Apa itu pemikiran komputasi? “Kunci kesuksesan” dan “keterampilan penting untuk abad ke-21.”

Dalam artikel di JavaRush, kami tidak hanya berbicara tentang Java, studinya, fitur-fiturnya, dan pekerjaan selanjutnya di bidang pengembangan komputer, tetapi juga “berinvestasi” dalam pengembangan komprehensif pembaca kami. Untuk melakukan ini, kami memperhatikan konsep dasar, yang pemahamannya tidak hanya akan memungkinkan Anda menjadi programmer profesional, tetapi juga akan membantu Anda berkembang di masa depan, apa pun arah yang dipilih. Dan hari ini kita memiliki topik seperti itu. Mendasar, seperti piramida Cheops. Yaitu: Pemikiran komputasional.

Apa itu Pemikiran Komputasi?

Pemikiran komputasi (“pemikiran komputasi” tampaknya menjadi istilah yang lebih tepat dalam bahasa Rusia, tetapi di RuNet ini adalah opsi pertama yang lebih umum) adalah konsep pendekatan masalah secara sistematis untuk kemudian menciptakan solusi yang dapat diterapkan oleh komputer. . Sederhananya, sebelum mengajarkan komputer cara memecahkan masalah tertentu, seseorang harus memahami masalah itu sendiri dan cara menyelesaikannya, dan pemikiran komputer adalah teknik untuk menyelesaikan masalah tersebut. Konsep ini dikemukakan oleh ahli matematika dan ilmuwan komputer Seymour Papert pada tahun 1980 sebagai landasan teori untuk pemecahan masalah yang lebih efektif. Di bidang pendidikan, pemikiran komputasional sebagai sebuah konsep mulai mendapatkan popularitas menyusul catatan profesor ilmu komputer Jeannette Wing pada tahun 2006, yang mengusulkan untuk memperkenalkan pemikiran komputasional ke dalam pendidikan anak-anak sebagai keterampilan dasar yang harus dimiliki semua orang.

Empat Pilar Pemikiran Komputasi

Berpikir komputasional sebagai suatu teknik didasarkan pada empat metode utama.

• Penguraian.

  Membagi suatu permasalahan yang kompleks menjadi beberapa permasalahan yang lebih kecil dan dapat dipecahkan.

• Abstraksi.

  Berfokus secara eksklusif pada informasi penting untuk pengambilan keputusan dan mengabaikan detail yang tidak perlu.

• Pengenalan pola.

  Cari persamaan antara masalah yang sedang dipertimbangkan dan masalah lain yang telah dipecahkan untuk mentransfer pendekatan yang sudah terbukti ke dalamnya.

• Algoritma.

  Mengembangkan solusi langkah demi langkah untuk suatu masalah atau aturan untuk menyelesaikannya.

Semua komponen ini sama pentingnya dengan komponen pemikiran komputer. Artinya, tanpa penerapan yang benar dari masing-masing teknik tersebut, teknik ini tidak akan mungkin digunakan secara efektif. Dan penerapan pemikiran komputer yang benar adalah dasar dari dasar-dasar pemrograman.

Penerapan Computer Thinking dalam Kehidupan

Pada umumnya, pemikiran komputer sebagai sebuah metode jauh melampaui pemrograman, dan komponen-komponennya terus-menerus digunakan oleh kebanyakan orang ketika memecahkan masalah dengan berbagai tingkat kompleksitas. Contoh dasar klasik: Anda harus berpindah dari titik A ke titik B di kota asing. Untuk memutuskan jalan mana yang harus diambil, Anda:

• Anda membagi tugas ini menjadi beberapa tugas yang lebih kecil (dekomposisi): mempelajari peta dan kemungkinan opsi rute, memilih metode perjalanan ke titik B, dll.
• Anda kemudian menilai daya tarik rute yang berbeda berdasarkan panjangnya, keberadaan tempat menarik di sepanjang jalan, atau kemudahan perjalanan (sebuah abstraksi).
• Kemudian Anda memikirkan pilihan Anda berdasarkan pengalaman perjalanan masa lalu di kota-kota lain yang paling mirip dalam ukuran dan lanskap perkotaan (pengenalan pola).
• Berdasarkan semua ini, Anda memilih rute dan metode transportasi (algoritma) yang paling sesuai.

Ini adalah contoh dasar, namun pemahaman yang lebih mendalam tentang pemikiran komputasi akan berguna dalam banyak bidang, tidak hanya bidang teknis. Banyak permasalahan kompleks dengan banyaknya faktor dan berbagai jenis data dalam kehidupan sehari-hari dapat diselesaikan dengan menggunakan pemikiran komputasi. Saat ini, pemikiran komputasi sebagai sebuah konsep semakin populer sebagai mata pelajaran inti pendidikan dan umumnya menjadi teknik penting yang dapat diintegrasikan ke dalam banyak proses kerja untuk meningkatkan hasil. “Dalam upaya menemukan solusi paling efektif terhadap suatu masalah, kami terus mengevaluasi opsi solusi yang paling jelas, menemukan kelebihan dan kekurangannya. Pemikiran komputasional memungkinkan kita memformat masalah yang tampaknya rumit menjadi masalah yang bisa kita pecahkan. Inti dari pemikiran komputer juga terletak pada pemikiran rekursif dan pemrosesan informasi paralel. Dalam pemrograman, ini berarti kita mengartikan kode sebagai data dan data sebagai kode. Hal ini mencakup pemeriksaan tipe sebagai generalisasi analisis dimensi, dan pengenalan kelebihan dan kekurangan dari aliasing atau memberi seseorang atau sesuatu lebih dari satu nama. Ini juga merupakan penilaian terhadap kualitas program tertulis, tidak hanya dalam hal kebenaran pengoperasian dan efisiensinya, tetapi juga dalam hal estetika dan desain sistem, dengan mempertimbangkan kesederhanaan dan keanggunannya,” jelas Jeannette . Wing dalam catatannya tentang pentingnya mempelajari pemikiran komputasional, yang diterbitkan pada tahun 2006.

Mempelajari dan mengembangkan keterampilan Berpikir Komputasi

Mengenai kajian pemikiran komputer sebagai suatu teknik dan disiplin ilmu, saat ini cukup banyak materi yang tersedia mengenai topik tersebut bagi mereka yang berminat. Oleh karena itu, Masyarakat Internasional untuk Teknologi dalam Pendidikan (ISTE) menawarkan kepada semua orang kursus gratis, Pemikiran Komputasi , yang dikembangkan dengan dukungan Google , juga ditujukan untuk spesialis teknis. Anda juga dapat menemukan kursus gratis tentang pemikiran komputer di sumber Coursera, misalnya. Program pemikiran komputasi, baik untuk siswa dari berbagai tingkatan maupun untuk guru, juga ditawarkan oleh Akademi Robotika di Universitas Carnegie Mellon . Dan terakhir, dalam pemikiran komputer, salah satu peran dominan dimainkan oleh logika. Untuk melatihnya, akan berguna untuk memecahkan masalah dan teka-teki secara teratur , misalnya. Di bawah ini adalah pendekatan dasar yang sederhana untuk mempelajari, mengembangkan, dan secara konsisten menggunakan empat teknik dasar berpikir komputasi.

• Praktek dekomposisi.

  Просто старайтесь применять этот принцип (если, конечно, вы этого еще не делаете) к разного рода задачам и проблемам, которые нуждаются в решении. “Фишка” здесь в том, чтобы приучить свой ум к применению данного подхода на постоянной основе без сознательной концентрации. Несмотря на то, что разделение одной проблемы/задачи на ряд более мелких — это довольно-таки банальное для многих решение (особенно в программировании), далеко не все умеют его применять и делают это регулярно.

• Практика абстракции.

  Абстракция — это просто фокусировка на той информации, наиболее релевантной и важной для решения конкретной задачи. Она работает в сочетании с декомпозицией, когда вы разбираете задачу на ряд подзадач и концентрируетесь на них по очереди, выискивая только ту информацию, которая нужна для решения текущей задачи.

• Практика навыка распознавания паттернов.

  По мере практического применения компьютерного мышления, которое начинается с декомпозиции, будут развиваться и навыки распознавания паттернов. Подход здесь тот же, что и к декомпозиции — просто практикуйте поиск сходств с другими, уже решенными проблемами. Распознавание паттернов позволяет решать проблемы быстрее, используя уже отработанные и привычные для вашего мозга шаблоны мышления.

• Практика навыка формирования алгоритмов

  Здесь, опять же, ключ в адаптации мозга к использованию данной системы. Наша жизнь по умолчанию заполнена алгоритмами, которые мы называем привычками. Нужно лишь уделять формированию алгоритмов осознанное внимание. Причем, это касается не только работы or обучения, но и множества других повседневных вещей. Например, в основе борьбы с прокрастинацией, о которой мы говорor недавно, также, по большому счету, лежит сознательное формирование алгоритмов (наряду с распознаванием паттернов).

Мнения

Baiklah, mari kita akhiri materi ini dengan beberapa kutipan dari para ahli yang menurut kami paling menarik dan ringkas. “Pemikiran komputasional adalah keterampilan penting bagi pekerja abad ke-21. Terlepas dari kenyataan bahwa ilmu komputer dan pemikiran komputasi kini menjadi lebih umum, mereka masih belum mendapat perhatian yang cukup sebagai disiplin inti yang dapat memberikan manfaat bagi siswa khususnya dengan membantu mereka beradaptasi dan terbiasa dengan “pemrograman tradisional,” - catat James Lockwood dan Aidan Mooney, profesor di Maynooth University di Irlandia dan penulis laporan Computational Thinking in Education: Dimana kesesuaiannya? “Pemikiran komputer, sebagian besar, adalah kunci kesuksesan Anda, apa pun bidang yang kita bicarakan. Teknik ini sangat ampuh dalam memecahkan masalah nyata, bukan hanya masalah komputer, sehingga harus dijadikan salah satu mata pelajaran utama pendidikan. Setidaknya jika Anda setuju, seperti saya, bahwa tujuan mendasar pendidikan adalah untuk memperkaya kehidupan kita dengan menemukan solusi paling efektif terhadap segala jenis masalah,” kata Conrad Wolfram, pakar teknologi dan pengusaha terkenal asal Inggris. Baiklah, mari kita akhiri dengan kutipan dari Jeannette Wing, yang telah disebutkan di atas, yang dapat dianggap sebagai salah satu pemopuler modern utama pemikiran komputasi sebagai sebuah konsep: “Manfaat pendidikan dari pemikiran komputasi - dimulai dengan penggunaan abstraksi - meningkat dan memperkuat keterampilan intelektual dan, oleh karena itu, dapat ditransfer ke bidang apa pun. Ilmuwan komputer sangat menyadari nilai abstraksi, berpikir pada berbagai tingkat abstraksi, mengabstraksi untuk mengelola kompleksitas dan skala, dll. Untuk saat ini, tugas kami adalah menjelaskan kepada ilmuwan non-komputer dan orang lain apa yang kami maksud dengan pemikiran komputasi, dan apa kelebihannya!”