چرا مغز شما رایانه نیست؟

عکس توسط لورنزو هررا در Unsplash

چیزی که من را بسیار جذاب می کند این است که امکان توضیح آنچه ما از نظر عملکرد بیولوژیکی داریم و نه از نظر فیزیک و شیمی (عناصر سازنده) ، و آنچه ما ساخته ایم اخیراً در نتیجه علوم کامپیوتر بیشتر مورد توجه قرار گرفته است.

این موضوع چیزی را مطرح می کند که وقتی در مورد علوم کامپیوتر صحبت می کنیم ، مورد علاقه من است ، این است که ...

ردیابی طرح کلی مفاهیم مبهم به منظور پیشرفت.

انسان تعاریف متمرکز از علوم رایانه برای آموزش عمومی

من چند سال گذشته را صرف سیاست های آموزشی K-12 CS در ایالت واشنگتن کرده ام. این یک سفر جذاب بود ، صحبت با قانونگذاران ایالتی ، گروههای لابی که دهها سال در این ایالت بوده اند و تعداد زیادی از ذینفعان. من آموخته ام که نقش حمایتی می تواند هم تأثیرگذار و هم بی نهایت شگفت انگیز باشد.

یک شگفتی اخیر این است که من باید به ایالت واشنگتن کمک کنم تا تصمیم بگیرد که علم کامپیوتر چیست. بدون تعریف ، انجام بسیاری از کارها در آموزش عمومی بسیار دشوار است. به عنوان مثال ، در ایالت واشنگتن ما اخیراً از تمام دبیرستان ها خواسته ایم که تا سال 2022 یک دوره علوم کامپیوتر را تدریس کنند. خوب ، چه چیزی اهمیت دارد؟ بدون تعریف ، گفتن آن دشوار است. برای کمک به همه این ارتباطات ، من یک روز را در المپیا ، پایتخت ایالت خود ، می گذرانم و سعی می کنم در مورد تعریف CS با ذینفعان سراسر ایالت تصمیم گیری کنم. یک تسهیل کننده پولی به ما کمک می کند تا کار را انجام دهیم ، من ، کارکنان دفتر سرپرست آموزش عمومی واشنگتن و احتمالاً چندین معلم و سایر افراد در نقش های حمایتی معلمان درگیر می شوند.

چه چیزی این کار را سخت می کند البته ، این است که رشته علوم کامپیوتر آکادمیک مدتهاست در تلاش است تا خود را تعریف کند ، به ویژه اینکه دائماً خود را دوباره اختراع می کند. اگر خود رشته نمی تواند خود را تعریف کند ، چگونه شخص دیگری می تواند؟ و بدتر از آن ، تعاریفی که علوم کامپیوتر ارائه می دهد غالباً برای ذینفعان در آموزش عمومی غیرقابل دسترسی است ، زیرا آنها بر کلمات و ایده هایی تکیه می کنند که اکثر مردم از قبل نمی دانند. به عنوان مثال:

مطالعه اصول و استفاده از رایانه (فرهنگ انگلیسی آکسفورد). این اصول عرفانی چیست؟ مطالعه رایانه ها و فرایندهای الگوریتمی شامل اصول آنها ، طراحی سخت افزاری و نرم افزاری آنها ، پیاده سازی آنها و تأثیر آنها بر جامعه (ACM). الگوریتم چیست؟ پیاده سازی چیست؟ تأثیر بر بخش جامعه منطقی است ، اما آیا اقتصاددانان این کار را نمی کنند؟ مطالعه فرایندهایی که با داده ها تعامل دارند و می توانند به عنوان داده در قالب برنامه ها نمایش داده شوند (ویکی پدیا). فرآیندها؟ برنامه چیست؟ "بازنمایی" چیست؟ مطالعه رایانه ها و پدیده های پیرامون آنها. (نیول ، پرلیس و سیمون 1967). من این یکی را دوست دارم زیرا از نظر فکری بسیار فراگیر است (و من یک آلوم مغرض کارنگی ملون هستم). اما آیا این فقط نمی گوید که علم کامپیوتر چیزی است که شامل رایانه می شود؟ آموزش شامل رایانه است ، آیا این علم کامپیوتر است؟ مطالعه سیستماتیک فرایندهای الگوریتمی که اطلاعات را توصیف و تغییر می دهد: نظریه ، تجزیه و تحلیل ، طراحی ، کارآیی ، پیاده سازی و کاربرد آنها (Denning 1988). "تبدیل" به چه معناست؟ "اطلاعات" چیست؟ "طراحی" چیست؟

من به عنوان یک دانشمند کامپیوتر ، ایده بسیار خوبی از آنچه که همه تعاریف بالا سعی در بدست آوردن آن دارند ، دارم ، اما می توانم از صحبت با بسیاری از دانش آموزان ، والدین ، ​​معلمان ، مدیران ، سرپرستان و دانشکده های آموزش عالی غیر CS که آنها توسط دانشمندان کامپیوتر برای دانشمندان کامپیوتر نوشته شده اند. چارچوب ها و استانداردهای آموزشی K-12 CS خیلی بهتر عمل نکرده اند زیرا اساساً از تعریف ACM فوق به عنوان پایه استفاده می کنند.

من اینطور نیستاین توهم وجود دارد که من می توانم این مشکل را حل کنم ، و با این حال ، من در موقعیتی هستم که باید به ارائه نوعی تعریف برای دولت بپردازم ، و فکر نمی کنم تعریف ACM که به طور گسترده استفاده می شود واقعاً به مدیران در تصمیم گیری کمک کند آنچه مهم است و بنابراین امروز من کمی از وقت خود را صرف یافتن کلماتی برای تعریف علوم رایانه و سایر اصطلاحات مرتبط کردم که بر اساس ایده هایی که ذینفعان در انتشارات از قبل می دانند بنا شود.

من چند اصل را دنبال کردم:

تعاریف را مختصر بنویسید. نگران این نباشید که تعاریف در مورد CS آکادمیک چقدر "درست" هستند. بیشتر نگران قابل فهم بودن آنها باشید. انسان محور باشید و بیشتر از آنچه که کامپیوترها با رایانه ها انجام می دهند جذاب باشید.

برای پیروی از این اصول ، من تعریفی از CS ایجاد کردم به دنبال آن ، ابتدا مفاهیمی را تعریف می کند که ذینفعان آموزش عمومی آنها را به علوم رایانه نزدیک می دانند ، اما اغلب برای علوم رایانه اشتباه می گیرند. سپس برخی از مفاهیم ملموس تر مربوط به علوم کامپیوتر را تعریف می کنم ، و سپس از آن کلمات برای تعریف علم کامپیوتر استفاده می کنم. در نهایت ، من با تعاریف مفاهیم پیشرفته تر مرتبط با علوم رایانه که متداول و مورد توجه ذینفعان آموزش عمومی است ، پایان می دهم.

و با این تنظیم ، تعاریف پیشنهادی من در اینجا آمده است:

نرم افزار. برنامه ها ، وب سایت ها و سایر محصولات و خدمات مورد استفاده مردم در رایانه ها ، لپ تاپ ها ، رایانه های لوحی ، تلفن های هوشمند و سایر دستگاه های دیجیتالی که رایانه در آنها قرار دارد. فناوری آموزشی. نرم افزاری که برای پشتیبانی از یادگیری و آموزش طراحی شده است (به عنوان مثال ، نرم افزار درجه بندی ، نرم افزار تمرین ریاضی). استفاده از کامپیوتر. کلیک ، ضربه زدن و تایپ کردن روی رایانه برای کنترل کارهای بعدی کامپیوتر. برنامه نویسی کامپیوتر. کلیک ، ضربه زدن و تایپ کردن روی رایانه برای نوشتن ، آزمایش و تجدید نظر دستورالعمل هایی که کنترل می کند کامپیوتر در آینده چه کاری انجام می دهد. کدگذاری. مترادف برنامه نویسی کامپیوتر. برنامه. محصول نهایی برنامه نویسی کامپیوتر ؛ بخش مهمی از نرم افزار. مهندسی نرم افزار. برنامه نویسی ، معمولاً در تیم ها ، با هدف ایجاد نرم افزاری برای استفاده دیگران. تفکر محاسباتی. استدلال انتزاعی ، دقیق و خلاقانه در مورد نحوه حل مشکلات با برنامه ها. علم داده. استفاده از داده ها ، آمار و برنامه ها برای پاسخگویی به سوالات مربوط به جهان. هوش مصنوعی. برنامه هایی که می توانند کارهایی را انجام دهند که انسان می تواند انجام دهد ، مانند صحبت کردن ، درک زبان ، درک جهان ، پاسخ به س questionsالات و تصمیم گیری های پیچیده (به عنوان مثال ، روبات های خودران می توانند مانند مردم در جهان حرکت کنند ، دستیاران دیجیتالی می توانند برخی کارها را که دستیاران انسان می توانند انجام دهند) انجام دهند. انجام دهید ، جستجوی وب می تواند کارهایی را که کتابداران می توانند انجام دهند) انجام دهد. یادگیری ماشین. الگوریتم هایی که از داده ها برنامه ایجاد می کنند ، اغلب برای فعال کردن هوش مصنوعی (به عنوان مثال ، استفاده از مجموعه داده های بزرگ تصاویر پزشکی که برچسب سرطانی دارند یا طبقه بندی نکردن اینکه آیا تصاویر آینده حاوی سرطان هستند) استفاده می شود. علوم کامپیوتر. رشته تحصیلی که هم جنبه های انسانی و هم تکنیکی استفاده از کامپیوتر ، تفکر محاسباتی ، برنامه ها ، برنامه نویسی ، نرم افزار و مهندسی نرم افزار را مطالعه می کند. محاسبات. علوم کامپیوتر ، به علاوه سایر رشته های دانشگاهی که پدیده های مرتبط را مطالعه می کنند ، از جمله 1) سخت افزار کامپیوتر و طراحی و ساخت آن. 2) اطلاعات و نحوه جمع آوری ، پردازش ، ذخیره و توزیع آن در جامعه ؛ 3) چگونه کامپیوترها و جامعه متقابلاً یکدیگر را شکل می دهند. آموزش علوم کامپیوتر. هر زمینه ای از آموزش رسمی که مفاهیم و مهارت های مورد مطالعه در علوم کامپیوتر را آموزش دهد. آموزش محاسبات. هر زمینه ایآموزش رسمی که مفاهیم و مهارتهای مورد مطالعه در محاسبات را آموزش می دهد.

اینها بدیهی است که کامل نیستند. نمی دانم آیا با کلمات امکان کامل شدن وجود دارد یا خیر. و من بسیار تردید دارم که آنها به طور گسترده در علوم کامپیوتر پذیرفته شوند. اما امیدوارم تعاریفی مانند انسان مانند این در ایالت واشنگتن اتخاذ شود و مانعی برای ذینفعان آموزش عمومی ارائه CS به هر دانش آموز در هر سال از تحصیل آنها باشد.

نظر شما در مورد تعاریف؟ اگر شما دانشمند کامپیوتر هستید ، آیا از غیر رسمی بودن و عدم دقت آنها و حذف کلمه "الگوریتم" عصبانی شده اید؟ اگر شما دانشمند کامپیوتر نیستید ، آیا آنها منطقی هستند؟