pondělí 22. září 2014

Informatické myšlení (2): různá vymezení

Tímto příspěvkem navazuji na předchozí stručné seznámení s pojmem informatické myšlení (IM). Nadále vycházím z uveřejněného článku. IM je pojem v mnohém podobný pojmům jako klíčové kompetence nebo matematická gramotnost: existuje několik více či méně se překrývajících a více či méně konkrétních vymezení. Z toho se mnohým informatikářům jako poměrně technicky založeným lidem dělají pupínky. Různá vymezení ale aspoň umožňují udělat si o IM plastičtější obrázek, takže se na ně v dnešním příspěvku podíváme. Ještě lepší obrázek o IM a jeho různých pojetích pak získáme z příkladů, což nás čeká příště.

Původ pojmu computational thinking

První použití sousloví computational thinking je připisováno Seymouru Papertovi. To je ten, který přišel s jazykem LOGO a zúčastnil se iniciativy One Laptop per Child. Jemu také vděčíme za název Strategie pro digitální vzdělávání.

V roce 1996 Papert v textu o změnách ve výuce matematiky způsobených možností využití počítačů zmínil „computational thinking“. Pojem nicméně dále nerozvinul a patrně ho sám použil jen v intuitivním významu.

Současný zájem o IM spustila až Jeanette Wing z Microsoft Research (tehdy ovšem z Carnegie Mellon University) až tímto krátkým článkem z roku 2006. Představila v něm vizi IM jako schopnosti podobně základní, jako je čtení, psaní a počítání, a především podobně potřebné. Wing se primárně nesnaží o popularizaci informatiky a nábor studentů. Snaží se ukázat, že porozumění informatice se hodí jak profesionálům napříč obory, tak při řešení běžných každodenních problémů — obojí pochopitelně na odpovídající úrovni složitosti.

Článek původně nebyl určen vzdělavatelům, ti si nicméně všimli, že by IM mohlo pomoci lépe uchopit vzdělávací cíle a aktivity v souvislosti s informatikou. Pojmenovává totiž důležitou (a obtížně uchopitelnou) stránku výuky: nikoliv použití technologií, nikoliv dovednosti IT profesionálů, nýbrž způsob přemýšlení, který si díky informatice můžeme osvojit.

Wing do IM řadí širokou škálu myšlenkových nástrojů, od poměrně obecných (rozložení problému nebo jeho převedení na jiný) po konkrétní (vyhýbání se deadlocku v distribuovaných systémech, resp. skutečných situacích, které jimi lze modelovat).

Uplatnění IM má podle Wing umožnit lepší řešení starých (již nějak vyřešených) problémů a také řešení problémů, kterým by jinak bylo nutno se vyhnout, nebo by na ně jako na problémy k vyřešení vůbec nebylo nahlíženo.

IM podle Jeanette Wing

Zdroj: World Economic Forum, Wikimedia Commons
V původním vizionářském a tedy poměrně neurčitém článku Jeanette Wing význam pojmu IM nijak nevymezila. Místo toho poskytla částečný popis:
  • IM je dovednost základní, tedy nutná pro plnohodnotné fungování v moderní společnosti.
  • Jde o způsob myšlení lidí, nikoliv strojů, IM není mechanické.
  • IM kombinuje a doplňuje matematické a technické myšlení. Používané modely jsou matematické (jako v každé vědě), jsou ale omezené konstrukčními možnostmi strojů. Z druhé strany, informatika je podobná technice, protože produkuje nástroje interagující s fyzickým světem. Vytváří si ovšem také světy vlastní, fyzikou neomezené.
  • Už v původním článku autorka uvedla pozoruhodný rys IM, který se v různých obměnách objevuje i v dalších definicích: IM samozřejmě zahrnuje konceptualizaci, vyžaduje ovšem uvažování na několika úrovních abstrakce zároveň.
později jsme se dočkali definice od autorky:
IM jsou myšlenkové postupy zapojené při takovém formulování problémů a jejich řešení, které umožní tato řešení efektivně provést agentem zpracovávajícím informace.
Zmíněným agentem může být jak stroj, tak člověk. IM obecně má zahrnovat schopnosti
  • pochopit, které aspekty problému jsou řešitelné strojově;
  • vyhodnotit shodu mezi informatickými prostředky a problémem;
  • porozumět možnostem a omezením informatických prostředků;
  • použít informatické prostředky novým způsobem či v nové situaci (nebo prostředky přizpůsobit);
  • použít informatické strategie v jakékoliv oblasti.
Informatickým prostředkem se zde rozumí jak technické nástroje, tak abstraktní postupy a teoretické výsledky. Definice J. Wing má fungovat obecně, není určena do školství jako vzdělávací cíl. Určení obsahu a dovedností vhodných pro různé stupně vzdělávání je třeba hledat jinde.

IM podle ISTE a CSTA

Jedna z konkrétnějších a velmi používaných definic pochází ze spolupráce International Society for Technology in Education (ISTE) a Computer Science Teachers Association (CSTA).
IM je postup řešení problému, který zahrnuje mimo jiné následující charakteristiky:

  • Formulovat problémy způsobem, který umožňuje jejich strojové řešení
  • Logicky uspořádávat a zkoumat data
  • Reprezentovat data prostřednictvím abstrakcí, jako jsou modely a simulace
  • Automatizovat řešení pomocí algoritmického myšlení (jako posloupnost kroků)
  • Odhalit, prozkoumat a provést možná řešení s cílem odhalit nejúčinnější kombinaci činností a zdrojů
  • Zobecňovat a přenášet tento postup řešení problémů do nejrůznějších dalších oblastí
Tyto dovednosti jsou podpořeny předpoklady a postoji, které jsou taktéž nezbytnou součástí IM:

  • Sebejistota tváří v tvář složitosti
  • Vytrvalost při řešení obtížného problému
  • Snášení nejednoznačnosti
  • Schopnost vypořádat se s otevřenými problémy
  • Schopnost dorozumět se a spolupracovat s ostatními při dosahování společného cíle
Charakteristika IM je zde dostatečně už konkrétní k tomu, aby umožňovala plánování výukových aktivit. Mezi ostatními vyniká tato definice také zahrnutím postojové části. Ta mimochodem dále zpřesňuje, o jaké problémy se v souvislosti s IM jedná, což je opět velmi užitečné při plánování výuky. Navíc si můžeme všimnout, že uvedené postoje u nás cíleně téměř nerozvíjíme.

IM podle Královské společnosti

Na začátku právě probíhající přestavby výuky informatiky ve Spojeném království byla mimo jiné zpráva Královské společnosti Shut down or restart? The way forward for computing in UK schools. Je to inspirativní čtení i pro naše podmínky, a také přichází s vlastním přístupem k IM (str. 29):
IM je postup rozpoznávání informatických aspektů světa kolem nás a využití informatických prostředků k porozumění a uvažování o přirozených i umělých systémech a procesech.
Vymezení je na velmi vysoké úrovni, přitom je ale poměrně srozumitelné. Neopírá se příliš o termíny z informatiky, naopak zdůrazňuje roli IM v životě člověka a roli informatiky jako přírodní vědy pro zkoumání světa. Ve svojí obecnosti je tedy v jistém protikladu k ostatním vymezením. V pozadí lze spatřit podobnou myšlenkovou konstrukci, s jakou se setkáváme v definici matematické gramotnosti, tedy (zkráceně): dostatečné porozumění matematice spolu se schopností jej využít v běžném životě.

Autoři zprávy patrně značně čerpali z tohoto materiálu, ke kterému jsem se dostal až po publikování článku. Vypadá ale velmi slibně a podle všeho stačí ignorovat tlačítko BUY a vytrvale klikat na DOWNLOAD.

IM podle Google

Následující vymezení není přímo zaštítěno vědeckou prací, právě proto ale vhodně dokresluje celkový obrázek. Vlastní web o IM ve vzdělávání provozuje společnost Google. Kromě množství příkladů uvádí i vlastní vymezení:
IM zahrnuje sadu technik a dovedností k řešení problémů, které při psaní běžně používaných aplikací (vyhledávání, email, mapy), používají softwaroví inženýři. IM je nicméně využitelné téměř v jakémkoliv předmětu. Součástí IM jsou zejména
  • rozklad problému,
  • rozpoznávání vzorů (např. v grafech na burze, ale i v procesech),
  • zobecňování vzorů (tedy vytváření abstraktních modelů),
  • navrhování algoritmů.
Toto pojetí IM je nepochybně přízemnější. Zdá se, že čerpá především z „řemesla“ kodérů a „vědu“ informatiků zcela pomíjí. Patrně ale není na místě v tom hledat záměr „nemáme v Googlu dost programátorů“. Je nutno mít na paměti poněkud posunuté anglické významy „computer science“ a „computing“ vůči české informatice. Google na uvedených stránkách uvádí značné množství příkladů výukových aktivit, které jsou programování velmi vzdálené. Navíc uvedené čtyři základní složky nejsou nikterak triviální. Tvoří přitom logický obecný rámec řešení problémů.

Další odlišností uvedeného vymezení IM je výslovné zahrnutí rozpoznávání vzorů jako jedné z hlavních složek IM. To do konceptu velmi přirozeně zapadá a vede ke vzniku mnoha neobvyklých a zajímavých výukových aktivit.


Na závěr příspěvku uvedená vymezení krátce srovnejme. Co se týče rozdílů, jsme svědky různé úrovně konkrétnosti, různě silného sepětí IM s programováním či teoretickou informatikou.

Hledání společných znaků pak odhalí především zaměření na řešení široké škály problémů, použití abstrakce (často na několika úrovních zároveň), důraz na znalost a tvůrčí použití principů informatiky namísto znalostí uživatelských (s těmi se prostě počítá), přesahy do dalších oblastí (logika, vyjadřování, práce v týmu, ostatní přírodní vědy...) a snahu o efektivitu výsledných řešení (vč. posouzení vhodnosti strojového řešení a jeho mezí). To vše má být přitom návazné i na problémy každodenního života, a IM proto má být součástí všeobecného vzdělání.

Snad je tedy nyní konkrétněji patrné, co je myšleno krátkým zjednodušujícím popisem IM: „myslet jako informatik“.


Tento příspěvek vychází z článku Lessner, Daniel: Analýza významu pojmu „Computational Thinking“. In: Journal of Technology and Information Education, 6 (1), Olomouc 2014, pp. 71—88.


1 komentář:

  1. Easily Boost Your ClickBank Banner Commissions And Traffic

    Bannerizer makes it easy for you to promote ClickBank products using banners, simply go to Bannerizer, and get the banner codes for your picked ClickBank products or use the Universal ClickBank Banner Rotator to promote all of the available ClickBank products.

    OdpovědětSmazat