برنامه نویسی کودکان و نوجوانان

من به تازگی این روش جدید را در دوره آموزشی خود آموزش برنامه نویسی ارائه کردم و از دیدن نتایج هیجان زده هستم. من سعی کردم همه فرضیات را فراموش کنم زیرا نزدیک به 15 سال است که برنامه نویسی می کنم. من علاقه مند به شنیدن بازخورد و دیدن پیشرفت دانش آموزان خواهم بود. مطالعات اخیر نشان می دهد که تفکر محاسباتی، متشکل از مهارت های انتزاع، تجزیه، الگوریتم سازی، اشکال زدایی و حل مسئله، مهارت اساسی برای توسعه علمی، فناوری و اقتصادی برای قرن بیست و یکم است.

با این حال، این تشخیص که در کشورهای ثروتمند رونمایی می شود برای کشورهای فقیر مبهم باقی مانده است. مشکل این است که آموزش تفکر محاسباتی برای کشورها ضروری است که بتوانند خود را به نحوی سودمند در عرصه بین المللی قرار دهند و در نتیجه به اهداف رفاهی برای جمعیت هر کشور دست یابند.

هدف از این تحقیق، بررسی کتابشناختی است که نشان دهنده وضعیت هنر در آموزش برنامه نویسی کامپیوتری و تفکر محاسباتی در 5 قاره است. در بررسی، پیشرفت‌ها در کشورهای اروپایی، آمریکای شمالی، اقیانوسیه و آسیا مشاهده شد، در حالی که در آموزش برنامه نویسی آمریکای لاتین و آفریقا، پیشرفت‌ها در برخی کشورها هنوز اساسی و در برخی دیگر وجود ندارد.

این بررسی بر اساس موارد گزارش ترجیحی برای مرورهای سیستماتیک و متاآنالیز (PRISMA) است. عبارات جستجوی اصلی "تفکر محاسباتی" و "آموزش برنامه نویسی کامپیوتر" بود. جستجو در پایگاه‌های اطلاعاتی ACM، کنفرانس آموزش تفکر محاسباتی (هنگ کنگ)، Google Scholar، WOS و SCOPUS از اکتبر تا دسامبر 2020، که سال انتشار آن از 2016 به بعد بود، انجام شد.

یکی از نتایج اصلی یافت شده این است که آموزش تفکر محاسباتی در انگلستان در سال 2014 در مدارس اجرا شد. در آلمان، از سال 2016 در سطح عرضی در دانشگاه ها اجرا شده است. در کره جنوبی، چین و تایوان از سال 2016 اجرا شده است. اما در دولت های آمریکای لاتین و آفریقا هنوز این موضوع مورد توجه قرار نمی گیرد.

زمینه سازی در دهه اخیر آموزش مهارت های تفکر محاسباتی در آموزش اجباری آموزش برنامه نویسی در کشورهای مختلف جهان در حال توسعه است که تصمیمی راهبردی برای توسعه فناوری و کسب مهارت های قرن بیست و یکم است. در این دنیایی که به سرعت در حال پیشرفت است، متخصصان آموزش و پرورش در حین انجام تدریس در معرض خواسته‌های جدیدی قرار می‌گیرند، که باعث شده است موسسات آموزشی به طور دائمی کار آکادمیک خود را تجزیه و تحلیل کنند، تا تنظیمات لازم را در برنامه‌های تربیت معلم خود برای پاسخگویی به خواسته‌های جدید انجام دهند (کاپلی، 2018).

در این زمینه سؤالاتی مطرح می شود؛ آیا گنجاندن آموزش تفکر محاسباتی به عنوان یک درس اجباری ضروری خواهد بود؟ دوم اینکه از کدام درس باید گنجانده شود، چند ساعت در هفته لازم است؟ یا بهتر است آن را به عنوان یک محور توسعه در موضوعات موجود، مانند آموزش فناوری گنجانده شود؟

حتی این سوال پیش می آید که آیا لازم است آن را به صورت عرضی در همه موضوعات گنجانده شود؟ سپس گروه دوم سؤالات مطرح می شود: در مورد معلمان، آیا معلمانی برای آموزش تفکر محاسباتی آماده هستند، آیا راهبردهای آموزشی برای آن وجود دارد، و همچنین آیا ابزارهای ارزشیابی برای سنجش دستاوردها در هر سطح آموزشی ایجاد شده است؟ همه این سوالات و بسیاری سوالات دیگر ممکن است در هنگام پرداختن به موضوع آموزش تفکر محاسباتی و آموزش این آموزش برنامه نویسی مهارت ها در سیستم آموزشی مطرح شود.

در مورد تفکر محاسباتی، طیفی از مهارت های تفکر ویژه حل مسئله، از جمله انتزاع، تجزیه، اشکال زدایی، تشخیص الگو، منطق، و طراحی الگوریتم و سایر مهارت ها را در بر می گیرد. اما تنها این نیست زیرا مهارت‌های حل مسئله فراتر از یادگیری و مهارت‌های رویه‌ای است.

تفکر منطقی شامل تجزیه و تحلیل موقعیت ها برای تصمیم گیری در مورد یک رویداد است. الگوریتم ها روش های گام به گام برای حل مسائل هستند که سپس در یک زبان برنامه نویسی کدگذاری می شوند. لازم به ذکر است که برنامه نویسی محاسباتی داربست طبیعی برای کسب مهارت های تفکر محاسباتی است، بنابراین آموزش آن از مدرسه برای متخصصان آینده ضروری است تا به طور کامل آن را به عنوان ریاضیات، علوم و زبان ادغام کنند (Grover and Pea, 2018).

اجرای تفکر محاسباتی در مدرسه در حال حاضر در چندین کشور در حال پیشرفت است، آموزش برنامه نویسی زیرا در ایالات متحده آمریکا در دسامبر 2015 قانون فدرال با عنوان "هر دانش آموز موفق می شود" امضا شد که مسئول سیاست های عمومی در این کشور است. این قانون محاسبات را در شرایطی برابر با سایر رشته های دانشگاهی مانند ریاضیات، جغرافیا، تاریخ و علوم قرار می دهد (Brackmann et al., 2016).

من به تازگی این روش جدید را در دوره آموزشی خود آموزش برنامه نویسی ارائه کردم و از دیدن نتایج هیجان زده هستم. من سعی کردم همه فرضیات را فراموش کنم زیرا نزدیک به 15 سال است که برنامه نویسی می کنم. من علاقه مند به شنیدن بازخورد و دیدن پیشرفت دانش آموزان خواهم بود. مطالعات اخیر نشان می دهد که تفکر محاسباتی، متشکل از مهارت های انتزاع، تجزیه، الگوریتم سازی، اشکال زدایی و حل مسئله، مهارت اساسی برای توسعه علمی، فناوری و اقتصادی برای قرن بیست و یکم است.

با این حال، این تشخیص که در کشورهای ثروتمند رونمایی می شود برای کشورهای فقیر مبهم باقی مانده است. مشکل این است که آموزش تفکر محاسباتی برای کشورها ضروری است که بتوانند خود را به نحوی سودمند در عرصه بین المللی قرار دهند و در نتیجه به اهداف رفاهی برای جمعیت هر کشور دست یابند.

هدف از این تحقیق، بررسی کتابشناختی است که نشان دهنده وضعیت هنر در آموزش برنامه نویسی کامپیوتری و تفکر محاسباتی در 5 قاره است. در بررسی، پیشرفت‌ها در کشورهای اروپایی، آمریکای شمالی، اقیانوسیه و آسیا مشاهده شد، در حالی که در آموزش برنامه نویسی آمریکای لاتین و آفریقا، پیشرفت‌ها در برخی کشورها هنوز اساسی و در برخی دیگر وجود ندارد.

این بررسی بر اساس موارد گزارش ترجیحی برای مرورهای سیستماتیک و متاآنالیز (PRISMA) است. عبارات جستجوی اصلی "تفکر محاسباتی" و "آموزش برنامه نویسی کامپیوتر" بود. جستجو در پایگاه‌های اطلاعاتی ACM، کنفرانس آموزش تفکر محاسباتی (هنگ کنگ)، Google Scholar، WOS و SCOPUS از اکتبر تا دسامبر 2020، که سال انتشار آن از 2016 به بعد بود، انجام شد.

یکی از نتایج اصلی یافت شده این است که آموزش تفکر محاسباتی در انگلستان در سال 2014 در مدارس اجرا شد. در آلمان، از سال 2016 در سطح عرضی در دانشگاه ها اجرا شده است. در کره جنوبی، چین و تایوان از سال 2016 اجرا شده است. اما در دولت های آمریکای لاتین و آفریقا هنوز این موضوع مورد توجه قرار نمی گیرد.

زمینه سازی در دهه اخیر آموزش مهارت های تفکر محاسباتی در آموزش اجباری آموزش برنامه نویسی در کشورهای مختلف جهان در حال توسعه است که تصمیمی راهبردی برای توسعه فناوری و کسب مهارت های قرن بیست و یکم است. در این دنیایی که به سرعت در حال پیشرفت است، متخصصان آموزش و پرورش در حین انجام تدریس در معرض خواسته‌های جدیدی قرار می‌گیرند، که باعث شده است موسسات آموزشی به طور دائمی کار آکادمیک خود را تجزیه و تحلیل کنند، تا تنظیمات لازم را در برنامه‌های تربیت معلم خود برای پاسخگویی به خواسته‌های جدید انجام دهند (کاپلی، 2018).

در این زمینه سؤالاتی مطرح می شود؛ آیا گنجاندن آموزش تفکر محاسباتی به عنوان یک درس اجباری ضروری خواهد بود؟ دوم اینکه از کدام درس باید گنجانده شود، چند ساعت در هفته لازم است؟ یا بهتر است آن را به عنوان یک محور توسعه در موضوعات موجود، مانند آموزش فناوری گنجانده شود؟

حتی این سوال پیش می آید که آیا لازم است آن را به صورت عرضی در همه موضوعات گنجانده شود؟ سپس گروه دوم سؤالات مطرح می شود: در مورد معلمان، آیا معلمانی برای آموزش تفکر محاسباتی آماده هستند، آیا راهبردهای آموزشی برای آن وجود دارد، و همچنین آیا ابزارهای ارزشیابی برای سنجش دستاوردها در هر سطح آموزشی ایجاد شده است؟ همه این سوالات و بسیاری سوالات دیگر ممکن است در هنگام پرداختن به موضوع آموزش تفکر محاسباتی و آموزش این آموزش برنامه نویسی مهارت ها در سیستم آموزشی مطرح شود.

در مورد تفکر محاسباتی، طیفی از مهارت های تفکر ویژه حل مسئله، از جمله انتزاع، تجزیه، اشکال زدایی، تشخیص الگو، منطق، و طراحی الگوریتم و سایر مهارت ها را در بر می گیرد. اما تنها این نیست زیرا مهارت‌های حل مسئله فراتر از یادگیری و مهارت‌های رویه‌ای است.

تفکر منطقی شامل تجزیه و تحلیل موقعیت ها برای تصمیم گیری در مورد یک رویداد است. الگوریتم ها روش های گام به گام برای حل مسائل هستند که سپس در یک زبان برنامه نویسی کدگذاری می شوند. لازم به ذکر است که برنامه نویسی محاسباتی داربست طبیعی برای کسب مهارت های تفکر محاسباتی است، بنابراین آموزش آن از مدرسه برای متخصصان آینده ضروری است تا به طور کامل آن را به عنوان ریاضیات، علوم و زبان ادغام کنند (Grover and Pea, 2018).

اجرای تفکر محاسباتی در مدرسه در حال حاضر در چندین کشور در حال پیشرفت است، آموزش برنامه نویسی زیرا در ایالات متحده آمریکا در دسامبر 2015 قانون فدرال با عنوان "هر دانش آموز موفق می شود" امضا شد که مسئول سیاست های عمومی در این کشور است. این قانون محاسبات را در شرایطی برابر با سایر رشته های دانشگاهی مانند ریاضیات، جغرافیا، تاریخ و علوم قرار می دهد (Brackmann et al., 2016).