨识与应用能力。
OUCC牛津大学计算思维挑战赛以CAT竞赛中使用的原则为基础,进一步发展技能,以产生针对计算思维问题的程序化解决方案。问题可以使用程序块编程语言以及中学生能够使用的编程语言来解决。
AIO为计算机编程感兴趣的澳大利亚中学生提供平台,并为他们更深入地参与计算机科学问题敞开大门。是通向国际信息学奥林匹克竞赛IOI的必经之路。
机构开设课程包括面向AIO竞赛的信息学兴趣课,面向VCE算法考试的VCE算法课。
信息学兴趣课
信息学兴趣课是面向7年级以上,对数学和算法有浓厚兴趣,并且有一定的计算机编程能力的学生。目标是学习信息学领域的知识,提升学生的信息处理能力和计算机水平,提高算法思维,也为算法竞赛、信息学奥林匹克竞赛做准备。
每周末2个小时的课程。课后有少量作业或拓展练习。需在线使用个人电脑编程解决算法问题。小班授课,每班不超过8人。
课程内容包括数据结构、分类与排序、图形算法、回溯等专题,以及多个特殊算法的深入探讨。
课程中也包含信息学竞赛(AIO)的问题分析与练习,为每年8月的AIO竞赛热身。目前有3个级别的班级:Turing L1班,Turing L2班和Shannon班。
Turing L1班
从初级的算法入门,学习基本的数据结构、逻辑关系,通过AIO题目的分析与训练,用计算机语言解决数学问题。
_ |
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
在已经掌握基本的Python的算法的基础上更深入的学习基础算法及高级应用。
_ |
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
在熟练掌握基础算法的前提下,更深入的学习信息学领域的知识,为AIO等信息学竞赛做准备。需测试入班。
_ |
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 |
以上班级为8人以下小班,除了老师讲授,同学之间的互相讨论与练习也是课程非常重要的一部分。每一个题目都会有不同的解决办法,寻找最优算法的过程也即为最有意思的学习。
VCE算法课
“Algorithmics 算法课”自2015年开始进入VCE课程,VCE课程代码是AL03,是澳洲教育面向未来不断优化课程的最新成果。
算法课学习用计算机解决现实世界的实际问题,是计算机科学和软件专业的基础课程,也是理解信息社会的基础。
算法课程研究如何系统化地表达、检索、处理、交换以及存储信息。这门课程重点不是考察编程,而是考察学生的算法思维。
算法课程可以帮助学生更深刻的理解数据时代,为STEM学科学习建立框架性基础。
关于VCE Algorithmics
1、VCE的算法课只有Algorithmics 3/4一年的课程。学生须先修中数MM 1/2,才可选算法课。大部分日校只为选修此课的学生开设远程课程。
2、算法课属于难度较高的科目,加分高,而且有增长趋势。2021年平均加分5.7分,是非语言类课程仅次于SM高数的加分第二高的科目。每年选择此科目的学生在150人左右。
3、学习算法课不需要有编程的基础,算法是在数学和逻辑的基础上,解决现实问题。算法学习有比较清晰的方法,如果掌握了正确的思路与方法,提高考试结果会很有帮助。
4、VCE的分数计算中,算法不属于“数学”科目大类,而是属于“Information Technology”大类。数学成绩好的学生,可以通过选择算法科目,增强优势,冲击更高总分。
VCE算法课的内容包括解决复杂模式模型问题(九连环),最佳路径问题(汽车导航),最优化方案(成本收益评估,水库蓄容量),排序问题(排队问题、成绩排名),编码问题(二进制模型、密码编码效率)等。