کد موفقیت و مهارت حیاتی برای کارگران قرن بیست و یکم. تفکر محاسباتی چیست؟

تعدادی از چیزها CodeGym را به بهترین دوره آنلاین برای یادگیری نحوه کدنویسی در جاوا از ابتدا تبدیل می کند (حداقل از نظر ما): ساختار دوره با برنامه ریزی دقیق، رویکرد اول تمرین ، تعداد زیادی کار (بیش از 1200)، داستان سرایی هیجان انگیز و خنده دار. ویژگی‌های اجتماعی ، و غیره. اما ما دوست داریم فکر کنیم که ما برای کمک به موفقیت دانش‌آموزانمان تلاش بیشتری می‌کنیم، همان چیزی است که CodeGym را بهترین می‌کند. ماموریت ما فقط کمک به شما در یادگیری جاوا و یافتن شغل کدنویسی بعد از (یا زمانی که هنوز در اواسط دوره هستید) نیست، بلکه پشتیبانی از پیشرفت شما، چه شخصی و چه حرفه ای، با دانش و اطلاعات مناسب است.

تفکر محاسباتی چیست؟

تفکر محاسباتی (CT) مفهومی است که کارشناسان صنعت آن را "کد موفقیت" و "مهارت حیاتی" می نامند. با وجود اینکه CT نسبتاً ساده است، می تواند بسیار فراتر از برنامه نویسی نرم افزاری مفید باشد. این اصطلاح برای اولین بار در سال 1980 توسط سیمور پیپرت، ریاضیدان و دانشمند کامپیوتر، به عنوان راهی برای حل مسائل و وظایف مختلف مرتبط با برنامه نویسی با کارآمدتر پیشنهاد شد. تفکر محاسباتی مجموعه‌ای از روش‌ها است که شامل برداشتن یک مسئله پیچیده و تجزیه آن به مجموعه‌ای از مسائل کوچک‌تر است که مدیریت آن آسان‌تر است، و همچنین ماهیت یک مسئله و راه‌حل را به روش‌هایی بیان می‌کند که کامپیوتر می‌تواند اجرا کند. به زبان ساده، قبل از شروع به کدنویسی برای آموزش حل یک مشکل خاص به رایانه، معمولاً باید خودتان مشکل را درک کنید، راه حلی بیابید و تنها پس از آن به رایانه یاد دهید که با آن مقابله کند. تفکر محاسباتی روشی برای سریع‌تر و آسان‌تر کردن این فرآیند است، اما فقط به برنامه‌نویسی محدود نمی‌شود و می‌تواند در بخش‌های مختلف زندگی ما اعمال شود. حتی اگر این مفهوم در سال 1980 معرفی شد، تفکر محاسباتی پس از آن که ژانت وینگ، استاد علوم کامپیوتر در دانشگاه کلمبیا، پیشنهاد کرد که CT به عنوان یکی از مهارت‌های اساسی که همه افراد باید از آن برخوردار باشند، بخشی از برنامه درسی مدرسه باشد، توجه گسترده‌ای به خود جلب کرد. .

تفکر محاسباتی چگونه کار می کند؟

تفکر محاسباتی به عنوان یک تکنیک از چهار روش اصلی تشکیل شده است که عبارتند از تجزیه، تعمیم/انتزاع، تشخیص الگو/ نمایش داده ها و الگوریتم ها. همه آنها در صورت اعمال (بر روی یک مشکل) به یک ترتیب مهم و مؤثر هستند.

• تجزیه.

شما با تجزیه شروع می‌کنید، که یک مشکل را به تعدادی از مسائل کوچک‌تر تقسیم می‌کند که حل آنها یکی یکی آسان‌تر است.

• تجرید (تعمیم).

سپس به یک کار/مشکل خاص ادامه می دهید و منحصراً روی اطلاعاتی که برای حل آن مهم هستند تمرکز می کنید و بقیه را نادیده می گیرید.

• تشخیص الگو (نمایش داده ها).

گام بعدی به دنبال شباهت هایی بین مشکلی است که در حال حاضر روی آن کار می کنید و سایر مشکلاتی که قبلاً حل شده اند (با راه حل موجود). هدف این است که الگوهایی را بیابید که می توانند برای کار فعلی شما اعمال شوند.

• الگوریتم ها

و در نهایت، با در نظر گرفتن نتایج اعمال مراحل قبلی، الگوریتمی را برای حل مسئله گام به گام توسعه می دهید. سپس یک الگوریتم می تواند توسط یک کامپیوتر (یا مغز شما، که نهایی ترین وظایف حل رایانه در زندگی شما است) اجرا شود.

استفاده از تفکر محاسباتی

دانستن نحوه استفاده از CT هنگام برخورد با مسائل و وظایفی که اکثر توسعه دهندگان نرم افزار به طور منظم با آنها سروکار دارند، می تواند در طول حرفه شما در زمینه کدنویسی بسیار مفید باشد. "علم کامپیوتر برنامه نویسی کامپیوتری نیست. فکر کردن مانند یک دانشمند کامپیوتر به معنای چیزی بیشتر از توانایی برنامه ریزی یک کامپیوتر است. این نیاز به تفکر در سطوح مختلف انتزاعی دارد. تفکر محاسباتی تفکر بازگشتی است. پردازش موازی است. کد را به عنوان داده و داده را به عنوان کد تفسیر می کند. چک کردن نوع به عنوان تعمیم تحلیل ابعادی است. تشخیص هم فضایل و هم خطرات نام مستعار یا گذاشتن بیش از یک نام برای کسی یا چیزی است. هم هزینه و هم قدرت آدرس دهی غیرمستقیم و فراخوانی رویه را تشخیص می دهد. Jeannette Wing در مقاله 2006 در مورد اهمیت یادگیری تفکر محاسباتی و آموزش آن به همه دانشجویان سال اول دانشگاه توضیح می دهد که این برنامه نه فقط برای درستی و کارایی، بلکه برای زیبایی شناسی، و طراحی یک سیستم برای سادگی و ظرافت قضاوت می کند. همانطور که می بینید، تفکر محاسباتی فقط برای برنامه نویسان و دانشمندان کامپیوتر منظور نمی شود. افراد (اغلب ناخودآگاه) در انواع حرفه ها هم برای حل مشکلات مربوط به کار و هم در زندگی روزمره از آن استفاده می کنند. در اینجا یک راهنمای سریع در مورد نحوه شروع به کارگیری تفکر محاسباتی برای کارهای کدنویسی یا تقریباً هر مشکل جدی که ممکن است در زندگی شخصی خود با آن دست و پنجه نرم کنید، آورده شده است.

• اعمال تجزیه.

تجزیه یک تکنیک بسیار ساده اما قدرتمند است که می تواند به شما کمک کند تا با مشکلات/وظایفی که در نگاه اول خیلی پیچیده به نظر می رسند و در نتیجه اغلب باعث به تعویق انداختن کار و مشکلات دیگر می شوند، کنار بیایید. نکته کلیدی در اینجا این است که مغز خود را آموزش دهید تا به طور منظم از تجزیه استفاده کند و یک کار را به تعدادی کار کوچکتر تقسیم کنید که حل آنها راحت تر است. اگرچه تجزیه ممکن است یک روش بسیار ساده و حتی واضح به نظر برسد، اما تعجب خواهید کرد که چگونه بسیاری از مردم از آن آگاه نیستند، که شروع کار روی کارهای بزرگ و جهانی را برای آنها بسیار دشوارتر می کند (مانند یادگیری جاوا، مثلا).

• به کار بردن انتزاع

اگر تکنیک را بلد باشید و مغزتان را برای استفاده ناخودآگاه از آن آموزش داده باشید، دانستن نحوه به کارگیری انتزاع یک توانایی قدرتمند است. انتزاع در مورد تمرکز انحصاری بر روی اطلاعاتی است که برای حل کار مورد نیاز است در حالی که همه چیز را نادیده می گیرد. در ترکیب با تجزیه استفاده می شود، اساساً روشی برای نزدیک شدن به تقریباً هر مشکل یا مسئله ای در زندگی شما است. هنگامی که با وظایف برنامه نویسی دقیق سروکار دارید، انتزاع به تمرکز کمک می کند و از فرسودگی سریع مغز شما جلوگیری می کند.

• استفاده از تشخیص الگو

تشخیص الگو یک مهارت بسیار مهم در کدنویسی است، زیرا به شما این امکان را می‌دهد تا با استفاده از الگوهای فکری که مغز شما با آن آشنا است و راحت از آن استفاده می‌کند، وظایف را سریع‌تر حل کنید. همچنین این یک تکنیک قدرتمند برای اعمال مشکلات عمومی زندگی است: فقط سعی کنید مسائلی را که در زندگی خود با آن روبرو هستید تجزیه و تحلیل کنید و الگوهایی را از بخش هایی از زندگی خود بیابید که رضایت بخش هستند و آنها را به مشکل فعلی منتقل کنید.

• اعمال الگوریتم ها

وقتی به آن فکر می کنید، زندگی ما تماماً در مورد شکل دادن الگوریتم هاست. ما به آنها عادت می گوییم. مغز ما تمایل دارد هر روز به عادات تکیه کند، فقط به این دلیل که کارآمدتر و در نتیجه عملی تر است. تنها مشکل این است که بسیاری از ما تمایل داریم این کار را ناخودآگاه انجام دهیم، که اغلب منجر به تشکیل الگوریتم های اشتباه و مضر می شود (ما آنها را عادت های بد یا اعتیاد می نامیم). دانستن اینکه چگونه الگوریتم های مفید را به طور آگاهانه تشکیل دهید می تواند یک مهارت زندگی بسیار مفید باشد که به شما امکان می دهد به اهداف خود برسید و موفق باشید. وقتی صحبت از برنامه نویسی می شود، دانستن نحوه تشکیل یک الگوریتم برای حل یک مشکل خاص به سریع ترین و کارآمدترین راه چیزی است که فردی را که فقط می داند چگونه کدنویسی را از یک برنامه نویس کامپیوتر حرفه ای با تجربه متمایز می کند.

کارشناسان چه می گویند؟

در پایان، در اینجا چیزی است که برخی از کارشناسان شناخته شده علوم کامپیوتر در مورد تفکر محاسباتی می گویند. به گفته جیمز لاکوود و آیدان مونی، استادان دانشگاه مینوث در ایرلند و نویسندگان "تفکر محاسباتی در آموزش: کجا مناسب است؟" گزارش، تفکر محاسباتی "یک مهارت حیاتی برای کارگران قرن 21 است." اگرچه تحقیقات زیادی برای آموزش CT و CS [علوم کامپیوتر] در مدارس در حال انجام است، بسیاری از دانش‌آموزان سطح سوم هرگز در معرض این مفاهیم قرار نخواهند گرفت. مهم است که دانش آموزان CS و غیر CS مهارت های حل مسئله خوبی داشته باشند و CT می تواند تا حد زیادی از این کار سود ببرد. روش‌های مختلفی پیشنهاد شده‌اند و به نظر می‌رسد که دوره غیراجباری CT برای دانشجویان CS و غیر CS روشی مؤثر و مفید است. این امر مستلزم حمایت هم از سوی کارکنان اداری و هم از سوی کارکنان آموزشی است، اما مزایای ذکر شده در این بخش و در بخش 7 نشان می‌دهد که می‌تواند برای همه افراد درگیر مفید باشد. همچنین طیف وسیعی از راه‌ها برای آموزش سی تی در زمینه‌های دانشگاهی وجود دارد، اگرچه وجه مشترک بیشتر دوره‌های عملی‌تر و بحث‌برانگیز است و به نظر می‌رسد اکثر این روش‌ها موفق هستند. کارشناسان می گویند که شاید دانشجویان CS از این امر سود ببرند زیرا انتقال به "برنامه نویسی سنتی" را برای آنها آسان تر می کند. کنراد ولفرام، متخصص و کارآفرین مشهور بریتانیایی تکنو، همچنین از آموزش تفکر محاسباتی در کالج‌ها دفاع می‌کند و حتی آن را «رمز موفقیت» می‌نامد: «تفکر محاسباتی رمز موفقیت است. فرآیند حل مسئله مبتنی بر رایانه در پرداختن به چالش‌های زندگی واقعی آنقدر قدرتمند است که باید یک موضوع آموزشی اصلی باشد. حداقل اگر شما نیز مانند من موافق باشید که هدف اساسی آموزش باید غنی سازی زندگی ما با یافتن مؤثرترین راه حل ها برای مشکلات از هر نوع باشد.» شما چی فکر میکنید؟ آیا تفکر محاسباتی به نظر شما چیزی است که باید بیشتر در زندگی خود تمرین کنید؟ نظرات خود را در بخش نظرات زیر با ما به اشتراک بگذارید!