การคิดเชิงคำนวณในการศึกษา
คอมพิวเตอร์ในปัจจุบันเป็นสื่อพื้นฐานที่เป็นพื้นฐานของวัฒนธรรมของเราเช่นเดียวกับการเขียนที่เคยเป็นมาก่อน เช่นเดียวกับการประดิษฐ์แท่นพิมพ์ที่ขยายขีดความสามารถของการสื่อสารที่เป็นลายลักษณ์อักษรและการเข้าถึงข้อมูลอย่างเป็นประชาธิปไตยการถือกำเนิดของคอมพิวเตอร์ได้เปลี่ยนวิธีที่เราโต้ตอบและเข้าใจโลก การเปลี่ยนแปลงนี้สร้างทั้งความท้าทายใหม่และโอกาสใหม่ๆ - ทั้งสองห่อหุ้มความจำเป็นเพื่อให้ทุกคนมีทักษะในการมีส่วนร่วมในยุคดิจิทัล
การคิดเชิงคำนวณ (CT) มีบทบาทสำคัญในกระบวนทัศน์ทางการศึกษาใหม่นี้ ช่วยให้นักเรียนมีส่วนร่วมกับคอมพิวเตอร์ไม่เพียงแต่ในฐานะผู้ใช้แต่ในฐานะนักสร้างสรรค์นักสำรวจและนักสร้างสรรค์นวัตกรรม โดยเฉพาะอย่างยิ่งแบบจำลองการคำนวณเป็นเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพที่ช่วยให้เกิดการเรียนรู้เชิงลึกและความเข้าใจในการปฏิบัติ CT
Jeanette Wing ผู้สนับสนุน CT ที่โดดเด่นเน้นว่าการคิดคำนวณสร้างขึ้นจากพลังและขีดจำกัดของกระบวนการคำนวณ1. มันขยายออกไปนอกเหนือจากการเข้ารหัสเพียงอย่างเดียวเพื่อครอบคลุมวิธีการแก้ปัญหาที่กว้างขึ้น ตามที่ Weintrop et al. วิทยาศาสตร์และคณิตศาสตร์กำลังกลายเป็นความพยายามในการคำนวณมากขึ้น2 มาตรฐานการศึกษาเช่น Next Generation Science Standards (NGSS) สะท้อนให้เห็นถึงการเปลี่ยนแปลงนี้และเน้นการคิดคำนวณเป็นหลักปฏิบัติทางวิทยาศาสตร์
กลับมาที่การเปรียบเทียบของเราเราสามารถสังเกตได้ว่าแบบจำลองการคำนวณทำหน้าที่เป็นเครื่องพิมพ์ร่วมสมัยปฏิวัติวิธีการเผยแพร่ความรู้ ด้วยรูปแบบการคำนวณตอนนี้นักเรียนสามารถจำลองระบบที่ซับซ้อนทดลองกับสมมติฐานและมองเห็นผลลัพธ์ด้วยวิธีที่ไม่เคยมีมาก่อน ด้วยการสร้างแบบจำลองการคำนวณนักเรียนสามารถวิเคราะห์ปัญหาที่ซับซ้อนโดยแบ่งออกเป็นส่วนเล็กๆระบุรูปแบบและคิดค้นอัลกอริทึมเพื่อแก้ปัญหา แนวทางที่ดื่มด่ำนี้รับประกันได้ว่านักเรียนจะไม่เพียงแค่ขีดข่วนพื้นผิวแต่ดื่มด่ำกับความซับซ้อนของการคิดคำนวณอย่างเต็มที่
Seymour Papert บิดาแห่งการก่อสร้างได้สนับสนุนสภาพแวดล้อมการเรียนรู้ที่นักเรียนสร้างความรู้อย่างแข็งขันผ่านการสำรวจและการทดลองที่แน่นอนนี้ แบบจำลองการคำนวณเป็นตัวอย่างของแนวทางคอนสตรัคชั่นนิสม์ โดยการมีส่วนร่วมอย่างลึกซึ้งกับเนื้อหาและสร้างแบบจำลองของพวกเขานักเรียนจะพัฒนาความเข้าใจ พวกเขาเรียนรู้ที่จะมองปัญหาจากหลายมุมมองพิจารณาแนวทางแก้ไขที่หลากหลายและเข้าใจผลกระทบที่กว้างขึ้นของงานของพวกเขา
รูปแบบการคำนวณยังส่งเสริมความคิดสร้างสรรค์และนวัตกรรม ขณะที่นักเรียนทดลองตัวแปรที่แตกต่างกันพวกเขาสังเกตพฤติกรรมที่น่าสนใจที่เกิดขึ้นและทำการปรับเปลี่ยนโมเดลที่จำเป็น กระบวนการทำซ้ำในการเขียนโค้ดสะท้อนกระบวนการสร้างสรรค์เป็นลายลักษณ์อักษรเนื่องจากทั้งสองเกี่ยวข้องกับการแก้ไขและการปรับแต่งความคิดอย่างรอบคอบ
โดยการสร้างแบบจำลองการคำนวณนักเรียนสามารถเจาะลึกหลักการ CT และได้รับความเข้าใจที่ครอบคลุมมากขึ้น ด้วยการดื่มด่ำกับเนื้อหาพวกเขาพัฒนาทักษะการคิดเชิงวิพากษ์และได้รับความเข้าใจที่ครอบคลุมเกี่ยวกับการปฏิบัติด้านการคำนวณ โดยการเรียนรู้ที่จะเข้าถึงปัญหาจากมุมมองที่หลากหลายพวกเขากลายเป็นผู้เชี่ยวชาญในการสำรวจโซลูชันที่หลากหลายและเข้าใจผลกระทบที่ใหญ่กว่าของงานของพวกเขา นี่แสดงให้เห็นถึงรูปลักษณ์ที่สมบูรณ์ของวิสัยทัศน์ของ Papert ในการเรียนรู้ผ่านประสบการณ์จริงและการคิดเชิงไตร่ตรอง
การคิดคำนวณช่วยให้นักเรียนมีส่วนร่วมในสื่อดิจิทัลเหมือนกับการอ่านออกเขียนได้ในการเขียนช่วยให้บุคคลมีส่วนร่วมกับคำที่เป็นลายลักษณ์อักษร เช่นเดียวกับการศึกษาในการอ่านและการเขียนที่กลายเป็นสิ่งสำคัญกับการแพร่กระจายของเครื่องพิมพ์ดังนั้นเราจึงต้องให้ความสำคัญกับการศึกษา CT เพื่อเตรียมความพร้อมให้กับนักเรียนสำหรับโลกที่กำหนดมากขึ้นโดยเทคโนโลยีการคำนวณ ด้วยการสร้างแบบจำลองการคำนวณนักเรียนจะได้รับเครื่องมือในการสร้างสำรวจและสร้างนวัตกรรมเพื่อให้แน่ใจว่าพวกเขาไม่ได้เป็นเพียงผู้บริโภคเชิงรับของเทคโนโลยีแต่มีส่วนร่วมในการพัฒนา