Myślenie obliczeniowe ma kilka korzyści i jest coraz częściej wykorzystywane przez ludzi. Rozwijanie tych umiejętności może poprawić kreatywność i otworzyć nowe dziedziny. Gdy dzieci stają się bardziej świadome otaczającego je świata, mogą wykorzystać te umiejętności do rozwijania własnych pomysłów i rozwiązywania problemów. W rzeczywistości myślenie obliczeniowe jest uważane za niezbędną umiejętność w XXI wieku. W tym artykule omówimy niektóre z korzyści płynących z tej techniki. Poniżej wymieniono kilka powodów, dla których dzieci powinny uczyć się myślenia obliczeniowego.
Abstrakcja
W dyscyplinie informatyki abstrakcja jest podstawową cechą. Proces rozkładania obiektu na jego części składowe pozwala na tworzenie wielu mniejszych obiektów. Najprostsze formy abstrakcji to instrukcje wykonania większego zadania. Abstrakcja może być użyta do opisania, jak zbudować nowy produkt. Lepsze zrozumienie abstrakcji jest kluczem do zwiększenia kariery w informatyce. W poniższych sekcjach omówiono podstawowe pojęcia abstrakcji i ich zastosowania w myśleniu obliczeniowym.
Abstrakcje są często podstawą procesów twórczego, rozwiązywania problemów. Pomagają uczniom zidentyfikować najważniejsze szczegóły problemu. Uczniowie wykorzystują ten proces do generowania bardziej ogólnego rozwiązania. Abstrakcja w myśleniu obliczeniowym pomaga uczniom zidentyfikować te szczegóły i uogólnić je. Na przykład uczniowie mogą użyć pojęcia takiego jak “cztery” do opisania liczby jabłek na stole lub masy atomowej berylu. Używając abstrakcyjnych idei i modeli, mogą tworzyć bardziej elastyczne, skalowalne i adaptowalne programy.
Proces abstrakcji polega na usunięciu szczegółów, które nie są potrzebne. Podczas rozwiązywania złożonego problemu ludzie chcą znaleźć najprostsze rozwiązanie. Używają odpowiednich słów kluczowych, aby raport z badań był łatwiejszy do odczytania. Podobnie, podczas wygłaszania prezentacji, mówca musi skupić się na ważnych punktach. Z kolei rozproszenie uwagi odciąga ją od przekazu. Proces ten jest szczególnie ważny w informatyce.
W myśleniu obliczeniowym abstrakcje są przydatne w ułatwianiu zrozumienia złożonych zadań. Stosowanie abstrakcji doprowadziło również do ogromnego postępu w technologii. Wirtualizacja sieci znacznie poprawiła sposób, w jaki podchodzimy do problemów. Używanie abstrakcji w informatyce przekształciło nasze społeczeństwo. Umożliwiło nam dokonanie dużych postępów w branży technologicznej i poprawiło sposób prowadzenia biznesu. Dzięki tym postępom nasz świat stał się lepszym miejscem dla wszystkich.
Kreatywność
Przez lata najbardziej efektywne lekcje TIK kładły nacisk na kreatywne rozwiązywanie problemów. Pisanie kodu komputerowego lub tworzenie animacji i filmów było skutecznym sposobem nauki o informatyce. Jednak twórcza parsymonia została również opisana jako proces, w którym mniej zasobów jest potrzebnych do wytworzenia efektywnej reprezentacji. Nie oznacza to, że komputer nie może być kreatywny, ale raczej, że można go wyszkolić, by myślał kreatywnie, gdy ma do czynienia z problemem lub sytuacją.
Aby ocenić stopień myślenia obliczeniowego u uczniów, badacze wykorzystali zautomatyzowane narzędzie analityczne o nazwie Dr Scratch. Inne metody oceny TK obejmowały standaryzowany test oraz model kompetencji oparty na modelu #5c21. Metody te pokazują, że CT jest ściśle powiązana z innymi kompetencjami XXI wieku. Ostatecznie uczniowie byli w stanie zastosować umiejętności kreatywnego rozwiązywania problemów do rozwiązywania problemów, które wcześniej wydawały się nie do rozwiązania.
W badaniach stwierdzono pozytywne związki między nabywaniem TK a zdolnościami twórczymi, ale wystąpiły istotne różnice między chłopcami i dziewczętami. Dziewczęta uzyskały średnio wyższe wyniki w zakresie konstruktów kreatywności niż chłopcy, a wcześniejsza znajomość kodowania była związana z sympatią danej osoby do technologii. Choć badanie nie wykazało żadnych związków między wiekiem, płcią i przynależnością szkolną, jasne było, że dziewczęta wykazywały wyższy poziom kreatywności niż chłopcy. W badaniu podkreślono również znaczenie rozwijania wśród uczniów tolerancji na niejednoznaczność, która jest ważna dla kreatywności.
Choć badania nad myśleniem obliczeniowym są wciąż w początkowej fazie, to już teraz jest to ważna umiejętność dla następnego pokolenia. Umiejętność kreatywnego rozwiązywania problemów jest niezbędna do kariery w dziedzinach STEM i w branżach kreatywnych. Mogą pomóc ci podejmować lepsze decyzje, poprawić wydajność i nauczyć się nowych umiejętności. Mogą również pomóc ci stać się bardziej innowacyjnym i pomysłowym. Istnieje kilka ważnych aspektów myślenia obliczeniowego, które powinny być poruszane i rozważane przez przyszłych specjalistów.
Przewidywalność
W obecnym badaniu badamy moc predykcyjną myślenia obliczeniowego. Najpierw zbadaliśmy dane z dwóch kohort nowych studentów w styczniu-kwietniu 2019 roku. Następnie przeanalizowaliśmy wyniki ankiety, aby określić, czy pasowały do oceny umiejętności myślenia obliczeniowego. Po ocenie przeanalizowaliśmy dane, aby zobaczyć, jak dobrze przewidzieliśmy zapisy. Oceniliśmy również, jak dobrze moc predykcyjna myślenia obliczeniowego koreluje z istniejącą sytuacją. Badanie to podkreśla również rolę myślenia obliczeniowego w klasie.
Podstawową ideą myślenia obliczeniowego jest rozpoznawanie wzorców. Po raz pierwszy uczy się go uczniów w szkole podstawowej. Następnie uczniowie mogą analizować obiekty, które mają wspólne cechy. Takie podejście rozwija u uczniów zrozumienie trendów i przewidywalności. Świetnym sposobem na nauczenie tej umiejętności jest rozpoczęcie od drzew: wszystkie mają pień, korzenie i gałęzie. Uczniowie mogą stosować te same techniki do różnych obiektów. Następnie mogą wykorzystać tę wiedzę do przewidywania rezultatów.
Ważnym aspektem myślenia obliczeniowego jest jego przewidywalność. Program komputerowy może być zaprogramowany tak, by przewidzieć wynik operacji. Podejście algorytmiczne pozwala uczniom opracować procedury krok po kroku do wykonania zadań. Efektem końcowym jest powtarzalny, przewidywalny proces. Można jednak wykorzystać algorytmy do opracowania algorytmów, które pomogą uczniom rozwinąć kreatywne myślenie. Te umiejętności są przydatne nie tylko w programowaniu, ale w wielu dziedzinach życia.
Myślenie obliczeniowe wymaga od uczniów zadawania odważnych pytań, wytrwałości w pokonywaniu złożoności i analizowania zasobów. Muszą być w stanie uczyć się w środowisku współpracy i rozwijać nastawienie na wzrost, aby ogarnąć niejednoznaczność i traktować wyzwania jako możliwości. Uczniowie muszą rozwijać te umiejętności, aby mogli stać się kreatywnymi, współpracującymi i produktywnymi liderami jutra. Korzyści z myślenia obliczeniowego jest wiele. Możesz zacząć je wykorzystywać już dziś. Jeśli nie jesteś pewien, od czego zacząć, rozważ następujące scenariusze lekcji.
Korzyści
Myślenie obliczeniowe to sposób rozwiązywania problemów poprzez rozkładanie większych zagadnień na prostsze. W wielu dziedzinach biznesu i STEM ma to kluczowe znaczenie. Może zwiększyć efektywność i pomóc twórcom podejść do problemów w bardziej logiczny sposób. Korzystając z tej metody, możesz poprawić swoją zdolność do komunikowania pomysłów innym. Oto kilka sposobów, w jaki możesz zastosować myślenie obliczeniowe w swojej klasie. Poniżej wymieniono kilka przykładów zastosowań myślenia obliczeniowego. Ten typ myślenia może pomóc dzieciom zrozumieć związek między matematyką a światem rzeczywistym.
To podejście jest przydatne w wielu dyscyplinach i może być nauczane bez bezpośredniego związku z komputerami lub językami programowania. Może to pomóc uczniom zdobyć cenne umiejętności pośrednie, które pomogą im później w karierze. Myślenie obliczeniowe może być ważną umiejętnością do posiadania w dzisiejszym świecie, a wiele firm szuka następnej generacji liderów. Oto kilka korzyści z myślenia obliczeniowego. Na początek, może ono pomóc w rozwiązywaniu problemów poza własną dziedziną.
Myślenie obliczeniowe uczy dzieci rozkładania dużych problemów na prostsze części. Dzięki temu podejściu dzieci mogą eksperymentować ze swoimi pomysłami, udoskonalać je i wykorzystywać dane do odkrywania wzorców. Dzięki temu dzieci uczą się, jak badać przyczynę i skutek oraz dlaczego pewne działania mają wpływ na konkretną sytuację. Dzieci skorzystają również z bardziej realistycznego spojrzenia na swoje problemy. Dzięki temu mogą nauczyć się, jak pokonać lęk, i nie jest to tylko dla programistów i inżynierów komputerowych. Każdy z nas używa myślenia obliczeniowego nieświadomie.
Myślenie obliczeniowe pozwala uczniom stosować modele matematyczne do problemów świata rzeczywistego. Zdobywają również zrozumienie metapoznania, czyli procesu myślenia i analizowania danych. Myślenie obliczeniowe pomaga im również rozwijać niezbędne umiejętności miękkie, takie jak współpraca, komunikacja i debugowanie. Jeśli chcesz awansować w swojej karierze, rozważ włączenie myślenia obliczeniowego do programu nauczania w swojej klasie. Zbierzesz korzyści. Staniesz się bardziej wszechstronny i innowacyjny w miejscu pracy.
Brak badań nad myśleniem obliczeniowym
Krytyczna praca nad myśleniem obliczeniowym skupiła się na rozszerzeniu zakresu i włączeniu podejść poznawczych i usytuowanych. Prace te zakwestionowały również niektóre założenia stojące za podejściami głównego nurtu. Williamson (2016), na przykład, argumentuje, że myślenie obliczeniowe jest częścią korporacyjnego wtargnięcia do edukacji publicznej i że zmarginalizowane populacje raczej nie będą nim zainteresowane. Inne prace krytyczne dotyczące myślenia obliczeniowego czerpały z krytycznej teorii rasy i wyostrzonej krytyki retoryki różnorodności i włączenia.
Jednym z wyzwań związanych z ustaleniem definicji myślenia obliczeniowego jest to, że istnieje wiele pytań bez odpowiedzi, jak je zdefiniować. Wielu interesariuszy stawia sobie za priorytet wypracowanie jednej definicji, która mogłaby posłużyć za podstawę do certyfikacji nauczycieli i standardów programowych. Jeden z dokumentów konsensusu, K-12 CS Framework, ma na celu ujednolicenie programów nauczania i standardów, ale pomija kluczowe kwestie definicyjne. Aby rozwiązać ten problem, edukatorzy powinni opracować bardziej wszechstronną definicję i zapewnić, że wszyscy uczniowie skorzystają z myślenia obliczeniowego.
Cechy myślenia obliczeniowego obejmują dekompozycję, rozpoznawanie wzorców, reprezentację danych, generalizację i algorytmy. Te umiejętności są często podstawą algorytmów i mają zastosowanie we wszystkich przedmiotach. Pomimo rosnącej popularności, badacze muszą pamiętać, aby informować o kontekście, w jakim uczniowie są zapisani. Kontekst ten ma kluczowe znaczenie dla możliwości wykorzystania wyników w klasie i poza nią. A ponieważ myślenie obliczeniowe może być stosowane w każdym obszarze tematycznym, szkoły muszą zastanowić się, jak włączyć je do programu nauczania.
Pomimo tych wyzwań, istnieje coraz więcej badań dotyczących myślenia obliczeniowego. Jedną z największych przeszkód we wdrażaniu myślenia obliczeniowego w szkołach jest zdobycie zaufania i umiejętności nauczycieli. Uczniowie muszą czuć się komfortowo z tym nowym sposobem uczenia się. Udane wdrożenie myślenia obliczeniowego w edukacji wymaga wysokiej jakości badań. Jeśli edukatorzy nie wiedzą, co robią, nie mogą tego skutecznie wdrożyć. Jest to jedyny sposób na poprawę wyników uczniów.
Podobne tematy
