Obory STEM (věda, technologie, inženýrství a matematika) jsou zásadně závislé na matematice, která je pro mnoho aspektů těchto oborů nezbytná. Matematika poskytuje základ pro řešení problémů, kritické myšlení a analytické schopnosti v oborech, jako je inženýrství a informatika. V tomto článku se budeme zabývat rozsahem matematiky v oboru STEM a otázkami, jako jsou matematické předpoklady pro inženýrství, podíl dostupných pracovních míst v oboru STEM, délka studia oboru STEM a vztah mezi oborem STEM a kódováním. Kolik matematiky je v inženýrství?
Matematika je důležitou součástí inženýrství, jednoho z oborů STEM. Vlastně by se dalo říci, že inženýrství je jazykem matematiky. Při navrhování, vyhodnocování a optimalizaci systémů používají inženýři řadu matematických konceptů a technik, od kalkulu přes diferenciální rovnice, lineární algebru až po teorii pravděpodobnosti. Inženýři potřebují k úspěchu ve svém oboru pevné matematické základy, ať už jde o modelování složitých dějů, výpočet sil nebo výběr nejlepších staveb. Lze předpokládat, že matematika je důležitou součástí učebních osnov inženýrství, i když úroveň požadované matematiky se může lišit v závislosti na jednotlivých oborech inženýrství. Kolik je v ní STEM?
Obory STEM jsou v posledních letech známější v důsledku rostoucí poptávky a jejich role v technologickém růstu. Americký úřad pro statistiku práce odhaduje, že v roce 2019 bude 8,8 % všech pracovních míst v oborech STEM. Vzhledem k tomu, že technologie hrají v naší společnosti i nadále významnou roli, předpokládá se, že toto procento se v příštích letech ještě zvýší. Povolání STEM představují vzhledem k rychlému tempu vynálezů potenciální šance pro ty, kteří se zajímají o informatiku, biotechnologie, vědy o životním prostředí a další příbuzné obory, stejně jako o další obory.
V závislosti na stupni studia a zvolené profesi může obor STEM trvat různě dlouho. Obvykle bakalářské studijní programy STEM trvají čtyři roky. Některé obory STEM, jako například inženýrství nebo architektura, však mohou vzhledem k náročnosti učebních osnov nebo požadovaným zkušenostem ze spolupráce trvat déle. Časový rámec může být dva až sedm let nebo delší u osob, které usilují o získání pokročilého titulu, jako je magisterský nebo doktorský titul. Je důležité si uvědomit, že proměnné, jako jsou požadavky programu, možnosti výzkumu a individuální studijní výsledky, ovlivňují délku trvání oboru STEM. Zahrnuje STEM i kódování?
Ano, mnoho oborů STEM je do značné míry závislých na kódování. Kódování se s rozvojem technologií etablovalo jako nezbytná dovednost v oboru STEM. Kódování je nezbytné pro vytváření algoritmů, softwarových aplikací a nových řešení v oblasti informatiky a softwarového inženýrství. Kromě toho se kódování používá v oborech, jako je bioinformatika, robotika, umělá inteligence a datová věda. Kódování je klíčovou schopností pro úspěch v dnešním technologicky vyspělém světě, protože je stále více žádoucí v široké škále profesí STEM ovládat programovací jazyky, jako je Python, Java nebo C++.
Souhrnně řečeno, matematika je pro obory STEM zásadní. Dobrá znalost matematických principů a schopnost řešit problémy jsou klíčové pro úspěch ve všech oborech, od strojírenství až po programování. Značnou část trhu práce zabírají obory STEM, které také poskytují skvělé kariérní vyhlídky. V závislosti na konkrétním tématu a hloubce studia může obor STEM trvat kratší nebo delší dobu. Navíc mnoho předmětů STEM dnes zahrnuje kódování, což podtrhuje význam znalostí programování v současné digitální éře. Člověk se může lépe připravit na příležitosti a výzvy, které ho čekají, když pochopí význam matematiky ve vzdělávání a kariéře v oblasti STEM.
Obory STEM – věda, technologie, inženýrství a matematika – skutečně zahrnují algebru. Tato oblast matematiky se zaměřuje na používání symbolů a pokynů pro manipulaci s nimi za účelem řešení rovnic a pochopení souvislostí mezi proměnnými. Řada oborů STEM, včetně inženýrství, informatiky, fyziky a ekonomie, je na algebře do značné míry závislá. Nabízí základní porozumění a schopnost řešit problémy potřebné pro složité matematické principy a aplikace v těchto oborech. Proto je algebra pro výuku STEM nezbytná a probírá se v řadě předmětů STEM.
Programování se do značné míry opírá o matematiku, která je základním aspektem tohoto předmětu. Základní znalosti matematiky jsou nezbytné pro všechny programátory, i když úroveň požadované matematické náročnosti se může lišit v závislosti na konkrétních programátorských profesích.
Konstrukce algoritmů, logické uvažování a řešení problémů jsou základní aspekty programování, které jsou založeny na matematických myšlenkách. Matematické operace, jako je sčítání, odčítání, násobení a dělení, programátoři často používají k úpravě dat a provádění výpočtů uvnitř svého kódu.
Větší porozumění matematickým konceptům je také nezbytné pro složitější programátorské práce, jako je vytváření algoritmů pro analýzu dat, strojové učení nebo kryptografii. Tyto oblasti programování běžně využívají myšlenky z diskrétní matematiky, statistiky, lineární algebry a kalkulu.
Počítačové jazyky navíc často poskytují matematické zápisy a funkce, které programátorům umožňují efektivně pracovat se složitými matematickými myšlenkami. Programátoři často používají knihovny a rámce specifické pro matematické výpočty, jako jsou MATLAB a NumPy.
Závěrem lze říci, že matematika je pro oblast programování nepochybně nezbytná, ať už se používá jakkoli často. Matematika je nezbytnou součástí programování a vzdělávání STEM obecně, protože je nezbytná k tomu, aby programátoři mohli efektivně řešit problémy, psát efektivní kód a vynikat v mnoha různých oblastech programování, od jednoduchých operací až po složité algoritmy.