10 أسباب لتعليم الأطفال البرمجة

لماذا نعلم أطفالنا البرمجة؟

لماذا نعلم أطفالنا البرمجة؟ تعليم الأطفال البرمجة هو محو الأمية الجديد للعصر الذي نحن حالياً على أعتابه. و هناك الكثير من الأسباب لتعليم الأطفال البرمجة. سابقاً كان هناك أناس متخصصون يمارسون البرمجة لصناعة وإبداع التطبيقات للجوالات وأجهزة الحاسب والأجهزة الصناعية والمنزلية. إلا أنه في هذا العصر يمكن لنا أن نبدأ بلمس حاجتنا للبرمجة لتنظيم الفرد أعمال يومه وأعماله الروتينية وغيرها من الأعمال الشخصية.

بدأت منذ فترة المعاهد التقنية والمراكز البحثية العمل على توفير بيئات برمجية سهلة ومناسبة للأطفال الصغار (الذين تتراوح أعمارهم بين 5 و 7 سنوات). وقد كانت هذه المساعي  بهدف إعانتهم على برمجة القصص والألعاب التفاعلية الخاصة بهم بغرض إدماجهم في تعلم وممارسة البرمجة لكي تهيئهم للعصر القادم.

يقول ستيف جوبز في كلمة اشتهرت له سابقا “كل شخص في هذه الدولة يجب أن يتعلم كيف يبرمج كمبيوتر، لأن ذلك يعلمه كيف يفكر”.

10 أسباب لتعليم الأطفال البرمجة

هناك الكثير من الأسباب لتعليم الأطفال البرمجة والتي تدفع الوالدين والأهالي وحتى وزارات التعليم، في الدول التي تسعى لتطوير التعليم ورفع سويته لدى أبنائها. نطرح هنا عشرة من أبرز الأسباب لتعلبم الأطفال البرمجة. وهذه يجب على الوالدين وضعها نصب أعينهم عند التفكير في تعليم أطفالهم البرمجة. هذه الأسباب التي ذكرناها لم يتم ترتيبها حسب أهميتها، بل حسب السياق السردي فقط لا غير. والأسباب العشرة هي كالتالي: 

1.2. تمكين الأطفال من امتلاك أدوات مختلفة للتعبير عن أنفسهم

من الأسباب لتعليم الأطفال البرمجة هو تمكينهم من التعبير عن أنفسهم وأفكارهم بطرق جديدة. ومن الطرق العصرية والإبداعية التي يجدر ذكرها هنا هي برمجة التطبيقات والألعاب التي يعكسون من خلالها مهاراتهم ومعرفتهم، مما يمكنهم من التعبير عن رؤيتهم للعالم والبيئة من حولهم، وكذلك التعبير عن الأفكار التي تستوحيهم. تلك المهارات البرمجية تمنحهم حرية أوسع للتعبير وإبراز آرائهم ومشاعرهم أمام المجتمع مما يساهم في تطوير تفكيرهم، وتعزيز أصواتهم ، وتحديد هوياتهم.

2.2. إيجاد فرص لتعلم المشاركة في مواجهة التحديات

من خلال التعلم الجماعي للبرمجة في فرق العمل، يكتسب الأطفال مهارات التفكير الإبداعي والعمل الجماعي والتفكير بشكل منهجي. يتعلمون كيفية البحث عن حلول للتحديات التي تواجههم من خلال التعاون في فرقهم. يعتمد نجاح هذا التعاون على تواجد مجموعة من المهارات الفردية للأطفال الصغار وبناء جسور للتفاهم واستكشاف قدرات القادة المستقبليين هذا من الأسباب لتعليم الأطفال البرمجة المهمة.

يجادل روبرتسون وهويلز (2008) أن تجربة تصميم اللعبة تُعَتَبَر بيئة تعليمية قوية تدعم التحفيز والمشاركة والحماس. تتمثل أهمية المشاركة الاجتماعية في العمل كفريق أمام الكمبيوتر، حيث يعمل الطلاب معًا نحو هدف مشترك لإنشاء شيء فريد بنجاح. يتم بناء الهوية الجماعية والمشاركة في المقارنة الاجتماعية خلال ورش العمل التي تشمل البرمجة. ينشئ الطلاب خلال هذه العملية هوية جماعية ويشاركون في المقارنة الاجتماعية مع أقرانهم واكتشاف قياداتهم في مشاريعهم الصغيرة.

3.2. زيادة فرص التفوق في المدرسة

دخول علوم الكمبيوتر إلى المناهج الدراسية كان له تأثير هائل على تحسين المهارات المنطقية والحسابية لدى طلاب المدارس. شهد التحول الأخير في التعليم الإلزامي من التركيز على تكنولوجيا المعلومات والاتصالات في مناهج الحوسبة، ارتقاءً كبيرًا بتطوير علوم البرمجة للأطفال. ساهمت أدوات البرمجة المبنية على الكتل، مثل سكراتش، بشكل كبير في هذا التقدم. ومع ذلك، تواجه تلك المجهودات تحديات من التدريس المحدود بالموارد وخبرة المعلم. ونتيجةً لذلك، أسهمت سياسات محو الأمية الرقمية وعلوم الكمبيوتر في تطوير مهارات الأفراد وتشكيل جيل من المبدعين في مجال المعلوماتية. ومن ثم، ساهم هذا التحول في اكتساب المعارف الحديثة، مما ساعد الطلاب الماهرين في تحقيق التفوق في دراستهم وأبحاثهم.

فعلى سبيل المثال ، قامت المملكة المتحدة بدمج برمجة الكمبيوتر كدورة إلزامية تبدأ من المدرسة الابتدائية (جونز ، 2013) ، بينما تشجع الدنمارك محو الأمية الرقمية ، مع التركيز على المعرفة المكتسبة من تقنيات البناء (Tuhkala و Wagner و Nielsen و Iversen و Kärkkäinen ، 2018).

تمت دراسة أنشطة التعلم القائمة على البناء على نطاق واسع في كل من التعليم الرسمي وغير الرسمي (Papavlasopoulou، Giannakos، Jaccheri، 2017a). وقد وجدت هذه الدراسة أن دمج البرمجة في التعليم قد يعزز من خلال التجارب البسيطة والجذابة المنطق عند الأطفال والتفكير النقدي وحل المشكلات والرياضيات ومهارات المستوى الأعلى ويمكن أن يغير مواقفهم تجاه علوم الكمبيوتر (Sáez-López و Román-González و Vázquez-Cano ، 2016) ؛ (كافي وبورك ، 2015). 

4.2. اكتساب الأطفال المهارات الضرورية لعصر البرمجة القادم

أصبح تعلم البرمجة يعتَبَر على نفس قدر التأثير الذي يحمله تعلم الرياضيات والقراءة والكتابة في الوقت الحالي (Horizon ، 2015). ركزت العديد من الدراسات على أهمية إدراج مفاهيم القراءة والكتابة الحاسوبية في تعليم الأطفال بطرق متنوعة في سن مبكرة (Papavlasopoulou et al. ، 2017a).  توجد العديد من الكائنات القابلة للبرمجة والتفاعلية التي توضح أهمية إشراك الأطفال من سن مبكرة في تعلم البرمجة والترميز (Fessakis، Gouli، Mavroudi، 2013).و أظهرت التجارب التي جمعت بين التصنيع المادي والترميز فعاليتها في تعزيز المشاركة في مفاهيم وممارسات البرمجة (Kafai & Vasudevan ، 2015) ، خاصةً عندما تكون مُرَتَبطَةً بالأبعاد الاجتماعية والإبداعية لعملية التعلم(Giannakos & Jaccheri، 2018). 

خلال دراسة أجريت مع طلاب الصف السادس في اسكتلندا ، وجد روبرتسون وهويلز (روبرتسون وهويلز ، 2008) أن إنشاء الألعاب يمثل نشاطًا تعليميًا فريدًا يُوَفِّر الحافز والحماس ويشجع على المشاركة الفعّالة في عملية التعلم. لذلك، من أجل التغلب على التحديات المتنوعة التي قد تعترض تعلم البرمجة (مثل الصعوبات، والملل، والارتباك، إلخ)، يتعين علينا تصميم أنشطة تعلم البرمجة بشكل ملائم وجاذبة لفترة الطفولة.

في الوقت الحالي، يُولى اهتمام كبير للمهارات القابلة للنقل المتعلقة بالتكنولوجيا الرقمية، حيث تُعتبر ضرورية لمشاركة الأطفال في العالم الرقمي. يجب تعزيز هذه المهارات من خلال الأنشطة المتعلقة بحياتهم (Iversen و Smith و Dindler ، 2018). 

5.2.تعزيز الثقة بالنفس

في سياق التعلم الإنشائي، يواجه الطلاب تحديات متعددة ويتعلمون خطوة بخطوة لحل التحديات وتطوير إيمانهم بمهاراتهم. يشير البحث (Çakır et al. ، 2017) (Chu et al. ، 2017) إلى أهمية تبادل الأفكار مع الأقران في هذه العملية. في هذه الدراسة، تم تأكيد هذا النهج حيث زادت مشاركة الطلاب في ورش البرمجة من شعورهم بالإنجاز وزيادة الثقة بأنفسهم، وكانوا يشعرون في النهاية بالكفاءة والفخر بإنجازاتهم.

“يُعد الشعور بالكفاءة الذاتية أمرًا مهمًا ويجب تعزيزه ، حيث إنه مرتبط بالاستراتيجيات المعرفية والجهود والمثابرة في بيئات التعلم (باندورا ، 1997)”.

في إطار دراسة عملية قام بها فريق بحث تحت الإشراف العلمي لمراكز البحث، تمكن الأطفال من بناء مشاريع صغيرة باستخدام لغة البرمجة Scratch، حيث شملت هذه العملية التخطيط وحل المشكلات والبرمجة وتصحيح الأخطاء والتعاون والتواصل. أظهر المشاركون، الأطفال في هذه الدراسة، تفهمًا تدريجيًا لطبيعة البرمجة، حيث واجه بعضهم صعوبات تجدها متكررة وصعبة، بينما استمتع البعض الآخر بتجربة استكشاف البرمجة للكتل المختلفة واكتشاف وظائفها. كانت العملية إبداعية حقًا، حيث أظهر الأطفال قدرتهم على جعل ما يقومون بإنشائه يتناسب مع أفكارهم الخاصة. وفي الوقت نفسه، كانت الحاجة إلى إضافة وظيفة جديدة لهذه الكتل تتطلب تعديل كامل في العملية البرمجية، مما أدى إلى تحفيز عمليات التفكير الجديدة وتصحيح الأخطاء الجديدة.

وكنتيجة فقد رأى الطلاب في ورش العمل الخاصة هذه أنهم يكتسبون جودة وأداء متميز من خلال تنظيم طريقة جديدة في التفكير ، والبناء على معارفهم ومهاراتهم السابقة التي خاضوها في كل مرحلة من البرمجة.

6.2. يتعلم الأطفال الإنتاج وليس الاستهلاك فقط حتى لا يبقوا مستخدمين فقط سلبيين

يفكر الأطفال بالمسائل والتحديات كمكتشفين صغار بعين فاحصة جديدة (Fresh Eye). وبامتلاكهم لمهارات حل المشاكل وتمكنهم منها يستطيعوا أن يروا أن وراء كل مشكلة فرصة قد تكون نتيجتها حل لمسألة أو لعبة أو إبداع جديد. ولذا فإنهم يقومون بعد امتلاكهم لهذه المهارات بممارسة ما تعلموه من تجريب الأفكار والطرق الجديدة لحل هذه التحديات بغية الوصول إلى إجابات لأسئلته المعرفية. 

تنص نظرية البناء على أن المتعلم يُنظر إليه على أنه مُنشئ نشط للمعرفة بدلاً من كونه متلقيًا سلبيًا للمعلومات (Papert ، 1993) ، تم تطبيق هذه النظرية والترميز -البرمجة- على نطاق واسع (كافاي وبورك ، 2015). وبعد مرور نحو ثلاثة عقود على أفكار Papert الأصلية حول البناء ، ظلت الفكرة ذات صلة وانعكست في جميع جوانب كيفية تأسيس منظري التعلم والمعلمين لأساليب التدريس التي تعتمد على مبدأ البناء بشكل تجريبي (Kao & Harrell ، 2017).

في دراسة أجريت مع طلاب الصف السادس في اسكتلندا ، وجد روبرتسون وهويلز (روبرتسون وهويلز ، 2008) أن صنع لعبة هو نشاط تعليمي أصيل يوفر الحافز والحماس والمشاركة في التعلم.

تعلم التعلم يؤدي إلى مكاسب تعليمية متنوعة. وفقًا لفلسفة بابيرت (Papert، 1980)، في بيئة التعلم البنائية، يكون لدى الطفل القدرة على بناء معرفته الفريدة وتوسيع مفهومه لما يعرفه بالفعل.

في الختام، يكتسب الأطفال مهارات المشاركة في تأثير وتطوير العالم من حولهم، سواء من خلال تعلم استخدام تطبيقات الحاسوب والجوال أو برمجة الأنظمة الصناعية وتصميم التطبيقات الإلكترونية.

7.2. زيادة قدرات الأطفال في الحاضر والمستقبل

البرمجة تُعَدُّ لغةَ التفاعل بين الإنسان والتكنولوجيا. حققت برمجة الكمبيوتر في مجال التعليم، بفضل رائدِها سيمور بابيرت(Papert ، 1980) ، اهتمامًا كبيرًا من قِبَلِ المعلمين والباحثين الذين يبحثون عن وسائل بديلة لتدريس مهارات حل المشكلات المعقدة وتوفير تجارب تعلم ديناميكية (Kalelioğlu، 2015، Lye and Koh، 2014).

تشير نظرية بابيرت البنائية (1980) إلى أن البرمجة تمنح الأطفال “كائن يفكر فيه”، مما يساعدهم في تصوّر المهام والتحديات بشكل أوضح. خلال هذه العملية، يكتسبون فهمًا عميقًا لتفكيرهم الخاص (جوزديال ، 2004)ويتعلمون كيفية بناء هذا “الكائن” واستخدام الأدوات لتطويره، مما يُعزِّز تجاربهم ويزيد من فرص الإبداع لديهم.

وبالتالي فإن عملية تعلم لغات البرمجة بالتقنيات الحديثة للطفل يزيد من فرص وقدرات تطويره للغة للتفاعل مع التكنولوجيا من حوله وإعداده حاضرا ومستقبلا للتميز في هذا المجال. كما يساعده في زيادة مهاراته وخبراته وإبداعه كلما زاد تفاعله مع هذه التجارب والعمليات التعليمية.

8.2. زيادة مهارات الأطفال أمام تحديات المستقبل في تعلم إدارة وحل المشاكل.

كما أن اليوم نواجه تحديات جديدة تختلف عن تلك التي كانت في الماضي من حيث أنواع المشاكل التي يتم مواجهتها، والصعوبات سواء في التعلم أو اكتساب المهارات أو التعامل مع القضايا اليومية الملحّة، فإن المستقبل حتما يحمل لأطفالنا من التحديات والصعوبات والمشاكل الجديدة التي يجب عليهم بأنفسهم أن يعملوا على حلها والاستفادة من الفرص التي تأتي بها.

“هناك اهتمام متزايد بتعلم الترميز في السياقات التربوية، وهذا الاهتمام كان مدفوعًا من قبل منظمات مثل Code.org و Codeacademy. وتم العمل على نشر هذا الإهتمام عبر الدراسات والدوريات التي قدموها والتي تجادل بالحاجة إلى إنشاء مهارات تدعم فرص العمل المستقبلية مع إبراز المزايا التعليمية التي تقدمها عملية الترميز (Coding)، وتطرح هذه الدراسات فرضيات بالمكاسب التي يتحصل عليها الأطفال من مثل هذه العملية. ومن هذه المكاسب زيادة وتعزيز مهارات التفكير والإبداع وحل المشكلات لدى الأطفال  لكي يواجهوا تحديات المستقبل، مهارات حل المشاكل (التفكير فيها، تحليلها، محاولة حلها مرة بعد أخرى وبدون ملل حتى يصل إلى حلها بشكل صحيح.

هناك حجج قوية مطروحة للدفاع عن تعليم الأطفال كيفية البرمجة. هذه الحجج مدعومة بالنهج الإنشائي الذي تم ذكره في الدراسة التي قام بها (كافاي وبورك ، 2015) (جالوب ، 2015). يحتاج الأطفال إلى اكتساب مهارات القرن الحادي والعشرين ، وتمكين أنفسهم بالكفاءات المطلوبة المتعلقة برقمنة مجتمعنا (تطويره ليواكب عصر التقنيات الرقمية).

9.2. زيادة الفرص الوظيفية لهم حيث إن الفرص البرمجية دائما في زيادة.

خلال العقود الماضية ازدادت وتنوعت أفرع وتخصصات ولغات البرمجة، بين صناعية وتطبيقات كمبيوتر وجوالات وبرمجة بيانات وإنترنت وغيرها. ومواكبة لهذه الزيادة فقد كان من الطبيعي ازدياد الحاجة للمبرمجين والمطورين الأكفاء سريعي التعلم للمهارات البرمجية التي تواكب كل جديد، ومع هذه الثورة في مجال الحواسيب والتطبيقات، وخلال السنوات الماضية فقد أدرجت الكثير من الدولة الأوروبية وغيرها البرمجة ضمن مناهج الابتدائية والثانوية، كونه ضرورة ملحة للثورة الصناعية الرابعة القادمة.

كما أنه وفقًا لكتيب التوقعات المهنية الصادر عن مكتب إحصاءات العمل بالولايات المتحدة ، من المقرر أن ينمو التوظيف في أدوار الكمبيوتر وتكنولوجيا المعلومات بنسبة 13٪ من عام 2020 إلى عام 2030 ، “أسرع من المتوسط لجميع المهن”.

موقع وظائف Glassdoor وجد أن دور مطور Java هو أفضل وظيفة يمكن التقدم لها في المملكة المتحدة.

وكنتيجة لما سبق فإننا نقول بأن البرمجة هي حاضر ومستقبل التفاعل بين الإنسان والتكنولوجيا في عصر الذكاء الصناعي، ولذلك فإن هناك دائما طلب كبير على المبرمجين المهرة، حاليا وفي المستقبل.

ختاما فإن هناك الملايين من أفضل الوظائف في أمريكا وحول العالم قد تكون غير شاغرة فقط لأن واحدة المدارس التي تدرس طلابها البرمجة هي أقل مما ينبغي.

10.2. تعليم التفكير المنطقي المتسلسل والمتدرج وتنظيم الوقت وإدارة المهام

التطريز كما في أعمال الكروشيه (أو الغزل اليدوي للصوف) عبارة عن أنماط  من الحلقات المتشابهة . هذه الأنماط يتم تكرارها مرة بعد مرة لكي يتم الحصول على المنتج النهائي من بلوفر أو جاكيت الصوف أو القطن. كذلك الأمر بالنسبة للبرمجة، فهي ترتيب وتكرار متسلسل ومتدرج لأنماط من الأوامر البسيطة، وبتعلم هذه المهارات يتعلم الأطفال التفكير المنطقي لحل التحديات والمشاكل التي تواجههم.

ومن خلال التعود على تحليل التحديات بهذه الطريقة ينشأ عند الطفل مهارة استكشاف أو استنباط الأنماط (المتشابهة) (pattern recognition skells)، فالمشاكل الكبيرة هي في حقيقتها مشاكل صغيرة ملتصقة مع بعضها. ولذا فإن تعليم البرمجة يساعد باتجاه حل المشكلات واكتشاف طرق لحلها تعتمد على تقسيم وتجزئة المشاكل الكبيرة إلى صغيرة وأصغر وترتيبها باتجاه إيجاد الحلول المناسبة. كما يساعد هذا في تنظيم الوقت وإدارة المهام وترتيبها حسب الأكثر أهمية والأكثر تأثيرا على مسار العثور على الحلول النهائية.

في البرمجة يتعلم الأطفال حقيقة أنه لا يوجد أجوبة جاهزة، فالأسئلة الكبيرة لابد لأن يكون وراءها عمليات من البحث والتجربة، وقد يصل الطفل من خلال البحث عن الأجوبة لهذه الأسئلة والتحديات لما يمكن أن نسميه “سحر صناعة الشيء الجديد.

وكنتيجة لهذا يتعلمون التخطيط لمشاريعهم والنظر في حلول مختلفة لنفس المشكلة، كما يتعلمون ترتيب الأفكار و المشي خطوة خطوة حتى يصل الطفل منهم للنتيجة السليمة، وعندها يبدأ يفكر بالطريقة السليمة ويبدأ بإخراج أفكاره بشكل إبداعي، وثم يبحث عن الطرق أفضل للنجاح في مهمته السابقة، ويمشي على خطوات أسهل وأسهل حتى يصل لحل أي مشكلة تقابله، ولهذا نقول أن البرمجة تنمي نقطة التفكير المنطقي عنده حتى يصل لمرحلة أنه أي مشكلة تقابله يستطيع أن يضع لها خطوات منطقية تحت بعضها حتى يصل للنقطة التي يريدها. وبالمختصر يتعلم الأطفال طريقة تفكير منظمة وعلمية لتفكيك المشكلة إلى أجزاء صغيرة يمكن التعامل معها بشكل أسهل.

3. خاتمة

البرمجة هي محو الأمية الجديدة، ولذا فإنه ستكون لدينا دائما الكثير من الأسباب لتعليم الأطفال البرمجة والبحث عن الطرق واللغات والأدوات المناسبة لهذا. كما أن هذا قد يقود للسؤال الطبيعي حول السن المناسب لتعليمهم البرمجة، هل هو قبل سن المدرسة أو خلالها. كما أنه بفهم هذه الأسباب نكون قد أجبنا عن أحد الأسئلة الهامة حول لماذا نقوم بتعليم البرمجة للأطفال.