על המחקר

1. שיום תוצאות ביניים כצורך חיוני בעת פתרון בעיות במדעי במחשב: המקרה של תכנות פונקציונלי תמר פזהמחלקה להוראת המדעים, הטכניון

2. על המחקר • חמש כיתות תיכון (בדרך כלל יא') • כ - 20 תלמידים בכל כיתה • למדו את הפרדיגמה של תכנות פונקציונלי • (יחידה שלישית – יחידת מעבדה) • סביבת התכנות: DrScheme (אוניברסיטת Rice) • 90 שעות שבועיות • חלק ממחקר לתואר שלישי • בהנחיית: פרופסור אורי לירון סמינר קיץ 2005, תמר פז

3. מחקר איכותני נטורליסטי • הכניסה לשדה הנחקר לא התבססה על תיאוריה מחקרית שלמה ולא לוותה בשאלות והשערות מפורטות • מוקדי המחקר צמחו במהלך איסוף הנתונים וניתוחם סמינר קיץ 2005, תמר פז

4. כלי המחקר • תצפיות פתוחות במהלך פתרון בעיה תכנותית • רישומים של התלמידים במהלך עבודתם • הביטויים והפונקציות שהתלמידים הפעילו • ראיונות עם התלמידים • תצפיות במהלך דיונים כיתתיים • ראיונות עם מורים • עבודות שהתלמידים הגישו • יומן חוקר סמינר קיץ 2005, תמר פז

5. הממצא הבולט ביותר נטייה של לומדים לתת שמות (לשָׁיֵים) תוצאות ביניים באמצעות שמירתן במקום מוגדר שניתן לכנותו בשם, ושניתן להצביע עליו בכל שלב של עדכון התוצאות סמינר קיץ 2005, תמר פז

6. פונקציה לחישוב מקסימום של x ו y הפרדיגמה הפונקציונלית המשתנים היחידים הם פרמטרים כותבים פונקציות אין הוראות השמה!!! סמינר קיץ 2005, תמר פז

7. הדרך היחידה לשמור ערך בתהליך החישוב היא לשים אותו בפרמטר של פונקציה אחרת הפרדיגמה הפונקציונלית כותבים פונקציות המשתנים היחידים הם פרמטרים אין הוראות השמה!!! סמינר קיץ 2005, תמר פז

8. משימה: למנות את מספר הנתונים הגדולים מהממוצע אסטרטגיה מקובלת: לסרוק את הנתונים פעמיים. סריקה ראשונה: חישוב הממוצע ושמירתו במשתנה average סריקה שניה: מניית הנתונים הגדולים מ- average סמינר קיץ 2005, תמר פז

9. נתונים נתונים ממוצע הנתונים פונקציה למניית מספר הנתונים הגדולים מהממוצע פונקציה לחישוב ממוצע הנתונים משימה: למנות את מספר הנתונים הגדולים מהממוצע סמינר קיץ 2005, תמר פז

10. העברת פלט של פונקציה אחת כפרמטר של פונקציה אחרת (הרכבת פונקציות) איננה פשוטה!!! התלמידים נשארו בלי אפשרות פשוטה לתת שמות לתוצאות ביניים סמינר קיץ 2005, תמר פז

11. תפיסת "אותו ערך לקריאות חוזרות" תפיסת "ההשמה האוטומטית לפרמטר" הממצא הבולט ביותר נטייה של לומדים לתת שמות (לשָׁיֵים) תוצאות ביניים סמינר קיץ 2005, תמר פז

12. פונקציה לחישוב x+1 "ההשמה האוטומטית לפרמטר" ".. אנחנו מגדירים את L בהתחלה ואז מבצעים עליו פעולות ומשנים אותו תוך כדי" (אורן) G (x) = x+1 x יהיה 2 עבור x=2 G G (x) = 3 הערך החדש של x הוא 3 סמינר קיץ 2005, תמר פז

13. רשימה – מבנה נתונים מורכב רקורסיבי ( (ami 100) (beni (90 88 73) ) ( (gil (9988))) ) (beni (90 88 73) ) (ami 100) (90 88 73) סמינר קיץ 2005, תמר פז

14. (ami 100) פונקציה לעיבוד רשימות: קלט: רשימה דוגמאות לפלט: האיבר הראשון מהרשימה הרשימה ללא האיבר הראשון הרשימה בסדר הפוך של איברים ( (beni (90 88 73) ) ( (gil (9988))) ) (( (gil (9988)))(beni (90 88 73) ) (ami 100)) ( (ami 100) (beni (90 88 73) ) ( (gil (9988))) ) סמינר קיץ 2005, תמר פז

15. "ההשמה האוטומטית לפרמטר" התפיסה שפונקציה משנה את הערך של הפרמטר עלתה רק בהקשר לפונקציות לעיבוד רשימות הרשימה בסדר הפוך של איברים האיבר הראשון מהרשימה הרשימה ללאהאיבר הראשון ( (ami 100) (beni (90 88 73) ) ( (gil (9988))) ) סמינר קיץ 2005, תמר פז

16. "ההשמה האוטומטית לפרמטר" נתונים נתונים פונקציה למניית מספר הנתונים הגדולים מהממוצע ממוצע הנתונים פונקציה לחישוב ממוצע הנתונים התפיסה שפונקציה משנה את הערך של הפרמטר עלתה רק בהקשר לפונקציות לעיבוד רשימות התפיסה עלתה גם בהקשר למשימות שלא מחייבות שמירה של תוצאות ביניים סמינר קיץ 2005, תמר פז

17. צורך בשיום ושמירה של תוצאות ביניים "ההשמה האוטומטית לפרמטר" איפה לשמור את התוצאות בינתיים? חיפוש אחר אובייקט זמין בסביבה, אובייקט שניתן לכנותו בשם שימוש בפרמטר כדי לשמור את תוצאות הביניים סמינר קיץ 2005, תמר פז

18. הממצא הבולט ביותר נטייה של לומדים לתת שמות (לשָׁיֵים) תוצאות ביניים תפיסת "אותו ערך לקריאות חוזרות" תפיסת "ההשמה האוטומטית לפרמטר" סמינר קיץ 2005, תמר פז

19. "אותו ערך לקריאות חוזרות" "ברגע שאתה משתמש באותה פונקציה [...] באותו התהליך, אז הוא משתמש רק במספר אחד, עוד לאהספיק,הוא לא מבצע אותה פעמיים.." (עודד) פונקציה F2 הפעלה שניה הפעלה ראשונה פונקציה F1 פונקציה F1 סמינר קיץ 2005, תמר פז

20. "אותו ערך לקריאות חוזרות" בהפעלה הראשונה של הפונקציה מחושב הערך המוחזר על-ידה, ובהפעלות הנוספות כתחליף לחישוב הערך, מוחזר הערך כפי שחושב בהפעלה הראשונה של אותה פונקציה H ( F (2) , F (3) ) = ? 8 F (x) = x2 4 4 H (a,b) = a+b עבור x=2 F (x) = 4 מעכשיו הערך של(x) F הוא 4 לכל x סמינר קיץ 2005, תמר פז

21. צורך בשיום ושמירה של תוצאות ביניים "אותו ערך לקריאות חוזרות" איפה לשמור את התוצאות בינתיים? חיפוש אחר אובייקט זמין בסביבה, אובייקט שניתן לכנותו בשם שימוש בשם של הפונקציה כדי לשמור תוצאות ביניים סמינר קיץ 2005, תמר פז

22. נטייה לשָׁיֵים תוצאות ביניים באמצעות שמירתן במקום מוגדר מתנגשת עם הדרישה התכנותית לא לתת שמות לתוצאות ביניים הממצא הבולט ביותר: • לומדי הפרדיגמה "ממציאים" פתרונות שונים: • משתמשים בפרמטר קיים • משתמשים בפונקציה עצמה • יוצרים זהות בין פונקציה לפרמטר • מוסיפים פרמטרים או משתנים באופן לא תקין סמינר קיץ 2005, תמר פז

23. אז למה ללמד תכנות פונקציונלי? סמינר קיץ 2005, תמר פז

24. התפיסות שתוארו היו תפיסות חלקיות בתהליך רכישת הידע. בסיום שנת הלימודים כל התלמידים התגברו על הקשיים וכתבו פרויקט בהתאם למוסכמות של הפרדיגמה הפונקציונלית! סמינר קיץ 2005, תמר פז

25. אז למה ללמד תכנות פונקציונלי? פרויקט סיום • משחקים משחקי קופסה ומשחקי קלפים: רברסי , דומינו , בול פגיעה , טאקי , צוללות , מנקלה, שולה המוקשים, מונופול, פוקר, ארבע בשורה, דמקה • תכניות "אלייזה" שיחת משתמש עם מומחה • שימוש בקבצים • שימוש בגרפיקה סמינר קיץ 2005, תמר פז

26. אז למה ללמד תכנות פונקציונלי? ערך מוסף לתלמידים מתחילים • תחביר מינימלי • סביבת עבודה אינטראקטיבית וידידותית • רקורסיה כמבנה בקרה עיקרי • תכנות מודולרי • חשיפה לטיפוסי נתונים מופשטים סמינר קיץ 2005, תמר פז

27. אז למה ללמד תכנות פונקציונלי? תרומת היחידה למוכנות התלמיד ל"עיצוב תכנה" • חשיפה מוקדמת לתהליך הפיתוח של תכנה מורכבת • בניית תוצר מוגמר (תכנה שניתן לשחק בה) • התנסות משמעותית ביישום עקרונות של עיצוב תכנה כמו מודולריות, תכנון מהכלל אל הפרט, ממשק ובדיקות נכונות • כניסה "רכה" ללימוד רקורסיה סמינר קיץ 2005, תמר פז

28. אז למה ללמד תכנות פונקציונלי? והשנה גם פרוייקט 5 יח"ל בטכ"מ !!!מערכות לומדות ליאו-בק, אהובה שפרלינג סמינר קיץ 2005, תמר פז

29. מערכות לומדות, ליאו-בק, אהובה שפרלינג מערכות שמשפרות את עצמן באמצעות למידה • אסטרטגיות למידה • אסטרטגיות חיפוש: חיפוש עיוור, חיפוש יוריסטי • תורת הגרפים (חיפוש בגרף) • אלגוריתמים של חיפוש בעצים (כלשהם): מינימקס + גיזום • אלגוריתמים של למידה: שכן קרוב ביותר, k שכנים הקרובים ביותר, עצי החלטה (נבנים לפי דוגמאות) • למידה ושיפור של פונקצית הערכה (למידת משקולות) • מחקר: תכנון ניסויים כדי לבדוק את הצלחת הלמידה סמינר קיץ 2005, תמר פז

30. תודה סמינר קיץ 2005, תמר פז