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 ما هو الحاسوب و ما هي خصائصه
• التعرف على معمارية فُن نويمان و إدراك أنها احد المعماريات الأكثر شيوعا و لكنها ليست المعمارية الوحيدة
• فهم الدور الوظيفي لكل مكون من مكونات معمارية فُن نويمان في عمل الحاسوب.
• فهم تنظيم الذاكرة في معمارية فُن نويمان
• فهم ماهية البرنامج الحاسوبي
• فهم كيفية قيام تفاعل مكونات معمارية فُن نويمان معاً لتنفيذ برنامج حاسوبي
• فهم حالة البرنامج الحاسوبي

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 (أرى أن فلسفة مفهوم التعاون، ضروري معالجته هنا . حيث يتضمن مفاهيم التعاون والتشارك ولكنه يشرح بوضوح النقطة الأساسية في فلسفة التعاون وهي : نجاحك يعود عليَّ بالفائدة ، ونجاحي يعود عليك بالفائدة أيضاً . وبالتالي : إما أن نغرق معاً أو ننجو معاً ، أو بالشعبي : يا نعيش عيشه فُل ، يا نموت احنا الكُل. كما أنه من المهم أن نشرح العناصر الخمسة التي يقوم عليها أي تعلُم تعاوني ؛ وهي : الاعتماد الإيجابي المُتبادل ـ المسئولة الفردية والجماعية ـ التفاعُل المُعزَّز وجهاً لوجه ـ تعلُّم المهارات الجماعية والمهارات البينشخصية (المهارات الخاصة بتنفيذ المهمة ، وتلك الخاصة بالعمل الجماعي) ـ مُعالجة عمل المجموعة ويتضمن فحص طريقة عمل أعضاء المجموعة معاً وكيفية زيادة فاعلية المجموعة. ربما يكون هذا الكلام كبير على توصيله إلى المشاركين من الفتية والفتيات . وربما نُفكِّر سوياً في تضمينه برنامج تدريب المدربين .

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 /(استثمار أحلا) موارد تقنية المعلوماتية

أدوات التشاركية

التعرف على أدوات التشارك و العمل الجماعي و القدرة على استخدامها:

• التعرف على أدوات مساعدة على تصميم و توثيق و إدارة المشروعات المعلوماتية و إدراك أهميتها
• التعرّف على أدوات و ممارسات إدارة مصادر الكود تشاركيا و تطوير البرمجيات تعاونيا
• التعرّف على مستودعات محتوى حرّ (بيانات؛ كود؛ نصوص؛ صور؛ صوت؛ فيديو؛ تصميمات عتاد)
  • القدرة على على استخدام بعض الأدوات المعلوماتية في التأليف التشاركي في الوسائط المختلفة (ويكيات؛ صفحة رسم تشاركية؛ ممازج صوت، إلخ)

أدوات البحوث

• 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).

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

• التعرف على بعض تصنيفات الحواسيب و أنواع الحواسيب المختلفة تبعا لهذه التصنيفات.
• التعرف على مكونات بعض الحواسيب الشائعة كالحواسيب الشخصية و الخوادم و بعض الحواسيب المضمنة (كالذاكرة بأنوعها؛ المعالجات؛ المستشعرات؛ المبدلات) و فهم وظائف هذه المكونات تبعا لمعمارية فُن نويمان.
• التعرف على بعض التقنيات المستخدمة في وحدات الإدخال و وحدات الإخراج و الذاكرة الرئيسية و الذاكرة الثانوية
• القدرة على تطبيق المعارف و المفاهيم المكتسبة في تحديد أدوار المكونات المختلفة لحواسيب متنوعة و توصيف كيفية عمل كل مكون و كيفية تفاعلها 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 معمارية 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)
• التعرف على تطبيقات شبكية مختلفة مفيدة أو لازمة لعمل الشبكة (خواديم الملفات؛ الأدلة و خواديم الأسماء؛ خواديم التوثيق و التصريح)
• 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 (بالتركيز على تفردها عن أي شبكة أخرى من حيث الحجم و الإدارة و الحوكمة)
• معرفة نماذج من استخداماتها في المجالات المختلفة في الحياة العامة (التعلّم عن بعد؛ الاتصالات؛ التجارة؛ الحجوزات؛ البحث العلمي؛ التنمية الاجتماعية و التنظيم)

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
• معرفة أهم قضايا الرقابة و المجهولية و الخصوصية و الحجب في وسائل الاتصال و الإعلام؛ و أدوار الحكومات و الشركات و المجتمع المدني إلخ
• 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
• 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
• 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

(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)

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)

دقّة المعلومات

• التعرف على مفاهيم جودة و دقة و صحة المعلومات و ما يمكن أن يشوب المعلومات من عيوب توثر على جودتها
• 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