Computationales Denken als lebenswichtige Fähigkeit für einen Programmierer

Bevor Sie mit dem Codieren beginnen, um einem Computer beizubringen, ein bestimmtes Problem zu lösen, müssen Sie normalerweise selbst einen Sinn für das Problem erkennen, eine Lösung finden und erst dann einem Computer beibringen, damit umzugehen. Computational Thinking ist eine Methode, um diesen Prozess schneller und einfacher zu machen, aber es beschränkt sich nicht nur auf das Programmieren und kann auf verschiedene Bereiche unseres Lebens angewendet werden.

Computational Thinking (CT) ist ein Konzept, das Branchenexperten als „Code zum Erfolg“ und „lebenswichtige Fähigkeit“ bezeichnen. Obwohl es relativ einfach ist, kann CT weit über die reine Softwareprogrammierung hinaus hilfreich sein. Der Begriff wurde erstmals 1980 von Seymour Papert, einem Mathematiker und Informatiker, als eine Möglichkeit vorgeschlagen, verschiedene programmbezogene Probleme und Aufgaben effizienter zu lösen.

Bei der CT handelt es sich um eine Reihe von Methoden, bei denen ein komplexes Problem in eine Reihe kleinerer Probleme zerlegt wird, die leichter zu bewältigen sind, und das Wesentliche eines Problems und die Lösung auf eine Weise ausgedrückt werden, die ein Computer ausführen könnte.

Wie funktioniert Computational Thinking?

Computational Thinking als Technik besteht aus vier Hauptmethoden: Zerlegung, Generalisierung/Abstraktion, Mustererkennung/Datendarstellung und Algorithmen. Sie sind alle gleich wichtig und wirksam, wenn sie in der richtigen Reihenfolge (auf ein Problem) angewendet werden.

Zersetzung

Sie beginnen mit der Zerlegung, bei der ein Problem in eine Reihe kleinerer Probleme zerlegt wird, die einzeln leichter zu lösen sind.

Abstraktion (Verallgemeinerung)

Dann gehen Sie zu einer bestimmten Aufgabe/einem bestimmten Problem über, konzentrieren sich ausschließlich auf die Informationen, die für die Lösung wichtig sind, und ignorieren den Rest.

Mustererkennung (Datendarstellung)

Der nächste Schritt besteht darin, nach Ähnlichkeiten zwischen dem Problem, an dem Sie gerade arbeiten, und anderen Problemen zu suchen, die zuvor gelöst wurden (mit der verfügbaren Lösung). Das Ziel besteht darin, Muster zu finden, die auf Ihre aktuelle Aufgabe angewendet werden können.

Algorithmen

Und schließlich entwickeln Sie anhand der Ergebnisse der Anwendung der vorherigen Schritte einen Algorithmus für eine schrittweise Problemlösung. Ein Algorithmus kann dann von einem Computer (oder Ihrem Gehirn, dem ultimativen Computer zur Lösung von Aufgaben in Ihrem Leben) ausgeführt werden.

Mithilfe von Computational Thinking

Zu wissen, wie man CT bei der Bewältigung von Problemen und Aufgaben einsetzt, mit denen die meisten Softwareentwickler regelmäßig zu tun haben, kann während Ihrer Karriere als Programmierer äußerst hilfreich sein.

Hier finden Sie eine kurze Anleitung, wie Sie mit der Anwendung des computergestützten Denkens auf Codierungsaufgaben oder praktisch alle ernsthaften Probleme in Ihrem Privatleben beginnen können.

Zerlegung anwenden

Die Zerlegung ist eine recht einfache, aber wirkungsvolle Technik, die Ihnen bei der Bewältigung von Problemen/Aufgaben helfen kann, die auf den ersten Blick zu komplex erscheinen und daher oft zu Aufschub und anderen Schwierigkeiten führen. Der Schlüssel dazu liegt darin, Ihrem Gehirn beizubringen, die Zerlegung regelmäßig anzuwenden und eine Aufgabe in eine Reihe kleinerer Aufgaben aufzuteilen, die leichter zu lösen sind. Auch wenn die Zerlegung wie eine sehr einfache und sogar offensichtliche Methode erscheint, werden Sie überrascht sein, wie viele Menschen sich ihrer nicht bewusst sind, was es für sie viel schwieriger macht, mit der Arbeit an großen, globalen Aufgaben zu beginnen (wie das Erlernen von Java, Zum Beispiel).

Abstraktion anwenden

Zu wissen, wie man Abstraktion anwendet, ist eine mächtige Fähigkeit, wenn Sie die Technik kennen und Ihr Gehirn darauf trainiert haben, sie unbewusst anzuwenden. Bei der Abstraktion geht es darum, sich ausschließlich auf die Informationen zu konzentrieren, die zur Lösung der Aufgabe erforderlich sind, und alles andere zu ignorieren. In Kombination mit der Zerlegung ist es im Grunde die Methode, um so ziemlich jedes Problem oder Problem in Ihrem Leben anzugehen. Bei reinen Programmieraufgaben hilft die Abstraktion, sich zu konzentrieren und eine zu schnelle Erschöpfung des Gehirns zu vermeiden.

Anwenden von Mustererkennung

Mustererkennung ist eine ziemlich wichtige Fähigkeit beim Codieren, da sie es Ihnen ermöglicht, Aufgaben viel schneller zu lösen, indem Sie Denkmuster anwenden, mit denen Ihr Gehirn vertraut ist und die es gerne verwendet. Es ist auch eine wirkungsvolle Technik, die Sie auf allgemeine Lebensprobleme anwenden können: Versuchen Sie einfach, alle Probleme zu analysieren, mit denen Sie in Ihrem Leben konfrontiert sind, und finden (und übernehmen) Sie Muster aus den Teilen Ihres Lebens, die zufriedenstellend funktionieren, und übertragen Sie sie auf das aktuelle Problem.

Anwenden von Algorithmen

Wenn Sie darüber nachdenken, dreht sich in unserem Leben alles um die Entwicklung von Algorithmen. Wir nennen sie Gewohnheiten. Unser Gehirn neigt dazu, sich jeden Tag auf Gewohnheiten zu verlassen, nur weil es effizienter und damit praktischer ist. Das einzige Problem besteht darin, dass die meisten von uns dazu neigen, dies unbewusst zu tun, was häufig dazu führt, dass falsche und schädliche Algorithmen entwickelt werden (wir nennen sie schlechte Gewohnheiten oder Süchte). Zu wissen, wie man nützliche Algorithmen bewusst entwickelt, kann eine äußerst nützliche Lebenskompetenz sein, die es Ihnen ermöglicht, Ihre Ziele zu erreichen und erfolgreich zu sein. Wenn es ums Programmieren geht, ist es das Wissen, wie man einen Algorithmus entwickelt, um ein bestimmtes Problem am schnellsten und effizientesten zu lösen, was den Unterschied zwischen einer Person, die lediglich weiß, wie man programmiert, und einem erfahrenen professionellen Computerprogrammierer ausmacht.