Computational Thinking – Denken wie Informatiker:innen

Computational Thinking meint die Art und Weise wie Informatiker:innen zu Denken und daher zu Verstehen, wie ein Computer denkt. Damit informatisches Denken aufgebaut wird, muss die Auseinandersetzung mit der Sprache und Arbeitsweise von Computern erfolgen. Anschliessend kann dem Computer gesagt gesagt werden, wie eine Aufgabe zu erledigen ist, dazu muss die Aufgabe bzw. das Problem in die Computersprache übersetzt werden. Problemlösungen werden in geeignete Arbeitsschritte zerlegt und programmiert, so dass der Computer die Probleme schliesslich ohne das Zutun der Menschen zu lösen vermag. 

Übung: Legosteine sortieren

Ein Beispiel dafür ist die Sortierung von Legosteinen. Beim Problem handelt es sich um einen Berg von unterschiedlich farbigen Legosteinen. Das Ziel ist es diese Legosteine nach Farben zu sortieren. Wie würdest du dabei vorgehen? In welche Schrittabfolge muss die Problemlösung zerlegt werden, damit die Sortierung durch den Computer erfolgen kann?

Eine Möglichkeit besteht darin, mit einer Farbe bzw. rot zu beginnen und den Haufen nach der gewünschten Farbe abzusuchen, bis alle roten Legosteine aussortiert sind. Weiter geht es mit den grünen, blauen, gelben Legosteinen usw. bis auf dem Haufen keine Legosteine mehr liegen. 

Eine weitere Möglichkeit könnte sein, wahllos Legosteine, ohne Rücksicht auf die Farbe, aus dem Haufen zu ziehen und diese der korrekten Farbe zuzuordnen, bis schliesslich der gesamte Haufen geräumt ist. 

In beiden Varianten passiert die Sortierung systematisch. Mit beiden Lösungsmöglichkeiten wird das Ziel erreicht. In der Computational Thinking Methode geht es nun darum, die Abfolge so klein- oder grossschrittig zu zerlegten, dass die Lösung programmiert und schliesslich vom Computer gelöst werden kann.

Computational Thinking beim Kochen

Computational Thinking ist keineswegs ein neues Phänomen. Die Art und Weise wie Informatiker:innen zu Denken ist ein alltägliches Unterfangen. Einem klassischen Beispiel von Computational Thinking begegnest du beim Kochen eines Gerichtes nach Rezept: Nachdem das Wasser im Topf beginnt zu sieden, kann das Salz beigefügt und die Pasta in das sprudelnde Wasser gelegt werden. Währenddessen bleibt Zeit, um die Zutaten für die aglio e olio – Sauce zu schnippeln. Der Kochprozess beinhaltet parallele sowie aufeinanderfolgende Arbeitsschritte. 

Das Verständnis für den Unterschied zwischen sequentiellen und parallelen Prozessen ist grundlegend, um Lösungsstrategien für Probleme entwickeln zu können und somit die Methode des Computational Thinking anwenden zu können. 

Der Prozess des Computational Thinking läuft meist dreistufig ab:

1. Problemformulierung: Problemanalyse mit Fragestellung z.B. Legosteine nach Farben sortieren
2. Repräsentation einer Lösung: Problemlösung z.B. Anleitung um Legosteine zu sortieren.
3. Ausführung und Bewertung der Lösungsrepräsentation: Z.B. Sortierung der Legosteine und Überprüfung der Qualität des Ergebnisses. Gibt es auch noch eine effizientere Lösung?

Achtung! Nicht zu Verwechseln ist Computational Thinking mit der Fähigkeit zu programmieren. Beim Computational Thinking ist vielmehr das konzeptuelle Verständnis von Programmierkonzepten gemeint, die Grundlagen für verschiedenste Programmiersprachen sind. 

So, nun hast du hoffentlich eine Vorstellung davon, was unter dem Begriff Computational Thinking verstanden wird. Überlege dir doch beim nächsten Mal Müll trennen, wie du die Mülltrennung so aufschlüsseln könntest, damit der Ablauf von einem Müll-Trenn-Roboter ausgeführt werden kann!