O que é pensamento computacional? “A chave para o sucesso” e “uma habilidade vital para o século 21”.

Nos artigos sobre JavaRush, não falamos apenas sobre Java, seu estudo, funcionalidades e posterior emprego na área de desenvolvimento de computadores, mas também “investimos” no desenvolvimento integral de nossos leitores. Para isso, prestamos atenção aos conceitos básicos, cuja compreensão não só permitirá que você se torne um programador profissional, mas também o ajudará a melhorar no futuro, independentemente da direção escolhida. E hoje temos exatamente esse tópico. Fundamental, como a pirâmide de Quéops. A saber: Pensamento computacional.

O que é pensamento computacional?

O pensamento computacional (“pensamento computacional” parece ser um termo mais apropriado em russo, mas em RuNet é a primeira opção que é mais comum) é o conceito de abordar sistematicamente um problema para então criar uma solução que um computador possa implementar . Simplificando, antes de ensinar um computador como resolver um problema específico, uma pessoa deve compreender o problema em si e como resolvê-lo, e o pensamento computacional é uma técnica precisamente para isso. Este conceito foi proposto pelo matemático e cientista da computação Seymour Papert em 1980 como base teórica para uma resolução de problemas mais eficaz. Na educação, o pensamento computacional como conceito começou a ganhar popularidade após uma nota da professora de ciência da computação Jeannette Wing em 2006, que propôs a introdução do pensamento computacional na educação infantil como uma habilidade fundamental que todas as pessoas deveriam ter.

Quatro Pilares do Pensamento Computacional

O pensamento computacional como técnica é baseado em quatro métodos principais.

• Decomposição.

  Dividir um problema complexo em vários problemas menores e solucionáveis.

• Abstração.

  Focar exclusivamente nas informações importantes para a decisão e ignorar detalhes desnecessários.

• Reconhecimento de padrões.

  Buscar semelhanças entre o problema em questão e outros já resolvidos, a fim de transferir abordagens já comprovadas para o mesmo.

• Algoritmos.

  Desenvolver uma solução passo a passo para um problema ou regras para resolvê-lo.

Todos esses componentes são componentes igualmente importantes do pensamento computacional. Isso significa que sem a aplicação correta de cada um deles não será possível utilizar esta técnica de forma eficaz. E a aplicação correta do pensamento computacional é a base dos fundamentos da programação.

Aplicação do pensamento computacional na vida

Em geral, o pensamento computacional como método vai muito além da programação, e seus componentes são constantemente usados ​​pela maioria das pessoas na resolução de problemas de vários níveis de complexidade. Um exemplo básico clássico: você precisa ir do ponto A ao ponto B em uma cidade desconhecida. Para decidir qual caminho seguir, você:

• Você divide esta tarefa em várias tarefas menores (decomposição): estudar o mapa e as possíveis opções de rota, escolher um método de viagem até o ponto B, etc.
• Em seguida, você avalia a atratividade de diferentes rotas com base em sua extensão, na presença de pontos de interesse ao longo do caminho ou na facilidade de viajar (uma abstração).
• Depois você pensa sobre suas opções com base em experiências de viagens anteriores em outras cidades que são mais semelhantes em tamanho e paisagem urbana (reconhecimento de padrões).
• Com base em tudo isso, você escolhe a rota e meio de transporte (algoritmos) mais adequado.

Este é um exemplo básico, mas uma compreensão mais profunda do pensamento computacional será útil em muitos campos, não apenas nos técnicos. Muitos problemas complexos com abundância de fatores e vários tipos de dados na vida cotidiana podem ser resolvidos usando o pensamento computacional. Hoje em dia, o pensamento computacional como conceito está ganhando popularidade como disciplina educacional central e geralmente se tornando uma técnica importante que pode ser integrada em muitos processos de trabalho para melhorar os resultados. “No esforço de encontrar a solução mais eficaz para um problema, avaliamos constantemente as opções de solução mais óbvias, encontrando as suas vantagens e desvantagens. O pensamento computacional nos permite formatar um problema aparentemente complexo em um que possamos resolver. A essência do pensamento computacional também reside no pensamento recursivo e no processamento paralelo de informações. Na programação, isso significa que interpretamos o código como dados e os dados como código. Isso inclui a verificação de tipo como uma generalização da análise dimensional e o reconhecimento das vantagens e desvantagens de usar alias ou dar a alguém ou algo mais de um nome. É também uma avaliação da qualidade do programa escrito, não só em termos da correcção do seu funcionamento e eficiência, mas também em termos da estética e design do sistema, tendo em conta a sua simplicidade e elegância”, explica Jeannette Wing em sua nota sobre a importância de aprender o pensamento computacional, publicada no ano 2006.

Aprendendo e desenvolvendo habilidades de pensamento computacional

Quanto ao estudo do pensamento computacional como técnica e disciplina, hoje existem muitos materiais sobre o tema à disposição dos interessados. Assim, a Sociedade Internacional de Tecnologia na Educação (ISTE) oferece a todos um curso gratuito, Pensamento computacional , desenvolvido com o apoio do Google , destinado também a especialistas técnicos. Você também pode encontrar um curso gratuito sobre pensamento computacional no Coursera, por exemplo. Programas de pensamento computacional, tanto para estudantes de diferentes níveis quanto para professores, também são oferecidos pela Academia de Robótica da Universidade Carnegie Mellon . E, finalmente, no pensamento computacional, um dos papéis dominantes é desempenhado pela lógica. Para treiná-lo, será útil resolver problemas e quebra-cabeças regularmente , por exemplo. Abaixo está uma abordagem simples e básica para aprender, desenvolver e usar consistentemente as quatro técnicas básicas de pensamento computacional.

• Prática de decomposição.

  Apenas tente aplicar esse princípio (se, é claro, você ainda não estiver fazendo isso) a vários tipos de tarefas e problemas que precisam ser resolvidos. O truque aqui é treinar sua mente para usar essa abordagem continuamente, sem concentração consciente. Apesar de dividir um problema/tarefa em vários problemas menores ser uma solução bastante banal para muitos (especialmente em programação), nem todos sabem como aplicá-lo e o fazem regularmente.

• A prática da abstração.

  Abstração é simplesmente focar nas informações que são mais relevantes e importantes para resolver um problema específico. Funciona em conjunto com a decomposição, onde você divide um problema em uma série de subtarefas e se concentra nelas, uma de cada vez, procurando apenas as informações necessárias para resolver o problema em questão.

• Pratique habilidades de reconhecimento de padrões.

  À medida que você pratica o pensamento computacional, que começa com a decomposição, suas habilidades de reconhecimento de padrões também se desenvolverão. A abordagem aqui é a mesma da decomposição - apenas pratique a procura de semelhanças com outros problemas já resolvidos. O reconhecimento de padrões permite que você resolva problemas mais rapidamente usando padrões de pensamento já praticados e familiares ao seu cérebro.

• Pratique a habilidade de formar algoritmos

  Aqui, novamente, a chave é adaptar o cérebro para usar este sistema. Nossas vidas são preenchidas por padrão com algoritmos que chamamos de hábitos. Você só precisa prestar atenção consciente à formação de algoritmos. Além disso, isto aplica-se não apenas ao trabalho ou à formação, mas também a muitas outras coisas do quotidiano. Por exemplo, a base da luta contra a procrastinação , de que falamos recentemente, também, em geral, reside na formação consciente de algoritmos (juntamente com o reconhecimento de padrões).

Opiniões

Pois bem, vamos concluir este material com algumas citações de especialistas que nos pareceram os mais interessantes e concisos. “O pensamento computacional é uma habilidade vital para os trabalhadores do século XXI. Apesar do fato de que a ciência da computação e o pensamento computacional estão se tornando mais comuns, eles ainda não recebem atenção suficiente como disciplinas básicas que podem beneficiar os alunos, em particular, ajudando-os a se adaptarem e se acostumarem à “programação tradicional”, - observam James Lockwood e Aidan Mooney, professores da Universidade Maynooth, na Irlanda, e autores do relatório Computational Thinking in Education: Where does it fit? “O pensamento computacional é, em grande medida, a chave do seu sucesso, não importa de que área estejamos falando. Essa técnica é tão poderosa na resolução de problemas reais, não apenas de computador, que deveria ser considerada uma das principais disciplinas educacionais. Pelo menos se concordarmos, como eu, que o objectivo fundamental da educação deve ser enriquecer as nossas vidas, encontrando as soluções mais eficazes para problemas de todos os tipos”, afirma Conrad Wolfram, um renomado especialista e empresário britânico em tecnologia. Pois bem, concluamos com uma citação de Jeannette Wing, já mencionada acima, que pode ser considerada uma das principais divulgadoras modernas do pensamento computacional como conceito: “Os benefícios educacionais do pensamento computacional - começando com o uso de abstrações - aumentam e fortalecem habilidades intelectuais e, portanto, pode ser transferido para qualquer área. Os cientistas da computação estão bem cientes do valor das abstrações, do pensamento em diferentes níveis de abstração, da abstração para gerenciar a complexidade e a escala, etc. Por enquanto, nosso trabalho é explicar aos não-cientistas da computação e a outros o que queremos dizer com pensamento computacional, e quais são suas vantagens!”