Computational thinking
کمپیوٹیشنل تھنکنگ (سی ٹی) سے مراد مسائل کی تشکیل میں شامل سوچ کے عمل ہیں تاکہ ان کے حل کو کمپیوٹیشنل مراحل اور الگورتھم کے طور پر پیش کیا جا سکے۔ تعلیم میں، سی ٹی مسئلہ حل کرنے کے طریقوں کا ایک مجموعہ ہے جس میں مسائل اور ان کے حل کو ان طریقوں سے ظاہر کرنا شامل ہے جن پر کمپیوٹر بھی عمل درآمد کر سکتا ہے۔ اس میں عمل کی آٹومیشن شامل ہے، بلکہ عمل (قدرتی اور مصنوعی) کو تلاش کرنے، تجزیہ کرنے اور سمجھنے کے لیے کمپیوٹنگ کا استعمال بھی شامل ہے۔ ایک تصور کے طور پر کمپیوٹیشنل سوچ کی تاریخ کم از کم 1950 کی دہائی کی ہے لیکن زیادہ تر خیالات بہت پرانے ہیں۔ کمپیوٹیشنل سوچ میں تجریدی، ڈیٹا کی نمائندگی، اور منطقی طور پر ڈیٹا کو منظم کرنے جیسے خیالات شامل ہیں، جو دیگر قسم کی سوچوں میں بھی رائج ہیں، جیسے سائنسی سوچ، انجینئرنگ کی سوچ، نظام کی سوچ، ڈیزائن کی سوچ، ماڈل پر مبنی سوچ، اور اسی طرح۔ نہ ہی خیال اور نہ ہی اصطلاح حالیہ ہے: الگورتھمائزنگ، طرز عمل کی سوچ، الگورتھمک سوچ، اور کمپیوٹیشنل خواندگی جیسی اصطلاحات سے پہلے ایلن پرلیس اور ڈونلڈ نوتھ جیسے کمپیوٹنگ کے علمبرداروں کے ذریعہ، کمپیوٹیشنل سوچ کی اصطلاح پہلی بار سیمور پیپرٹ نے 1980 میں اور پھر 1996 میں استعمال کی تھی۔ کمپیوٹیشنل سوچ کو پیمانے کے پیچیدہ مسائل کو الگورتھمک طور پر حل کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے، اور اکثر کارکردگی میں بڑی بہتری کا احساس کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ لفظ کمپیوٹیشنل تھنکنگ کو 2006 میں جینیٹ ونگ کے اس موضوع پر کمیونیکیشنز آف دی اے سی ایم کے مضمون کے نتیجے میں کمپیوٹر سائنس ایجوکیشن کمیونٹی میں سب سے آگے لایا گیا تھا۔ مضمون میں تجویز کیا گیا کہ کمپیوٹیشنل طور پر سوچنا نہ صرف کمپیوٹر سائنسدانوں بلکہ ہر ایک کے لیے ایک بنیادی مہارت ہے، اور اس نے اسکول میں کمپیوٹیشنل خیالات کو دوسرے مضامین میں ضم کرنے کی اہمیت پر زور دیا۔ مضمون میں یہ بھی کہا گیا ہے کہ کمپیوٹیشنل سوچ سیکھنے سے بچے روزمرہ کے بہت سے کاموں میں بہتر ہوں گے-مثال کے طور پر، مضمون میں کسی کے بیگ کو پیک کرنا، اپنے کھوئے ہوئے مٹن تلاش کرنا، اور یہ جاننا کہ اس کے بجائے کرایہ پر لینا اور خریدنا کب بند کرنا ہے۔ تعلیم میں کمپیوٹیشنل سوچ کے سوالات کا تسلسل بچوں کے لیے K-9 کمپیوٹنگ سے لے کر پیشہ ورانہ اور مسلسل تعلیم تک ہے، جہاں چیلنج یہ ہے کہ ماہرین کے درمیان گہرے اصولوں، میکسمز اور سوچنے کے طریقوں کو کیسے بات چیت کی جائے۔ پہلے دس سالوں تک کمپیوٹیشنل سوچ امریکہ پر مرکوز تحریک تھی، اور آج بھی اس میدان کی تحقیق میں ابتدائی توجہ دیکھی جاتی ہے۔ میدان کے سب سے زیادہ حوالہ شدہ مضامین اور سب سے زیادہ حوالہ شدہ لوگ ابتدائی امریکی سی ٹی لہر میں سرگرم تھے، اور میدان کے سب سے زیادہ فعال محقق نیٹ ورک امریکہ میں مقیم ہیں۔ امریکی اور یورپی محققین کا غلبہ، یہ واضح نہیں ہے کہ اس شعبے کا بنیادی طور پر مغربی تحقیقی ادب دوسرے ثقافتی گروہوں میں طلباء کی ضروریات کو کس حد تک پورا کر سکتا ہے۔ روزمرہ کی زندگی میں موثر سوچ کی مہارتوں کو عالمگیریت میں لانے کی ایک جاری کوشش پرولاگ کمیونٹی میں ابھر رہی ہے، جس کی پرولاگ ایجوکیشن کمیٹی، جسے ایسوسی ایشن فار لاجک پروگرامنگ نے اسپانسر کیا ہے، کا مشن "پرولاگ اور اس کے جانشینوں کے ذریعے کمپیوٹیشنل اور منطقی سوچ کو تعلیمی نصاب میں اور اس سے آگے، دنیا بھر میں ایک بنیادی موضوع بنانا ہے۔" خصوصیات وہ خصوصیات جو کمپیوٹیشنل سوچ کی وضاحت کرتی ہیں وہ ہیں سڑنا، پیٹرن کی شناخت/ڈیٹا کی نمائندگی، عمومی کاری/تجریدی، اور الگورتھم۔ کسی مسئلے کو ختم کرنے، ڈیٹا کی نمائندگی کا استعمال کرتے ہوئے شامل متغیرات کی شناخت کرنے، اور الگورتھم بنانے سے، ایک عام حل کا نتیجہ نکلتا ہے۔ عام حل ایک عمومی یا تجریدی ہے جسے ابتدائی مسئلے کے بہت سے تغیرات کو حل کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ کمپیوٹیشنل سوچ کی ایک اور خصوصیت تین مراحل پر مبنی "تھری ایز" تکراری عمل ہے: خلاصہ: مسئلہ کی تشکیل ؛ آٹومیشن: حل کا اظہار ؛ تجزیہ: حل پر عمل درآمد اور تشخیص۔ "چار سیز" سے تعلق اکیسویں صدی کے سیکھنے کے چار سیز مواصلات، تنقیدی سوچ، تعاون اور تخلیقی صلاحیت ہیں۔ پانچواں سی کمپیوٹیشنل سوچ ہو سکتا ہے جس میں مسائل کو الگورتھم اور منطقی طور پر حل کرنے کی صلاحیت شامل ہے۔ اس میں ایسے ٹولز شامل ہیں جو ماڈل تیار کرتے ہیں اور ڈیٹا کو تصور کرتے ہیں۔ گروور بیان کرتے ہیں کہ کس طرح کمپیوٹیشنل سوچ سائنس، ٹیکنالوجی، انجینئرنگ، اور ریاضی (ایس ٹی ای ایم) سے باہر کے مضامین میں لاگو ہوتی ہے جس میں سماجی علوم اور زبان کے فنون شامل ہیں۔ اپنے آغاز کے بعد سے، 4 سیز نے آہستہ آہستہ بہت سے اسکول کے نصاب کے اہم عناصر کے طور پر قبولیت حاصل کی ہے۔ اس پیش رفت نے تمام K-12 سطحوں پر پلیٹ فارمز اور سمتوں جیسے انکوائری، پروجیکٹ پر مبنی، اور زیادہ گہری سیکھنے میں ترمیم کو جنم دیا۔ بہت سے ممالک نے تمام طلباء کے لیے کمپیوٹر کی سوچ متعارف کرائی ہے۔ برطانیہ میں 2012 سے اپنے قومی نصاب میں سی ٹی ہے۔ سنگاپور سی ٹی کو "قومی صلاحیت" کہتا ہے۔ آسٹریلیا، چین، کوریا اور نیوزی لینڈ جیسے دیگر ممالک نے اسکولوں میں کمپیوٹیشنل سوچ کو متعارف کرانے کے لیے بڑے پیمانے پر کوششیں شروع کیں۔ ریاستہائے متحدہ میں، صدر براک اوباما نے امریکہ میں طلباء کی اس نسل کو ڈیجیٹل معیشت میں پھلنے پھولنے کے لیے درکار مناسب کمپیوٹر سائنس کی مہارت کے ساتھ بااختیار بنانے کے لیے یہ پروگرام، کمپیوٹر سائنس فار آل بنایا۔ کمپیوٹیشنل تھنکنگ کا مطلب ہے سوچنا یا مسائل کو حل کرنا جیسے کمپیوٹر سائنسدان۔ سی ٹی سے مراد مسائل کو سمجھنے اور حل وضع کرنے کے لیے درکار سوچ کے عمل ہیں۔ سی ٹی میں منطق، تشخیص، نمونے، آٹومیشن اور عمومی کاری شامل ہیں۔ کیریئر کی تیاری کو متعدد طریقوں سے تعلیمی ماحول میں مربوط کیا جا سکتا ہے۔ سی ٹی کے "الگو رتھمز" حصے کو "چوتھا آر" بھی کہا جاتا ہے، جہاں دوسرے ریڈنگ، ریٹنگ اور ریاضی ہیں۔ K-12 کی تعلیم میں سیمور پیپرٹ، ایلن پرلیس، اور مارون منسکی کی طرح، جینیٹ ونگ نے کمپیوٹیشنل سوچ کو ہر بچے کی تعلیم کا ایک لازمی حصہ بننے کا تصور کیا۔ تاہم، کے-12 نصاب اور کمپیوٹر سائنس کی تعلیم میں کمپیوٹیشنل سوچ کو مربوط کرنے میں کئی چیلنجوں کا سامنا کرنا پڑا ہے جن میں کمپیوٹیشنل سوچ کی تعریف پر معاہدہ، اس میں بچوں کی نشوونما کا اندازہ کیسے لگایا جائے، اور اسے اسی طرح کی دیگر "سوچ" جیسے سسٹم سوچ، ڈیزائن سوچ، اور انجینئرنگ سوچ سے کیسے الگ کیا جائے۔ فی الحال، کمپیوٹیشنل سوچ کو وسیع پیمانے پر علمی مہارتوں اور مسائل کو حل کرنے کے عمل کے ایک مجموعے کے طور پر بیان کیا گیا ہے جس میں درج ذیل خصوصیات شامل ہیں (لیکن ان تک محدود نہیں ہیں) (لیکن ایسے دلائل موجود ہیں کہ ان میں سے کچھ، اگر کوئی ہوں تو، سائنس اور انجینئرنگ کے بہت سے شعبوں میں اصول ہونے کے بجائے، خاص طور پر کمپیوٹنگ سے تعلق رکھتے ہیں) نئے اور مختلف طریقوں سے مسئلے کی نمائندگی کرنے کے لیے تجریدوں اور نمونوں کی شناخت کا استعمال کرنا ڈیٹا کو منطقی طور پر منظم اور تجزیہ کرنا مسئلے کو چھوٹے حصوں میں تقسیم کرنا پروگراماتی سوچ کی تکنیکوں جیسے تکرار، علامتی نمائندگی، اور منطقی کارروائیوں کا استعمال کرتے ہوئے مسئلے کو ترتیب شدہ مراحل (الگورتھمک سوچ) کی ایک سیریز میں اصلاح کرنا، شناخت کرنا، تجزیہ کرنا، اور ممکنہ حل کو نافذ کرنا اس مسئلے کو عام کرنے والے اقدامات اور وسائل کے سب سے موثر اور موثر امتزاج کے حصول کے مقصد کے ساتھ۔ سائنس، ٹیکنالوجی، انجینئرنگ، اور ریاضی (ایس ٹی ای ایم) کے اساتذہ کلاس رومز پر توجہ مرکوز کرتے ہیں جن میں کمپیوٹیشنل سوچ شامل ہوتی ہے، طلباء کو آزمائشی اور غلطی جیسی مسئلہ حل کرنے کی مہارتوں پر عمل کرنے کی اجازت دیتی ہے۔ ویلری بار اور کرس اسٹیفنسن نے 2011 کے اے سی ایم انروڈز کے مضمون میں تمام شعبوں میں کمپیوٹیشنل سوچ کے نمونوں کو بیان کیا ہے تاہم کونراڈ وولفرم نے استدلال کیا ہے کہ کمپیوٹیشنل سوچ کو ایک الگ موضوع کے طور پر پڑھایا جانا چاہیے۔ ایسے آن لائن ادارے ہیں جو پری کالج کے طلباء کو کمپیوٹیشنل سوچ، تجزیہ اور مسائل کے حل کے ساتھ بنانے اور مضبوط کرنے کے لیے نصاب اور دیگر متعلقہ وسائل فراہم کرتے ہیں۔ سینٹر فار کمپیوٹیشنل تھنکنگ کارنیگی میلن یونیورسٹی پٹسبرگ میں ایک سینٹر فار کمپیوٹیشنل تھنکنگ ہے۔ مرکز کی اہم سرگرمی PROBEs یا PROBLEM پر مبنی ایکسپلوریشنز کا انعقاد ہے۔ یہ ایسے تجربات ہیں جو کمپیوٹیشنل سوچ کی قدر کو ظاہر کرنے کے لیے مسائل پر نئے کمپیوٹنگ تصورات کا اطلاق کرتے ہیں۔ پروب تجربہ عام طور پر ایک کمپیوٹر سائنسدان اور اس شعبے کے ماہر کے درمیان تعاون ہوتا ہے جس کا مطالعہ کیا جانا ہے۔ یہ تجربہ عام طور پر ایک سال تک چلتا ہے۔ عام طور پر، ایک پروب وسیع پیمانے پر قابل اطلاق مسئلے کا حل تلاش کرنے کی کوشش کرے گا اور تنگ توجہ والے مسائل سے گریز کرے گا۔ پروب تجربات کی کچھ مثالیں زیادہ سے زیادہ گردے کے ٹرانسپلانٹ لاجسٹکس اور ایسی دوائیں بنانے کا طریقہ ہیں جو منشیات سے مزاحم وائرس کی افزائش نہیں کرتی ہیں۔ تنقید کمپیوٹیشنل سوچ کے تصور کو بہت مبہم قرار دیتے ہوئے تنقید کا نشانہ بنایا گیا ہے، کیونکہ یہ شاذ و نادر ہی واضح کیا جاتا ہے کہ یہ سوچ کی دیگر شکلوں سے کس طرح مختلف ہے۔ کمپیوٹر سائنس دانوں کے درمیان کمپیوٹیشنل حل کو دوسرے شعبوں پر مجبور کرنے کے جھکاؤ کو "کمپیوٹیشنل شاونزم" کہا جاتا ہے۔ کچھ کمپیوٹر سائنس دان وسیع تر کمپیوٹر سائنس کی تعلیم کے متبادل کے طور پر کمپیوٹیشنل سوچ کے فروغ کے بارے میں فکر مند ہیں، کیونکہ کمپیوٹیشنل سوچ میدان کے صرف ایک چھوٹے سے حصے کی نمائندگی کرتی ہے۔ دوسروں کو خدشہ ہے کہ کمپیوٹیشنل سوچ پر زور کمپیوٹر سائنسدانوں کو ان مسائل کے بارے میں بہت کم سوچنے کی ترغیب دیتا ہے جو وہ حل کر سکتے ہیں، اس طرح وہ جو ٹیکنالوجی بناتے ہیں اس کے سماجی، اخلاقی اور ماحولیاتی مضمرات سے گریز کرتے ہیں۔ اس کے علاوہ، جیسا کہ تقریبا تمام سی ٹی تحقیق امریکہ اور یورپ میں کی جاتی ہے، یہ یقینی نہیں ہے کہ یہ تعلیمی خیالات دیگر ثقافتی سیاق و سباق میں کتنی اچھی طرح سے کام کرتے ہیں۔ 2019 کے ایک مقالے میں دلیل دی گئی ہے کہ "کمپیوٹیشنل تھنکنگ" (سی ٹی) کی اصطلاح کو بنیادی طور پر کمپیوٹر سائنس کی تعلیمی قدر کو ظاہر کرنے کے لیے شارٹ ہینڈ کے طور پر استعمال کیا جانا چاہیے، اس لیے اسے اسکول میں پڑھانے کی ضرورت ہے۔ اسٹریٹجک مقصد یہ ہے کہ کمپیوٹر سائنس کو اسکول میں سی ٹی کے لیے "علم کے جسم" یا "تشخیص کے طریقوں" کی شناخت کرنے کی کوشش کرنے سے زیادہ ایک خود مختار سائنسی مضمون کے طور پر تسلیم کیا جائے۔ خاص طور پر اس حقیقت پر زور دینا اہم ہے کہ سی ٹی سے وابستہ سائنسی نیاپن ریاضی کے "مسئلہ حل کرنے" سے کمپیوٹر سائنس کے "مسئلہ حل کرنے" کی طرف تبدیلی ہے۔ "موثر ایجنٹ" کے بغیر، جو خود بخود مسئلے کو حل کرنے کے لیے موصول ہونے والی ہدایات پر عمل درآمد کرتا ہے، کوئی کمپیوٹر سائنس نہیں ہوگی، بلکہ صرف ریاضی ہوگی۔ اسی مقالے میں ایک اور تنقید یہ ہے کہ "مسئلہ حل کرنے" پر توجہ مرکوز کرنا بہت تنگ ہے، کیونکہ "کسی مسئلے کو حل کرنا صرف اس صورت حال کی ایک مثال ہے جہاں کوئی ایک مخصوص مقصد تک پہنچنا چاہتا ہے"۔ اس لیے مقالہ کونی، سنائڈر، اور ونگ اور آہو کی اصل تعریفوں کو عام کرتا ہے: "کمپیوٹیشنل تھنکنگ وہ سوچ کے عمل ہیں جو کسی صورتحال کو ماڈلنگ کرنے میں شامل ہوتے ہیں اور ان طریقوں کی وضاحت کرتے ہیں جن سے ایک انفارمیشن پروسیسنگ ایجنٹ مؤثر طریقے سے اس کے اندر کام کر سکتا ہے تاکہ بیرونی طور پر مخصوص (سیٹ) ہدف (اہداف) تک پہنچ سکے۔" سی ٹی کی بہت سی تعریفیں اسے صرف مہارت کی سطح پر بیان کرتی ہیں کیونکہ اس کی ترقی کے پیچھے رفتار ایس ٹی ای ایم تعلیم کو فروغ دینے کے اس کے وعدے سے آتی ہے۔ اور، ایس ٹی ای ایم کی تعلیم میں تازہ ترین تحریک تجاویز (سیکھنے کے نظریات کے ذریعے) پر مبنی ہے جو ہم طلباء کو ماہرین کی ذہنی عادات سکھاتے ہیں۔ لہذا، چاہے وہ کمپیوٹیشنل سوچ ہو، سائنسی سوچ ہو، یا انجینئرنگ کی سوچ ہو، محرک ایک ہی ہے اور چیلنج بھی ایک ہی ہے: ماہرین کی ذہن کی عادات نوآموزوں کو پڑھانا فطری طور پر پریشانی کا باعث ہے کیونکہ انہیں ماہرین کی طرح سوچ کے عمل میں شامل کرنے کے لیے ضروری مواد کے علم اور عملی مہارت کی ضرورت ہوتی ہے۔ جب ہم ماہرین کی ذہنی عادات کو بنیادی علمی عمل سے جوڑتے ہیں تب ہی ہم ان کی مہارت کو مزید بنیادی صلاحیتوں تک محدود کر سکتے ہیں جو نوآموز افراد کو سکھائی جا سکتی ہیں۔ صرف چند مطالعات ہوئے ہیں جو دراصل سی ٹی کے علمی جوہر کو حل کرتے ہیں۔ ان میں، یسار (کمیونیکیشنز آف اے سی ایم، جلد۔ 61، نمبر۔ 7، جولائی 2018) سی ٹی کو ایسی سوچ کے طور پر بیان کرتا ہے جو کمپیوٹیشنل ڈیوائس کے ذریعے پیدا/سہولت فراہم کی جاتی ہے، چاہے وہ حیاتیاتی ہو یا الیکٹرانک۔ اس کے مطابق، ہر کوئی سی ٹی کا استعمال کرتا ہے، نہ کہ صرف کمپیوٹر سائنسدان، اور اسے تعلیم اور تجربے کے ذریعے بہتر بنایا جا سکتا ہے۔ کمپیوٹر پر مبنی ریاضی کمپیوٹیشنل انٹیلی جنس مصنوعی ذہانت فیصلہ سازی مشین لرننگ ڈیٹا سائنس کمپیوٹیشنل خواندگی حوالہ جات مزید پڑھنا مسئلہ حل کرنے کی مہارتیں کمپیوٹیشنل فیلڈز آف اسٹڈی تھیوریز آف ڈیڈکشن کاگنیشن کمپیوٹیشنل سائنس