รหัสสู่ความสำเร็จและทักษะที่สำคัญสำหรับคนทำงานในศตวรรษที่ 21 การคิดเชิงคำนวณคืออะไร?

มีหลายสิ่งที่ทำให้ CodeGym เป็นหลักสูตรออนไลน์ที่ดีที่สุดในการเรียนรู้วิธีเขียนโค้ดใน Java ตั้งแต่เริ่มต้น (ในสายตาของเราอย่างน้อย): โครงสร้างหลักสูตรที่วางแผนไว้อย่างรอบคอบ วิธีการฝึกปฏิบัติก่อน งานจำนวนมหาศาล (มากกว่า 1,200 รายการ) การเล่าเรื่องที่น่าตื่นเต้นและตลกขบขันฟีเจอร์โซเชียล ฯลฯ แต่เราชอบคิดว่าการที่เราก้าวไปอีกขั้นเพื่อช่วยให้นักเรียนประสบความสำเร็จคือสิ่งที่ทำให้ CodeGym ดีที่สุด ภารกิจของเราไม่ได้เป็นเพียงการช่วยให้คุณเรียนรู้ Java และหางานเขียนโค้ดหลังจาก (หรือในขณะที่ยังอยู่ระหว่างหลักสูตร) ​​แต่ยังสนับสนุนการพัฒนาของคุณทั้งส่วนบุคคลและระดับมืออาชีพด้วยความรู้และข้อมูลที่เหมาะสม

การคิดเชิงคำนวณคืออะไร?

Computational Thinking (CT) เป็นแนวคิดที่ผู้เชี่ยวชาญในอุตสาหกรรมเรียกว่า 'รหัสสู่ความสำเร็จ' และ 'ทักษะที่สำคัญ' แม้ว่าจะค่อนข้างง่าย แต่ CT ก็มีประโยชน์มากกว่าแค่การเขียนโปรแกรมซอฟต์แวร์ คำนี้ถูกเสนอครั้งแรกในปี 1980 โดย Seymour Papert นักคณิตศาสตร์และนักวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์ เพื่อเป็นแนวทางในการแก้ปัญหาและงานที่เกี่ยวข้องกับการเขียนโปรแกรมต่างๆ ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น การคิดเชิงคำนวณเป็นชุดของวิธีการที่เกี่ยวข้องกับการแก้ปัญหาที่ซับซ้อนและแยกย่อยออกเป็นชุดของปัญหาเล็กๆ ที่จัดการได้ง่ายกว่า เช่นเดียวกับการแสดงสาระสำคัญของปัญหาและแนวทางแก้ไขในวิธีที่คอมพิวเตอร์สามารถดำเนินการได้ พูดง่ายๆ ก็คือ ก่อนที่คุณจะเริ่มเขียนโค้ดเพื่อสอนคอมพิวเตอร์ให้แก้ปัญหาใดปัญหาหนึ่ง โดยปกติแล้ว คุณจะต้องทำความเข้าใจกับปัญหานั้นด้วยตัวคุณเอง ค้นหาวิธีแก้ไข แล้วสอนคอมพิวเตอร์ให้จัดการกับมันเท่านั้น การคิดเชิงคำนวณเป็นวิธีการทำให้กระบวนการนี้เร็วขึ้นและง่ายขึ้น แต่ไม่จำกัดเพียงการเขียนโปรแกรมเท่านั้น และสามารถนำไปใช้กับส่วนต่างๆ ในชีวิตของเราได้ แม้ว่าแนวคิดนี้จะถูกนำมาใช้ในปี 1980 แต่การคิดเชิงคำนวณเริ่มได้รับความสนใจอย่างมากหลังจาก Jeannette Wing ศาสตราจารย์ด้านวิทยาการคอมพิวเตอร์ที่มหาวิทยาลัยโคลัมเบีย เสนอให้ CT เป็นส่วนหนึ่งของหลักสูตรของโรงเรียนโดยเป็นหนึ่งในทักษะพื้นฐานที่ทุกคนควรมี .

การคิดเชิงคำนวณทำงานอย่างไร

Computational Thinking as a Technique ประกอบด้วย 4 วิธีหลัก ซึ่งได้แก่ Decomposition, Generalization/abstraction, Pattern Recognition / Data Representative, และ Algorithm ทั้งหมดนี้มีความสำคัญเท่ากันและมีประสิทธิภาพเมื่อนำไปใช้ (กับปัญหา) ในลำดับที่ถูกต้อง

• การสลายตัว

คุณเริ่มต้นด้วยการสลายตัว ซึ่งเป็นการแยกปัญหาออกเป็นปัญหาย่อยๆ จำนวนหนึ่ง ซึ่งง่ายต่อการแก้ไขทีละปัญหา

• สิ่งที่เป็นนามธรรม (ภาพรวม)

จากนั้นคุณดำเนินการต่องาน/ปัญหาเฉพาะ โดยเน้นเฉพาะข้อมูลที่มีความสำคัญต่อการแก้ปัญหาและไม่สนใจส่วนที่เหลือทั้งหมด

• การจดจำรูปแบบ (การแสดงข้อมูล)

ขั้นตอนต่อไปคือการค้นหาความคล้ายคลึงกันระหว่างปัญหาที่คุณกำลังดำเนินการกับปัญหาอื่นๆ ที่ได้รับการแก้ไขก่อนหน้านี้ (พร้อมวิธีแก้ไขที่มีอยู่) เป้าหมายคือการค้นหารูปแบบที่สามารถใช้กับงานปัจจุบันของคุณได้

• อัลกอริทึม

และสุดท้าย เมื่อมีผลลัพธ์ของการใช้ขั้นตอนก่อนหน้านี้ คุณจะพัฒนาอัลกอริทึมสำหรับการแก้ปัญหาทีละขั้นตอน อัลกอริทึมสามารถดำเนินการโดยคอมพิวเตอร์ (หรือสมองของคุณ ซึ่งเป็นงานแก้ปัญหาด้วยคอมพิวเตอร์ขั้นสูงสุดในชีวิตของคุณ)

การใช้ความคิดเชิงคำนวณ

การรู้วิธีใช้ CT เมื่อต้องรับมือกับปัญหาและงานที่นักพัฒนาซอฟต์แวร์ส่วนใหญ่จัดการเป็นประจำจะมีประโยชน์อย่างมากตลอดอาชีพการเขียนโค้ดของคุณ “วิทยาการคอมพิวเตอร์ไม่ใช่การเขียนโปรแกรมคอมพิวเตอร์ การคิดแบบนักวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์มีความหมายมากกว่าการเขียนโปรแกรมคอมพิวเตอร์ ต้องอาศัยการคิดเชิงนามธรรมหลายระดับ การคิดเชิงคำนวณเป็นการคิดแบบวนซ้ำ เป็นการประมวลผลแบบขนาน มันคือการตีความรหัสเป็นข้อมูลและข้อมูลเป็นรหัส เป็นการตรวจสอบประเภทเป็นลักษณะทั่วไปของการวิเคราะห์มิติ เป็นการตระหนักถึงคุณงามความดีและอันตรายของการใช้นามแฝง หรือการตั้งชื่อบุคคลหรือบางสิ่งมากกว่าหนึ่งชื่อ มันรับรู้ทั้งต้นทุนและพลังของการระบุที่อยู่ทางอ้อมและการเรียกใช้ขั้นตอน เป็นการตัดสินโปรแกรมที่ไม่ใช่แค่ความถูกต้องและประสิทธิภาพเท่านั้น แต่เพื่อความสวยงามJeannette Wing อธิบายในบทความปี 2006 เกี่ยวกับความสำคัญของการเรียนรู้การคิดเชิงคำนวณและการสอนให้กับน้องใหม่ทุกคนในวิทยาลัย อย่างที่คุณเห็น การคิดเชิงคำนวณไม่ได้มีไว้สำหรับโปรแกรมเมอร์และนักวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์เท่านั้น มันถูกใช้โดยผู้คน (โดยไม่รู้ตัว) ในทุกอาชีพทั้งเพื่อแก้ปัญหาที่เกี่ยวข้องกับงานและในชีวิตประจำวัน ต่อไปนี้เป็นคำแนะนำโดยย่อเกี่ยวกับวิธีเริ่มใช้การคิดเชิงคำนวณกับงานเขียนโค้ดหรือปัญหาร้ายแรงใดๆ ที่คุณอาจเผชิญในชีวิตส่วนตัวของคุณ

• ใช้การสลายตัว

การสลายตัวเป็นเทคนิคที่ค่อนข้างเรียบง่ายแต่ทรงพลัง ซึ่งสามารถช่วยคุณจัดการกับปัญหา/งานที่ดูเหมือนซับซ้อนเกินไปในแวบแรก และด้วยเหตุนี้จึงมักทำให้เกิดการผัดวันประกันพรุ่งและปัญหาอื่นๆ กุญแจสำคัญคือการฝึกสมองของคุณให้ใช้การแยกแยะเป็นประจำ แบ่งงานออกเป็นงานเล็กๆ จำนวนมากที่แก้ปัญหาได้ง่ายกว่า แม้ว่าการแยกส่วนอาจดูเหมือนเป็นวิธีการที่ง่ายและชัดเจน แต่คุณก็ต้องแปลกใจที่มีคนจำนวนมากไม่ทราบ ซึ่งทำให้พวกเขาเริ่มทำงานใหญ่ระดับโลกได้ยากขึ้นมาก (เช่น การเรียนรู้ Java, ตัวอย่างเช่น).

• การใช้นามธรรม

การรู้วิธีใช้สิ่งที่เป็นนามธรรมเป็นความสามารถที่ทรงพลังหากคุณรู้เทคนิคและฝึกฝนสมองของคุณให้ใช้มันโดยไม่รู้ตัว สิ่งที่เป็นนามธรรมคือการเน้นเฉพาะข้อมูลที่จำเป็นในการแก้ปัญหาโดยไม่สนใจสิ่งอื่น เมื่อใช้ร่วมกับการสลายตัว มันเป็นวิธีการโดยทั่วไปในการแก้ไขปัญหาหรือเรื่องต่างๆ ในชีวิตของคุณ เมื่อต้องรับมือกับงานด้านการเขียนโปรแกรมอย่างเคร่งครัด การคิดเชิงนามธรรมจะช่วยให้มีสมาธิและหลีกเลี่ยงไม่ให้สมองของคุณอ่อนล้าเร็วเกินไป

• ใช้การจดจำรูปแบบ

การจดจำรูปแบบเป็นทักษะที่ค่อนข้างสำคัญในการเขียนโค้ด เนื่องจากจะช่วยให้คุณแก้ปัญหางานได้เร็วขึ้นมากโดยใช้รูปแบบการคิดที่สมองของคุณคุ้นเคยและใช้งานได้สะดวก นอกจากนี้ยังเป็นเทคนิคที่มีประสิทธิภาพในการนำไปใช้กับปัญหาในชีวิตทั่วไป เพียงแค่พยายามวิเคราะห์ปัญหาใดๆ ที่คุณกำลังเผชิญในชีวิตของคุณ และค้นหา (และยืม) รูปแบบจากส่วนต่างๆ ในชีวิตของคุณที่ได้ผลและส่งต่อไปยังปัญหาปัจจุบัน

• การประยุกต์ใช้อัลกอริทึม

เมื่อคุณลองคิดดู ชีวิตของเราล้วนเกี่ยวกับการสร้างอัลกอริทึม เราเรียกว่านิสัย สมองของเรามีแนวโน้มที่จะพึ่งพานิสัยทุกวันเพียงเพราะมันมีประสิทธิภาพมากกว่าและใช้งานได้จริง ปัญหาเดียวคือพวกเราส่วนใหญ่มักจะทำสิ่งนี้โดยไม่รู้ตัว ซึ่งมักจะส่งผลให้เกิดการสร้างอัลกอริทึมที่ไม่ถูกต้องและเป็นอันตราย (เราเรียกมันว่านิสัยที่ไม่ดีหรือการเสพติด) การรู้วิธีสร้างอัลกอริทึมที่มีประโยชน์อย่างมีสติสามารถเป็นทักษะชีวิตที่มีประโยชน์อย่างมาก ช่วยให้คุณบรรลุเป้าหมายและประสบความสำเร็จ เมื่อพูดถึงการเขียนโปรแกรม การรู้วิธีสร้างอัลกอริทึมเพื่อแก้ปัญหาเฉพาะด้วยวิธีที่รวดเร็วและมีประสิทธิภาพมากที่สุดคือสิ่งที่ทำให้คนที่รู้วิธีเขียนโค้ดแตกต่างจากโปรแกรมเมอร์คอมพิวเตอร์มืออาชีพที่มีประสบการณ์

ผู้เชี่ยวชาญพูดว่าอย่างไร?

โดยสรุป นี่คือสิ่งที่ผู้เชี่ยวชาญด้านวิทยาการคอมพิวเตอร์ที่ได้รับการยอมรับบางคนพูดถึงเกี่ยวกับการคิดเชิงคำนวณ ตามที่ James Lockwood และ Aidan Mooney อาจารย์ที่มหาวิทยาลัย Maynooth ในไอร์แลนด์และผู้เขียนหนังสือ'Computational Thinking in Education: Where does it fit?'รายงาน การคิดเชิงคำนวณ “เป็นทักษะที่สำคัญสำหรับพนักงานในศตวรรษที่ 21” “แม้ว่าจะมีการวิจัยมากมายเกี่ยวกับการสอนทั้ง CT และ CS [วิทยาการคอมพิวเตอร์] ในโรงเรียน แต่นักเรียนระดับที่สามจำนวนมากจะไม่เคยสัมผัสกับแนวคิดเหล่านี้ เป็นสิ่งสำคัญที่ทั้งนักเรียนที่เชี่ยวชาญด้านวิทยาการคอมพิวเตอร์และไม่ใช่วิทยาการคอมพิวเตอร์จะต้องมีทักษะการแก้ปัญหาที่ดีและ CT จะได้รับประโยชน์อย่างมากจากสิ่งนี้ มีการเสนอวิธีการต่างๆ มากมาย และดูเหมือนว่าหลักสูตร CT ที่ไม่บังคับสำหรับทั้งนักเรียนที่เป็น CS และไม่ใช่ CS จะเป็นวิธีการที่มีประสิทธิภาพและมีประโยชน์อย่างยิ่ง สิ่งนี้ต้องการการสนับสนุนจากทั้งฝ่ายบริหารและอาจารย์ผู้สอน แต่ผลประโยชน์ที่ระบุไว้ทั้งในส่วนนี้และในส่วนที่ 7 แสดงให้เห็นว่าสามารถเป็นประโยชน์ต่อทุกคนที่เกี่ยวข้อง นอกจากนี้ยังมีวิธีการมากมายในการสอน CT ในบริบทของวิทยาลัย แม้ว่าสิ่งที่ส่วนใหญ่จะมีเหมือนกันคือวิธีการที่นำไปใช้ได้จริงมากกว่า หลักสูตรที่เน้นการอภิปราย และวิธีการเหล่านี้ส่วนใหญ่ดูเหมือนจะประสบความสำเร็จ คิดว่าบางทีนักเรียนวิทยาการคอมพิวเตอร์จะได้รับประโยชน์จากสิ่งนี้ เนื่องจากทำให้การเปลี่ยนไปใช้ “การเขียนโปรแกรมแบบดั้งเดิม” ง่ายขึ้นสำหรับพวกเขา” ผู้เชี่ยวชาญกล่าว Conrad Wolfram ผู้เชี่ยวชาญด้านเทคโนและผู้ประกอบการที่มีชื่อเสียงของอังกฤษ ยังสนับสนุนการสอนการคิดเชิงคำนวณในวิทยาลัยและถึงกับเรียกมันว่า 'รหัสสู่ความสำเร็จ': "การคิดเชิงคำนวณคือรหัสสู่ความสำเร็จ กระบวนการแก้ปัญหาโดยใช้คอมพิวเตอร์มีประสิทธิภาพมากในการจัดการกับความท้าทายในชีวิตจริง ซึ่งควรเป็นวิชาหลักในการศึกษา อย่างน้อยถ้าคุณเห็นพ้องต้องกันว่าจุดประสงค์พื้นฐานของการศึกษาคือการทำให้ชีวิตของเราดีขึ้นโดยการหาทางออกที่มีประสิทธิภาพสูงสุดสำหรับปัญหาทุกประเภท” คุณคิดอย่างไร? คุณคิดว่าการคิดเชิงคำนวณเป็นสิ่งที่คุณควรฝึกฝนเพิ่มเติมในชีวิตหรือไม่? แบ่งปันความคิดของคุณกับเราในส่วนความคิดเห็นด้านล่าง!