הפשטה כמושג מרכזי בהוראת מדעי המחשב: סקר ספרות

הפשטה, תיכון ותיאוריה במדעי המחשב: קורס כללי

ג'. ד. קיפר, ק. בישופ-קלרק

Kipper, J. D. Bishop-Clark, C. (1995). Abstraction, Design, and Theory in Computer Science: A Liberal Art Course. Computer Science Education, 6, 93-110.    

 

כל החומרים עומדים לרשותכם וניתן להשתמש בהם להוראה ללא תשלום.

שימו לב: לא ניתן לעשות בחומר הזה כל שימוש מסחרי ללא רשות בכתב מראש מיוצרי החומרים.

 

תקציר

הטענה המרכזית של מאמר זה היא שכל בוגר לתואר ראשון בכל מסלול לימודים (שאינו מדעי המחשב) יכול להבין את מהות התיאוריות בבסיס מדעי המחשב ואת הרלוונטיות שלהן לטכנולוגיות חישוב. חשוב שקורס מבוא מתאים במדעי המחשב יוכר כקורס כללי הנלמד במסלולים שונים, ובתור שכזה, יתרום לקירוב סטודנטים למושגים התיאורטיים בתשתית טכנולוגיות חישוב, ובכך יפחית את הפחד שלהם משימוש בהן. אחד העקרונות המומלצים להילמד בקורס במתכונת זו הוא עקרון ההפשטה.

 

מבוא

קיימת שונות בגישה להבנה ושימוש בטכנולוגיות חישוב, התלויה לדעת המחברים במידת ההיכרות עם עקרונות מדעי המחשב. המחברים טוענים שרוב הקורסים המוצעים לתלמידים במסלול שאינו מדעי המחשב, ושמטרתם לקרב אותם להבנת טכנולוגיות חישוב, שמים דגש על כישורים טכניים והכרת סביבות בלבד. לדעת המחברים הדבר נובע מכך  שקיימות שתי מיסקונספציות שכיחות הקשורות לפדגוגיה של הוראת מדעי המחשב:

·         הוראת כישורי תכנות עוזרת לסטודנטים להבין מדעי המחשב וטכנולוגיות מחשב.

·         יותר מדי רקע דרוש להקנות לסטודנטים לתואר שאינו במדעי המחשב כדי שיוכלו להעריך את העקרונות המרכזיים במדעי המחשב.

המיסקונספציה הראשונה מופרכת על ידי גישות של מומחים המתארים את מהות מדעי המחשב, לדוגמא, דו"ח ועדת Denning Computing as a Discipline (Denning et al., 1989). הדו"ח מציג תשעה תחומים מרכזיים המרכיבים את הדיסציפלינה, ובנוסף, שלושה צירים אורטוגונליים: הפשטה, תיכון, ותיאוריה, הבאים לידי ביטוי במידה זו או אחרת בכל אחד מהמרכיבים. 

המיסקונספציה השנייה ניתנת להפרכה על ידי דוגמאות עובדות מהשטח. המחברים מציגים במאמר דוגמא לקורס מבוא מתאים להקניית רקע בסיסי של עקרונות מדעי המחשב לאוכלוסיה כללית.

 

תיאור הקורס המוצע

הקורס המוצע מציג מגוון תכנים בגישה של הוראה לרוחב, ומשלב עקרונות תיאורטיים עם המחשות קונקרטיות. ככזה, הוא מבוסס על שיעורי הרצאה מסורתיים הכוללים דיונים על ההיבטים התיאורטיים, בצד עבודה בסביבת מעבדה ליישום העקרונות התיאורטיים המופשטים והמחשתם [גישה דומה מומלצת להפעלת תכנית הלימודים במדעי המחשב לתיכון בארץ, והיא מכונה על ידי ועדת המקצוע כשיטת הרוכסן המשלבת לימוד עקרונות עם יישום ותרגול במעבדה (Gal-Ezer et al., 1995)].

הקורס שם דגש על הפשטה, תיכון, ותיאוריה. אחת המטרות של הקורס הייתה עיסוק בפוטנציאל החישוב ובמגבלות החישוב.

 

תכנים תיאורטיים של הקורס:

 

תכנים יישומיים של הקורס:

 

המחברים ממליצים שאופן ההוראה, המשימות המוטלות על הסטודנטים, והשילוב בין המרכיבים התיאורטיים והיישומיים של הקורס, צריכים להיות מוכוונים כך שיהיה דגש לאורך כל הדרך על שלושת הפרדיגמות המרכזיות של מדעי המחשב: הפשטה, תיכון ותיאוריה (לפי Denning et al., 1989). לדוגמה, אחת הדרכים לפיתוח חשיבה מופשטת היא להימנע ממעבדות במתכונת "ספר בישול", המכוונות צעד אחר צעד את התלמיד, אלא לבסס אותן על פעילויות חקר.

בנוסף, תהליכי ההוראה/למידה, כמומלץ על ידי המחברים, צריכים לעודד הטמעת עקרונות וכישורים המשקפים מטרות של השכלה כללית: חשיבה ביקורתית, למידה שיתופית, הבנת הקשרים (קונטקסט), רפלקטיביות ותגובתיות.

טענת המחברים היא שקורס במתכונת זו המשלב פרדיגמות מרכזיות של מדעי המחשב: הפשטה, תיכון ותיאוריה, עם פיתוח מיומנויות כלליות של חשיבה ביקורתית, למידה שיתופית, הבנת הקשרים (קונטקסט), רפלקטיביות ותגובתיות, עדיף על קורסים ייעודיים המכוונים לרכישת כישורים טכניים גרידא. דווקא קרוס הבנוי לפי המתכונת המוצעת מראה את הקשר בין העקרונות המופשטים והתיאורטיים בבסיס מדעי המחשב לבין טכנולוגיות חישוב, מקרב את הסטודנט להעריך טכנולוגיות אלו ולהשתמש בהן בתבונה.

 

חזרה לעמוד הראשי