วิทยาการคำนวณ ม.1

รายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตรกลุมสาระการเรียนรวู ทิ ยาศาสตร เทคโนโลยี (วทิ ยาการคาํ นวณ) ชัน้ มธั ยมศกึ ษาปที่ 1 goo.gl/ZtuZ9z

เทคโนโลยี (วทิ ยาการคาํ นวณ) ช้ันมธั ยมศึกษาปท ่ี 1 บทที่ 1 แนวคดิ เชิงนามธรรม บทที่ 2 การแกไ ขปญ หา บทท่ี 3 การโปรแกรมภาษาไพทอน บทที่ 4 การโปรแกรมดว ย Scratch บทท่ี 5 ขอ มูลและการประมวลผล บทที่ 6 การใชเทคโนโลยีสารสนเทศอยา งปลอดภยั

บทท่ี 1แนวคดิ เชงิ นามธรรมAbstraction Thinking ● แนวคดิ เชิงนามธรรม ● การคัดเลือกคุณลกั ษณะทจ่ี ําเปน ตอการแกปญ หา ● การถา ยทอดรายละเอียดของปญหาและการแกไขปญ หา

จดุ ประสงคข องบทเรียนเมื่อเรยี นจบบทนีแ้ ลว นักเรียนจะสามารถ ● อธบิ ายวธิ กี ารนาํ แนวคิดเชงิ นามธรรมมาใชวเิ คราะหโจทยปญ หา และถายทอดแนวคิด ● วิเคราะหร ายละเอยี ดทจี่ าํ เปน ของปญ หาออกจากรายละเอียด ที่ ไมจ ําเปน และอธบิ ายรายละเอยี ดทไ่ี มค รบถว น ● ออกแบบวิธีการแกปญหาโดยใชแนวคิดเชงิ นามธรรม

การคดิ เชิงคาํ นวณComputational Thinking (CT)

การคดิ เชงิ คาํ นวณComputational Thinking (CT)● การแบงยอยปญหา (Decomposition) -> แบง ปญหาหรอื สง่ิ ตา งๆ ออกเปน สว นๆ เพอ่ื ใหงา ย ตอ การแกปญหาน้ัน● การเขาใจรปู แบบ (Pattern Recognition) -> หารูปแบบหรอื ลักษณะสิ่งตา งๆ ทม่ี ักเกิดขึ้น เหมือนๆกนั● ความคิดเชิงนามธรรม (Abstraction) -> มองและระบุปญ หาหลักหรอื สง่ิ ทจ่ี าํ เปน ได● การออกแบบขน้ั ตอนวธิ ี (Algorithm Design) -> ออกแบบลาํ ดับข้นั ตอนของการแกป ญหา

แนวคดิ เชงิ นามธรรม แนวคดิ เชิงนามธรรม (Abstraction Thinking) เปน องคป ระกอบหนง่ึของ แนวคิดเชงิ คาํ นวณ (Computational Thinking) ซง่ึ ใชก ระบวนการคดั แยกคุณลกั ษณะที่สําคญั ออกจากรายละเอยี ดปลีกยอยในปญ หา หรอืงานทีก่ าํ ลงั พิจราณา เพื่อใหไดข อ มลู ทจ่ี ําเปนและเพียงพอในการแกปญหา

“ ในชวี ติ ประจําวนั นักเรยี นคงเคยพบกบั ปญ หาที่ไมร ูหรือจะแกไขดาํ เนินการอยา งไร น้ันเพราะนักเรยี นอาจจะไมเ ขาใจปญ หาหาดพี อ ”

“ เชน นกั เรียนตอ งเดินทางไปสถานทแ่ี หงหน่ึง ดว ยรถโดยสาร นักเรียนอาจจะตอบวาไมเคยไป จะไปไดอยางไร แตถา หากนกั เรยี นพจิ ารณา รายละเอียดตอ ไปวา สถานที่นัน้ อยูท ใี่ ด มีสถานท่ีใดบางทอี่ ยูใ กลเ คยี ง กอ็ าจจะทําใหน กั เรยี นนึกออกวาจะสามารถเดินทางไปไดอยางไร ตอ งเดินทางไป ตอรถทีใ่ ด ราคาคาโดยสารเปนเทา ใด ”

การพิจราณารายละเอยี ดของปญหาการเดนิ ทางของนักเรียน ทาํ ใหเขา ใจเงื่อนไขท่ีเกย่ี วขอ งและทาํ ใหท ราบประเด็นที่สาํ คัญ เพื่อนาํ ไปสวู ธิ ีการแกไ ขปญหาทมี่ ปี ระสทิ ธภิ าพ

ทวบทวนความรูก อ นเรยี นเมอ่ื นักเรียนมีปญ หาหรอื คําถาม นักเรยี นมวี ิธกี ารอธิบายใหผูอนื่ เขา ใจไดอยา งไร

“การออกแบบการแกป ญ หาโดยนําแนวคดิ เชิงนามธรรมมาประยกุ ตใช จะทาํ ใหก ารแกปญ หามปี ระสิทธภิ าพมากขึน้ ในบทนจี้ ะกลา วถึงกระบวนการในการพจิ ราณารายละเอยี ดของปญ หา ซึง่ จะนําไปสูวิธีการแกปญ หา” ในการแกป ญ หาหน่งึ อาจมวี ิธีการแกป ญ หาไดหลายวธิ ีข้นึ อยกู ับการมองเหน็ ของปญ หา การมองเห็นรายละเอียดเปาหมายของโจทยป ญหา และประสบการณของผแู กปญ หา

ตวั อยางท่ี 1.1 คาํ ทักทาย Hello ในภาษาองั กฤษรปู แบบตา งๆ

ใหผ ูเ รียนแตละกลุมเขียน คําวา hello เปนภาษาอังกฤษลงในกระดาษ ตามจนิ ตนาการ แลวใหต ัวแทนกลมุ ออกมา ยืนหนาชน้ัพรอมยกกระดาษใหเ พื่อนดู

คาํ วา hello แตล ะตวั มีรปู แบบทแี่ ตกตางกันขน้ึ อยูกับประสบการณทผี่ ูเ ขยี นแตละคนมีจากตวั อยางจะเห็นรายละเอียดท่แี ตกตา งกนั เชน สี รูปแบบอักษร font อักษรพิมพเล็กพิมพใหญ การเอียงของอักษร โดยรปู แบบท่ีแตละคนมีอยู ถาจะถายทอดใหผ อู ่นื รับรูแ ละเขาใจทกุอยา งแทบจะเปน ไปไมไดเ ลย และอาจจะไมม ีความจาํ เปน ทีผ่ อู น่ื ตองรับรรู ายละเอียดทง้ั หมด ในท่ีน้หี ากผูรบั ขอ มลู ตอ งการทราบแคว า คําน้ปี ระกอบไปดวยอักขระใดบาง โดยไมสนใจองคป ระกอบอ่นื ๆ ภาพๆ นีก้ ็จะมีองคป ระกอบนามธรรมแค เปนคําท่ปี ระกอบไปดว ยอกั ขระh,e,l,l และ o เทาน้นั หรอื เปนคําอังกฤษเพยี งหน่ึงคํา

จงตอบคําถามตอ ไปน้ีการคดั กรองรายละเอยี ดของคําวา HELLO เมอื่ ระบุความตองการที่แตกตา งกัน ● ขอ มูลประกอบดว ยคาํ กี่คาํ ● ขอ มลู ประกอบดวยอักขระกี่ตวั ● ขอ มูลประกอบดวยอักขระใดบาง ● ขอมูลประกอบดว ยอักขระใดบา ง แตล ะอกั ขระประกอบดวยสีใด ● ขอ มูลประกอบดวยอกั ขระใดบา ง แตละอักขระเปนอกั ษรตวั พิมพเ ลก็ พมิ พใ หญ และมสี อี ะไร

ตาราง 1.1 คําอธบิ ายคุณษณะของคาํ วา Hello ตามรายละเอยี ดทีต่ อ งการรายละเอยี ดทตี่ องการ คาํ อธบิ ายคณุ ลกั ษณะของ รูปแบบคาํ วา Hello ระดบั ความระเอยี ด คาํ วา Helloขอ มลู ประกอบดวยคาํ ก่คี ํา คาํ ภาษาอังกฤษหนงึ่ คํา นอ ยขอมลู ประกอบดวยอกั ขรระกี่ คําภาษาองั กฤษที่ตวั ประกอบดว ยอกั ขระ 5 ตัวขอ มูลประกอบดวยอกั ขระใด อักขระ H,E,L,Lและ O Helloบา งขอ มูลประกอบดวยอักขระใด อักขระ H,E,L,Lและ O ที่ Helloบาง แตละอกั ขระ แตละอนั อักขระมสี ีเหลอื งประกอบดวยสีใด เขียว น้ําเงิน แดง และมว ง ตามลาํ ดับขอ มลู ประกอบดว ยคาํ กีค่ ํา คําภาษาองั กฤษหนงึ่ คํา Helloขอ มลู ประกอบดว ยอกั ขระใด อักขระ H,e,l,l และ o ท่ีบาง แตละอกั ขระเปนอักษร แตละอักขระมสี ีเหลือง เขยี วตวั พิมพเ ลก็ พิมพใหญ และมี น้ําเงนิ แดง และมวง ตามสอี ะไร ลําดับมีเฉพาะอกั ขระ H พมิ พใ หญ สว นอกั ขระท่ี เหลือเปน อักษรพิมพเ ลก็ มาก

กิจกรรมที่1.11. ใหนกั เรยี นวาดรปู ตามรายละเอยี ดตอ ไปน้ี

การคัดเลอื กคุณลักษณะที่จาํ เปน ตอ การแกไขปญหา การคัดเลือกคณุ ลักษณะทจี่ ําเปนตอการแกไขปญหา คือ การพิจารณารายละเอียดของปญหาที่อาจจะมจี าํ นวนมาก ทงั้ ท่จี ําเปน และไมจําเปนตอ การแกไขปญหา ดังนนั้ การแกไข ปญหานักเรียนควรเลือกรายละเอยี ดของปญ หาทจ่ี ําเปนเทา นนั้

รายการอาหาร ประเภท ราคา สถาการณต ัวอยา ง (บาท) สลดั ผกั อาหาร ณ หอ งเรียนหนึ่งในโรงเรยี นมัธยมแหง หนง่ึ มี กว ยเตีย๋ ว อาหาร 20 นกั เรียนอยทู ้งั หมด 40 คน เพื่อเปนการตอนรบั การ ขา วผดั อาหาร 35 เปด เรียน มีกลมุ เพ่อื นรักซึ่งประกอบดว ย ดําจงั แก ทับทมิ กรอบ ของหวาน 30 ยงุ บนิ ซมุ และภาจีวร ไดนดั กนั ไปรบั ประทานอาหารลอดชองน้ํากะทิ ของหวาน 20 ทีร่ านเงียบเหงาโภชนา ใกลๆโรงเรยี น และตกลงกนั นํ้ามะนาวปน เคร่อื งด่ืม 25 วาไมว าใครจะสง่ั อะไรก็จะจายคา อาหารคนละเทาๆ เครอ่ื งดม่ื 25 กันโดยมีรายการอาหารดังน้ี ชาเยน็ 15 -ดาํ จงั แกส่ังสลดั ผักกบั น้ํามะนาวปน -ยุงบนิ ซุมสั่งขา วผดั กบั ชาเยน็ -สว นภาจวี รส่ังกวยเต๋ยี วกับทับทมิ กรอบ ใหนักเรียนพิจารณา วามีขอมลู ใดบา งที่จําเปนตอ การแกปญหาการจายคาอาหารนี้

ราคาอาหารแตล ะ ประเภทอาหารแตละ รายการท่สี ่งั รายการที่สั่งราคาเครื่องด่ืมแตล ะ ช่อื เพ่ือนที่ไปทานรายการของทง้ั รา น อาหารดวยกันจาํ นวนเพ่ือนในหอง จาํ นวนเพอื่ นที่ไปทาน ทง้ั หมด อาหารดว ยกนั ชอ่ื อาหารแตล ะ ราคาของหวานแตละ รายการที่สงั่ รายการของทั้งรา น

การถายทอดรายละเอยี ดของปญหาและการแกป ญหา หลงั จากการทค่ี ัดแยกรายละเอียดท่จี าํ เปนออกจากรายการ ละเอียดทไ่ี มจ ําเปน ไดแ ลว ข้ันตอนตอไปคอื การถา ยทอดราย ละเอียดนี้ไปสูผทู ี่จะวิเคราะหและแกป ญ หา ซ่งึ เปนไปไดหลายรูป แบบ หากผแู กปญ หาคือบุคคลอืน่ การถายทอดปญ หาสามารถ ทาํ ไดโดยการอธบิ ายเปน ขอความและอาจใชแผนภาพประกอบ หากผูแกป ญ หาคือคอมพิวเตอร การถา ยทอดวธิ กี ารแกไ ขปญหา ก็จะอยูในรปู แบบของภาษาโปรแกรม



ลุงสมบตั ิตอ งการหารายไดเสรมิ โดยการตัดถนนสว นบคุ คลท่อี นุญาตใหผขู บั ขี่ยานพาหนะผา นไปมาได แตต อ งจา ยคา ผา นทางโดยเริ่มตน ทค่ี ันละ 10 บาท บวกดวยคาธรรมเนยี มท่ีคดิ ตามจํานวนลอของยานพาหนะลอละ 5 บาท(ตวั อยา งเชน รถเกง4ลอจะตองเสียคาผานทาง 10+4x5 = 30 บาท) สว นคนเดินเทา สามารถสญั จรผานไปมาไดโ ดยไมตอ งเสียคาผานทาง จงหารายไดของลุงสมบตั ทิ ีเ่ กบ็ ไดท ้ังหมดของจํานวนรถจากรูปภาพ ดงั ตอไปนี้

สง่ิ ทโี่ จทยตองการ คือ คา ผา นทางทั้งหมดที่ลงุ สมบัติจะเก็บได ซงึ่ คํานวณไดจากจํานวนยานพาหนะ และจาํ นวนลอ ของยานพาหนะ สว นรายละเอยี ดอ่ืนๆ เชน สี รปูทรง จํานวนคนเดมิ ผานทางสามารถละทง้ิ ไดเนือ่ งจากไมมีสวนเกี่ยวขอ งกับการคํานวณ







สรุปทา ยบท “การนาํ แนวคดิ เชิงนามธรรมไปใชใ นการแกปญหา สิ่งทสี่ ําคัญที่สดุ คือ การคดั แยกคุณลกั ษณะทสี่ าํ คญั ออกจากรายละเอยี ดท่ไี มจ ําเปน เพอื่ ใหไ ดขอ มูลที่จาํ เปน เพียงพอ และกระชับในการถา ยทอดองคป ระกอบของปญ หา ทาํ ใหการแกป ญ หามีประสิทธิภาพมากขน้ึ ชวยใหก ารออกแบบขั้นตอนวธิ ใี นการหาคําตอบทําไดง า ยขนึ้ อีกทงั้ ยังเพ่มิโอกาสทจี่ ะพบวา ปญ หาที่กําลงั แกไขเปนสง่ิเดยี วกนั กับปญ หาเดมิ ทีเ่ คยแกไ ขแลว สง ผลใหสามารถนําวธิ ีการทีม่ อี ยูแลว มาประยุกตใ ชง านไดโดยไมตองออกแบบวิธีการแกป ญ หาใหมตงั้ แตตน”

Welcome toComputing Science (CS)