منهج الحوسبة/الأهداف التعليمية

هذه هي الأهداف التعليمية التفصيلية لمنهج الحوسبة لمشروع تمكين الشباب رقميا. الإطار العام للمنهج و مكوناته الأخرى معروضة في المجمل في إطار منهج الحوسبة.

التفكير الحوسبي

تمثيل البيانات رقميا

• فهم كيفية تمثيل البيانات في الحاسوب بما في ذلك:
• فهم كيفية تمثيل الأرقام باستخدام النظام الثنائي
• فهم كيفية ترميز المحارف و النصوص
• تمثيل الأصوات
• تمثيل الصور
• تمثيل الفيديو

ترتيب البيانات

• فهم ماهية ترتيب البيانات و دورها كمفهوم أساسي في معالجة البيانات حاسوبيا

نموذج الحاسوب

• فهم نموذج عمل الحاسوب

الخوارزميات

• فهم أساسيات الخوارزميات
• التعرف على تطبيقات حياتية (غير حاسوبية) للخوارزميات في الحياة اليومية
• معرفة و فهم بعض خوارزميات الترتيب
• معرفة و فهم بعض خوارزميات البحث
• إدراك [فهم] وجود خوارزميات متعددة لتحقيق نفس الهدف في معظم الحالات
• القدرة على تطبيق بعض خوارزميات البحث و الترتيب برمجيا
• القدرة على تقييم الخوارزميات المختلفة لتحقيق هدف ما من حيث مناسبتها لظروف محددة بناء على معايير للمقارنة.

التجريد

• فهم التجريد و إدراك وجوده في مفاهيم الحوسبة المختلفة

(ضمني، مع النمذجة و المحاكاة؛ و كذلك #الحواسيب بأشكالها المختلفة و #الشبكات، و #البرمجة)

النمذجة و المحاكاة

• فهم النمذجة الحاسوبية (بما في ذلك تصميم هياكل البيانات اللازمة لحفظ بيانات النموذج و حالته)
• فهم المحاكاة الحاسوبية (مثلا مكان عربة على مسار متعرج إذا احتوى النموذج على سرعة العربة)
• التعرف على التطبيقات المختلفة للنمذجة و المحاكاة في الحياة اليومية (إدارة شبكات المواصلات، التنبؤ بالمناخ، النمذجة العلمية في مجالات الفيزياء و البيئة و الطبّ و غيرها، الألعاب الحاسوبية؛ بالتضمين مع الجلسة المخصصة لموضوعي النمذجة و المحاكاة)
• القدرة على استخدام بعض برمجيات النمذجة و المحاكاة المتوفرة بشكل حر أو كخدمات حرة على الإنترنت للوصول لنتائج بدون الحاجة لإجراء تجارب مادية.

تطبيق النمذجة و المحاكاة برمجيا

• التمكن من تصميم نموذج رقمي بسيط ثم تصميم و كتابة برنامج محاكاة يستخدم هذا النموذج

حلّ المشكلات

• التعرف على الخطوات الأساسية لحل المشكلات (Problem Solving Techniques):
  1. تحديد و تحليل المشكلة
  2. تطوير بدائل للحلّ
  3. اختيار أفضل البدائل
  4. تطبيق البديل المختار
  5. قياس فاعلية الحلّ المختار
• القدرة على تطبيق خطوات حل المشكلات على مشاكلات عملية بسيطة
• التعرف على و فهم بعض إستراتيجيات حل المشكلات (تحليل المشكلة إلى مشاكل ابسط، جمع المعلومات، التجريد، العصف الذهني، إلخ...)
• القدرة على تطبيق بعض إستراتيجيات حل المشكلات و الخطوات الأساسية لحل المشكلات لحل مشاكل اكثر تعقيدا.

التعاون

• إدراك أهمية التعاون و التشارك و ضرورتيهما في كثير من الأحيان للوصول إلى النتائج المرجوة

أدوات التشارك و العمل الجماعي

• التعرف على أدوات التشارك و العمل الجماعي و القدرة على استخدامها
• التعرّف على حركة البرمجيات الحرّة و المحتوى الحرّ، بالتعرض إلى مفهوم "الثقافة الحرّة"
  • التعرّف على مستودعات محتوى حرّ (كود؛ صور؛ صوت؛ فيديو)
  • التعرف على مشروعات برمجية حرّة قائمة و الوعي بإمكانية المساهمة في تطويرها

التعاون و العمل الجماعي و التشاركي

• القدرة على العمل تشاركيا لتأليف برمجية أو محتوى و نشره في مستودع حرّ (كود أو نص)
• القدرة على استخدام بعض المحتوى حرّ (كود؛ صور؛ صوت؛ فيديو) في توليد عمل جديد
• القدرة على العمل في ثنائيات كوسيلة للتعلم التشاركي و نقد العمل و اكتساب مهارات العمل مع زملاء و التواصل معهم
• القدرة على المساهمة في تطوير برمجية حرة

ممارسة الحوسبة و البرمجة

مقدّمة في استخدام نظام التشغيل گنو\لينكس

• التعرّف على واجهة المستخدم؛ الرسومية و الطرفية لإحدى توزيعات نظام التشغيل گنو\لينكس
• التعرّف على هيكلية نظام الملّفات في نظام التشغيل و كيفية إدارتها

استغلال موارد تقنية المعلوماتية

أدوات المعلوماتية

• التعرف على أدوات مساعدة على تصميم و توثيق و إدارة المشروعات المعلوماتية و إدراك أهميتها
• التعرّف على أدوات و ممارسات نشر المصادر المفتوحة للبرمجيات

أدوات البحث

• التعرّف على استخدام أدوات الإنتاجية العمومية في التعلّم (محرِّرات النصوص و المتصفحات و مُنظِّمات المعرفة و الملاحظات، مثل Zotero و BasKet و Diigo و Zim و أشباهها.

أدوات النشر

• القدرة على على استخدام بعض الأدوات المعلوماتية في الكتابة الفردية و التشاركية، و في التواصل و النشر (الويكيات و أشباهها)

الأمان

• التعرّف على أساليب استخدام الشبكة بأمان و التواصل بخصوصية

البرمجة

مقوّمات البرمجة

• فهم ماهية البرمجة و لغات البرمجة و علاقة البرنامج بالخوارزمية
• فهم العناصر العامة للغات البرمجة و صفاتها
• القدرة على إدارة الكود المصدري و تنظيم ملفاته
• القدرة على استخدام مفسّر أو مترجم اللغة المختارة لمعالجة ملفات الكود المصدرية و إخراج نتائج، على سطر الأوامر أو في بيئة تطوير متكاملة
• القدرة على تطبيق خوارزمية باستخدام لغة البرمجة المختارة للتمكن من استخدام الحلقات و العبارات الشرطية و المنطق و العبارات و المتغيّرات و الدّوال

تأليف برنامج حاسوبي

• القدرة على جمع و توثيق المتطلبات الوظيفية لمشروع نظام معلوماتي
• القدرة على تحليل المتطلبات الوظيفية و تحديد الموارد المطلوبة التقنية و البشرية و المهارية
• القدرة على تأليف برمجية لحلّ مشكلة
• القدرة على اتّباع أساليب اختبار البرنامج و اكتشاف البقّات
• التعرّف على أنماط البرمجة: الأمرية imperative (و تحتها: الإجرائية procedural)، مُهيكلة structured، و الإنشائية declarative (تحتها: الكائنية OOP و الداليّة functional)

التعامل مع الإنترنت برمجيا

• القدرة على التعامل مع الإنترنت برمجيا لجلب و نشر محتوى عليها

أساليب إيصال مقترحة:

• تطبيق حل لمشكلة باستخدام أداة برمجية بصرية معتمدة على الصناديق

وظائف المعلوماتية

• إدراك دور تقنية المعلوماتية في التجارة و في التعليم و في الحوكمة
• إدراك دور تقنية المعلوماتية في البحث العلمي و الطبّ و الهندسة
• إدراك التداخل بين تقنية المعلوماتية و الفنون (الفنّ التوليدي؛ و في السينما و التصوير و الموسيقا)
• القدرة على تصور تطبيقات جديدة لتقنية المعلوماتية
• القدرة على استشراف مستقبل وظائف تقنية المعلوماتية

جمع و تحليل البيانات

• القدرة على جمع و تحليل البيانات و استخلاص نتائج منها (على سبيل المثال، جمع بيانات من الطبيعة باستخدام مستشعرات أو جمع بيانات عن المجتمع بشكل تعاوني بالربط بما يقدّم في قسم التعاون أو جمع مخرجات البرمجيات و النّظم الحاسوبية و إنتاج معرفة و تطبيقات جديدة باستخدام ما يتم جمعه من بيانات)
• التعرف على حركة البيانات المفتوحة (Open Data) و التقنيات و الممارسات المتعارف عليها لهذه الحركة و أهمية هذه الحركة
• التعرف على بعض المستودعات العمومية للبيانات التي نتجت عن هذه الحركة
• القدرة على استخراج البيانات من المستودعات العمومية و تحليلها و استخدامها في تطبيقات مفيدة
• القدرة على نشر ما تم جمعه من بيانات و نتائج على مستودعات حرة

(ملاحظات للمحتوى: الإشارة إلى منحة School of Data في المصادر الإضافية)

أدوات و نبائط الحوسبة و الاتصالات

الحواسيب بأشكالها المختلفة

• معرفة الأنواع الحواسيب التقليدية و مكوناتها و معماريتها و فهم كيفية عملها
• القدرة على تطبيق المعارف و المفاهيم المكتسبة في تحديد أدوار المكونات المختلفة لمكونات حواسيب متنوعة و توصيف دور و كيفية عمل كل مكون و كيفية عملها معا

معمارية الحاسوب

• القدرة على تحليل معمارية الحاسوب و تحديد اثر مكوناته على قدراته
• القدرة على تصور معماريات مختلفة لحاسوب لأداء مهمة محددة و المقارنة بين التصميمات المختلفة

حل مشكلات العتاد الحوسبي

• القدرة على تحليل المشاكل و اكتشاف أسبابها بالاعتماد على فهم هيكلية الحاسوب

(طالع: مشروع منهج حر للحاسوب/أساسيات الحوسبة)

مقدمة في الشبكات

• معرفة ماهية شبكات الحواسيب و مكوناتها و تقنياتها
• معرفة الأنواع المختلفة لشبكات الحواسيب

كيف تعمل الشبكات

• فهم كيفية عمل شبكات الحواسيب
• القدرة على ضبط الحاسوب للاتصال بالشبكة
• القدرة على استخدام برمجيات بسيطة للتعرف على حالة الشبكة و هيكلها (ping, traceroute)
• القدرة التعامل مع الشبكة برمجيا (في مستويات مختلفة؟ للتعرف على طوبولوجيتها، أو لإدارتها، أو لجلب و نشر محتوى عليها)
• معرفة النماذج الناشئة لشبكات المستقبل غير المركزية الموزّعة المعمّاة غير القابلة للتعطيل و الحجب و الرقابة على محتواها
• معرفة الاستخدامات المختلفة لشبكات الحواسيب

(طالع: مشروع منهج حر للحاسوب/أساسيات الشبكات)

واجهة المستخدم

التعرف على أنواع واجهات المستخدم المختلفة و استخدامات كل منها. (طالع: مشروع_منهج_حر_للحاسوب/أساسيات_الحوسبة#واجهة المستخدم)

أثر تقنية المعلوماتية على المجتمع و العالم

أساسيات الإنترنت

• معرفة ماهية الإنترنت و كيف تعمل
• معرفة نماذج من تطبيقاتها
• التعرّف على الأدوات البرمجية المساعدة على فهم معمارية الشبكة و إدارة مواردها

فلسفيّات الإنترنت

• التعرّف على ملامح من آثارها على جوانب مختلفة في حياة الإنسان: اجتماعيا و اقتصاديا و سياسيا و علميا
• معرفة أهم القضايا المرتبطة بالإنترنت اليوم: حياديتها و حوكمتها؛ و أدوار الحكومات و الشركات و المجتمع المدني إلخ

المواطنة في العالم السبراني

• فهم ماهية الخصوصية بالتطبيق على الخصوصية الشخصية و خصوصية الآخرين
• فهم البلطجة السبرانية و التحرّش و الابتزاز و الجريمة الإلكترونية
• التعرّف على مفاهيم الملكية الفكرية و أهمّ القضايا المتعلّقة بها و فهم أثرها على موضوعات الحق في المعرفة و الحق في التعبير و التنمية الاقتصادية في المجتمعات المتخلّفة
• فهم و تطبيق آداب المعاملات في العالم الرقمي و عند استخدام وسائل الاتّصال المعاصرة
• القدرة على تقييم المواقف و الآراء المختلفة في القضايا الجدلية المشتركة\المنقولة\المتراوحة ما بين الفضاءات الافتراضية و العالم الواقعي

أثر تقنية المعلوماتية على العالم

• القدرة على النّقاش في أثر تقنية المعلوماتية على الحياة الشخصية للإنسان
• القدرة على النّقاش في أثر تقنية المعلوماتية على المجتمعات (بالتركيز على المجتمعات النامية)
• القدرة على النّقاش في أثر تقنية المعلوماتية على الحضارة الإنسانية (؟)
• القدرة على النّقاش في أثر تقنية المعلوماتية على البيئة (الآثار السلبية: إفراط في استهلاك الموارد، و النفايات الإلكترونية؛ الآثار الإيجابية: التنقل و الاتصال و إنتاج الطاقة النظيفة، و معالجة الآثار السلبية على البيئة من مراحل سابقة؛ فهم أفضل لعالمنا و تحسين استغلال موارده باستدامة؛ الموازنة و التكامل ما بين التقدّم التقني و البيئة الطبيعية)

قضايا أخرى متعلقة بالمعلومات و بالتقنية

• معرفة أهم قضايا الرقابة و المجهولية و الخصوصية و الحجب في وسائل الاتصال و الإعلام؛ و أدوار الحكومات و الشركات و المجتمع المدني إلخ
• القدرة على النّقاش في مسائل المساواة في الوصول إلى مصادر التقنية و البيانات و المعرفة و بالتالي القوة و الثروة و القدرة على النمو و الملكية الفكرية

(ملاحظة: قضايا المجهولية و الخصوصية تتعدي الإنترنت إلى علاقة الفرد بالحكومة و الشركات و كل الجهات التي تجمع معلومات عنه أو منه لأغراض مختلفة بما فيها تقديم خدمات له، بالتالي مطلوب إيجاد مكان مناسب لطرحها، كذلك قضايا الحجب تتصل بكل وسائل الإعلام)

دقّة المعلومات

• فهم أهمية التحقق من المعلومات من مصادر مختلفة و القدرة على الحكم على جودة المصادر بناء على:
  • الدقة
  • الشمول (عرض كل جوانب الموضوع بما فيها المتعارضة في الرأي)
  • شفافية واضعها في الإفصاح عن انحيازه
• القدرة على التحليل وصولا إلى قبول جزئيات من الرؤية المطروحة و نبذ جزئيات أخرى
• القدرة على توليف معرفة جديدة مما يوجد في مصادر متنوعة ليست بالضرورة متفقة
• إدراك أن مصادر المعرفة منحازة بالضرورة وفق أفكار و توجهات و ميول و مصالح واضعيها
• القدرة على عرض موضوع من مختلف جوانبه بما في ذلك وجهات النظر التي لا يعتقد العارض بصحّتها

طالع كذلك

• تقسيم الموضوعات على جلسات
• Commons-based_peer_production
• Collaborative innovation network
• Knowledge management - Semantic Web
• Self-organization
• Open-source movement - Crowdsourcing software development - Collaborative software development model
• Open-source hardware - Open design
• Knowledge commons - Mass collaboration - Citizen science
• Open business - Open Music Model - Open-source governance
• Digital rights
• Nonformal learning - Peer learning