چرا یادگیری تفکر رایانشی در کودکی مهم است؟
۳۰ خرداد ۱۴۰۲
۱۰ دقیقه
آیا کودک شما در مدرسه، در درک و حل مسئله مشکل دارد؟ آیا او دچار اضطراب می‌شود و این وضعیت شما را نگران کرده است؟ آموزش تفکر رایانشی به کودک شما به او در بهبود مهارت‌های حل مسئله کمک بسیاری خواهد کرد. تفکر رایانشی یا همان تفکر محاسباتی به کودک شما فکر کردن را می‌آموزد.
نام دیگر تفکر رایانشی، تفکر کامپیوتری است. در بیشتر منابع از تفکر رایانشی به عنوان «فکر کردن مثل کامپیوتر» یاد می‌شود. البته که این جمله منطق درستی ندارد، چون کامپیوترها امکان تفکر ندارند و صرفاً دستورالعمل‌هایی که انسان به آنها می‌دهد را اجرا می‌کنند. اما هدف کلی از این تفکر این است که روش‌های مواجه شدن کامپیوتر با حل مسئله را متوجه شویم و بتوانیم راه‌حل‌های درست را برای آن تشخیص دهیم.
در جونیورا هم آموزش تفکر رایانشی به کودکان و نوجوانان بیش از هر چیزی ارزش دارد و از اولویت بالایی برخوردار است. در این مطلب هم در مورد تفکر رایانشی و مزایای آن برای کودکان و نوجوانان خواهیم گفت. تا انتهای این مقاله با ما همراه باشید.
تفکر رایانشی چیست؟
این درست است که کامپیوترها قادرند به ما در حل مسائل کمک کنند؛ با این حال، قبل از اینکه بتوانیم یک مسئله را حل کنیم، باید خود مسئله و راه‌حل‌های آن را درک کنیم. تفکر رایانشی به ما در فهم مسائل و روش‌های مواجهه با آن کمک می‌کند.
تفکر رایانشی (نام‌های دیگر آن به فارسی: تفکر محاسباتی، تفکر کامپیوتری) به ما این امکان را می‌دهد تا با مسئله‌ی پیچیدهای روبرو شویم، به فهم مسئله برسیم و راه‌حل‌های ممکن آن را بررسی و ایجاد کنیم. سپس می‌توانیم این راه‌حل‌ها را به نحوی ارائه دهیم که یک کامپیوتر، یک انسان یا هر دو بتوانند آن را درک کنند.
تفکر رایانشی یک مرحله قبل‌تر از برنامه نویسی انجام می‌شود. این فرایند شامل تقسیم مسئله به گام‌های کوچک و ساده‌تر است که حتی یک کامپیوتر نیز بتواند آن را درک کند.
کامپیوترها دستورات را به‌صورت کلمه به کلمه اجرا می‌کنند و گاهی به نتایج دور از انتظاری می‌رسند. اگر به کامپیوترها دستورات صحیحی ندهیم، این امکان وجود دارد که الگوریتم‌مان اقدامات حیاتی که اکثر مردم انتظار رعایت کردن آن را دارند فراموش کند.
برای مثال، یک فعالیت ساده مانند مسواک زدن را در نظر بگیرید. در ابتدا به نظر می‌رسد کاری بسیار ساده باشد، اما در واقع، مسواک زدن شامل چندین مرحله ساده است. ابتدا به یک مسواک و خمیر دندان نیاز دارید. همچنین باید به یک سینک با آب سرد دسترسی داشته باشید. سپس باید خمیر دندان را روی مسواک بمالید. فراموش نکنید شیر آب را باز کنید و مسواک را زیر آب بگذارید.
همانطور که می‌بینید، چنین فعالیتی در واقع شامل مراحل زیادی است، اگر یک مرحله را فراموش یا در ترتیب آن اشتباه کنید، ممکن است با مشکلات بزرگی مواجه شوید!
مزایای تفکر رایانشی برای کودکان و نوجوانان
آموزش تفکر محاسباتی به کودکان و نوجوانان تاثیر بسیار مهمی در زندگی آنها خواهد داشت. این نوع تفکر به آنها کمک می‌کند تا مهارت‌هایی ارزشمند را برای حل مسائل و پرداختن به چالش‌ها بسازند. در ادامه، تأثیرات آموزش تفکر رایانشی در زندگی کودکان را بررسی می‌کنیم:
- توسعه مهارت‌های محاسباتی: آموزش تفکر رایانشی، کودکان را برای یادگیری مفاهیم محاسباتی و الگوریتم‌ها آماده می‌کند. آنها با استفاده از فعالیت‌هایی مانند برنامه نویسی و حل مسائل، می‌توانند مهارت‌های مربوط به تجزیه و تحلیل، پیش‌بینی و حل مسائل را یاد بگیرند.
- تقویت استدلال منطقی: آموزش تفکر رایانشی کودکان را در مهارت استدلال منطقی تقویت می‌کند. آنها می‌توانند نه تنها الگوها و قوانین را شناسایی کنند، بلکه از آنها برای پیش‌بینی و حل مسائل استفاده کنند.
- تقویت خلاقیت: تفکر رایانشی به کودکان امکان می‌دهد تا خلاقیت خود را در حل مسائل و طراحی راهکارهای نوآورانه تقویت کنند. آنها می‌توانند ایده‌های خلاقانه‌تری برای حل مسائل پیدا کنند و به دنبال راهکارهای جدید و منحصر به فرد باشند.
- توانایی همکاری و تعامل اجتماعی: آموزش تفکر رایانشی کودکان را در توانایی همکاری و تعامل اجتماعی تقویت می‌کند. آنها می‌توانند به صورت کار گروهی با افراد دیگر مشارکت کنند، نظرات خود را با همکلاسی‌ها به اشتراک بگذارند و در حل مسائل مشترک به عنوان یک تیم عمل کنند.
با توجه به پیشرفت تکنولوژی، آینده برای کودکان و نوجوانانی که تفکر رایانشی را یاد گرفتند واقعاً روشن است. به عنوان مثال:
- شغل‌های مرتبط با فناوری: توسعه روزافزون فناوری‌های نوظهور، نیاز به جامعه‌ای دارد که درک و مهارت‌های تفکر رایانشی داشته باشد. کودکانی که در زمینه تفکر رایانشی آموزش دیده‌اند، در آینده می‌توانند به عنوان برنامه‌نویسان، متخصصان امنیت سایبری، طراحان و سازندگان فناوری‌های نوآورانه در جامعه موفق باشند.
- تمایل به حل مسائل: تفکر رایانشی در کودکان، تمایل آنها را به حل مسائل و پرداختن به چالش‌ها افزایش می‌دهد. ممکن است که آنها در آینده به راه حل‌های خلاقانه برای مشکلات جامعه پی ببرند و به رشد و توسعه آن کمک کنند.
- توانایی تفکر سیستمی: آموزش تفکر رایانشی کودکان را به تفکر سیستمی عادت می‌دهد، به طوری که آنها قادر به درک رابطه‌ها و ارتباطات بین قسمت‌های یک مجموعه مختلف باشند. این توانایی می‌تواند آنها را در درک مسائل پیچیده و تعامل با سیستم‌های مختلف توانمند سازد.
دلایل بیشتری نیاز دارید؟ حتما ۱۹ علت اهمیت آموزش برنامه نویسی به کودکان و نوجوانان را بخوانید. بنابراین، آموزش تفکر رایانشی در کودکان نه تنها به آنها کمک می‌کند مهارت‌های لازم برای آینده را بدست آورند، بلکه در جامعه‌ای که به فناوری و تفکر رایانشی نیاز دارد، نقش بسزایی خواهند داشت.
۴ پایه اصلی تفکر رایانشی چیست؟
تجزیه مسئله، تشخیص و یافتن الگو، تجرید و الگوریتم، چهار پایه اصلی تفکر رایانشی هستند. هر پایه به اندازه‌ی دیگری اهمیت دارد. آنها شبیه به پایه‌های یک میز هستند- اگر یک پایه از بین برود، ممکن است میز سقوط کند. استفاده صحیح از همه چهار تکنیک به حل مسئله کمک خواهد کرد. در ادامه هر کدام از این تکنیک‌ها را به تفصیل بررسی می‌کنیم:
تجزیه مسئله
در این مرحله، مسائل پیچیده به بخش‌های کوچکتر و قابل مدیریت‌تر تقسیم می‌شوند. شما می‌توانید این مرحله را به این شکل به کودک خود آموزش دهید که از او بخواهید تا مراحل انجام یک کار ساده مثل مسواک زدن را به شما یاد دهد.
هر فعالیت ساده‌ای مانند مسواک زدن، تهیه صبحانه یا خواندن یک کتاب می‌تواند برای این کار مناسب باشد. کودکان باید هر کار را به گام‌های ساده کوچک تجزیه کنند. حتماً به آنها چالشی بدهید و فقط آنچه که او از شما می‌خواهد را انجام دهید! با این فعالیت، کودکان به سرعت متوجه می‌شوند که دقیق بودن دستورات چقدر اهمیت دارد.
تجزیه مسئله به دانش‌آموزان این امکان را می‌دهد تا مشکل را ارزیابی کرده و تمام مراحل مورد نیاز برای حل آن را بیابند. یک روش برای آموزش تجزیه به دانش‌آموزان بزرگ‌تر این است که از آنها بخواهید چیزی را بسازند و در ابتدا فقط پروژه نهایی را به آنها نشان دهید. ابزارهای مورد نیاز آنها را تامین کنید و بدون دستورالعمل رهایشان کنید تا خودشان آن را بسازند. در اینجا کودکان باید مراحل حل این مشکل را بیابند.
تجزیه مسئله یک مهارت مهم در زندگی آینده است؛ زمانی که دانش‌آموزان و بزرگسالان باید وظایف بزرگتری را بر عهده بگیرند. دانش‌آموزان یاد می‌گیرند که چطور در پروژه‌های گروهی برخی کارها را واگذاری کنند و مهارت‌های مدیریت زمان را پرورش دهند.
تشخیص و یافتن الگو
تشخیص الگو به معنی یافتن الگوهای مشابهی در مسائل است. همچنین باید تعیین شود که آیا هر یک از مشکلات یا راه حل‌هایی که در گذشته با آنها مواجه شدیم در اینجا کاربرد دارند؟ چه چیزی در گذشته آموخته‌ایم که ممکن است به ما در حل این مشکل کمک کند؟
آیا تابحال میزی را سرهم کرده‌اید؟ اگر میزی را به‌صورت اینترنتی خریده باشید، این امکان وجود دارد که اجزای آن را به‌صورت جداگانه برای شما فرستاده باشند و نقشه سرهم کردن آن را هم بهمراه آن برایتان بفرستند. آن دستورالعمل‌هایی که برای سرهم کردن میز از آن پیروی می‌کنید، الگوهای خاصی هستند که شما را به نتیجه دلخواهتان می‌رسانند. هنگام سرهم کردن آن میز، احتمالاً مونتاژ اولین قطعه خیلی بیشتر از قطعه آخر طول می‌کشد.
وقتی چند بار مراحل مونتاژ را تکرار کنید، نحوه پیروی از دستورالعمل‌ها را یاد می‌گیرید و آنها را سریع‌تر پیش می‌برید و از اشتباهات خود درس می‌گیرید. روند پرزحمت مونتاژ بخش اول به شما مهارت‌هایی را می‌آموزد تا در آینده این فرآیند را به نحو احسن انجام دهیم.
برای آموزش الگوها و توالی‌ها به کودکان خردسال می‌توانیم از مثال‌هایی از زندگی روزمره برای آموزش آن مفاهیم استفاده کنیم، مثل غذا خوردن، تکرار کردن آوردن هر لقمه به دهان، جویدن و بلعیدن.
راه‌های زیادی برای آموزش تشخیص الگو به کودکان وجود دارد. یکی از این راه‌ها کاوش الگوها با استفاده از موسیقی یا بلوک‌های رنگی است. نوجوانان با نگاه کردن به جدول تناوبی یا کاوش در الگوهای مشاهده شده در جدول ضرب می‌توانند این مهارت را یاد بگیرند.
برخی از کودکان و نوجوانان هم می‌توانند این مهارت را با کمک علاقه خود به لگوها و ساختن تقویت کنند. در لگوها اغلب الگوهای تکراری برای قسمت‌های مشابه یک سازه وجود دارد. به عنوان مثال، یک مجموعه لگو ممکن است به ۴ چرخ نیاز داشته باشد تا به چند روش ساخته شود.
تجرید
مرحله سوم به دانش‌آموزان کمک می‌کند تا یاد بگیرند جزئیات مربوط به حل مسئله را شناسایی کنند و جزئیاتی را که به موضوع مورد نظر مرتبط نیستند نادیده بگیرند. شناسایی اطلاعات حیاتی در یک مسئله و نادیده گرفتن اطلاعات نامربوط، یکی از سخت‌ترین بخش‌های تفکر رایانشی است.
تجربه اتاق‌های فرار، نمونه‌ای از یک فعالیت محبوب هستند که به ایجاد مفاهیم تعمیم الگو کمک می‌کند. شرکت کنندگان باید یک سری از پازل‌ها و معماها را حل کنند و قفل‌ها را باز کنند تا در زمان محدود از اتاق خود فرار کنند.
اتاق‌های فرار اغلب دارای جزئیات و وسایل بی‌ربط زیادی هستند که برای گمراه کردن شرکت کنندگان از مسیر طراحی شده‌اند. فقط بهترین تحلیل‌گران می‌توانند جزئیات مربوطه را برای حل معمای خود مرتب کنند.
کودکان کم‌سن‌تر ممکن است از فعالیت‌های ساخت و ساز (مثل لگو) بیشتر استقبال کنند. چرا که در آن بازی قطعات و اشیاء اضافی مختلفی که بخشی از طراحی نیستند هم داده می‌شود. کودکان باید قطعات اضافی برای طراحی را تشخیص دهند و وقت‌شان را با آنها تلف نکنند.
الگوریتم
طراحی الگوریتم عبارت است از تعیین مراحل و قوانین لازم برای دستیابی به یک نتیجه مطلوب. یک راه آسان برای آموزش این مفهوم به کودکان و نوجوانان این است که به آنها یک وظیفه بدهید و بگویید که مراحل انجام آن را یادداشت کنند.
اگر تمایل دارید که کودکتان تفکر رایانشی را یاد بگیرد، روی جونیورا حساب کنید. جونیورا این مهارت را با داستان‌های تعاملی و بازی‌های جذاب به کودکان یاد می‌دهد و آنها برای یادگیری برنامه نویسی آماده می‌کند.
مثال‌هایی از کاربرد تفکر رایانشی در زندگی واقعی
تفکر رایانشی به افراد کمک می‌کند تا مسائل پیش آمده را راحت‌تر حل کنند. تفکر محاسباتی را می توان در نحوه تصمیم‌گیری افراد، انجام محاسبات اولیه و حل مسائل مشاهده کرد. مثال‌های زیر نشان می‌دهند که چگونه از تفکر محاسباتی برای حل مسائل دنیای واقعی استفاده می‌شود.
- استفاده از یک الگوریتم برای یافتن بهترین مسیر بین دو مکان براساس شلوغی مسیر و عوامل دیگر مانند تعمیر جاده یا حتی سرعت‌گیر
- افراد هنگام تصمیم‌گیری برای برنامه‌ریزی یک رویداد براساس پیش‌بینی آب و هوا در یک برنامه، از مهارت‌های تفکر محاسباتی استفاده می‌کنند.
- دنبال کردن دستور پخت کیک نمونه‌ای از یک الگوریتم است.
یک مشکل پیچیده و سخت، مشکلی است که در نگاه اول راه حل آن را نمی‌دانیم. تفکر محاسباتی شامل درک و تجزیه مسئله به یک سری مسائل کوچکتر و قابل کنترل‌تر (تجزیه) است. سپس هر یک از این مسائل کوچکتر را می‌توان به صورت جداگانه بررسی کرد و با توجه به اینکه چگونه مشکلات مشابه قبلاً حل شده‌اند (تشخیص الگو) و با تمرکز بر جزئیات ضروری و مربوط و حذف اطلاعات اضافی (تجرید)، مراحل یا قوانین ساده‌ای را برای حل هر یک از آن مسائل کوچکتر طراحی کرد (الگوریتم).
در نهایت، از این مراحل یا قوانین ساده برای برنامه نویسی کامپیوتر استفاده می‌شود تا به حل مشکلات پیچیده به بهترین شکل کمک کند.
تفکر محاسباتی و برنامه نویسی
تفکر رایانشی، برنامه نویسی نیست. این عبارت اصلاً به معنی فکر کردن مثل کامپیوترها نیست، چون کامپیوترها نمی‌توانند فکر کنند.
به زبان ساده، برنامه نویسی به کامپیوتر می‌گوید که چه کاری را چگونه انجام دهد. تفکر محاسباتی به شما این امکان را می‌دهد که خودتان به صورت دقیق به کامپیوتر بگویید چه کاری انجام دهد.
به عنوان مثال، اگر بخواهید دوستان خود را در جایی ملاقات کنید که قبلاً هرگز نرفته‌اید، احتمالاً قبل از اینکه از خانه خارج شوید، مسیر خود را برنامه‌ریزی خواهید کرد. ممکن است مسیرهای موجود و اینکه کدام مسیر “بهترین” است را در نظر بگیرید – ممکن است این مسیر کوتاه‌ترین، سریع‌ترین یا همان مسیری باشد که در راه از فروشگاه مورد علاقه‌تان می‌گذرد. سپس دستورالعمل‌های گام به گام را برای رسیدن به آنجا دنبال کنید. در این مورد، بخش برنامه‌ریزی مانند تفکر محاسباتی است و پیروی از دستورالعمل‌ها مانند برنامه نویسی است.
توانایی تبدیل یک مشکل پیچیده به مشکلی که به راحتی می‌توانیم آن را درک کنیم، مهارتی است که بسیار مفید است. در واقع، این مهارتی است که شما همین حالا هم به آن مجهز هستید و احتمالاً هر روز از آن استفاده می‌کنید.
برای مثال، ممکن است لازم باشد تصمیم بگیرید که با دوستان خود در بیرون از خانه چه کنید. اگر همه شما چیزهای مختلفی را دوست دارید، باید تصمیم بگیرید که:
- چه کاری می‌توانید انجام دهید.
- چه جاهایی می‌توانید بروید.
- چه کسی تمایل دارد چه کاری انجام دهد.
- کارهایی که قبلا انجام داد‌ه‌اید و در گذشته موفقیت‌آمیز بوده است.
- چقدر پول دارید و هزینه هر یک از گزینه‌ها چقدر می‌شود.
- آب و هوا در آن روز چطور خواهد بود.
- چقدر وقت دارید تا با هم باشید.
با دانستن این اطلاعات، شما و دوستانتان می توانید راحت‌تر تصمیم بگیرید که کجا بروید و چه کاری انجام دهید تا بیشتر دوستان خود را راضی نگه دارید. همچنین می‌توانید در صورت تمایل از کامپیوتر برای کمک به جمع‌آوری و تجزیه و تحلیل داده‌ها برای ابداع بهترین راه‌حل برای مشکل، چه در حال حاضر و چه در صورت بروز مجدد در آینده، استفاده کنید.
بیایید مثال دیگری را باهم مرور کنیم؛ به بازی ویدئویی فکر کنید. بسته به نوع بازی، برای تکمیل یک سطح باید بدانید:
- چه اقلامی را باید جمع‌آوری کنید، چگونه می‌توانید آنها را جمع آوری کنید و چه مدت زمان دارید که آنها را جمع آوری کنید.
- خروجی کجاست و بهترین مسیر برای رسیدن به آن در سریع ترین زمان ممکن در کجا قرار دارد.
- چه نوع دشمنانی وجود دارد و نقاط ضعف آنها چیست؟
با استفاده از این جزئیات می‌توانید یک استراتژی برای موفق شدن در بازی با کارآمدترین روش ممکن ایجاد کنید.
اگر می‌خواهید بازی کامپیوتری خود را بسازید، اینها دقیقاً انواع سؤالاتی هستند که باید قبل از اینکه بتوانید بازی خود را برنامه‌ریزی کنید به آنها فکر کنید و به آنها پاسخ دهید.
هر دو مورد بالا نمونه‌هایی از جایی هستند که از تفکر محاسباتی برای حل یک مسئله پیچیده استفاده شده است:
- هر مسئله پیچیده به چندین تصمیم و مرحله کوچک تقسیم شد. (مثلاً کجا برویم، چگونه در بازی موفق شویم- تجزیه)
- فقط بر جزئیات مربوطه متمرکز شد. (به عنوان مثال آب و هوا، محل خروج – تجرید)
- برای حل آن از دانش مشکلات مشابه قبلی استفاده شد. (تشخیص الگو)
- برنامه‌ای برای به اتمام رساندن کارها ریخته شد. (الگوریتم‌ها)
جمع‌بندی
در این مطلب، درباره اهمیت و تأثیر آموزش تفکر رایانشی بر کودکان در دنیای دیجیتال بررسی و بحث ارائه شد. با پیشرفت سریع تکنولوژی و حضور فعال کامپیوتر و اینترنت در زندگی روزمره، آموزش تفکر رایانشی به کودکان به عنوان یک راهکار مهم در توسعه مهارت‌های ذهنی و مؤثر برای آینده‌ی آنان مطرح شده است.
آموزش تفکر رایانشی، از طریق فعالیت‌های تعاملی، مسئله‌محور و خلاقانه، باعث تقویت مهارت‌های فکری مثل تفکر منطقی، تحلیلی و خلاقیت می‌شود. همچنین، این نوع آموزش به کودکان کمک می‌کند تا با مفاهیم مبتنی بر کامپیوتر آشنا شوند و مهارت‌های فناوری اطلاعات را بیاموزند.
به طور خلاصه، آموزش تفکر رایانشی به کودکان به آنها کمک می‌کند تا در دنیای دیجیتال پیشرفت کنند، مهارت‌های ذهنی خود را توسعه دهند و بهترین آمادگی را برای مواجهه با چالش‌های آینده داشته باشند.
اگر قصد دارید کودکان خود را با تفکر رایانشی آشنا کنید، جونیورا می‌تواند به شما کمک کند. در جونیورا آموزش تفکر رایانشی به کودکان از اهمیت بیشتری نسبت به آموزش برنامه نویسی به کودکان برخوردار است. تفکر رایانشی به کودکان برنامه نویس می‌آموزد که برای هر پروژه این مراحل را بارها تمرین کنند، در نتیجه مهارت حل مسئله را به معنی واقعی کلمه تجربه می‌کنند و یاد می‌گیرند. بعدها همین مهارت را می‌توانند در زندگی واقعی و سایر کارهایشان هم بکار گیرند.
