CT-didaktik og biologiske systemer

Computational Thinking (CT) kan kort defineres som:

Computational thinking is the thought processes involved in formulating a problem and expressing its solution(s) in such a way that a computer—human or machine—can effectively carry out. (Jeanette Wing, 2014)

CT handler grundlæggende om at kunne tilgå et problem med abstrakt tænkning, analysere og dekomposere problemet og formulere algoritmiske instruktioner, der kan løse problemet. Det handler altså ikke nødvendigvis konkret om computerteknologi, men om at lære den problemløsende tankegang der ligger bag.

Vi kender CT vi fra vores hverdag, når vi skal vælge kø i supermarkedet i myldretiden, strikke en trøje efter mønster, eller vurdere, om det er bedst at leje eller købe en ski til ferien, men det har naturligvis en særlig rolle at spille i udviklingen af et samfund, hvor computerteknologi og databehandling spiller en afgørende rolle på alle niveauer. CT betragtes derfor af mange som en central fremtidig kompetence på linje med læsning, skrivning og matematik.

Men hvordan gør vi det i de biologiske fag? Hvordan gør vi det i matematik-biologi /bioteknologi-samspil?

Overvej følgende to sider af sagen:

Vinkel 1:

I undervisningen CT kommer af gode grunde ofte til at handle om computere. Man lærer elementer af programmering, eller lærer at justere på parametre i computersimuleringer.

Det kan indgå i undervisningen, i form af modeller for det biologiske indhold fx i simuleringer, eller som et redskab i databehandling. 

En central del af målet bliver at forstå og anvende computerprogrammer.

Vinkel 2:

Levende organismer er komplekse adaptative biologiske systemer, som er opbygget af komplekse adaptative undersystemer. De handler tilsyneladende formålsorienteret. De har indkodede procedurer, algoritmer og kontrolsystemer. De sanser, prioriterer, responderer og tilpasser sig. De kan kodes af mennesker, som vi kender det indenfor gensplejsning og syntetisk biologi.

Kunne vi så ikke træne CT-kompetencer i biologi- og bioteknologiundervisningen ved at arbejde med selve de biologiske systemer, så eleverne samtidig får en dybere forståelse for et biologisk fagligt indhold og det særlige ved disse systemer?

Hvorfor udvikler vi ikke undervisning, hvor elevernes CT-kompetencer trænes netop på biologien?

Formålet med dette projekt er at afprøve nye muligheder på vinkel 1, og tage de første skridt på vinkel 2.

Vi kommer ikke til at løse alle udfordringer, eller lave al undervisning om, men vi håber at kunne pege på nye tilgange til sagen.

Vi fokuserer på at gøre det indenfor tre områder af biologien, som vi finder særligt egnede:

• Bioinformatik
• Systembiologi
• Syntetisk biologi

Kilde:

Wing, Jeanette: Computational thinking benefits society, Social issues in compution (blog), 2014, URL: socialissues.cs.toronto.edu/index.html (besøgt 15-11-2022)