ما هو التفكير الحسابي؟ (بالإضافة إلى كيفية تدريسه)

قد تتعرف على التفكير الحسابي باعتباره كلمة طنانة جديدة وعصرية. إذا كنت تسأل نفسك “ما هو التفكير الحسابي؟” أو “أقوم بتدريس اللغة الإنجليزية – كيف يُفترض بي أن أدمجها في صفي؟” أنت في المكان الصحيح.

ما هو التفكير الحسابي؟

التفكير الحسابي هو التفكير وحل المشكلات مثل الكمبيوتر ، أو جعل بياناتك سهلة على الكمبيوتر لحلها. هذا لا يقتصر على الرياضيات – يمكن لأي شخص استخدام التفكير الحسابي. يتعلق الأمر بإعادة ترتيب أفكارك ومعلوماتك وإعادة تنظيمها بشكل منطقي. يمكن استخدامه في أشياء مثل الترميز وعلوم الكمبيوتر ، ولكن من المحتمل أنك تفعل بعضًا من هذا في تعليماتك اليومية بالفعل.

ألق نظرة على معايير التفكير الحسابي ISTE.

ما هي الركائز الأربع لمهارات التفكير الحسابي؟

المصدر: Tiny Thinkers

يتكون التفكير الحسابي (CT) من أربع ركائز توجه تفكيرنا وحل المشكلات: التحلل ، والتعرف على الأنماط ، والتجريد ، والخوارزميات. نستخدم كل من هذه المفاهيم كل يوم. يمكننا تقسيم (أو “تفكيك”) الأعمدة إلى أجزاء أصغر لمعرفة المزيد عنها.

تقسيم

يعني التحلل تقسيم مهمة أو مشكلة إلى أجزاء أصغر يمكن التحكم فيها. نفعل هذا كل يوم بأشياء مثل تنظيف المنزل ، أو ارتداء الملابس ، أو طهي وصفة ، أو بناء الأثاث. على سبيل المثال ، عندما تقوم بتنظيف منزلك ، لا تبدأ بتنظيف المنزل بأكمله مرة واحدة. أنت تبسط مهامك: وضع الأطباق بعيدًا عن الملابس ، وتنظيف الحمام ، وتنظيف الأرضيات.

مما لا شك فيه أنك تفعل هذا بالفعل لطلابك. لنفترض أنك تعلم طلابك كيفية كتابة مقال لأول مرة. على الأرجح ، تقوم بتفكيك المقال إلى أجزاء أصغر وتعليمهم بشكل منفصل قبل تجميعه معًا. يمكنك تعليم طلابك كيفية كتابة جملة الموضوع ، وكيفية تنظيم فقرة افتتاحية ، وكيفية استخدام التفاصيل الداعمة ، وكيفية كتابة خاتمة ، وكيف يمكنهم إعادة قراءة عملهم من أجل التوضيح قبل أن يحاولوا كتابة مقال كامل بأنفسهم.

التعرف على الأنماط

التعرف على الأنماط هو بالضبط ما يبدو عليه: التعرف على الأنماط. نقوم بذلك من روضة الأطفال حتى الصف الثاني عشر في جميع المواد ، وفي حياتنا أيضًا. لإنشاء خطوات لحل مشكلة ما ، علينا أولاً التعرف على الأنماط التي يمكن أن تساعدنا في حلها.

تتطلب المعايير الرياضية الأساسية المشتركة التعرف على الأنماط ، لذلك يقوم مدرسو الرياضيات بتغطية ذلك تلقائيًا. لكن المعلمين في المرحلة الابتدائية يعيشون ويتنفسون الأنماط بتعليماتهم. إنهم يقرؤون الكتب التي تحتوي على أنماط ، ويخلقون أنماطًا باستخدام الكتل ، ويلعبون ألعابًا مثل Duck-Duck-Goose ، وقد ينظمون تقاويمهم بقطع منقوشة.

معلمو المرحلة الثانوية ، أنت تعلم الأنماط أيضًا. يساعد معلمو اللغة العالمية الطلاب على تحديد الأنماط عند تدريس الاقتران ، وقد يقوم مدرسو العلوم أو لا يقتحمون الأنماط الموجودة في الجدول الدوري.

التجريد

التجريد هو القدرة على قطع المعلومات لمعرفة ما تحتاجه حقًا. تحتاج إلى تحديد الأجزاء المهمة أثناء رمي الزغب. هذه مهارة يصعب تعليمها ، لكنها ضرورية لـ CT (وبصراحة ، مدى الحياة – ألن يكون حلماً أن تذهب إلى Target وتعود إلى المنزل مع الأشياء التي تحتاجها فقط؟). إذا لم نتمكن من إزالة الضوضاء من بياناتنا ، فلن نعرف ما نحتاجه لحل مشكلتنا.

يساعد الجميع ، حتى المدرسون اللاتينيون ، طلابهم في التخلص من التفاصيل غير المهمة. في اللاتينية ، نستمد المعنى من تصريفات الكلمات (أو النهايات المرتبطة بالكلمات—التي تحدث لاتباع الأنماط). في هذه الحالة ، نعلم الطلاب أن يصنعوا معنى من خلال التركيز على نهايات الكلمات بدلاً من ترتيب الكلمات حيث يمكن للكلمات أن تذهب إلى أي مكان في الجملة.

الخوارزميات

الخوارزميات ليست فقط لمعلمي الرياضيات. كلنا نستخدم الخوارزميات في كل وقت. (والآن بعد أن عرفت ذلك ، يمكنك أن تبدو خياليًا مثل مدرس الرياضيات عندما تتحدث عن “خوارزمية الملابس” ، ويعرف أيضًا باسم الإجراء الخاص بك لارتداء الملابس.) الخوارزميات مفصلة ، تعليمات خطوة بخطوة تستخدمها لحل مشكلة. عندما نحل مشاكل التصوير المقطعي المحوسب ، نريد إنشاء خوارزميات لمساعدتنا في حلها مع تحقيق نتائج متسقة.

بالعودة إلى “خوارزمية الملابس” الخاصة بنا ، فنحن بالفعل نستخدم واحدة لارتداء ملابسنا ، وهذا أمر مهم. في حين أن بعض الخطوات قد تختلف من شخص لآخر ، فإننا جميعًا نستخدم نفس الأفكار عندما نرتدي ملابسنا. نلبس الملابس الداخلية قبل البنطال والبلوزات ، ونلبس البلوزات والقمصان قبل أن نلبس الجاكيتات. إذا كان الجو باردًا ، فنحن نلبس أكمام طويلة وسترات أو كنزات. إذا كانت السماء تمطر ، نضيف أحذية المطر.

اقرأ المزيد عن الأركان الأربعة.

لماذا التفكير الحسابي مهم في التعليم؟

التفكير الحسابي مفيد لأي شخص يبحث عن وظيفة في مجالات العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات (STEM) ، خاصة تلك التي تعتمد على علوم أو تكنولوجيا الكمبيوتر. لكن CT مفيدة أيضًا في كل موضوع ومهنة. يطور مهارات إدارة الوقت وتخطيط المهام ، وهي مكونات أساسية للوظيفة التنفيذية. كما أنه يعلمنا كيفية إعطاء العمل للآخرين عندما يكون المشروع كبيرًا جدًا بالنسبة لشخص واحد. لأنه يجبرنا على التفكير مثل الكمبيوتر ، فإنه يغرس التفكير المنطقي والتحليلي أيضًا. نظرًا لأنها طريقة تفكير وليست تخصصًا محددًا ، يمكن للجميع استخدام التصوير المقطعي المحوسب. نظرًا لأننا ندمج التكنولوجيا في جميع الوظائف ، فمن المهم التأكد من أنه يمكننا إكمال عملنا بطريقة متوافقة تقنيًا.

اقرأ المزيد عن فوائد التصوير المقطعي المحوسب.

أين يستخدم التفكير الحسابي؟

المصدر: ستيفن ولفرام

نظرًا لأن التفكير الحسابي يفكر بطريقة متوافقة مع أجهزة الكمبيوتر ونهج لحل المشكلات المنطقي ، فيمكن استخدامه في كل مادة ، وليس فقط العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات. CT هو كل الأيدي على سطح السفينة في جميع مستويات الصف. الخبر السار هو أنه نظرًا لأن التصوير المقطعي المحوسب أسلوب حياة أكثر منه موضوعًا ، يمكنك دمجه في الأشياء التي تقوم بها بالفعل مع بعض التعديلات. (أو ربما كنت تفعل هذا منذ سنوات ، وفي هذه الحالة يمكنك أن تقول ، “كنت أدرس التفكير الحسابي قبل أن يكون رائعًا.”)

كيف يمكنني تدريس التفكير الحسابي اليوم؟

هل أنت مهتم بتجربة التفكير الحسابي؟ يمكنك أن تبدأ اليوم. هناك استراتيجيات لا حصر لها لتعليم التفكير الحسابي. يقدم كل من Sphero و Teach Your Kids Code بعض الطرق السهلة لبدء تدريس التصوير المقطعي المحوسب الذي يمكنك من أجله بسهولة جمع المواد المطلوبة معًا.

تقسيم

واحدة من أفضل (وربما واحدة من أكثر الطرق فرحانًا) لتعليم التحلل هي اختيار مهمة أساسية والسماح لطلابك بتعليمك كيفية القيام بها. اتبع توجيهاتهم حرفيا. كن صارمًا بالمعنى الحرفي للكلمة عند إتمام الخطوات. يمكن أن يكون أي شيء من تفريغ كيس إلى صنع شطيرة إلى غسل طبق. سيتمكن فصلك بسرعة من تحديد الخطوات الصغيرة التي فاتتهم في المرة الأولى والضرورية لإكمال المهمة الأكبر.

التعرف على الأنماط

يمكنك القيام بأي نوع ، وقد قمت بتدريس التعرف على الأنماط.

• يفرز التهجئة بناءً على قواعد مثل حرف العلة والساكن الإلكتروني أو أنماط الحروف المتحركة القصيرة
• رتب المفردات في العلوم أو الدراسات الاجتماعية. قم بتوفير بنك كلمات واطلب من الطلاب فرزها حسب المفهوم أو المعنى.

مهما كان نشاط الفرز الذي تقوم به ، اطلب من الطلاب مناقشة وشرح أسباب مجموعاتهم.

التجريد

إذا كنت بحاجة إلى تعليم فصلك كيفية التخلص من الهراء بسرعة ، فامنحهم مهمة عدد الكلمات. لا تحتاج حتى إلى التخطيط لهذا. عيّن مهمة كتابة كالمعتاد ، لكن أعطهم عددًا من الكلمات. سيتعين على الطلاب تصفية التفاصيل غير المهمة للحفاظ على عدد كلماتهم أقل من الحد المسموح به. يمكنك تحريك الحد لأسفل كلما تحسنت في ذلك.

درس البيت من كريس توفاني قرأته ، لكنني لم أفهم، يطلب من الطلاب العثور على المعلومات الأساسية بناءً على أغراض مختلفة. يجب عليهم تحديد المعلومات المهمة بشكل عام ، ثم تحديد المعلومات التي قد تكون مهمة للسارق ، وأخيراً تحديد المعلومات التي قد تهم سمسار العقارات.

الخوارزميات

يقترح سفيرو درس زبدة الفول السوداني القديمة وشطيرة الهلام لتعليم إنشاء الخوارزمية. (قد تضطر إلى التبديل إلى SunButter لطلابك الذين يعانون من حساسية الفول السوداني). اطلب من طلابك إنشاء وصفات لعمل شطيرة PB&J ثم تبادلها مع جيرانهم. ثم يتعين عليهم صنع الشطيرة من وصفات أقرانهم. احصل على بعض الفشار مع استمرار الفوضى. ولكن بعد ذلك بوقت قصير ، ستجد طلابك يكتبون خطوات أكثر تفصيلاً بشكل متزايد للحصول على النتائج المتسقة التي يريدونها.

جاهز للتحدي؟ تعلم كيفية حل مكعب روبيك مع فصلك.

شاهد أمثلة أخرى لاستراتيجيات مكافحة الإرهاب قيد التنفيذ.

الموارد والأدوات لتطوير التفكير الحسابي

إذا كنت تبحث عن المزيد من الطرق لاستخدام التفكير الحسابي في الفصل الدراسي الخاص بك ، فتحقق من هذه الموارد.

يشارك Equip Learning بعض خطط الدروس حسب مستوى الصف لتطوير التفكير الحسابي.

تتيح تطبيقات الترميز هذه للطلاب التدرب على كتابة التوجيهات خطوة بخطوة.

تقدم دروس CT خطط الدروس حسب الموضوع والدرجة للعديد من التخصصات.

هل لديك المزيد من الأسئلة حول التفكير الحسابي وكيفية تدريسه لطلابك؟ انضم إلى مجموعة WeAreTeachers HELPLINE على Facebook لتبادل الأفكار وطلب النصيحة!

بالإضافة إلى ذلك ، تحقق من قائمة أسئلة التفكير النقدي.