Idea para un currículo y libro de texto conjunto de física e informática [cerrado]

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Quiero escribir (y comenzar a delinear) un libro de texto de física que asume que su lector es un programador informático competente. Los libros de texto de física normal enseñan fórmulas físicas y dan problemas que se resuelven con lápiz, papel y calculadora. Quiero proporcionar un libro que enfatice la física computacional, cómo las computadoras pueden modelar sistemas físicos y dar problemas de este tipo: escriba un programa que pueda resolver un conjunto de problemas de física. Las bibliotecas de código abierto de terceros se usarían para manejar la mayor parte del cómputo y quiero usar un lenguaje de alto nivel como Java o C #.

Además del hecho de que me gustaría trabajar en esto, creo que debería ofrecerse en las escuelas un plan de estudios conjunto de física e informática debería y esto es parte de una agenda más amplia para que esto suceda. Creo que los estudiantes de física (como yo) deberían aprender a usar y aprovechar las computadoras para resolver problemas abstractos y conjuntos de problemas. Creo que los lenguajes de programación deberían considerarse como un medio útil para participar en muchas áreas de investigación.

¿Es esta una idea que vale la pena seguir? ¿Es factible la fusión de estas dos materias en la forma de un plan de estudios universitario de pregrado? ¿Hay alguna herramienta específica que deba aprovechar o errores que debería conocer? ¿Alguien ha oído hablar de cursos universitarios o de otro modo que asuman esta metodología? ¿Hay libros / libros de texto por ahí como el que estoy describiendo (para física o cualquier otro tema)?

    
pregunta Ami 07.03.2011 - 19:06

5 respuestas

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La suya es una buena idea en general y está siendo perseguida: ¿ha visto Estructura e interpretación de la mecánica clásica ? Enseña física clásica avanzada mediante el esquema:

Dejando de lado, creo que hay un caso sólido para hacer (y, por lo tanto, una necesidad) de revisar la enseñanza de muchas asignaturas con una base informática, porque la computación extiende fundamentalmente nuestros poderes de modelado, sin mencionar la enseñanza, el aprendizaje, y pensando. En el libro Masterminds of Programming , Paul Hudak (de Haskell fame) defiende exactamente esta revisión. Sussman, por supuesto, también pidió nuevas formas de usar las computadoras para enseñar temas "antiguos"; SICM es un hermoso ejemplo de él haciendo eso. ¡Espero que se ocupe de enseñar mecánica cuántica a continuación!

    
respondido por el limist 07.03.2011 - 19:38
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Los Dres. David Gavenda y Luther Frommhold en UT Austin intentaron hacer eso exactamente, a principios de la década de 1970, utilizando un sistema Data General Nova de tiempo compartido. Creo que la Dra. Gavenda se ha retirado, y no tengo idea de qué fue de la Dra. Frommhold. (Dave Gavenda fue definitivamente uno de los Good Guys.)

Dr. Gordon Novak, en el Departamento de UT Austin CS, estaba trabajando en el otro extremo de eso. Su disertación, en lingüística computacional, era un programa que podía entender y resolver problemas de escala en las estadísticas de primer año. (Revelación completa: Gordon es un amigo desde hace mucho, mucho tiempo.)

También puede consultar Estructura e interpretación de la mecánica clásica , por Sussman and Wisdom.

Aunque no estoy seguro de que esta sea una buena idea. Puedes hacer algunas demostraciones bonitas, y hace que sea más fácil ver ALGUNAS cosas, pero gran parte de la física elemental consiste en enseñar los métodos a los estudiantes y dar una comprensión intuitiva del material, y eso es algo que probablemente esté mejor hecho a la antigua manera.

    
respondido por el John R. Strohm 07.03.2011 - 19:40
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Creo que es una idea brillante y, mientras el lenguaje de computadora que elija no sea demasiado oscuro, podría ser un éxito. Si elige un idioma que nadie fuera de la comunidad científica utiliza de todos modos, no ha logrado nada.

    
respondido por el biziclop 07.03.2011 - 19:41
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¿Es esta una idea que vale la pena seguir?

Ciertamente creo que sí! Es una idea como esta que me hace desear que todavía fuera un estudiante universitario. Y a decir verdad, una vez di vuelta en un laboratorio donde los cálculos manuales se resolvieron con el script de Perl que escribí. Adjunto el código fuente también. El TA no sabía mucho de programación, pero cuando finalmente lo recuperé, estaba completamente lleno. Y también tomó menos tiempo terminar el laboratorio.

  

¿Es factible la fusión de estas dos materias en la forma de un plan de estudios universitario de pregrado?

¡No veo por qué no!

  

¿Hay alguna herramienta específica que deba aprovechar o las dificultades que debería conocer?

Desde lo alto de mi cabeza, Weka puede ser una buena herramienta para el análisis de datos. Creo que tiene una API de Java, por lo que debería ser bastante accesible para los desarrolladores de Java, y probablemente podría hacer algunos ejercicios interesantes.

    
respondido por el FrustratedWithFormsDesigner 07.03.2011 - 21:37
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¿Es factible la fusión de estos dos temas en la forma de un plan de estudios universitario de pregrado?

Durante mucho tiempo he sentido que una triple fusión, física, matemática aplicada y computación tienen sentido. Tal vez incluso agregando un cuarto, gráficos de computadora, por lo menos lo suficiente como para generar suficientes gráficos para obtener inutición. En cierto sentido, la computación se ha convertido en la tercera forma de hacer ciencia, después del experimento y la teoría, y para ser realmente bueno en eso, necesitarás una base en los tres. También hay trabajos de apoyo profesional para programadores con mentalidad científica, cuyo primer amor es la computadora, y la matemática / ciencia es secundaria. Lo ideal sería que hubiera una manera de satisfacer a grupos con intereses primarios diferentes, algunos quieren las computadoras primero, otros aplican las matemáticas, y otros la ciencia como su enfoque principal.

    
respondido por el Omega Centauri 08.03.2011 - 05:53

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