כפית מחשוב בכל נושא: הרחבת ההשתתפות במדעי המחשב – Raspberry Pi

Share on facebook
Share on twitter
Share on linkedin
Share on telegram
Share on whatsapp
Share on email
פרסומת
MAGNEZIX מגנזיקס


ממאי עד נובמבר 2022, הסמינרים שלנו מתמקדים בנושא של מחשוב חוצה-תחומי. באמצעות סדרת סמינרים זו, אנו רוצים לחקור את הצמתים והאינטראקציות של מחשוב עם כל ההיבטים של הלמידה והחיים, ולחשוב כיצד הם יכולים לעזור לנו ללמד צעירים. שמחנו לקבל את פנינו פרופ' מארק גוזדיאל (אוניברסיטת מישיגן) בתור הדובר הראשון שלנו.

מארק גוזדיאל.
פרופסור מארק גוזדיאל, אוניברסיטת מישיגן

מארק עבד בחינוך למדעי המחשב (CS) במשך עשרות שנים וזכה בפרסים רבים על מחקריו, כולל הפרס היוקרתי ACM SIGCSE Contribution Outstanding to Computing Education Award בשנת 2019. הוא כתב ממש מאות מאמרים על חינוך ל- CS, והוא מחבר פרס קיצוני ביותר. פופולרי בלוג מחקר חינוך מחשוב מה שמעדכן את כולנו במה שקורה בשטח.

לומדים צעירים במחשבים בכיתה.

בהרצאתו, מארק התמקד באחרונה שלו לעבוד סביב פיתוח שפות תכנות ספציפיות למשימה (TSP)., שבעזרתה מורים יכולים להוסיף כפית (גם בקיצור TSP) של תכנות למגוון רחב של תחומי מקצוע בבתי הספר. התזה הכוללת של מארק היא שאם אנחנו רוצים שלכולם תהיה חשיפה מסוימת למדעי המחשב, אז אנחנו צריכים לשלב אותה במגוון נושאים בכל תכנית הלימודים בבית הספר. והוא הסביר שהרעיון הזה של "הוספת כפית" חובק כמה עקרונות ליבה; כדי ששפות TSP יצליחו, הן צריכות:

  • לענות על צרכי המורים
  • היה רלוונטי להקשר או לשיעור שבו הוא מופיע
  • היה קל להתמודד איתו מבחינה טכנית

מארק סיכם את זה בצורה מסודרת כ"שמיש וגם שימושי".

השקפות היסטוריות על מדוע כולנו צריכים ללמוד מדעי המחשב

אנחנו יכולים ללמוד הרבה מהחזרה אחורה בזמן והרהור בהיסטוריה של המחשוב. מארק התחיל את הרצאתו בכך ששיתף את דעותיהם של כמה מדעני המחשב הבולטים בימיו הראשונים של הנושא. CP שלג טען, כבר ב-1961, שכל הסטודנטים צריכים ללמוד מדעי המחשב, כי זה היה חשוב מכדי להשאיר אותו לקומץ קטן של אנשים.

ציטוט של מדען המחשב CS Snow משנת 1961: קומץ אנשים, ללא קשר לרצון החברה, ללא תקשורת עם שאר החברה, יקבלו החלטות בסתר שהולכות להשפיע על חיינו באופן העמוק ביותר, לָחוּשׁ.

אלן פרליס, גם ב-1961, טען שכל אחד באוניברסיטה צריך ללמוד קורס אחד במדעי המחשב ולא נושא כמו חשבון. הסיבה שלו הייתה ש-CS עוסק בתהליך, ובכך נותן לתלמידים כלים שהם יכולים להשתמש בהם כדי לשנות את העולם סביבם. מעולם לא שמעתי על העבודה הזו משנות ה-60 לפני כן, והיא מעידה על ראיית הנולד מדהימה. אולי אנחנו אפילו לא צריכים לנהל את הוויכוח אם מדעי המחשב מיועדים לכולם – נראה שזה תמיד היה!

מה הבעיה במצב הנוכחי?

ברבים מהסמינרים שלנו בשנתיים האחרונות שמענו על הצורך להרחיב את ההשתתפות במחשוב בבית הספר. למרות שבאנגליה, מחשוב חובה לגילאי 5 עד 16 (בתיאוריה, בפועל הוא מוצע לכל הילדים מגיל 5 עד 14), במדינות אחרות אין מחשוב עבור ילדים צעירים יותר. וברגע שהמחשוב הופך לאופציונלי, המספרים יורדים, היכן שאתה נמצא.

""
אין מספיק תלמידים שמתנסים במדעי המחשב בבית הספר.

מארק שיתף אותנו כי בבתי ספר תיכוניים בארה"ב, רק 4.7% מהתלמידים רשומים לקורס מדעי המחשב. עם זאת, סטודנטים לומדים מקצועות אחרים, מה שהביא אותו למסקנה שיש להכניס CS במקום שבו התלמידים כבר נמצאים. לדוגמה, מארק תיאר שברמת המיקום המתקדם (AP) בארה"ב, הרבה יותר תלמידים בוחרים לקחת היסטוריה מאשר CS (399,000 לעומת 114,000) ולקבוצת ההיסטוריה AP יש איזון מגדרי אחיד יותר, ושיעור גבוה יותר של שחורים וסטודנטים היספנים.

גישת הכפית להרחבת ההשתתפות

פתרון לקליטה נמוכה של CS המוצע על ידי מארק ועמיתיו הוא להוסיף מעט מחשוב לנושאים אחרים, ובהרצאתו הוא נתן לנו כמה דוגמאות מההיסטוריה ומהמתמטיקה, שניהם נושאים שנלקחו על ידי שיעור גבוה של סטודנטים בארה"ב. ההתמקדות שלו היא בתיכון, כלומר לומדים מגיל 14 ומעלה (תיכון עליון באירופה, או שלבי מפתח 4 ו-5 באנגליה). כדי להציג כפית של CS לנושאים אחרים, קבוצת המחקר של מארק בונה כלים תוך שימוש בגישת עיצוב משתף; הקבוצה שלו משתפת פעולה עם מורים בבתי ספר כדי לזהות את הצרכים של המורים והתלמידים ולעצב ולחזור על שפות TSP ביחד איתם.

שלושה נערים מתבגרים עושים קידוד במחשב משותף במהלך שיעור במדעי המחשב.

מארק הדגים מספר אבות טיפוס של שפת TSP שהקבוצה שלו בנתה לשימוש בהקשרים מסוימים. אבות הטיפוס נראים כמו אפליקציות פשוטות, אך ניתן לסווג אותם כשפות מכיוון שהם מציינים תהליך לביצוע של סוכן חישובי. שפות קטנות אלו מיועדות לשימוש בנקודה מסוימת בשיעור וצריכות להיות ניתנות ללמידה תוך עשר דקות. לדוגמה, תלמידים יכולים להשתמש ב'אפליקציה' קטנה ספציפית לנושא שלהם, להסתכל על סקריפט שיוצר הדמיה ולשנות כמה משתנים כדי לגלות כיצד הם משפיעים על הפלט. תלמידים עשויים גם להיות מסוגלים לגשת לקוד תוכנית כלשהו, ​​לערוך אותו ולראות את ההשפעה של העריכות שלהם. בדרך זו, הם מגלים באמצעות דוגמאות מעשיות את הדרך שבה פועלות תוכנות מחשב, וכיצד הם יכולים להשתמש בעקרונות CS כדי לעזור לבנות הבנה של תחום הנושא שהם לומדים כעת. אם השפה לא תשמש שוב, עלות הלמידה הייתה נמוכה מספיק כדי שזה היה שווה את הערך של הוספת חישוב לשיעור אחד.

הקלטנו את הסמינר ונשתף את הסרטון בקרוב מאוד, אז סמנו עמוד זה בסימניות.

נסה שפות TSP בעצמך

אתה יכול לנסות את אבות הטיפוס של שפת ה-TSP שמרק שיתף בעצמך, מה שייתן לך מושג טוב כמה עולה כפית!

DV4L: עבור תלמידי היסטוריה, הצוות והמורים המשתתפים יצרו אב טיפוס בשם DV4L, הממחיש נתונים היסטוריים. ברירת המחדל של סקריפט לדוגמה מציג את גידול האוכלוסייה באפריקה. תלמידים יכולים לשנות חלק מהמשתנים ב התסריט לחקור נתונים הקשורים למדינות אחרות ולתקופות היסטוריות אחרות. א פעילות שיעור לדוגמה ממחיש כיצד מורה יכול לשלב את שפת ה-TSP הזו בשיעור.

משוואות פיקסלים: סטודנטים למתמטיקה והנדסה יכולים להשתמש הכלי Pixel Equations כדי ללמוד על האופן שבו תמונות מורכבות מפיקסלים בודדים. ניתן להכניס זאת לשיעורים תוך שימוש במגוון הקשרים. פעילות שיעור לדוגמא מסתכל על תמונות בהקשרים של מפות. אב טיפוס זה זמין באנגלית ובספרדית.

ספירת גיליונות: דוגמה נוספת שנתן מארק הייתה ספירת גיליונותכלי אינטראקטיבי לתמיכה בחקירה של בעיות ספירה, כמו כמה דפוסים אפשריים יכולים להגיע מהטלת שלושה מטבעות.

תנסה בעצמך. לאילו נושאים אתה יכול לדמיין להוסיף כפית של מחשוב?

הצטרף לסמינר המחקר החינמי הבא שלנו

נשמח שתצטרפו אלינו לסמינר הבא בסדרה שלנו בנושא מחשוב חוצה תחומי. עַל 7 ביונינשמע ממנו פראטים סנגופטה, מאוניברסיטת קלגרי, קנדה. הוא ערך לימודים בכיתות מדעים ובסביבות למידה לא רשמיות, תוך התמקדות במתן חוויות פתוחות ומרתקות לכל אחד לחקור קוד. פרטים ישתף את מחשבותיו על הדרכים שבהן יותר מאיתנו יכולים להיות מעורבים בקוד כאשר אנו פותחים את העושר והעומק שלו לקהל רחב יותר. הוא גם יציג בפנינו את הרעיונות שלו לגבי התנגדות לטכנוצנטריות, מוקד מרכזי בספרו החדש.

ולבסוף… שמרו עוד תאריך!

בקרוב נשתף פרטים על אירוע השקה רשמי של Raspberry Pi Computing Education Center באוניברסיטת קיימברידג' על 20 ביולי 2022. ונחשו מי יגיע לקיימברידג', בריטניה, ממישיגן כדי לגזור לנו את הסרט באופן רשמי? זה נכון, מארק גוזדיאל. בקרוב מידע נוסף כיצד תוכל להירשם להצטרף אלינו בחינם באירוע השקה זה.



קישור לכתבת המקור – 2022-05-19 12:49:09

Share on facebook
Facebook
Share on twitter
Twitter
Share on linkedin
LinkedIn
Share on telegram
Telegram
Share on whatsapp
WhatsApp
Share on email
Email
פרסומת
תכנון תשתיות רפואיות

עוד מתחומי האתר