Sukces naszych licealistów na Ogólnopolskiej Konferencja SiUP

W piątek 17. maja odbyła się Ogólnopolska Konferencja SiUP – Studenckie i Uczniowskie Pasje na Wydziale Matematyki i Informatyki Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza w Poznaniu, w której uczestniczyli uczniowie klas 1c, 2c i 3b Liceum im. Juliusza Słowackiego w Grodzisku Wielkopolskim. W konferencji wzięli udział jako prelegenci zarówno studenci jak i uczniowie. Wspólnym mianownikiem wystąpień były zastosowania matematyki i informatyki w realizacji różnych pasji.

Muzyka i matematyka, choć wydają się być odległymi dziedzinami, mają wiele wspólnego, o tych aspektach opowiedziała Marcelina Woźniczak. Muzyka opiera się na rytmach i wzorcach, które można analizować matematycznie. Rytm w muzyce jest podzielony na takty, a te z kolei na miary. Czas trwania nut i pauz jest ściśle określony i można go wyrazić w postaci ułamków (np. ćwierćnuta, ósemka, szesnastka). Struktura metryczna muzyki, czyli organizacja w takty i frazy, ma swoje odpowiedniki w matematyce. Takty są podzielone na równe części, co jest zbieżne z pojęciem podziału w matematyce. Dźwięki w muzyce są wynikiem wibracji, które można zmierzyć w hercach (Hz). Relacje między częstotliwościami tworzą interwały muzyczne, które można opisać matematycznie. Na przykład oktawa to podwojenie częstotliwości, a kwinta to stosunek 3:2. Zasady harmonii, czyli współbrzmienia dźwięków, mają swoje podstawy w matematyce. Konsonanse i dysonanse wynikają z prostych stosunków liczbowych między częstotliwościami dźwięków. Utwory muzyczne często opierają się na powtarzalnych wzorcach i strukturach, które można modelować matematycznie. Przykłady to formy muzyczne, takie jak fuga, rondo czy sonata, które mają jasno określoną budowę. Z kolei teoria grup znajduje zastosowanie w analizie symetrii i transformacji muzycznych, takich jak inwersja, retrogradacja czy transpozycja. W kompozycji muzycznej można stosować elementy teorii gier, zwłaszcza w muzyce współczesnej i elektronicznej. Kompozytorzy mogą tworzyć utwory na podstawie algorytmów i reguł matematycznych. Niektóre kompozycje muzyczne wykorzystują fraktalne struktury, gdzie wzory dźwiękowe powtarzają się na różnych skalach, podobnie jak w fraktalach matematycznych. Mogliśmy się przekonać, że matematyka i muzyka są ze sobą głęboko powiązane na wielu poziomach, od struktury rytmicznej i harmonicznej po zaawansowane techniki kompozycyjne i analityczne. Dzięki temu, obie te dziedziny mogą wzajemnie się inspirować i wzbogacać.

Referat Aleksandry Góreckiej: "Matematyka w poezji. Czy to w ogóle możliwe?" wydawał się na pozór w programie jako dość kontrowersyjne zestawienie. Matematyka w poezji może wydawać się zaskakującym połączeniem, ale jest to możliwe i nawet stosunkowo częste zjawisko. Poezja, podobnie jak matematyka, opiera się na strukturach, wzorcach i precyzji, co sprawia, że mogą one wzajemnie się uzupełniać. Poezja często opiera się na rytmicznych wzorcach, takich jak jamby, trocheje, daktyle czy anapesty. Metrum, czyli regularne powtarzanie sylab akcentowanych i nieakcentowanych, można analizować za pomocą matematyki. Układ rymów i struktura wiersza często mają regularne, powtarzalne formy, co jest zgodne z zasadami matematyki. Niektóre wiersze wykorzystują liczby w swojej budowie. Na przykład, sekwencja Fibonacciego (1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, …) może być użyta do określenia liczby sylab w kolejnych wersach.

Liczby pierwsze: Poezja może eksperymentować z liczbami pierwszymi, tworząc struktury oparte na liczbach, które dzielą się tylko przez 1 i samą siebie. Poezja konkretna wykorzystuje geometryczne układy liter i słów, tworząc wizualne obrazy. Symetria i układy przestrzenne mogą być analizowane i projektowane za pomocą matematyki. Poezja może korzystać z koncepcji fraktali, tworząc teksty, które mają samopodobne struktury na różnych skalach. Okazało się, że matematyka w poezji jest nie tylko możliwa, ale także stanowi bogate źródło inspiracji i narzędzi do tworzenia i analizy wierszy. Dzięki matematycznym zasadom poezja może osiągnąć nowe poziomy precyzji, struktury i innowacyjności.

Ogromnym zainteresowaniem cieszył się referat mistrzyni Polski w szachach Zuzanny Szeląg: "Skoczek robi SiUP i mamy problem! Czyli grafy na szachownicy". Okazało się, że ruchy skoczka w szachach dostarczają bogatego źródła problemów matematycznych, które można analizować za pomocą różnych narzędzi matematycznych, takich jak teoria grafów, kombinatoryka, teoria grup, optymalizacja i automaty komórkowe. Dzięki temu, skoczek stanowi interesujący obiekt badań zarówno dla szachistów, jak i matematyków. Poznaliśmy słynny problem Knight's Tour, który polega na przemieszczeniu skoczka po szachownicy w taki sposób, aby odwiedził każdy z 64 pól dokładnie raz. Ruchy skoczka mogą być analizowane jako graf, gdzie każde pole szachownicy to wierzchołek, a każdy legalny ruch skoczka to krawędź. następnie analizowany był cykl Hamiltona na grafie ruchów skoczka. Czyli cykl, który odwiedza każdy wierzchołek dokładnie raz i wraca do punktu wyjścia. wreszcie przeanalizowana została optymalizacja ruchów skoczka w celu osiągnięcia określonych celów, takich jak minimalizacja liczby ruchów do osiągnięcia konkretnego pola.

Z referatu Klaudii Majik dowiedzieliśmy się z kolei, że matematyka może znacząco przyczynić się do poprawy strategii i wyników w grach zespołowych poprzez analizę danych, modelowanie, optymalizację i teorię gier. Choć nie gwarantuje wygranej, ponieważ gry zespołowe są złożone i zależą od wielu zmiennych, takich jak forma dnia, decyzje sędziowskie czy czynniki losowe, to jednak dostarcza narzędzi do lepszego zrozumienia gry i podejmowania bardziej świadomych decyzji. na przykład w koszykówce analiza efektywności rzutów z różnych pozycji na boisku (shot charts) pomaga w optymalizacji strategii rzutowej, heatmapy i analizy taktyczne są używane do planowania strategii i oceny zawodników w piłce nożnej. Teoria grafów może być używana do analizy ruchów i pozycji zawodników na boisku. Analiza sieci podaniowych w piłce nożnej czy koszykówce może pomóc zrozumieć, jak zawodnicy współpracują i jak optymalizować przepływ piłki na boisku.

Szczególnym zainteresowaniem cieszyły się wystąpienia Szymona Jóźwiaka i Stanisław Jarockiego: "Algorytm na sukces w Hackathonie" oraz Władysława Kuczerenko i Przemysława Głowackiego “Idealne narzędzia do pracy w zespole”. Obydwa referaty dotyczyły hackathonów - intensywnych wydarzeń, podczas których zespoły programistów, projektantów i menedżerów produktu współpracują, aby stworzyć działające prototypy aplikacji lub rozwiązań w krótkim czasie, najczęściej w ciągu 24 godzin. Przygotowanie do hackathonu i wybór odpowiednich narzędzi może znacząco zwiększyć szanse na sukces. Kluczem do sukcesu jest wcześniejsze przygotowanie, wybór odpowiednich narzędzi, efektywna komunikacja i umiejętność szybkiego rozwiązywania problemów. Dzięki temu można nie tylko stworzyć działające rozwiązanie, ale także zdobyć cenne doświadczenia i nawiązać nowe kontakty. Udział w hackathonach ma wiele korzyści edukacyjnych, od rozwijania umiejętności technicznych i miękkich, przez nawiązywanie kontaktów, po budowanie portfolio i zdobywanie doświadczenia. Hackathony są doskonałą okazją do praktycznego zastosowania wiedzy, rozwijania kreatywności i innowacyjności oraz motywowania do dalszej nauki i rozwoju. Dzięki temu mogą znacząco wpłynąć na rozwój kariery uczestników.

Ogromne wrażenie na uczestnikach konferencji wywarło wystąpienie uczennic naszego liceum - Oliwii Nowak i Katarzyny Walenciak, które zaprezentowały projekt zrealizowany wspólnie z Tomaszem Kornatką "Przewodnik po Oslo – offline na Android". Omówiły wykorzystane narzędzia i aplikacje oraz użyte technologie. Uczestnicy konferencji mogli pobrać aplikację za pomocą kodu QR, zainstalować ją i przetestować. Spontanicznie poza programem naszym uczennicom gratulowała prodziekan Wydziału Matematyki i Informatyki prof. dr Edyta Juskowiak, a przedstawiciele kół naukowych kierunków matematyka i informatyka zaprosili nasz zespół na Ultimate Hackthon Mission 3.0, czyli Hackathon z okazji 30-lecia Wydziału Matematyki i Informatyki, który odbędzie się 15-16 czerwca.

Ciekawy przebieg miał panel dyskusyjny który moderowali Klaudia Majik (Nauczanie Matematyki i Informatyki), Zuzanna Szeląg (Matematyka) i Przemysław Głowacki (Informatyka). Poruszane były problemy nauczania matematyki i informatyki oraz programy studiów uniwersyteckich na tych kierunkach. Przedstawiciele naszej szkoły podkreślali, że aktualne podejście, które zbyt często skupia się na teorii, mogłoby być bardziej zbalansowane przez większą liczbę projektów grupowych. Projekty te nie tylko umożliwiają praktyczne zastosowanie zdobytej wiedzy, ale również rozwijają umiejętności współpracy, które są kluczowe w dzisiejszym świecie technologii i nauk ścisłych. Warto byłoby zwiększyć ich częstotliwość i zakres, aby lepiej zaspokoić potrzeby uczniów zainteresowanych rzeczywistym zastosowaniem matematyki i informatyki w praktyce. Ponadto, wprowadzenie nowoczesnych narzędzi edukacyjnych, takich jak aplikacje czy systemy bazujące na sztucznej inteligencji, mogłoby znacznie ulepszyć proces nauczania, czyniąc go bardziej interaktywnym i dostosowanym do indywidualnych potrzeb uczniów.

Po panelu dyskusyjnym nastąpiło ogłoszenie wyników konkursu na najlepszy referat wśród uczniów. 1 miejsce zajął z zespół z naszego liceum prowadzony przez profesora Jerzego Piętę, który w Kotlinie napisał aplikację na Andoida działającą offline "Przewodnik po Oslo i Norwegii" z wykorzystaniem Jetpack Compose i Material Design 3. Oliwia Nowak i Katarzyna Walenciak z rąk profesor dr Edyty Juskowiak odebrały dyplomy i nagrody. Serdecznie gratulujemy!

Po zakończeniu konferencji nasi uczniowie wzięli udział w laboratoriach i warsztatach z szyfrowania, gier planszowych, muzyki i tańca. Dr Jan Kaczmarek oprowadził naszych uczniów po wydziałowej Kolekcji Maszyn Liczących - niezwykłej kolekcji abakusów, kalkulatorów, komputerów, monitorów i drukarek. Kolekcji, którą przez lata pan doktor poszerzał i wzbogacał o kolejne elementy, konsekwentnie dbając o zachowanie dla celów edukacyjnych sprzętu komputerowego wykorzystywanego najpierw w Instytucie, a następnie na Wydziale Matematyki. Miejsce to nie tylko służy stałej prezentacji zgromadzonych eksponatów, ale staje się także źródłem cennej wiedzy dla studentów, uczniów oraz gości odwiedzających Wydział Matematyki i Informatyki.

Konferencja była nie tylko okazją do zaprezentowania wiedzy i umiejętności, ale również do integracji uczniów i studentów oraz wymiany doświadczeń. Gratulujemy wszystkim prelegentom za ich inspirujące wystąpienia i dziękujemy organizatorom za świetnie przygotowane wydarzenie. Mamy nadzieję, że liczna grupa naszych uczniów zainspiruje się do zgłębiania niezwykłych zastosowań matematyki i informatyki.

« powrót