Qu’est-ce que la pensée informatique ? « La clé du succès » et « une compétence vitale pour le 21e siècle ».

Dans les articles sur JavaRush, nous parlons non seulement de Java, de son étude, de ses fonctionnalités et de son emploi ultérieur dans le domaine du développement informatique, mais nous « investissons » également dans le développement global de nos lecteurs. Pour ce faire, nous prêtons attention aux concepts de base dont la compréhension vous permettra non seulement de devenir un programmeur professionnel, mais vous aidera également à vous améliorer à l'avenir, quelle que soit la direction choisie. Et aujourd'hui, nous avons justement un tel sujet. Fondamentale, comme la pyramide de Khéops. À savoir : Pensée informatique.

Qu’est-ce que la pensée informatique ?

La pensée informatique (« pensée informatique » semble être un terme plus approprié en russe, mais sur RuNet, c'est la première option qui est la plus courante) est le concept d'approche systématique d'un problème afin de créer ensuite une solution qu'un ordinateur peut mettre en œuvre. . En termes simples, avant d'enseigner à un ordinateur comment résoudre un problème particulier, une personne doit comprendre le problème lui-même et comment le résoudre, et la pensée informatique est précisément une technique pour cela. Ce concept a été proposé par le mathématicien et informaticien Seymour Papert en 1980 comme base théorique pour une résolution plus efficace de problèmes. Dans l'éducation, la pensée informatique en tant que concept a commencé à gagner en popularité à la suite d'une note de la professeure d'informatique Jeannette Wing en 2006, qui proposait d'introduire la pensée informatique dans l'éducation des enfants en tant que compétence fondamentale que tout le monde devrait posséder.

Quatre piliers de la pensée informatique

La pensée informatique en tant que technique repose sur quatre méthodes clés.

• Décomposition.

  Diviser un problème complexe en un certain nombre de problèmes plus petits et résolubles.

• Abstraction.

  Se concentrer exclusivement sur les informations importantes pour la décision et ignorer les détails inutiles.

• La reconnaissance de formes.

  Rechercher des similitudes entre le problème considéré et d'autres déjà résolus afin d'y transférer des approches déjà éprouvées.

• Algorithmes.

  Développer une solution étape par étape à un problème ou des règles pour le résoudre.

Tous ces composants sont des composants tout aussi importants de la pensée informatique. Cela signifie que sans l’application correcte de chacune d’entre elles, il ne sera pas possible d’utiliser cette technique de manière efficace. Et l’application correcte de la pensée informatique constitue la base des principes fondamentaux de la programmation.

Application de la pensée informatique dans la vie

Dans l'ensemble, la pensée informatique en tant que méthode va bien au-delà de la programmation, et ses composants sont constamment utilisés par la plupart des gens pour résoudre des problèmes de différents niveaux de complexité. Un exemple de base classique : vous devez vous rendre d'un point A à un point B dans une ville inconnue. Pour décider quel chemin emprunter, vous :

• Vous divisez cette tâche en plusieurs tâches plus petites (décomposition) : étudier la carte et les options d'itinéraire possibles, choisir un mode de déplacement jusqu'au point B, etc.
• Vous évaluez ensuite l'attractivité des différents itinéraires en fonction de leur longueur, de la présence de points d'intérêt le long du parcours ou de la facilité de déplacement (une abstraction).
• Ensuite, vous réfléchissez à vos options en fonction de vos expériences de voyage passées dans d’autres villes dont la taille et le paysage urbain sont les plus similaires (reconnaissance de formes).
• Sur la base de tout cela, vous choisissez l'itinéraire et le mode de transport (algorithmes) les plus adaptés.

Il s’agit d’un exemple basique, mais une compréhension plus approfondie de la pensée informatique sera utile dans de nombreux domaines, pas seulement techniques. De nombreux problèmes complexes impliquant une abondance de facteurs et divers types de données dans la vie quotidienne peuvent être résolus grâce à la pensée informatique. De nos jours, la pensée informatique en tant que concept gagne en popularité en tant que matière pédagogique de base et devient généralement une technique importante qui peut être intégrée dans de nombreux processus de travail pour améliorer les résultats. « Dans le but de trouver la solution la plus efficace à un problème, nous évaluons constamment les options de solution les plus évidentes, en trouvant leurs avantages et leurs inconvénients. La pensée informatique nous permet de transformer un problème apparemment complexe en un problème que nous pouvons résoudre. L’essence de la pensée informatique réside également dans la pensée récursive et le traitement parallèle de l’information. En programmation, cela signifie que nous interprétons le code comme des données et les données comme du code. Cela inclut la vérification de type en tant que généralisation de l'analyse dimensionnelle et la reconnaissance des avantages et des inconvénients de l'alias ou de l'attribution de plusieurs noms à quelqu'un ou à quelque chose. C'est aussi une évaluation de la qualité du programme écrit, non seulement en termes de justesse de son fonctionnement et d'efficacité, mais aussi en termes d'esthétique et de conception du système, en tenant compte de sa simplicité et de son élégance », explique Jeannette . Wing dans sa note sur l'importance de l'apprentissage de la pensée informatique, publiée en 2006.

Apprendre et développer des compétences en pensée informatique

Quant à l'étude de la pensée informatique en tant que technique et discipline, il existe aujourd'hui de nombreux documents disponibles sur ce sujet pour ceux qui sont intéressés. Ainsi, la Société internationale pour la technologie dans l'éducation (ISTE) propose à tous un cours gratuit, Computational thinking , développé avec le soutien de Google , destiné également aux spécialistes techniques. Vous pouvez également trouver un cours gratuit sur la pensée informatique sur la ressource Coursera, par exemple. Des programmes de pensée informatique, tant pour les étudiants de différents niveaux que pour les enseignants, sont également proposés par l'Académie de robotique de l'Université Carnegie Mellon . Et enfin, dans la pensée informatique, l’un des rôles dominants est joué par la logique. Pour l’entraîner, il sera utile de résoudre régulièrement des problèmes et des énigmes , par exemple. Vous trouverez ci-dessous une approche simple et basique pour apprendre, développer et utiliser systématiquement les quatre techniques de base de la pensée informatique.

• Pratique de décomposition.

  Essayez simplement d'appliquer ce principe (si, bien sûr, vous ne le faites pas déjà) à différents types de tâches et de problèmes à résoudre. L’astuce ici est d’entraîner votre esprit à utiliser cette approche de manière continue sans concentration consciente. Malgré le fait que diviser un problème/tâche en plusieurs plus petits soit une solution plutôt banale pour beaucoup (surtout en programmation), tout le monde ne sait pas comment l'appliquer et ne le fait pas régulièrement.

• La pratique de l'abstraction.

  L'abstraction consiste simplement à se concentrer sur les informations les plus pertinentes et les plus importantes pour résoudre un problème spécifique. Cela fonctionne en conjonction avec la décomposition, où vous divisez un problème en un certain nombre de sous-tâches et vous concentrez sur elles une par une, en recherchant uniquement les informations dont vous avez besoin pour résoudre le problème en question.

• Pratiquez les compétences de reconnaissance de formes.

  À mesure que vous pratiquez la pensée informatique, qui commence par la décomposition, vos compétences en reconnaissance de formes se développeront également. L'approche ici est la même que pour la décomposition : il suffit de s'entraîner à rechercher des similitudes avec d'autres problèmes déjà résolus. La reconnaissance de formes vous permet de résoudre des problèmes plus rapidement en utilisant des schémas de pensée déjà pratiqués et familiers à votre cerveau.

• Pratiquez l’habileté de former des algorithmes

  Ici encore, la clé est d’adapter le cerveau à l’utilisation de ce système. Nos vies sont remplies par défaut d’algorithmes que nous appelons des habitudes. Il vous suffit de prêter une attention consciente à la formation des algorithmes. Et cela s’applique non seulement au travail ou à la formation, mais aussi à bien d’autres choses du quotidien. Par exemple, la base de la lutte contre la procrastination , dont nous avons parlé récemment, réside également, dans l'ensemble, dans la formation consciente d'algorithmes (ainsi que la reconnaissance de formes).

Des avis

Eh bien, concluons ce document avec quelques citations d’experts qui nous ont semblé les plus intéressantes et les plus concises. « La pensée informatique est une compétence vitale pour les travailleurs du 21e siècle. Bien que l'informatique et la pensée computationnelle soient désormais de plus en plus courantes, on ne leur accorde toujours pas suffisamment d'attention en tant que disciplines de base qui pourraient bénéficier aux étudiants en particulier en les aidant à s'adapter et à s'habituer à la « programmation traditionnelle », notent James Lockwood et Aidan. Mooney, professeurs à l'Université Maynooth en Irlande et auteurs du rapport Computational Thinking in Education: Where is it fit ? « La pensée informatique est, dans une large mesure, la clé de votre réussite, quel que soit le domaine dont nous parlons. Cette technique est si puissante pour résoudre des problèmes réels, et pas seulement informatiques, qu’elle devrait devenir l’une des principales matières éducatives. Du moins si vous êtes d’accord, comme moi, sur le fait que l’objectif fondamental de l’éducation devrait être d’enrichir nos vies en trouvant les solutions les plus efficaces aux problèmes de toutes sortes », déclare Conrad Wolfram, expert technologique et entrepreneur britannique renommé. Eh bien, concluons avec une citation de Jeannette Wing, déjà mentionnée ci-dessus, qui peut être considérée comme l'une des principales vulgarisatrices modernes de la pensée informatique en tant que concept : « Les bénéfices éducatifs de la pensée informatique - à commencer par l'utilisation des abstractions - augmentent et renforcent compétences intellectuelles et, par conséquent, peuvent être transférées dans n’importe quel domaine. Les informaticiens sont bien conscients de la valeur des abstractions, de la pensée à différents niveaux d'abstraction, de l'abstraction pour gérer la complexité et l'échelle, etc. Pour l'instant, notre travail consiste à expliquer aux non-informaticiens et à d'autres ce que nous entendons par pensée informatique, et quels sont ses avantages !