วิทยาการคำนวณ

ศูนยว์ ทิ ยาศาสตร์เพ่ือการศึกษาพิษณุโลก Phitsanulok Science Center For Education วิทยาการคานวณ (Computing Science)



วิทยาการคานวณ (Computing Science) ปัจจุบันการพฒั นาด้านเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ และการ สื่อสารได้นามาใช้เป็นเครื่องมือ ช่วยในการทางาน การศึกษา การเรียนรู้ให้มีประสิทธิภาพ และสะดวกสบายมากขึ้น การ เรียนรู้เก่ียวกับเทคโนโลยีสารสนเทศ และการสื่อสารที่ผ่านมา อาจไม่เพียงพอสาหรับการดาเนินชีวิตในยุคเศรษฐกิจดิจิทัลที่ ต้องมีพื้นฐานความรู้ และทักษะเพื่อแก้ปัญหาในชีวิตจริง หรือ พัฒนานวัตกรรม และใช้ทรัพยากรด้านเทคโนโลยีสารสนเทศ อย่างสร้างสรรค์ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (สสวท.) ได้ตระหนักถึงความสาคัญของการพัฒนาทักษะของ ผู้เรียนให้ดารงชีวิตอยู่ได้อย่างมีคุณภาพในศตวรรษที่ 21 จึงได้ ปรับเปลี่ยนหลักสูตรเทคโนโลยีสารสนเทศ และการสื่อสารไปสู่ หลักสูตรวิทยาการคานวณ ที่มุ่งเน้นให้ผู้เรียนได้พัฒนาทักษะ การคิดวิเคราะห์ แก้ปัญหาอย่างเป็นข้ันตอนและเป็นระบบ มีทักษะการคิดเชิงคานวณ และเป็นผู้ที่มีคุณธรรม จริยธรรม และค่านิยมในการใช้วทิ ยาศาสตร์อย่างสร้างสรรค์

วิทยาการคานวณ (Computing science) คืออะไร ? วิทยาการคานวณ (Computing science) เป็นวิชาที่มุ่งเน้นการเรียน การสอนให้เด็กสามารถคิดเชิงคานวณ (Computational thinking) มีความ พื้นฐานความรู้ด้านเทคโนโลยีดิจิทัล (Digital technology) และมีพื้นฐาน การรู้เท่าทันสื่อและข่าวสาร (Media and information literacy) ซึง่ การ เรียนวิชาการคานวณ จะไม่จากัดอยู่เพียงแค่การคิดให้เหมือน คอมพิวเตอร์เท่าน้ัน และไม่ได้จากัดอยู่เพียงการคิดในศาสตร์ของนัก วิทยาการคอมพิวเตอร์ แต่จะเป็นกระบวนการความคิดเชิงวิเคราะห์เพื่อ นามาใช้แก้ปัญหาของมนุษย์ โดยเป็นการส่ังให้คอมพิวเตอร์ทางาน และ ช่วยแกไ้ ขปญั หาตามทีเ่ ราต้องการได้อย่างมีประสิทธิภาพ

การจดั การเรียนการสอนวิชาวิทยาการคานวณ การจัดการเรียนการสอนวิชาวิทยาการคานวณ มีเป้าหมายที่สาคัญในการ พัฒนาผู้เรียนกล่าวคือ เพื่อให้ผู้เรียนมีความสามารถใช้ทักษะการคิดเชิง คานวณในการคิดวิเคราะห์ แก้ปัญหาอย่างเป็นขั้นตอน และเป็นระบบ มีทักษะ ในการค้นหาข้อมูลหรือสารสนเทศ ประเมิน จัดการ วิเคราะห์ สังเคราะห์ และ นาสารสนเทศไปใช้ในการแก้ปัญหา สามารถประยุกต์ใช้ความรู้ด้านวิทยาการ คอมพิวเตอร์ สือ่ ดิจิทลั เทคโนโลยีสารสนเทศ และการสือ่ สาร ในการแก้ปัญหา ในชีวิตจริง การทางานร่วมกันอย่างสร้างสรรค์เพื่อประโยชน์ต่อตนเองหรือ สังคม และสามารถใช้เทคโนโลยีสารสนเทศ และการสื่อสารอย่างปลอดภัย รู้เท่าทนั มคี วามรับผิดชอบมจี ริยธรรม ซึ่งในระดับช้ันชั้นมัธยมตอนต้นจะเป็นการเรียนการสอนที่เน้นการออกแบบ และการเขียนโปรแกรมอย่างง่าย เพื่อเป็นการฝึกแก้ไข ปัญหาทางคณิตศาสตร์ และวิทยาศาสตร์ไปพร้อม ๆ กัน ส่วนในระดับชั้นมัธยมตอนปลาย จะเป็นการประยุกต์ใช้แนวคิดเชิงคานวณ เพือ่ นาไปใช้ในการบรู ณาการกับโครงงานวิชาอื่น ๆ อยา่ งสร้างสรรค์ และมีประสิทธิภาพมากที่สุด

การคิดเชิงคานวณ (COMPUTATIONAL THINKING) คืออะไร การคิดเชิงคานวณ (computational thinking) คือกระบวนการ แก้ปัญหา ในหลากหลายลักษณะ เช่น การจัดลาดับเชิงตรรกศาสตร์ การวิเคราะห์ข้อมูล และการสร้างสรรค์วิธีแก้ปัญหาไปทีละข้ันทีละตอน หรือที่เรียก ว่า อัลกอริทึม (Algorithm) รวมทั้งการย่อยปัญหาที่ช่วยให้ รับมือกับปัญหาที่ซับซ้อนหรือมีลักษณะเป็นคาถามปลายเปิดได้ วิธีคิด เชิงคานวณมีความจาเป็นในการพัฒนาแอพพลิเคช่ันต่างๆ สาหรับ คอมพิวเตอร์ แตใ่ นขณะเดียวกนั วธิ ีคิดนีย้ งั ช่วยแก้ปัญหาในวิชาต่างๆ ได้ ด้วย ดังน้ันเอง เมื่อมีการบูรณาการวิธีคิดเชิงคานวณผ่านหลักสูตรใน หลากหลายแขนงวิชา นักเรียนจะเห็นความสัมพันธ์ระหว่างแต่ละวิชา รวมท้ังสามารถนาวิธีคดิ ที่เป็นประโยชน์นี้ ไปใช้แก้ปัญหาในชีวิตจริงได้ใน ระยะยาว

4 เสาหลกั ของการคิดเชิงคานวณ การพัฒนาแนวทางแก้ปัญหาอย่างเป็นข้ันเป็นตอน หรือสร้างหลกั เกณฑข์ ึน้ มาเพือ่ ดาเนินตามทลี ะขนั้ ตอนใน การมุ่งความคิดไปที่ข้อมูลสาคัญ และคัดกรองส่วนที่ไม่ การแก้ไขปัญหา เช่น เมื่อเราต้องการส่ังคอมพิวเตอร์ให้ เกี่ยวข้องออกไป เพื่อให้จดจ่อเฉพาะส่ิงที่เราต้องการจะทา ทางานบางอย่าง เราต้องเขียนโปรแกรมคาส่ังเพื่อให้มัน กระบวนการคัดกรองสิ่งที่ไม่เก่ียวข้องออกไป และมุ่งที่รูปแบบซึ่ง ทางานไปตามขั้นตอน การวางแผนเพื่อให้คอมพิวเตอร์ ชว่ ยให้เราแกป้ ญั หาได้เรยี กว่า แบบจาลอง (model) ทางานตอบสนองความต้องการของเรานี้เอง ที่เรียกว่า วิธีคิดแบบอัลกอริทึมคอมพิวเตอร์จะทางานได้ดีเพียงใด เมื่อย่อยปัญหาออกเป็นส่วนเล็กๆ ข้ันตอนต่อไปคือการหารูปแบบหรือลักษณะ ขึ้นอยู่กับชุดคาส่ังอัลกอริทึมที่เราส่ังให้มันทางานน่ันเอง ที่เหมือนกันของปญั หาเล็กๆ ทีถ่ ูกย่อยออกมา เช่น หากต้องวาดรูปแมว แมวทั้งหลาย การออกแบบอัลกอริทึมยังเป็นประโยชน์ต่อการคานวณ ย่อมมีลักษณะบางอย่างที่เหมือนกัน พวกมันมีตา หาง ขน และชอบกินปลา และร้อง การประมวลผลข้อมูล และการวางระบบอัตโนมตั ิต่างๆ เหมยี วๆ ลักษณะที่มีร่วมกันนี้ เราเรียกว่ารูปแบบ เมื่อเราสามารถอธิบายแมวตัวหนึ่ง ได้ เราจะอธิบายลกั ษณะของแมวตัวอื่นๆ ได้ ตามรูปแบบทีเ่ หมือนกนั นั่นเอง การย่อยปัญหาหรือระบบที่ซับซ้อน ออกเป็นส่วนเล็กๆ เพื่อให้ง่ายต่อการ จัดการและแก้ปัญหา เช่น หากต้องการ เข้าใจว่าระบบของจักรยานทางานยังไง ทาได้โดยการแยกจักรยานออกเป็น ส่วนๆ แล้วสังเกต และทดสอบการ ทางานของแต่ละองค์ประกอบ จะเข้าใจ ได้ง่ายกว่าวิเคราะห์จากระบบใหญ่ที่ ซับซ้อน

ขอบเขตของวิชาวิทยาการคานวณมอี ะไรบ้าง? การกาหนดขอบเขตการเรียนการสอนของวิชาวิทยาการคานวณมี 3 องคค์ วามรู้ ดังนี้ 1. การคิดเชงิ คานวณ (computational thinking) เป็นวิธีการคิดและแกป้ ญั หา เชิงวิเคราะห์ สามารถใช้จินตนาการมองปัญหาด้วยความคิดเชิงนามธรรม ซึ่งจะทา ให้เราสามารถเห็นแนวทางในการแก้ปัญหาอย่างเป็นข้ันตอนและมีลาดับวิธีคิดได้ โดยวิธีคิดแบบวิทยาการคานวณนี้ ไม่ใช่เพียงแค่การเขียนโปรแกรม เพราะภาษา โปรแกรมมีการเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา แต่จุดประสงค์ที่สาคัญกว่าคือการสอนให้ เดก็ คิดและเชื่อมโยงปัญหาต่างๆ เปน็ จนสามารถแกป้ ัญหาได้อย่างเป็นระบบน่นั เอง 2. พ้ืนฐานความรู้ด้านเทคโนโลยีดิจิทัล (digital technology) เป็นการสอน ให้รู้จักเทคนิควิธีการต่างๆ เก่ียวกับเทคโนโลยีดิจิทัล โดยเฉพาะในยุคไทยแลนด์ 4.0 จะเน้นในด้านระบบอัตโนมัติ (Automation) ที่อยู่ในชีวิตประจาวัน ไม่ว่าจะเป็นด้าน การเกษตร อุตสาหกรรม หรือคมนาคม ให้เด็กๆ ได้เรียนรู้อย่างรอบด้าน และนามา ประยุกต์ใช้งานได้อย่างเหมาะสม

ขอบเขตของวิชาวิทยาการคานวณมอี ะไรบา้ ง? (ตอ่ ) 3. พ้ืนฐานการรู้เท่าทันสื่อและขา่ วสาร (media and information literacy) เป็นทักษะเก่ียวกับการรู้เท่าทันสื่อและเทคโนโลยีดิจิทัล แยกแยะได้ว่าข้อมูลใดเป็น ความจริงหรือความคิดเห็น โดยเฉพาะข้อมูลบนสื่อสังคมออนไลน์ นอกจากนี้ยังเป็น เรื่องของความปลอดภัยในโลกไซเบอร์ รู้กฎหมายและลิขสิทธิ์ทางปัญญาต่างๆ เพือ่ ให้เดก็ ใช้ช่องทางนี้ได้อย่างรู้เท่าทันและปลอดภยั มากทีส่ ุด

สาระการเรียนร้เู ทคโนโลยี (วิทยาการคานวณ) มีอะไรบ้าง ? ในการจัดการเรียนรู้วิชาวิทยาการคานวณน้ันผู้เรียนจะต้องมีองค์ความรู้ ทกั ษะหรือกระบวนการเรียนรู้ ดงั นี้ สาระการเรียนรูเ้ ทคโนโลยี (วิทยาการคานวณ) มุ่งหวังให้ผู้เรียนได้เรียนรู้ และมีทักษะการคิดเชิงคานวณ การคิดวิเคราะห์ แก้ปัญหาเป็นข้ันตอนและเป็น ระบบ ประยุกต์ใช้ความรดู้ ้านวิทยาการคอมพวิ เตอร์ เทคโนโลยีสารสนเทศและการ สื่อสาร ในการแก้ปัญหาที่พบในชีวิตจริงได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยได้กาหนด สาระสาคญั ดงั นี้ วิทยาการคอมพิวเตอร์ การแกป้ ัญหาอย่างเป็นข้ันตอนและเปน็ ระบบ การใช้ แนวคิดเชิงคานวณในการแก้ปัญหาในชีวิตประจาวัน การบูรณาการกับวิชาอื่น การ เขียนโปรแกรมการคาดการณ์ผลลัพธ์ การตรวจหาข้อผิดพลาด การพัฒนาแอป พลิเคชันหรือพัฒนาโครงงานอย่างสร้างสรรค์เพือ่ แก้ปญั หาในชีวิตจริง

สาระการเรียนรู้เทคโนโลยี (วิทยาการคานวณ) มีอะไรบ้าง ?(ตอ่ ) เทคโนโลยีสารสนเทศ และการสื่อสาร การรวบรวมข้อมูล การประมวลผล การประเมินผลการนาเสนอข้อมูลหรือ สารสนเทศเพื่อแก้ปัญหาในชีวิตจริง การค้นหาข้อมูลและแสวงหาความรู้บนอินเทอร์เน็ต การประเมินความน่าเชื่อถือของข้อมูล การเลือกใช้ซอฟต์แวรห์ รือบริการบนอนิ เทอร์เน็ต ข้อตกลง และข้อกาหนดในการใช้สื่อหรือแหล่งข้อมูลต่าง ๆ หลกั การทางานของ คอมพิวเตอรแ์ ละเทคโนโลยีการสื่อสาร การรู้ดิจิทัล การใช้เทคโนโลยีสารสนเทศ และการสื่อสารอย่างปลอดภัย การจัดการอัตลักษณ์ การรู้เท่าทันสื่อ กฎหมาย เกี่ยวกบั คอมพิวเตอร์ การใช้ลิขสิทธิข์ องผู้อืน่ โดยชอบธรรมนวัตกรรม และผลกระทบของเทคโนโลยีสารสนเทศ และการสือ่ สารต่อ การดาเนินชีวติ อาชีพสงั คม และวัฒนธรรม

สรปุ เกีย่ ววิทยาการคานวณ จากที่กล่าวมาข้างต้นสรุปได้ว่าวิทยาการคานวณ เปน็ รายวิชาพื้นฐานในกลุ่มสาระการวิทยาศาสตร์และ เทคโนโลยีซึ่งมีเป้าหมายพัฒนาผู้เรียนให้ใช้ทักษะการ คิดเชิงคานวณสามารถคิด วิเคราะห์ แก้ปัญหาอย่าง เป็นขั้นตอน และเป็นระบบ สามารถค้นหาข้อมูล หรือ สารสนเทศ ประเมิน จัดการ วิเคราะห์ สังเคราะห์ และนาสารสนเทศไปใช้ในการแก้ปัญหาประยุกต์ใช้ ความรู้ในการแก้ปัญหาในชีวิตจริงและทางานร่วมกัน อย่างสร้างสรรค์ ใช้เทคโนโลยีสารสนเทศ และการ สื่อสารอย่างปลอดภัย รู้เท่าทัน มีความรับผิดชอบ มีจริยธรรม

เอกสารอ้างอิง วชั รพัฒน์ ศรีคาเวียง. วิทยาการคานวณ.คลังความรู้ SciMath. สืบค้นเมื่อ 19 เมษายน 2564. จาก https://www.scimath.org/lesson-technology/item/8808-computing-science Krupitchaya. การคิดเชิงคานวณ (COMPUTATIONAL THINKING) คืออะไร. สืบค้นเมือ่ 19 เมษายน 2564. จาก https://krupitchayathinking.blogspot.com/2019/10/blog-post.html สถาบนั ส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี. (2561). คู่มือการใช้หลักสตู รรายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์ ตาม มาตรฐานการเรียนรู้และตัวชีว้ ดั กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ (ฉบบั ปรบั ปรุง พ.ศ.2560) ตามหลักสูตรแกนกลาง การศึกษาข้ันพื้นฐาน พุทธศักราช 2551 สาระเทคโนโลยี (วิทยาการคานวณ) ระดบั ประถมศกึ ษาและมัธยมศึกษา. กรุงเทพฯ : สถาบนั ส่งเสรมิ การสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี กระทรวงศึกษาธิการ. บรุ ินทร์ รุจจนพนั ธ์ุ. วิทยาการคานวณ (Computing science) คืออะไร. สืบค้นเมื่อ 19 เมษายน 2564. จาก http://www.thaiall.com/computingscience/

THANK YOU