Зачем учить детей мыслить алгоритмами

Что такое алгоритмическое мышление?

В жизни при решении проблем люди, как правило, пользуются двумя видами мышления:

Логическое

Оно помогает человеку делать выводы на основе ранее полученного опыта, анализировать имеющуюся информацию и принимать решения.

Алгоритмическое

Помогает человеку выстраивать последовательность действий для решения тех или иных задач.

Что такое алгоритм? Алгоритм — это процесс или формула для расчета ответов, систематизации данных или автоматизации задач, то есть пошаговое решение исходной и ей подобных проблем.

К примеру, с алгоритмами и алгоритмическим мышлением мы сталкиваемся на школьных уроках математики. Если мы знаем правила умножения, то можем решить и конкретную задачу на умножение и ей подобные. То есть у нас есть алгоритм, и нам не нужно каждый раз придумывать новый способ решения, когда мы сталкиваемся с задачей на умножение. Основное преимущество алгоритмического мышления — автоматизация решений.

Такой способ похож на компьютерную программу: наш мозг использует готовые решения и определенный набор правил, чтоб решать возникающие задачи. Это справедливо не только для уроков математики, но и для повседневной жизни.

Примеры алгоритмического мышления в повседневной жизни.

Например, сегодня на ужин вы решили приготовить лазанью, то есть поставили перед собой такую задачу. Для того, чтоб ее решить, нужно выполнить ряд шагов: найти рецепт в интернете, купить необходимые продукты, а затем, следуя инструкции из рецепта, приготовить блюдо. То есть совершить ряд шагов, которые приведут вас к конечному надежному результату. Точно также вы поступите, если захотите испечь шарлотку или сварить куриный бульон.

Нужно найти книгу в библиотеке, разучить танец из Тик-тока, постирать вещи, убрать дом? Для всех этих дел мы не придумываем заново алгоритм действий, а пользуемся тем, что нашли однажды.

Люди с развитым алгоритмическим мышлением также легко решают и более сложные задачи, составляя оптимальный план действий для достижения наилучшего результата при наименьших рисках и ресурсозатратах.

Примеры алгоритмического мышления в учебных программах.

Алгоритмическое мышление поможет постичь любую науку. Мы знаем, что для того, чтоб получить высокий балл на экзамене, к нему необходимо готовиться. Но что такое это «готовиться»? Это тоже алгоритм. Подготовка — набор определенных последовательный действий.

Алгоритмическое мышление — основа информатики и программирования, но помогает оно и в освоении других предметов.

Например, изучая историю, мы составляем события в определенной последовательности, находя между ними исторические и социальные связи, приведшие к определенным последствиям. Ребенку с развитым алгоритмическим мышлением сделать это будет намного легче: он без труда найдет подобия, сопоставит исторические события и поймет, как те или иные решения влияют на результат. Даже в таком далеком, на первый взгляд, от точных наук предмете как искусство, используются алгоритмы. Чтоб нарисовать картину, нужно соблюдать определенную технологию, состоящую из последовательности шагов, а чтоб сыграть на сцене, актеру также нужно совершить ряд последовательных действий — воспроизвести определенный алгоритм.

В информатике и компьютерных технологиях постоянно используются адаптивные модели. Алгоритмы в кодировании могут быть элементарными, с которых начинают учить детей младшего возраста, и более сложными, запутанными.

Чем полезны навыки алгоритмического мышления?

1. Укрепляет критическое мышление
   Алгоритмическое мышление повышает способность мыслить критически — это помогает увидеть проблему во всем объеме, открывая дополнительные возможности конкретного решения. Результат видится целостнее, чем просто галочка напротив ответов «да» или «нет». Дети с развитым алгоритмическим мышлением могут не просто воспроизводить данные схемы, а опираясь на собственный опыт и знания, разработать уникальное решение.
2. Развивает навыки решения проблем
   Дети концентрируются не на самом ответе, а на поиске пути его нахождения. Это помогает преодолеть страх ошибиться, ведь детей увлекает процесс поиска алгоритма. Кроме того, алгоритмическое мышление помогает детям применять уже найденные алгоритмы или их части при решении новых задач, что делает поиск ответа более эффективным.
3. Способствует умению находить высокоэффективные поведенческие модели
   Алгоритмическое мышление открывает ребенку путь к инновациям, обеспечивающим рост в разных средах. На первых порах это помогает в учебе: ребенок может изобрести эффективный и подходящий именно ему способ, будь то конспектирование изученного материала своими словами, создание карточек с фактами или картинками, диаграмм и т.д. При подготовке к контрольным и экзаменам ребенку не придется изобретать решение с нуля, он сможет воспользоваться тем алгоритмом, который у него есть, или его частью. Это значительно экономит время ребенка, уменьшая количество проб и следующих за ними ошибок.
4. Раскрывает творческий потенциал
   Развивая алгоритмическое мышление, ребенок учится мыслить творчески и независимо. Это пригодится в широком круге дисциплин STEM (Science, Technology, Engineering, Mathematics), а также во всех остальных сферах жизни.
5. Повышает организационные способности и дисциплину
   Дети учатся рассуждать логически и находить кратчайшие способы добиться цели. Выстраивая алгоритм, а позже следуя ему, ребенок учится дисциплинированно следовать правилам для достижения успеха.
6. Польза для жизни
   Алгоритмическое мышление — это навык, который пригодится ребенку на протяжении всей жизни. Оно пригодится не только в работе и учебе, но и в личной жизни. В межличностных коммуникациях человек с алгоритмическим мышлением сможет обнаружить эффективные и успешные модели общения, а также оптимальные решения конфликтных ситуаций.

Сталкиваясь с проблемами в жизни, ребенок будет испытывать меньше стресса. Например, он опаздывает в школу, но не может найти ключи от квартиры, или не успел выучить стихотворение по литературе, а звонок на урок уже прозвенел. Все эти ситуации — проблемы, которые нужно проанализировать, а потом подобрать наиболее оптимальное решение.

Посмотрим, как работает алгоритмическое мышление:

• Декомпозиция
  Одна большая проблема раскладывается на более мелкие, а значит более управляемые куски. Это и есть ключ к разумному и практичному решению. Непреодолимые трудности в результате декомпозиции становятся более доступными.
• Распознавание образов
  Каждый элемент декомпозиционной системы рассматривается по отдельности, чтоб выявить сходства, различия, тенденции. Это помогает сделать выводы на основе имеющихся данных и полученного ранее опыта.
• Абстракция
  Упрощение проблемы, то есть выделение самого важного с помощью отделения незначительных элементов. Отказ от ненужных деталей позволяет увидеть решение более четко.
• Построение решения
  Как объяснить ребенку алгоритм? Родители могут рассказать ребенку, что тот, кто устанавливает правила игры, тот и владеет ситуацией. Создавая свой алгоритм, ребенок сам выбирает, что произойдет в итоге — это позволяет ему чувствовать себя уверенно. Если перефразировать, ребенок может воплотить в жизнь любую свою мечту, нужно только немного подумать, какие именно шаги приведут его к желаемому? Детям помладше объяснить алгоритмы можно на простых повседневных примерах. Например, каждый день ребенок соблюдает распорядок дня — это тоже алгоритм.

• 

Давайте посмотрим, какие действия ежедневно совершает ребенок:

1. Пробуждение и отключение будильника
2. Надевание одежды
3. Умывание и чистка зубов
4. Завтрак
5. Дорога в школу
6. Уроки
7. Возвращение из школы
8. Обед
9. Отдых
10. Выполнение домашних заданий
11. Отдых
12. Ужин
13. Умывание и чистка зубов
14. Включение будильника
15. Отход ко сну

Алгоритмическое мышление гораздо шире, чем просто навык компьютерной грамотности. Оно готовит детей к будущему, развивая навыки 21 века, необходимые для успешной карьеры и жизни. Устаревшие модели образования построены на сборе и запоминании информации, но сегодня этого недостаточно. Алгоритмическое мышление — мыслительный навык более высокого порядка, который готовит детей к постоянно развивающемуся рынку труда, то есть по сути, позволяет ему подготовиться к тем профессиям, которых еще нет. Это путь к разностороннему развитию, умение думать и решать проблемы, а не повторять одну и ту же информацию.