Tại sao và làm thế nào trẻ em được dạy lập trình?

49

Yu. Pervin

Tại sao và làm thế nào trẻ em được dạy lập trình?

Trong phần “Nghệ thuật lập trình”, chúng tôi tiếp tục xuất bản các bài học từ Trường Lập trình Tương ứng và các bài báo về thông tin, ngôn ngữ lập trình và công nghệ máy tính. Mặc dù hiện nay khá khó khăn để kết nối với khóa thứ hai của ZShP (về chủ đề này, xem «Kvant», 1980, số 9), những độc giả mới của «Kvant» hy vọng sẽ quan tâm đến nhiều bài viết khác trong phần này.

Mùa hè năm ngoái, Trường học hè dành cho lập trình viên trẻ đã được tổ chức tại Thị trấn học thuật Novosibirsk (xem «Kvant», 1980, số 12), trong đó những sinh viên ZShP giỏi nhất và những người chiến thắng trong Olympic lập trình («Kvant», 1980, số 3) đã tham gia. Nằm trong khuôn khổ Trường hè, một loạt bài giảng có tựa đề được đọc dành cho giáo viên, nhà giáo dục và phụ huynh đồng hành cùng các em học sinh THCS. Tuy nhiên, không có thông báo nào trên cửa khán phòng nơi đọc bộ truyện cấm “trẻ em dưới 16 tuổi” vào. Dưới đây là một đoạn trích từ những bài giảng này.

Tri kateori lập trình viên
Mỗi năm ngày càng có nhiều máy tính hơn. Số lượng giải pháp bài toán sử dụng máy tính thậm chí còn tăng nhanh hơn. Có vẻ như viễn cảnh đã rõ ràng: chẳng bao lâu nữa mọi người sẽ phải viết chương trình bằng ngôn ngữ thuật toán.

Đừng tranh cãi - bạn cần học lập trình. Nhưng với ai và như thế nào?

Ngay từ những bước đầu tiên trong quá trình phát triển của công nghệ máy tính, sự phân công lao động giữa các chương trình đã xuất hiện, điều này ngày nay càng trở nên đặc biệt rõ ràng. Hệ thống lập trình được đặt gần máy tính nhất. Đây là những chuyên gia lập trình. Họ tạo ra các chương trình có mục đích chính là tạo điều kiện giao tiếp với máy cho tất cả những người dùng máy tính khác: truyền tải từ các ngôn ngữ cấp cao, hệ thống hộp thoại, chương trình quản lý cơ sở dữ liệu. Hệ thống phần mềm thường nhận được giáo dục đại học.

“Lớp” thứ hai của phần mềm là các chương trình ứng dụng. Đây là những chuyên gia trong các lĩnh vực chủ đề khác nhau - kinh tế, địa chất, sinh học, khí tượng, y học, v.v., những người không biết lý thuyết lập trình hoặc các tính năng lập trình trên máy tính cụ thể, phải mô tả bài toán từ các lĩnh vực chủ đề của họ bằng một trong những ngôn ngữ lập trình phù hợp nhất cho mục đích này. Các chương trình ứng dụng được đào tạo bởi các trường đại học “chuyên ngành”.

Thông qua nỗ lực của các lập trình viên hệ thống và ứng dụng, lời giải bài toán trên máy có thể được giảm xuống mức chuẩn bị các thông số thành các quy trình làm sẵn. Bằng cách này, quyền truy cập vào máy được mở ra cho nhiều người dùng tham số hơn, những người có thể không biết thiết bị máy tính, thuật toán lời giải bài toán hoặc ngôn ngữ mà chương trình được viết. Người dùng tham số chỉ cần có khả năng truyền chính xác các tham số cho lời giải bài toán. Một đại diện điển hình của người dùng máy tính tham số là nhân viên thu ngân của Aeroflot, người này sử dụng hệ thống tự động Sirena để biết thông tin về số ghế còn trống.

Số lượng người lập trình hệ thống và ứng dụng tương đối ít và tăng lên theo thời gian không chỉ đáng kể. Nhưng số lượng người dùng máy tính tham số “đơn giản” đang tăng lên và sẽ tiếp tục tăng nhanh chóng. Tất nhiên, trình độ đào tạo lập trình của người dùng tham số kém hơn đáng kể so với trình độ của người được đào tạo.

51

Cuối cùng, kỷ luật giao tiếp trong bất kỳ nhóm người nào cũng không kém phần quan trọng so với khi “trò chuyện” với máy tính. Và vấn đề ở đây không chỉ nằm ở tính chính xác của các phát biểu hay hình thức vượt trội của chúng. Để luôn đạt được mức độ hiểu biết của chủ sở hữu: nếu bạn phải thảo luận về bài toán tương tự với bạn bè hoặc giáo viên của mình, thì trong những cuộc trò chuyện này, rõ ràng bạn sẽ sử dụng những “mảnh thông tin” khác nhau.

Lập trình sẽ đến giải cứu

Tầm quan trọng và tính chất chung của các kỹ năng được liệt kê đòi hỏi mọi người phải thành thạo chúng ở trường trung học. Mặt khác, chương trình giảng dạy ở bậc trung học cơ sở không trang bị cho học sinh những kỹ năng này. Và vấn đề không chỉ là nhu cầu về những kỹ năng này mới nảy sinh tương đối gần đây, cùng với những biểu hiện nhanh chóng của cuộc cách mạng khoa học và công nghệ hiện đại. Một điều quan trọng nữa: không môn học nào ở trường - cả vật lý, văn học, thậm chí cả toán học - có (đầy đủ) các công cụ cần thiết để dạy học sinh những kỹ năng cần thiết cho anh ta.

Nhưng trong lập trình những công cụ này tồn tại! Thật vậy, khả năng lập kế hoạch rất dễ học đối với những người hiểu quy trình, điều kiện, toán tử và chu trình là gì. Đối với mô hình hóa thông tin, những phương tiện mô tả dữ liệu có sẵn trong các ngôn ngữ lập trình hiện đại - tệp, bộ, tệp, cơ sở dữ liệu - rất phù hợp. Theo cách tương tự, để tổ chức tìm kiếm, nhiều cơ chế tìm kiếm khác nhau được sử dụng (danh mục, chỉ mục đa giác, chức năng sắp xếp, v.v.) và để tổ chức các quy trình giao tiếp, các mô tả cú pháp và phương tiện vĩ mô khác nhau được sử dụng (một phần của đoạn thuật ngữ có thể chưa quen thuộc với người đọc trong phần “Nghệ thuật lập trình”; một số trong số chúng sẽ được thảo luận trong các số sau «Kvant»; những số khác sẽ được biết đến trong các cuốn sách được đề xuất).

Chính vì ngày nay chúng ta cần học cách tư duy “lập trình”, tức là giải phóng vững chắc các kỹ năng liên quan đến lập trình (và hoàn toàn không phải vì có rất nhiều máy móc), đó là lý do tại sao chúng ta có thể tự tin trả lời câu hỏi đầu tiên “Tại sao trẻ em được dạy lập trình?”

Khi nào và như thế nào?

Người ta thậm chí có thể nói chính xác hơn về vị trí của chương trình trong trường học. Khả năng lập kế hoạch, làm mẫu, tìm kiếm và giao tiếp là rất cơ bản nên việc dạy những kỹ năng này nên bắt đầu càng sớm càng tốt - ở các lớp dưới của trường tiểu học. Kinh nghiệm của các giáo viên và lập trình viên Liên Xô đã dạy thành công lập trình ở thị trấn học thuật Novosibirsk cho học sinh lớp 2 và kinh nghiệm của các nhà khoa học Mỹ trong việc tích hợp máy tính vào chương trình giảng dạy lớp 3 đã khẳng định tính đúng đắn của những kết luận này.

Đối với câu hỏi thứ hai (nói chung là không kém phần quan trọng và phức tạp), “Trẻ em được dạy lập trình như thế nào?” độc giả «Kvant» có thể được trả lời rất đơn giản - cách «Kvant» cũng vậy.

Rất thường xuyên, những học sinh tò mò - những người mới lập trình - tranh giành cuốn sách giáo khoa cơ bản đầu tiên của chương trình. Và đôi khi thật khó chịu khi nói chuyện với những người đã thành thạo một cách độc lập, chẳng hạn như sự khởi đầu của Fortran là ngôn ngữ lập trình đầu tiên của họ. Những kẻ như vậy viết chương trình phức tạp bằng vô số phương pháp, đưa ra những ý tưởng mà chỉ họ mới hiểu và thuyết phục rằng máy tính được gọi là máy “điện toán” vì họ có ý định tạo ra những thứ nhân tạo để “điện toán”, rồi