ما اهداف تعلم صياغة حل المسائل

من اهداف تعلم صياغة حل المسائل

• تعلُم كيفية الكتابة على برامج الحاسب الآلي.
• تعلُم التفكير المنطقي.
• تعلُم الإبداع.
• تعلُم التفكير الهيكلي.
• التعود على المثابرة والمرونة.

في جميع أنحاء العالم تدمج المدارس والمؤسسات التعليمية البرمجة للأطفال في مناهجهم وبرامج أنشطتهم، وهذا لأنهم يدركون جيداً أن اهداف تعلم صياغة المسائل عديدة، فالبرمجة لغة المستقبل، واللغة المشتركة الجديدة، ومهارة لا تقدر بثمن في سوق العمل في وقتنا الحاضر والمستقبل، وتُعد البرمجة وتعلم حل صياغة حل المسائل نشاطًا ممتعة متعددة التخصصات تُشرك العقل وتحمل الكثير من الفوائد الضخمة؛ على سبيل المثال؛ هل تعلم أنها تدعم إبداعهم وتفكيرهم المنطقي وكذلك القدرة على التركيز؟ وفيما يلي قائمتنا المختصرة التي توضح اهداف تعلم صياغة حل المسائل ما يأتي:

تعلم التفكير المنطقي:

إن التفكير المنطقي ليس سهلاً، وهو أول هدف مكتسب من اهداف تعلم صياغة حل المسائل ، فرؤية وتحديد العلاقة بين السبب والنتيجة، ومعرفة خصائص الأشياء الفردية هو شيء نتعلمه على مدار سنوات، ومع ذلك؛ فإن المكون الرئيسي للتفكير المنطقي هو (التحليل) وتقسيم كل شيء إلى أجزاء صغيرة، مما يسمح لنا بمعرفة كيفية ارتباطهما بطريقة سهلة، وهكذا يتطلب حل كل مسألة إلى تحليلها إلى أجزاء أصغر؛ على سبيل المثال: إذا أردنا أن يعمل برنامج منبه، فماذا يجب أن يفعل؟ وماذا نحتاج لبرمجته؟ نحتاج إلى إحداث صوت في وقت معين، وكذلك بعض الأضواء، إلخ. لذلك نحن بحاجة إلى برمجة كل هذه الأشياء وبتسلسل منطقي.

تعلم الإبداع:

يمكن تلخيص الإبداع على أنه القدرة على التوصل إلى حلول جديدة لمهام غير مألوفة، وهو من أهم اهداف تعلم صياغة حل المسائل  هي النشاط المثالي؛ إذ يتطلب الحصول على أوامر جديدة في مشروع ما الكثير من التفكير الاستكشافي والعصف الذهني ووضع المفاهيم، ثم نترجم الأفكار إلى أكواد، علاوة على ذلك؛ إن تعلُم حل المسائل والبرمجة، أمر يسمح للأطفال باستكشاف اهتماماتهم الإبداعية الخاصة؛ مثل: التصميم، والفنون المرئية، والفنون السمعية، والموسيقى، بالإضافة إلى ذلك؛ فإن الشعور المذهل بأنك ابتكرت شيئاً جديداً أمر رائع.

تعلم التفكير الهيكلي:

يتضمن التفكير الهيكلي رؤية النمط في الكائنات الأكبر بناءً على المكونات التي تتكون منها، وكذلك القدرة على تخيل وبناء شيء أكبر من مكونات أصغر، فهذه مهارة حيوية لأي مجال إبداعي أو هندسي، وغالباً هذا ما يحدث في البرمجة وحل المسائل؛ إذ تُستخدم قطع مادية أصغر مثل الأكواد لبناء شيء أكبر مثل البرامج.

التعود على المثابرة والمرونة:

من يتعلم البرمجة وحل المسائل، يجب أن يتحلى بالمثابرة، فهي من اهداف تعلم صياغة حل المسائل ، فالأمر ينطوي على عدم الاستسلام عند أول بادرة من الفشل، سواء استغرق هذا الفشل دقائق أو أياماً،  ليس هذا فحسب إذ أن البرمجة تُعلم المرونة (المرتبطة ارتباطاً وثيقاً بالمثابرة)، فعلى المرء أن يستمر في البحث عن حل حتى لو لم يكن هناك حل، وحتى لو بدا أن لا شيء يعمل وأن الكود ببساطة لا يفعل ما ينبغي له! [1]

خطوات حل المسائل

1. تحليل المسألة وتحديد عناصرها.
2. تصميم البرنامج (كتابة الخوارزمية، وعمل مخطط انسيابي، وكتابة كود مزيف).
3. الترميز وكتابة البرنامج.
4. التحويل البرمجي والتنفيذ.
5. تصحيح الأخطاء واختبار البرنامج.
6. توثيق البرنامج.

بعد فهم اهداف تعلم صياغة حل المسائل ، علينا معرفة ما هي الخطوات الست لحل المسائل، وذلك لأنها جوهر علوم الحاسب الآلي، إذ يجب على المبرمجين أولاً فهم كيفية حل الإنسان لمشكلة ما، ثم فهم كيفية ترجمة هذه “الخوارزمية” إلى شيء يمكن للكمبيوتر فهمه وتطبيقه، وأخيراً كيفية كتابة الأكواد التي يتطلبها الكمبيوتر لإنجاز المهمة المطلوبة.

أولًا: تحليل المسألة وتحديد عناصرها:

لتحقيق اهداف تعلم صياغة حل المسائل كاملةً؛ يجب معرفة كيفية تحليل المسألة وتحديد عناصرها، وذلك عن طريق فهم المسألة جيداً، من أجل التوصل لحلول عملية لحلها، وهذا يحدث باتباع بعض الخطوات التالي ذكرها:

• فهم المسألة.
• قسم المسألة إلى أجزاء صغيرة.
• حدد أهداف حل المسألة.
• قرر كيفية قياس مدي تقدمك نحو حل المسألة.

فهم المسألة:

لتحقيق اهداف تعلم صياغة حل المسائل ،يجب أن تفهم المشكلة التي تواجهها قبل أن تحاول اكتشاف ما يجب فعله حيال ذلك.

قسم المسألة إلى أجزاء صغيرة:

حتى عندما تفهم ماهية المشكلة، فقد تكون صعبة جداً  بالنسبة لك لتتعرف على كيفية إصلاحها دفعة واحدة؛ بدلاً من محاولة معالجة المشكلة بأكملها دفعة واحدة، قسّمها إلى أجزاء يمكن التحكم فيها، بعد ذلك؛ ضع خطة لكيفية إصلاح أو معالجة كل جزء على حدة.

حدد أهداف حل المسألة:

اكتشف أهداف كل جزء من أجزاء المشكلة بعد تقسيمها؛ فإذا كنت لا تعرف ما الذي تعمل لأجله، فلن تعرف أن تصل للحل أبداً.

قرر كيفية قياس مدي تقدمك نحو حل المسألة:

ابحث عن طرق لقياس التقدم الذي تحرزه نحو تحقيق كل هدف من أهداف مشكلتك، وذلك لمعرفة: كيف كانت نقطة البداية لمشكلتك، وإلى أي مدي وصلت في تحقيق هدفك، وكذلك كيف أصبحت نهاية المشكلة وحلها.

ثانيًا: تصميم البرنامج


:

• كتابة الخوارزمية.
• عمل مخطط انسيابي.
• كتابة كود مزيف.

كتابة الخوارزمية:

إن الخوارزمية هي سلسلة محدودة من تعليمات محددة جيداً وقابلة للتنفيذ عن طريق الكمبيوتر، وتُستخدم كمواصفات لإجراء العمليات الحسابية ومعالجة البيانات والاستدلال الآلي والمهام الأخرى في

أنظمة الكمبيوتر

، كما تُعد أساساً للمنطق المكتوب في البرامج عن طريق مطوري البرامج، لتكون مفهومة للكمبيوتر لإنتاج مخرجات من مدخلات معينة

عمل مخطط انسيابي:

لتحقيق اهداف تعلم صياغة حل المسائل كاملةً؛ يجب تعلم عمل مخطط انسيابي لأنه يمثل سير العملية، ويمكن تعرف المخطط الانسيابي على أنه تمثيل تخطيطي لخوارزمية، وهو نهج خطوة بخطوة لحل المشكلة.

كتابة كود مزيف:

يُستخدم الكود الكاذب الاختراعات الهيكلية للغة البرمجة العادية ، ولكنه مخصص للقراءة البشرية بدلاً من القراءة الآلية.

ثالثًا: الترميز وكتابة البرنامج:

هي عملية تصميم وبناء برنامج كمبيوتر قابل للتنفيذ لتحقيق نتيجة حوسبة محددة أو لأداء مهمة محددة؛ تتضمن مهام البرمجة الآتي: التحليل، وتوليد الخوارزميات، ودقة تحديد الخوارزميات واستهلاك الموارد، وتنفيذ الخوارزميات في

لغة البرمجة

المختارة.

رابعًا: التحويل البرمجي والتنفيذ:

يحول الكمبيوتر لغة البرمجة عالية المستوى إلى لغة آلة يمكن للكمبيوتر فهمها، ويُطلق على البرنامج الذي يحول اللغات اسم “مترجم”، ثم يقرأ الكمبيوتر المعلومات المُحولة إلى لغته التي تصف عمل معين يجب تنفيذه من أجل حل مشكلة معينة.

خامسًا: تصحيح الأخطاء واختبار البرنامج:

تصحيح الأخطاء هو عملية البحث عن الأخطاء وحلها (العيوب أو المشكلات التي تمنع التشغيل الصحيح) داخل برامج الكمبيوتر أو الأنظمة، وهناك عدة أدوات وبرامج تعمل على هذا الأمر تُسمى “المُنقحات”، ومن بعد عملية التصحيح تُجرى عدة اختبارات للبرنامج للتأكد من أنه مناسب للاستخدام.

سادسًا: توثيق البرنامج:

وثائق البرنامج عبارة عن نص مكتوب أو رسم توضيحي مرفق ببرنامج الكمبيوتر أو مُضمّن في التعليمات البرمجية، وتوضح الوثائق إما كيفية عمل البرنامج أو كيفية استخدامه. [2]