ظهر التÙكير الØاسوبي بمÙهومه المعاصر ÙÙŠ عام 2006Ù…ØŒ وهو بذلك يعد من بين Ø£Øدث الاتجاهات المعاصرة ÙÙŠ تنمية مهارات التÙكير. وعلى الرغم من أن Ù…Ùهوم التÙكير الØاسوبي قد Øظي بقدر كبير من الاهتمام على مدار الأعوام العديدة الماضية، Ùقد بينت بعض الدراسات أن مهارات التÙكير الØاسوبي لا يتم تدريسها بÙاعلية سواءً ÙÙŠ التعليم العام أو التعليم الجامعي.
https://www.new-educ.com/%D8%A7%D9%84%D8%AA%D9%81%D9%83%D9%8A%D8%B1-%D8%A7%D9%84%D8%AD%D8%A7%D8%B3%D9%88%D8%A8%D9%8A-%D8%AE%D8%B5%D8%A7%D8%A6%D8%B5%D9%87-%D9%88%D9%85%D9%87%D8%A7%D8%B1%D8%A7%D8%AA%D9%87?subscribe=already#blog_subscription-2
لقد Ø£ØµØ¨Ø Ø§Ù„ØªÙكير الØاسوبي بمثابة مهارة رئيسية للعيش ÙÙŠ القرن الØادي والعشرين، وتم إدراج تقنية المعلومات ضمن أهم العلوم التي يتلقاها الطلاب ÙÙŠ مراØلهم التعليمية، إلا أن مقررات الØاسب الآلي لازالت تركز إلى Øد كبير على تعليم الطلاب كيÙية تشغيل التقنيات والتعامل معها، بدلاً من تعلم تطوير وابتكار تقنيات جديدة. لذا لا يزال طلابنا إلى Øد ما متلقين للتقنية وليس مطورين لها.
إن مهارات التÙكير الØاسوبي من أهم المهارات التي Ùرضتها التقنية والتي يمكن تنميتها من خلال مقررات الØاسب الآلي، بهد٠تلخيص المهارات الرئيسية لعلم الØاسب الآلي التي يتعين على كل Ùرد تعلمها ÙÙŠ عصرنا الراهن، وبالتالي تعليم الطلاب “طرق التÙكير مثل علماء الØاسب الآلي†سواءً كانوا متخصصين ÙÙŠ الØاسب الآلي أم لا. من هذا المنطلق سو٠نتناول ÙÙŠ هذه المقالة Ù…Ùهوم التÙكير الØاسوبي وخصائصه وأبرز مهاراته.
تعري٠التÙكير الØاسوبي
إن من أبرز تعريÙات التÙكير الØاسوبي التعري٠الإجرائي الذي قدمته الرابطة الأمريكية لمعلمي علوم الØاسب الآلي (CSTA) بالتعاون مع الجمعية الدولية للتقنية ÙÙŠ التعليم (ISTE). ويص٠هذا التعري٠التÙكير الØاسوبي على أنه عملية Ù„ØÙ„ المشكلات، Ùˆ يتضمن العناصر التالية:
1- صياغة المشكلات بطريقة تمكن من استخدام الØاسب الآلي والأدوات الأخرى للمساعدة على Øلها.
2- التنظيم المنطقي للبيانات وتØليلها.
3- تمثيل البيانات من خلال التجريدات مثل النماذج والمØاكاة.
4- أتمتة الØلول من خلال التÙكير الخوارزمي.
5- تØديد، وتØليل، وتنÙيذ الØلول الممكنة للوصول إلى المزيج الأكثر ÙƒÙاءة ÙˆÙاعلية من الخطوات والمصادر.
6- تعميم والاستÙادة من عملية ØÙ„ المشكلة التي يتعامل معها الÙرد والاستÙادة منها وتطبيقها على مدى واسع من المشكلات.
خصائص التÙكير الØاسوبي
Øددت “وينج†ÙÙŠ مقالتها الرائدة التي قدمت لمÙهوم التÙكير الØاسوبي (Wing, 2006)ØŒ الخصائص الرئيسية للتÙكير الØاسوبي وذلك على النØÙˆ التالي:
1- التركيز على المÙاهيم وليس البرمجة Conceptualizing, not programmingØŒ Øيث إن علم الØاسب الآلي لا يعني مجرد البرمجة، والتÙكير مثل علماء الØاسوب يعني ما هو أكثر من كون الÙرد قادراً على برمجة الØاسوب Ùهو يتطلب تÙكيرا عند مستويات متعددة من التجريد.
2- التÙكير الØاسوبي مهارة رئيسية وليست روتينية Fundamental, not rote skill Ùˆ تعني المهارة الرئيسية مهارة يتعين على كل شخص أن يكون متقنا لها Øتى يكون قادراً على التعايش ÙÙŠ المجتمع المعاصر، أما المهارة الروتينية Ùهي مهارة يتم تنÙيذها بشكل آلي.
3- التÙكير الØاسوبي هي الطريقة التي ÙŠÙكر بها البشر وليس الطريقة التي ÙŠÙكر بها الØاسوب A way that humans, not computers, think: إن التÙكير الØاسوبي يعبر عن طريقة ÙŠØÙ„ بها البشر المشكلات ولا يعني Ù…Øاولة البشر التÙكير مثل أجهزة الØاسوب. إن أجهزة الØاسوب لا تتسم بالمهارة والخيال الذي يتمتع به البشر لكن مع استخدام البشر لأجهزة الØاسوب Ùإنهم يكونون قادرين على تعزيز قدراتهم على ØÙ„ المشكلات بشكل Ø£Ùضل.
4- التÙكير الØاسوبي يكمل ويتضمن التÙكير الرياضي والهندسي Complements mathematical and engineering thinking: يستند علم الØاسب الآلي بشكل جوهري إلى التÙكير الرياضي والتÙكير الهندسي من Øيث أنه يتضمن بناء أنظمة تتÙاعل مع واقع الØياة. وتعمل القيود المÙروضة على أجهزة الØاسوب على إجبار علماء الØاسب الآلي على التÙكير بشكل Øاسوبي وليس Ùقط بشكل رياضي. ÙˆÙÙŠ ظل إمكانية بناء عوالم اÙتراضية Ùإنه يمكن لعلماء الØاسب هندسة أنظمة اÙتراضية وليس الاقتصار Ùقط على العالم المادي.
5- يركز التÙكير الØاسوبي على الأÙكار وليس الأدوات ÙØسب Ideas, not artifacts: لا يركز التÙكير الØاسوبي على مجرد البرمجيات والأجهزة التي يتم إنتاجها، بل يركز أيضاً على المÙاهيم الØاسوبية التي يتم استخدامها للتعامل مع المشكلات ÙˆØلها، وإدارة Øياتنا اليومية، والتواصل والتÙاعل مع الآخرين.
6- التÙكير الØاسوبي Ù…Ùيد لأي شخص ÙÙŠ أي مكان.
مهارات التÙكير الØاسوبي
يتضمن التÙكير الØاسوبي عددا من المهارات الرئيسية، ÙˆÙيما يلي عرض موجز لهذه المهارات:
التÙكير الخوارزمي Algorithmic thinking
ويÙعر٠بأنه طريقة للوصول إلى ØÙ„ المشكلات الØاسوبية من خلال التØديد Ø§Ù„ÙˆØ§Ø¶Ø Ù„Ù„Ø®Ø·ÙˆØ§Øª اللازمة. وتعد القدرة على قراءة ÙˆÙهم الخوارزميات متطلباً قبلياً هاما ÙÙŠ التÙكير الØاسوبي Øيث تتضمن كتابة تعليمات Ù…Øددة وواضØØ© مرتبة خطوة بخطوة لتنÙيذ عملية Øاسوبية ما.
التØليل decomposition
التØليل هو طريقة للتÙكير بشأن الأجزاء المكونة للمشكلات، والخوارزميات، والأدوات، والعمليات، والأنظمة الØاسوبية المختلÙØ©. وهو ما يساعد الÙرد على Ùهم ما تتضمنه من أجزاء ومكونات، ÙˆØلها، وتطويرها وتقويمها كل على Øدة، كما يجعل المشكلات المعقدة أسهل ÙÙŠ الØÙ„. ويتضمن التØليل قدرة الÙرد على تØديد الجوانب الهامة للمشكلة الØاسوبية والتركيز عليها، والقدرة على تقسيم المشكلة إلى مشكلات Ùرعية، والقدرة على تØديد العمليات الØوسبية التي يمكن استخدامها ÙÙŠ ØÙ„ المشكلة، والتكامل بين هذه العمليات لتصميم الخوارزميات.
التجريد abstraction
ويÙعر٠التجريد على أنه عملية تكوين شيء ما يتسم بالبساطة من شيء آخر معقد وذلك من خلال عزل أو إقصاء التÙاصيل غير الوثيقة الصلة، Ùعلى سبيل المثال: تعد الخوارزمية تجريداً لعملية تتضمن مدخلات، وتنÙيذ سلسلة من الخطوات، والوصول إلى نواتج أو مخرجات تعمل على تØقيق هد٠منشود. وتعد مهارة التجريد بمثابة عملية التÙكير الأكثر أهمية والأعلى مستوى ÙÙŠ التÙكير الØاسوبي.
التقويم evaluation
ويتضمن التقويم التأكد من ÙƒÙاءة الØÙ„ الخوارزمي Ø§Ù„Ù…Ù‚ØªØ±Ø Ù„Ù„Ù…Ø´ÙƒÙ„Ø© الØاسوبية وتقويم الخوارزميات ÙÙŠ ضوء معايير متعددة أخرى مثل ما إذا كانت سريعة بما يكÙÙŠØŒ وما إذا كانت اقتصادية ÙÙŠ استخدام المصادر، ومدى سهولة استخدامها … الخ
تصØÙŠØ Ø§Ù„Ø£Ø®Ø·Ø§Ø¡ Debugging
تتضمن مهارات تصØÙŠØ Ø§Ù„Ø£Ø®Ø·Ø§Ø¡ Debugging تØديد الأخطاء ÙÙŠ المنطق المتبع أو الأنشطة المنÙذة، ومراجعة القواعد أو الاستراتيجيات المتبعة ÙÙŠ الخوارزميات وغيرها. وتعد هذه المهارة مهمة ÙÙŠ كل من البرمجة والتÙكير الØاسوبي نظراً لأنها تتضمن التÙكير الناقد والإجرائي.
التعميم Generalization
تتضمن مهارات التعميم الاستÙادة من العمليات المستخدمة ÙÙŠ ØÙ„ مشكلة Øاسوبية معينة وتطبيقها على مجموعة متنوعة من المشكلات، بمعنى ØÙ„ المشكلات الجديدة بشكل سريع استناداً إلى المشكلات السابقة التي قام الÙرد بØلها.
المØاكاة Simulation
ويطلق عليها أيضاً بناء النماذج، وهي عرض للخوارزميات وتتضمن تصميم وتطبيق نماذج الØاسوب استناداً إلى الخوارزميات التي تم تصميمها.
ويرتبط بالتÙكير الØاسوبي عدد من النواØÙŠ الاجتماعية والوجدانية الهامة، Ùعلى سبيل المثال من المهارات الاجتماعية للتÙكير الØاسوبي التعاون والتنسيق أو المناÙسة أثناء مراØÙ„ ØÙ„ المشكلات الØاسوبية، وبناء الخوارزميات، وتصØÙŠØ Ø§Ù„Ø£Ø®Ø·Ø§Ø¡ØŒ والمØاكاة. أما النواØÙŠ الوجدانية Ùعلى سبيل المثال نذكر: ثقة الÙرد ÙÙŠ قدرته على التعامل مع التعقيد، والإصرار على العمل على المشكلات الصعبة، والقدرة على التعامل مع الغموض، والقدرة على التعامل مع المشكلات المÙتوØØ©ØŒ ومعرÙØ© الÙرد بنقاط قوته وضعÙÙ‡ عند العمل مع الآخرين.
المراجع:
آل كباس، عزة.2016Ù…. بØØ« تربوي بعنوان دور مقررات الØاسب الآلي ÙÙŠ تنمية مهارات التÙكير الØاسوبي من وجهة نظر معلمات الØاسب الآلي بمØاÙظة ينبع.
Wing, J. (2006). Computational thinking. Communications of the ACM, 49(3), 33–36.
========================
2018/08/16