Computational thinking
গণনামূলক চিন্তাভাবনা (সিটি) সমস্যা গঠনের সাথে জড়িত চিন্তা প্রক্রিয়াগুলিকে বোঝায় যাতে তাদের সমাধানগুলি গণনামূলক পদক্ষেপ এবং অ্যালগরিদম হিসাবে উপস্থাপন করা যায়। শিক্ষায়, সিটি হল সমস্যা সমাধানের পদ্ধতির একটি সেট যা সমস্যা এবং তাদের সমাধানগুলি এমনভাবে প্রকাশ করে যা একটি কম্পিউটারও সম্পাদন করতে পারে। এটি প্রক্রিয়াগুলির অটোমেশন জড়িত, তবে প্রক্রিয়াগুলি (প্রাকৃতিক এবং কৃত্রিম) অন্বেষণ, বিশ্লেষণ এবং বোঝার জন্য কম্পিউটিং ব্যবহার করে। একটি ধারণা হিসাবে গণনামূলক চিন্তাভাবনার ইতিহাস অন্তত 1950-এর দশকের, তবে বেশিরভাগ ধারণাই অনেক পুরনো। গণনামূলক চিন্তাধারায় বিমূর্ততা, তথ্য উপস্থাপনা এবং যুক্তিসঙ্গতভাবে তথ্য সংগঠিত করার মতো ধারণাগুলি জড়িত, যা অন্যান্য ধরণের চিন্তাতেও প্রচলিত, যেমন বৈজ্ঞানিক চিন্তাভাবনা, প্রকৌশল চিন্তাভাবনা, সিস্টেম চিন্তাভাবনা, নকশা চিন্তাভাবনা, মডেল-ভিত্তিক চিন্তাভাবনা এবং এর মতো। ধারণা বা শব্দটি সাম্প্রতিক নয়ঃ অ্যালগরিদাইজিং, পদ্ধতিগত চিন্তাভাবনা, অ্যালগরিদমিক চিন্তাভাবনা এবং অ্যালগরিদমিক সাক্ষরতার মতো পদগুলির আগে অ্যালান পার্লিস এবং ডোনাল্ড নুথের মতো কম্পিউটিং অগ্রগামীদের দ্বারা, গণনামূলক চিন্তাভাবনা শব্দটি প্রথম 1980 সালে এবং আবার 1996 সালে সেমুর পেপার্ট দ্বারা ব্যবহৃত হয়েছিল। গণনামূলক চিন্তাভাবনা স্কেলের জটিল সমস্যাগুলি অ্যালগরিদমিকভাবে সমাধান করতে ব্যবহার করা যেতে পারে এবং প্রায়শই দক্ষতার বড় উন্নতি উপলব্ধি করতে ব্যবহৃত হয়। 2006 সালে জ্যানেট উইং-এর কমিউনিকেশনস অফ দ্য এসিএম প্রবন্ধের ফলস্বরূপ গণনামূলক চিন্তাভাবনা শব্দটি কম্পিউটার বিজ্ঞান শিক্ষা সম্প্রদায়ের সামনে আনা হয়েছিল। প্রবন্ধটি পরামর্শ দিয়েছিল যে গণনামূলকভাবে চিন্তা করা কেবল কম্পিউটার বিজ্ঞানীদের জন্য নয়, প্রত্যেকের জন্য একটি মৌলিক দক্ষতা এবং বিদ্যালয়ের অন্যান্য বিষয়ে গণনামূলক ধারণাগুলিকে সংহত করার গুরুত্বের পক্ষে যুক্তি দিয়েছিল। প্রবন্ধে আরও বলা হয়েছে যে গণনামূলক চিন্তাভাবনা শেখার মাধ্যমে শিশুরা অনেক দৈনন্দিন কাজে আরও ভাল হবে-উদাহরণস্বরূপ, প্রবন্ধে একজনের ব্যাকপ্যাক প্যাক করা, হারিয়ে যাওয়া হাতুড়ি খুঁজে বের করা এবং এর পরিবর্তে কখন ভাড়া দেওয়া এবং কেনা বন্ধ করতে হবে তা জানা ছিল। শিক্ষায় গণনামূলক চিন্তাভাবনার প্রশ্নগুলির ধারাবাহিকতা শিশুদের জন্য কে-9 কম্পিউটিং থেকে শুরু করে পেশাদার এবং অব্যাহত শিক্ষা পর্যন্ত বিস্তৃত, যেখানে চ্যালেঞ্জ হল কীভাবে গভীর নীতি, সর্বাধিক এবং বিশেষজ্ঞদের মধ্যে চিন্তাভাবনার উপায়গুলি যোগাযোগ করা যায়। প্রথম দশ বছর ধরে গণনামূলক চিন্তাভাবনা একটি মার্কিন-কেন্দ্রিক আন্দোলন ছিল এবং আজও এই ক্ষেত্রের গবেষণায় প্রাথমিক ফোকাস দেখা যায়। এই ক্ষেত্রের সর্বাধিক উদ্ধৃত নিবন্ধ এবং সর্বাধিক উদ্ধৃত ব্যক্তিরা প্রাথমিক মার্কিন সিটি তরঙ্গে সক্রিয় ছিলেন এবং এই ক্ষেত্রের সবচেয়ে সক্রিয় গবেষক নেটওয়ার্কগুলি মার্কিন-ভিত্তিক। মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র এবং ইউরোপীয় গবেষকদের দ্বারা প্রভাবিত, এই ক্ষেত্রের প্রধানত পশ্চিমা গবেষণা সাহিত্য অন্যান্য সাংস্কৃতিক গোষ্ঠীর শিক্ষার্থীদের চাহিদা কতটা পূরণ করতে পারে তা স্পষ্ট নয়। প্রোলগ সম্প্রদায়ের মধ্যে দৈনন্দিন জীবনে কার্যকর চিন্তাভাবনার দক্ষতাকে বিশ্বায়িত করার একটি চলমান প্রচেষ্টা উদ্ভূত হচ্ছে, যার প্রোলগ এডুকেশন কমিটি, অ্যাসোসিয়েশন ফর লজিক প্রোগ্রামিং দ্বারা স্পনসর করা, "প্রোলগ এবং এর উত্তরসূরীদের মাধ্যমে গণনামূলক এবং যৌক্তিক চিন্তাভাবনাকে বিশ্বব্যাপী শিক্ষামূলক পাঠ্যক্রমের একটি মূল বিষয় করে তোলার" লক্ষ্য রাখে। যে বৈশিষ্ট্যগুলি গণনামূলক চিন্তাভাবনাকে সংজ্ঞায়িত করে সেগুলি হল পচন, প্যাটার্ন স্বীকৃতি/তথ্য উপস্থাপনা, সাধারণীকরণ/বিমূর্ততা এবং অ্যালগরিদম। একটি সমস্যাকে বিচ্ছিন্ন করে, ডেটা উপস্থাপনা ব্যবহার করে জড়িত ভেরিয়েবলগুলি সনাক্ত করে এবং অ্যালগরিদম তৈরি করে, একটি সাধারণ সমাধান ফলাফল। সাধারণ সমাধান হল একটি সাধারণীকরণ বা বিমূর্ততা যা প্রাথমিক সমস্যার বহু বৈচিত্র্য সমাধান করতে ব্যবহার করা যেতে পারে। গণনামূলক চিন্তাভাবনার আরেকটি বৈশিষ্ট্য হল তিনটি পর্যায়ের উপর ভিত্তি করে "থ্রি অ্যাজ" পুনরাবৃত্তিমূলক প্রক্রিয়াঃ বিমূর্তকরণঃ সমস্যা গঠন; স্বয়ংক্রিয়করণঃ সমাধান অভিব্যক্তি; বিশ্লেষণঃ সমাধান সম্পাদন এবং মূল্যায়ন। একবিংশ শতাব্দীর শিক্ষার চারটি সি হল যোগাযোগ, সমালোচনামূলক চিন্তাভাবনা, সহযোগিতা এবং সৃজনশীলতা। পঞ্চম সি গণনামূলক চিন্তাভাবনা হতে পারে যা অ্যালগরিদম এবং যৌক্তিকভাবে সমস্যা সমাধানের ক্ষমতা অন্তর্ভুক্ত করে। এর মধ্যে এমন সরঞ্জাম রয়েছে যা মডেল তৈরি করে এবং তথ্য কল্পনা করে। গ্রোভার বর্ণনা করেছেন যে কীভাবে গণনামূলক চিন্তাভাবনা বিজ্ঞান, প্রযুক্তি, প্রকৌশল এবং গণিতের (এস. টি. ই. এম) বাইরেও প্রয়োগ করা হয় যার মধ্যে সামাজিক বিজ্ঞান এবং ভাষা শিল্প অন্তর্ভুক্ত রয়েছে। প্রতিষ্ঠার পর থেকে, 4 সিগুলি ধীরে ধীরে অনেক স্কুল পাঠ্যক্রমের গুরুত্বপূর্ণ উপাদান হিসাবে গ্রহণযোগ্যতা অর্জন করেছে। এই উন্নয়ন সমস্ত কে-12 স্তর জুড়ে অনুসন্ধান, প্রকল্প-ভিত্তিক এবং আরও গভীর শিক্ষার মতো প্ল্যাটফর্ম এবং দিকনির্দেশনায় একটি পরিবর্তনের সূত্রপাত করে। অনেক দেশই সমস্ত ছাত্রদের কাছে কম্পিউটার চিন্তাভাবনার প্রবর্তন করেছে। 2012 সাল থেকে যুক্তরাজ্যের জাতীয় পাঠ্যক্রমে সিটি রয়েছে। সিঙ্গাপুর সিটি-কে "জাতীয় সক্ষমতা" বলে অভিহিত করে। অস্ট্রেলিয়া, চীন, কোরিয়া এবং নিউজিল্যান্ডের মতো অন্যান্য দেশগুলি বিদ্যালয়গুলিতে গণনামূলক চিন্তাভাবনা প্রবর্তনের জন্য ব্যাপক প্রচেষ্টা শুরু করে। মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে রাষ্ট্রপতি বারাক ওবামা ডিজিটাল অর্থনীতিতে বিকাশের জন্য প্রয়োজনীয় যথাযথ কম্পিউটার বিজ্ঞানের দক্ষতার সাথে আমেরিকার এই প্রজন্মের শিক্ষার্থীদের ক্ষমতায়িত করার জন্য কম্পিউটার সায়েন্স ফর অল এই প্রোগ্রামটি তৈরি করেছিলেন। গণনামূলক চিন্তা মানে কম্পিউটার বিজ্ঞানীদের মতো চিন্তাভাবনা বা সমস্যা সমাধান করা। সিটি বলতে সমস্যাগুলি বোঝার এবং সমাধান প্রণয়নের জন্য প্রয়োজনীয় চিন্তা প্রক্রিয়াগুলিকে বোঝায়। সিটিতে যুক্তি, মূল্যায়ন, নিদর্শন, অটোমেশন এবং সাধারণীকরণ জড়িত। কর্মজীবনের প্রস্তুতিকে একাধিক উপায়ে একাডেমিক পরিবেশে সংহত করা যেতে পারে। সিটি-র "অ্যালগোরিদম" অংশটিকে "চতুর্থ আর" হিসাবেও উল্লেখ করা হয়েছে, যেখানে অন্যগুলি হল রিডিং, রাইটিং এবং অ্যারিথমেটিক। কে-12 শিক্ষায় এর আগে সেমুর পেপার্ট, অ্যালান পার্লিস এবং মারভিন মিনস্কির মতো, জ্যানেট উইং গণনামূলক চিন্তাভাবনাকে প্রতিটি শিশুর শিক্ষার একটি অপরিহার্য অংশ হয়ে ওঠার কল্পনা করেছিলেন। যাইহোক, কে-12 পাঠ্যক্রম এবং কম্পিউটার বিজ্ঞান শিক্ষার মধ্যে গণনামূলক চিন্তাভাবনাকে একীভূত করা গণনামূলক চিন্তাভাবনার সংজ্ঞা সম্পর্কিত চুক্তি, কীভাবে এতে শিশুদের বিকাশের মূল্যায়ন করা যায় এবং কীভাবে এটিকে অন্যান্য অনুরূপ "চিন্তাভাবনা" থেকে আলাদা করা যায় যেমন সিস্টেম চিন্তাভাবনা, নকশা চিন্তাভাবনা এবং প্রকৌশল চিন্তাভাবনা সহ বেশ কয়েকটি চ্যালেঞ্জের মুখোমুখি হয়েছে। বর্তমানে, গণনামূলক চিন্তাভাবনাকে বিস্তৃতভাবে সংজ্ঞায়িত করা হয়েছে জ্ঞানীয় দক্ষতা এবং সমস্যা সমাধানের প্রক্রিয়াগুলির একটি সেট হিসাবে যা নিম্নলিখিত বৈশিষ্ট্যগুলি অন্তর্ভুক্ত করে (তবে সীমাবদ্ধ নয়) (তবে যুক্তি রয়েছে যে তাদের মধ্যে কয়েকটি, যদি থাকে, বিশেষত কম্পিউটিংয়ের সাথে সম্পর্কিত, বিজ্ঞান এবং প্রকৌশলের অনেক ক্ষেত্রে নীতি হওয়ার পরিবর্তে) বিমূর্ততা এবং প্যাটার্ন স্বীকৃতি ব্যবহার করে সমস্যাটিকে নতুন এবং বিভিন্ন উপায়ে উপস্থাপন করা যুক্তিসঙ্গতভাবে ডেটা সংগঠিত ও বিশ্লেষণ করে সমস্যাটিকে ছোট ছোট অংশে বিভক্ত করা পুনরাবৃত্তি, প্রতীকী উপস্থাপনা এবং যৌক্তিক ক্রিয়াকলাপের মতো প্রোগ্রাম্যাটিক চিন্তা কৌশল ব্যবহার করে সমস্যার কাছে যাওয়া ক্রমবদ্ধ পদক্ষেপের (অ্যালগরিদমিক চিন্তাভাবনা) একটি সিরিজে সমস্যাটিকে সংস্কার করা, সনাক্ত করা, বিশ্লেষণ করা এবং সম্ভাব্য সমাধানগুলি বাস্তবায়িত করা এই সমস্যাটিকে সাধারণীকরণ করা ধাপ এবং সংস্থানগুলির সবচেয়ে দক্ষ এবং কার্যকর সংমিশ্রণ অর্জনের লক্ষ্যে - বিজ্ঞান, প্রযুক্তি, প্রকৌশল এবং গণিতের (এস. টি. ই. এম) শিক্ষকরা শ্রেণিকক্ষগুলিতে মনোনিবেশ করেন যার মধ্যে গণনামূলক চিন্তাভাবনা অন্তর্ভুক্ত থাকে, যা শিক্ষার্থীদের পরীক্ষা এবং ত্রুটির মতো সমস্যা সমাধানের দক্ষতা অনুশীলন করতে দেয়। ভ্যালেরি বার এবং ক্রিস স্টিফেনসন 2011 সালের এসিএম ইনরোডস নিবন্ধে বিভিন্ন শাখা জুড়ে গণনামূলক চিন্তাভাবনার নিদর্শনগুলি বর্ণনা করেছেন তবে কনরাড ওল্ফ্রাম যুক্তি দিয়েছেন যে গণনামূলক চিন্তাভাবনাকে একটি স্বতন্ত্র বিষয় হিসাবে শেখানো উচিত। প্রাক-কলেজের শিক্ষার্থীদের গণনামূলক চিন্তাভাবনা, বিশ্লেষণ এবং সমস্যা সমাধানের মাধ্যমে গড়ে তুলতে এবং শক্তিশালী করতে একটি পাঠ্যক্রম এবং অন্যান্য সম্পর্কিত সংস্থান সরবরাহ করে এমন অনলাইন প্রতিষ্ঠান রয়েছে। পিটসবার্গে কার্নেগি মেলন বিশ্ববিদ্যালয়ের সেন্টার ফর কম্পিউট্যাশনাল থিঙ্কিং-এর একটি সেন্টার রয়েছে। কেন্দ্রের প্রধান কাজ হল সমস্যা বা সমস্যা-ভিত্তিক অনুসন্ধান পরিচালনা করা। এই সম্ভাবনাগুলি এমন পরীক্ষাগুলি যা গণনামূলক চিন্তাভাবনার মূল্য দেখানোর জন্য সমস্যাগুলিতে অভিনব কম্পিউটিং ধারণাগুলি প্রয়োগ করে। একটি প্রোব পরীক্ষা সাধারণত একজন কম্পিউটার বিজ্ঞানী এবং অধ্যয়নরত ক্ষেত্রের একজন বিশেষজ্ঞের মধ্যে একটি সহযোগিতা। পরীক্ষাটি সাধারণত এক বছর ধরে চলে। সাধারণভাবে, একটি প্রোব একটি বিস্তৃতভাবে প্রযোজ্য সমস্যার সমাধান খুঁজে বের করার চেষ্টা করবে এবং সংকীর্ণভাবে কেন্দ্রীভূত সমস্যাগুলি এড়াবে। প্রোব পরীক্ষার কিছু উদাহরণ হল সর্বোত্তম কিডনি প্রতিস্থাপন রসদ এবং কীভাবে ওষুধ তৈরি করা যায় যা ড্রাগ-প্রতিরোধী ভাইরাস প্রজনন করে না। সমালোচনা গণনামূলক চিন্তাধারার ধারণাকে খুব অস্পষ্ট বলে সমালোচনা করা হয়েছে, কারণ এটি খুব কমই স্পষ্ট করা হয়েছে যে এটি কীভাবে অন্যান্য চিন্তাধারার থেকে আলাদা। কম্পিউটার বিজ্ঞানীদের মধ্যে অন্যান্য ক্ষেত্রের উপর গণনামূলক সমাধান চাপিয়ে দেওয়ার প্রবণতাকে "গণনামূলক উগ্র জাতীয়তাবাদ" বলা হয়। কিছু কম্পিউটার বিজ্ঞানী বৃহত্তর কম্পিউটার বিজ্ঞান শিক্ষার বিকল্প হিসাবে গণনামূলক চিন্তাভাবনার প্রচার সম্পর্কে উদ্বিগ্ন, কারণ গণনামূলক চিন্তাভাবনা এই ক্ষেত্রের একটি ছোট অংশের প্রতিনিধিত্ব করে। অন্যরা চিন্তিত যে গণনামূলক চিন্তাভাবনার উপর জোর দেওয়া কম্পিউটার বিজ্ঞানীদের তারা যে সমস্যাগুলি সমাধান করতে পারে সে সম্পর্কে খুব সংকীর্ণভাবে চিন্তা করতে উৎসাহিত করে, এইভাবে তারা যে প্রযুক্তি তৈরি করে তার সামাজিক, নৈতিক এবং পরিবেশগত প্রভাবগুলি এড়িয়ে চলে। উপরন্তু, যেহেতু প্রায় সমস্ত সিটি গবেষণা মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র এবং ইউরোপে করা হয়, এটি নিশ্চিত নয় যে এই শিক্ষামূলক ধারণাগুলি অন্যান্য সাংস্কৃতিক প্রেক্ষাপটে কতটা ভাল কাজ করে। 2019 সালের একটি গবেষণাপত্রে যুক্তি দেওয়া হয়েছে যে "গণনামূলক চিন্তাভাবনা" (সিটি) শব্দটি মূলত কম্পিউটার বিজ্ঞানের শিক্ষাগত মূল্য বোঝানোর জন্য একটি সংক্ষিপ্তসার হিসাবে ব্যবহার করা উচিত, তাই এটি স্কুলে শেখানোর প্রয়োজন। কৌশলগত লক্ষ্য হল সি. টি-র জন্য "জ্ঞানের সমষ্টি" বা "মূল্যায়ন পদ্ধতি" চিহ্নিত করার চেষ্টা করার চেয়ে স্কুলে কম্পিউটার বিজ্ঞানকে একটি স্বায়ত্তশাসিত বৈজ্ঞানিক বিষয় হিসাবে স্বীকৃতি দেওয়া। বিশেষভাবে গুরুত্বপূর্ণ হল এই বিষয়টির উপর জোর দেওয়া যে, সি. টি-র সঙ্গে যুক্ত বৈজ্ঞানিক অভিনবত্ব হল গণিতের "সমস্যা সমাধান" থেকে কম্পিউটার বিজ্ঞানের "সমস্যা সমাধানের" দিকে স্থানান্তর। "কার্যকরী প্রতিনিধি" ছাড়া, যিনি স্বয়ংক্রিয়ভাবে সমস্যা সমাধানের জন্য প্রাপ্ত নির্দেশাবলী কার্যকর করেন, কোনও কম্পিউটার বিজ্ঞান থাকবে না, কেবল গণিত। একই কাগজে আরেকটি সমালোচনা হল যে "সমস্যা সমাধানের" উপর মনোনিবেশ করা খুব সংকীর্ণ, কারণ "একটি সমস্যা সমাধান করা এমন একটি পরিস্থিতির উদাহরণ যেখানে কেউ একটি নির্দিষ্ট লক্ষ্যে পৌঁছতে চায়"। কাগজটি তাই কুনি, স্নাইডার এবং উইং এবং আহোর মূল সংজ্ঞাগুলিকে নিম্নরূপ সাধারণীকরণ করেঃ "গণনামূলক চিন্তাভাবনা হল একটি পরিস্থিতির মডেলিংয়ের সাথে জড়িত চিন্তা প্রক্রিয়া এবং একটি তথ্য প্রক্রিয়াকরণ প্রতিনিধি কার্যকরভাবে একটি বাহ্যিকভাবে নির্দিষ্ট (সেট) লক্ষ্যে (গুলি) পৌঁছানোর জন্য এর মধ্যে কীভাবে কাজ করতে পারে তা নির্দিষ্ট করে।" সিটি-র অনেক সংজ্ঞা এটিকে শুধুমাত্র দক্ষতা স্তরে বর্ণনা করে কারণ এর বৃদ্ধির পিছনে গতি আসে স্টেম শিক্ষার প্রসারের প্রতিশ্রুতি থেকে। এবং, স্টেম শিক্ষার সর্বশেষ আন্দোলনটি পরামর্শের উপর ভিত্তি করে (শেখার তত্ত্ব দ্বারা) যা আমরা শিক্ষার্থীদের বিশেষজ্ঞদের মনের অভ্যাস শেখাই। সুতরাং, এটি গণনামূলক চিন্তাভাবনা, বৈজ্ঞানিক চিন্তাভাবনা বা প্রকৌশল চিন্তাভাবনা যাই হোক না কেন, অনুপ্রেরণা একই এবং চ্যালেঞ্জটিও একইঃ বিশেষজ্ঞদের মনের অভ্যাসগুলি নবাগতদের কাছে শেখানো সহজাতভাবে সমস্যাযুক্ত কারণ পূর্বশর্ত বিষয়বস্তু জ্ঞান এবং অনুশীলন দক্ষতার কারণে তাদের বিশেষজ্ঞদের মতো একই চিন্তা প্রক্রিয়ায় নিযুক্ত করার জন্য প্রয়োজনীয়। শুধুমাত্র যখন আমরা বিশেষজ্ঞদের মনের অভ্যাসকে মৌলিক জ্ঞানীয় প্রক্রিয়াগুলির সঙ্গে যুক্ত করি, তখনই আমরা তাদের দক্ষতাকে আরও মৌলিক দক্ষতার দিকে সংকুচিত করতে পারি যা নবাগতদের শেখানো যেতে পারে। মাত্র কয়েকটি গবেষণা হয়েছে যা আসলে সিটি-র জ্ঞানীয় সারাংশকে সম্বোধন করে। এর মধ্যে, ইয়াসার (কমিউনিকেশনস অফ এসিএম, খণ্ড। 61, নং। 7, জুলাই 2018) সি. টি-কে এমন চিন্তাভাবনা হিসাবে বর্ণনা করে যা একটি গণনামূলক যন্ত্র দ্বারা উত্পন্ন/সহজতর হয়, তা সে জৈবিক বা বৈদ্যুতিন হোক। তদনুসারে, প্রত্যেকেই সিটি নিয়োগ করে, কেবল কম্পিউটার বিজ্ঞানীরা নয়, এবং শিক্ষা ও অভিজ্ঞতার মাধ্যমে এটি উন্নত করা যেতে পারে। আরও দেখুন কম্পিউটার-ভিত্তিক গণিত গণনামূলক বুদ্ধিমত্তা কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তার সিদ্ধান্ত মেশিন লার্নিং ডেটা সায়েন্স গণনামূলক সাক্ষরতার রেফারেন্স আরও পড়া সমস্যা সমাধানের দক্ষতা গণনামূলক ক্ষেত্র অধ্যয়নের তত্ত্ব অভিজ্ঞান গণনামূলক বিজ্ঞান