B1 · 第23集 · 4:30
生物信息学教授吉尔(五):教学要敢于暴露直觉
吉尔主张教师应坦诚分享思维直觉,哪怕简化或暂时不精确,以帮助学生理解抽象概念如组合爆炸。
来源:Qu'est-ce que Tu GEEKes ? · 许可:CC BY-SA 4.0
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les subtilités du sujet, mais ouais, je crois que le premier truc,
这个主题的微妙之处,但没错,我觉得第一件事,
si on veut être un bon enseignant, il faut faire
如果想成为一名优秀的教师,就必须做到
ce qu'il faut pour que tout paraisse simple au premier exposé.
让一切在首次讲解时看起来简单。
Et donc pas avoir peur de donner ses intuitions.
因此不要害怕分享自己的直觉。
Hop hop hop, ne partez pas, du jargon informatique s'est glissé dans cette
等等等等,别走开,计算机术语已悄然渗入这场
interview, notre invité vous explique tout.
访谈,我们的嘉宾将为您一一解释。
Ça veut dire quoi explosion combinatoire?
什么是组合爆炸?
Quand on cherche à faire résoudre un problème à un ordinateur.
当我们试图让计算机解决一个问题时,
Il va mettre un certain temps de calcul avant de nous donner une réponse.
它需要花费一定计算时间才能给出答案。
Et ce temps de calcul, en général, il est dépendant de la quantité de données qu'on
而这一计算时间通常取决于我们
va lui donner en entrée pour qu'il puisse nous donner cette réponse.
输入给它的数据量,以便它能给出该答案。
Et on peut calculer le
我们可以计算出
temps que va mettre l'ordinateur à faire son calcul en fonction de la quantité de
计算机根据初始输入的数据量进行计算所需的时间。
données qu'on lui fait ingérer au début.
我们最初让它处理的数据量。
Et ce temps- là, quand le problème est bien gentil, ça va être par exemple
而当问题非常友好时,这一时间可能例如是
proportionnel.
成比例的。
Si je donne deux fois plus de données, je vais faire deux fois plus de temps de
如果我提供两倍的数据,计算时间也会增加两倍。
calcul. En général, les problèmes qui nous intéressent vraiment,
计算。通常,我们真正关心的问题,
c'est ce qu'on appelle exponentiel, c'est- à- dire que si je donne deux fois plus de
属于所谓指数级的,也就是说,如果我提供两倍的
données, il y a quatre fois plus de calculs.
数据,计算量会增至四倍。
si je donne quatre fois plus, il y a seize fois plus de calculs,
如果我提供四倍的数据,计算量会增至十六倍,
etc. Et donc ça grimpe très très très très vite.
等等。因此增长速度极快极快极快极快。
Et quand on parle de ça à un
当我们向一位
mathématicien, par exemple il va dire le jeu d'échecs n'a aucun intérêt parce que il
数学家提及此事时,例如他会说国际象棋毫无意义,因为国际象棋中
y a un ensemble fini de positions
国际象棋存在有限数量的可能局面
possibles sur le jeu d'échecs, et donc voilà, c'est un truc qui a aucun intérêt
国际象棋中存在有限的位置集合,因此,这玩意儿毫无趣味
mathématique. Pour un informaticien, ça a vachement de l'intérêt parce que la
因此,为提出下一步走法所需的计算时间,
quantité de positions est énorme, et donc le temps de calcul pour proposer le coup
对我们而言极为重要,不能耗时过长。
d'après, ça nous intéresse énormément, il ne faut pas que ce soit trop long.
因此,当我们面对问题时,就会遇到指数级问题,
Et donc quand on a des problèmes, alors on a des problèmes exponentiels,
因此,当我们面对问题时,就会遇到指数级问题,
on peut avoir des problèmes exponentiels, exponentiels, etc.
我们可能会遇到指数级的、指数级的等等问题。
Et même il y a des problèmes qu'on sait caractériser pour lesquels il n'existe pas
甚至存在一些我们已知可刻画的问题,对于它们,
d'algorithmes qui peuvent donner de solutions, tout simplement.
根本不存在能给出解的算法。
Et donc voilà, l'explosion combinatoire, c'est ce phénomène que la plupart des
因此,组合爆炸就是这样一个现象:大多数
problèmes intéressants
有趣的问题,
vont très vite prendre trop de temps et trop de mémoire dans l'ordinateur pour
会很快在计算机中耗费过多时间与内存,从而
pouvoir être résolus de manière satisfaisante.
无法被令人满意地解决。
Et ça, je disais donc un biologiste, il le sent bien parce que vu le nombre de
这一点,我刚才说,生物学家能真切感受到,因为仅看一个细胞内
molécules qu'il a, ne serait ce que dans une cellule,
他所拥有的分子数量,哪怕仅限于一个细胞内,
il a déjà touché du doigt ce problème.
他实际上已经触及了这一问题。
Qu'un mathématicien, même un physicien qui fait hypothèse.
而数学家,甚至做假设的物理学家,
par exemple ne ressent pas autant.
却未必有如此强烈的感受。
Ça veut dire quoi abstraction?
那么,抽象是什么意思?
Voilà, quand on écrit un programme qui a besoin de calculer,
你看,当我们编写一个需要计算的程序时,
par exemple, un trajet optimal entre deux villes ou des choses comme ça.
例如,两座城市之间的最优路径,或类似的事情。
Alors, il faut par exemple représenter la position où se trouve la personne qui veut
那么,例如需要表示出想要
aller d'un endroit à un autre.
从一个地方到另一个地方。
Cette position, souvent, on la représente par des coordonnées x,
这个位置,通常用坐标x,
y. Et ce qui va se passer c'est que donc dans l'ordinateur, on va avoir l'impression
y来表示。接下来会发生的是,在计算机中,我们会感觉
que les calculs se font sur des formules qui contiennent x, des formules qui
计算是在包含x的公式上进行的,是在包含y的公式上进行的。
contiennent y.
包含y。
Et on n'aura jamais l'impression que le calcul se fait sur la position où se trouve
而且我们永远不会觉得计算是在人所在的位置上进行的
la personne. Et ce qu'on appelle l'abstraction, c'est la capacité à regrouper ces x
y归入一个我们称之为人的位置的东西中。
y dans quelque chose qu'on appelle la position de la personne.
并编写以人的位置为输入的函数,而不是以不具直观意义的x和y为输入,
et d'écrire des fonctions qui prennent en entrée non pas x et y qui parlent pas,
而是以对人们来说具有直观意义的人的位置为输入。
mais la position de la personne qui parle intuitivement aux gens.
这就是我们所说的抽象,也就是说,位置这一概念
C'est ça qu'on appelle l'abstraction, c'est- à- dire que la notion de position est
是一个抽象概念,而x和y则是具体概念。
une notion abstraite, alors que x et y sont des notions concrètes.
因此,这种抽象概念确实可以走得更远。
Donc cette notion d'abstraction, effectivement, elle peut aller loin.
例如,我们完全可以对一个细胞拥有抽象的视角,
On peut très bien dire que, par exemple, on a une vision abstraite d'une cellule
我们完全可以这样说,例如,我们对细胞有一种抽象的观感
dans son entier en biologie.
在生物学中作为一个整体。
Et puis à l'intérieur, il y a des taux de concentration, il y a des emplacements de
然后在其内部,存在浓度比率,存在
membranes, il y a des compartiments, etc.
细胞膜,存在区室等。
Mais ça permet d'écrire des fonctions qui parlent de la cellule dans son entier,
但这使得可以编写描述整个细胞的函数,
donc c'est beaucoup plus facilement lisible quand on regarde le programme ou quand
因此当查看程序或当
on spécifie ce qu'il doit faire.
指定它应执行的操作时。
Voilà pour cette interview, merci de l'avoir écoutée.
本次访谈就到这里,感谢收听。
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