เอกสารประกอบการสอน การแก้ปัญหา สร้างใหม่

เร่อื ง การแกป้ ญั หา กลมุ่ สาระการเรียนรูว้ ทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี สาหรบั นกั เรียนระดบั มธั ยมศกึ ษาปีท่ี 1 นางสาวสขุ ุมาล คงเนียม ครูชานาญการ โรงเรยี นบางดวี ทิ ยาคม สานกั งานเขตพ้นื ท่ีการศกึ ษามธั ยมศึกษา เขต 13

เอกสารประกอบการสอน การแกป้ ญั หา จดุ ประสงคข์ องบทเรียน ☺ อธิบายขน้ั ตอนการแกป้ ญั หา ☺ วางแผนการแกป้ ญั หาโดยใชร้ หสั ลาลอง และผงั งาน ☺ แกป้ ญั หาตามขน้ั ตอนการแกป้ ญั หา จดั ทาโดย นางสาวสุขมุ าล คงเนียม กลมุ่ สาระการเรยี นรูว้ ทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

เอกสารประกอบการสอน การแกป้ ญั หา ขน้ั ตอนการแกป้ ญั หา การแกป้ ญั หาเป็ นกิจกรรมพ้ืนฐานในการดารงชีวิตของมนุษย์ ปญั หาบางปญั หาสามารถหา คาตอบไดใ้ นทนั ที ขณะท่บี างปญั หาใชเ้ วลานานในการคน้ หาคาตอบ อย่างไรก็ตามทกุ คนต่างตอ้ งการหา วิธกี ารในการแกป้ ญั หาทีท่ าใหไ้ ดค้ าตอบทถ่ี กู ตอ้ งในเวลารวดเร็ว การแกป้ ญั หา ประกอบดว้ ย 4 ขน้ั ตอนดงั รูป 2.1 คอื 1. วิเคราะหแ์ ละกาหนดรายละเอียดของปญั หา เป็ นการทาความเขา้ ใจเกี่ยวกบั รายละเอียด เง่อื นไข ขอ้ กาหนด รวมถึงขอ้ จากดั ต่าง ๆ ของปญั หา ขอ้ มูลท่ีจาเป็นในการแกป้ ญั หา ตรวจสอบว่ามี ขอ้ มูลเพยี งพอหรือไม่ จะหาขอ้ มลู เพม่ิ เติมใหค้ รบถว้ นตอ่ การใชแ้ กป้ ญั หาไดอ้ ย่างไร ขอ้ มลู ผลลพั ธท์ ีไ่ ด้ คอื อะไร และจะตรวจสอบความถูกตอ้ งของผลลพั ธท์ ไ่ี ดอ้ ยา่ งไร จดั ทาโดย นางสาวสขุ ุมาล คงเนียม กล่มุ สาระการเรยี นรูว้ ิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

เอกสารประกอบการสอน การแกป้ ญั หา 2. การวางแผนการแกป้ ญั หา เคร่ืองมือท่ีใชใ้ นการวางแผนการแกป้ ญั หา สาหรบั การพฒั นา โปรแกรม อาจเลือกใชร้ หสั ลาลอง หรือผงั งาน โดยวิธีการแกป้ ญั หาท่ีไดเ้ รียกว่า ข้ันตอนวิธีหรือ อลั กอริทมึ (algorithm) ซ่งึ เป็นลาดบั ข้นึ ตอนในการแกป้ ญั หาหรอื การทางานท่ีชดั เจน 3. การดาเนินการปญั หา เป็นกระบวนการที่ไดว้ างแผนไวม้ าปฏิบตั ิ หรือพฒั นาโปรแกรมเพ่อื แกป้ ญั หา โดยอาจใชภ้ าษาโปรแกรมช่วยในการดาเนินการ 4. การตรวจสอบและประเมินผล ขน้ั ตอนน้ีจะทาควบคู่ไปกบั ขน้ั ตอนการดาเนินการแกป้ ญั หา โดยการตรวจสอบผลลพั ธท์ ่ีไดไ้ ม่ถูกตอ้ ง หรือยงั มีส่วนท่ีตอ้ งแกไ้ ขปรบั ปรุงอยู่ ตอ้ งยอ้ นกลบั ไปทาซ้า ตง้ั แตข่ น้ั ตอนแรกจนกวา่ จะไดผ้ ลลพั ธท์ ี่ถกู ตอ้ ง ตวั อย่างท่ี 2.1 การหาคา่ มากทส่ี ดุ ของจานวนสามจานวนทีก่ าหนดให้ การแกป้ ญั หามขี น้ั ตอนดงั น้ี ขน้ั ตอนที่ 1 การวเิ คราะหแ์ ละกาหนดรายละเอยี ดของปญั หา ขอ้ มูลเขา้ จานวนสามจานวน ไดแ้ ก่ a, b และ c ขอ้ มูลออกหรือสง่ิ ที่ตอ้ งการ ตวั เลขท่ีมีคา่ มากทส่ี ดุ ของเลขสามจานวน วิธีตรวจสอบความถูกตอ้ ง ดาเนินการหาตวั เลขที่มากที่สุดดว้ ยตนเอง โดยกาหนดชุดตวั เลข 3 จานวน เช่น 8, 7 และ 12 ในกรณีน้ีตวั เลขทม่ี คี า่ มากท่สี ดุ คือ 12 ขน้ั ตอนที่ 2 การวางแผนการแกป้ ญั หา 2.1 เปรยี บเทยี บ a และ b เพอ่ื หาค่ามากกว่าระหวา่ งสองจานวน 2.2 นาค่าที่ไดม้ าเปรยี บเทยี บกบั c เพอ่ื หาค่าท่ีมากกวา่ 2.3 ค่าทม่ี ากท่สี ุดคอื ผลลพั ธท์ ไ่ี ดจ้ ากขน้ั ตอนท่ี 2.1 ขน้ั ตอนท่ี 3 การดาเนินการแกป้ ญั หา ดาเนินการทดสอบตามขน้ั ตอนท่วี างแผนไวก้ บั ชดุ ตวั เลขทกี่ าหนด โดยสมมติ a, b และ c เป็น 8, 7 และ 12 3.1 เปรียบเทียบเพ่อื หาค่าที่มากกว่าระหวา่ ง 8 และ 7 พบว่า 8 เป็นค่าที่มากกว่า 3.2 เปรียบเทยี บเพ่อื หาคา่ มากกวา่ ระหวา่ ง 8 และ 12 พบวา่ 12 เป็นคา่ ทีม่ ากกวา่ 3.3 ค่าท่มี ากทสี่ ุดของ 8, 7 และ 12 คือ 12 จดั ทาโดย นางสาวสุขุมาล คงเนียม กล่มุ สาระการเรยี นรูว้ ทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

เอกสารประกอบการสอน การแกป้ ญั หา ขน้ั ตอนท่ี 4 การตรวจสอบและปรบั ปรงุ เม่ือพิจารณาคาตอบที่ไดค้ ือ 12 กบั ค่าท่ีเหลือซ่ึงไดแ้ ก่ 8 และ 7 พบว่า 12 มีค่ามากกว่าค่าที่ เหลอื ทง้ั คู่ คาตอบน้ีจงึ เป็นคาตอบทถ่ี ูกตอ้ งตามขอ้ กาหนดของสง่ิ ทตี่ อ้ งการ แนวคิดขา้ งตน้ ใชง้ านไดเ้ น่ืองจากว่าหากพจิ ารณาจานวนสามจานวนใด ๆ เมื่อ a > b และ b > c แลว้ a > c ดว้ ย จากตวั อย่างแม้ว่าเราจะไม่ได้นาค่า 12 มาเปรียบเทียบกบั 7 โดยตรง แต่เราไดน้ ามา เปรียบเทียบกบั 8 ซ่ึง 8 ถูกตรวจสอบมากอ่ นหนา้ น้ีแลว้ วา่ มากกวา่ 7 เพราะฉะนัน้ 12 จงึ มากกวา่ 7 ดว้ ย การเขยี นรหสั ลาลองและผงั งาน กระบวนการในการออกแบบแนวทางการแกป้ ญั หานั้น จะตอ้ งถา่ ยทอดความคดิ และความเขา้ ใจ ไปสู่การนาไปปฏิบตั ิได้ การถ่ายทอดความคดิ จะตอ้ งมีจุดเร่มิ ตน้ จุดส้นิ สดุ และลาดบั ก่อนหลงั ทีช่ ดั เจน อาจอย่ใู นรูปของขอ้ ความท่ีเรียงกนั เป็นลาดบั ซ่ึงเรียกว่า รหสั ลาลอง (pseudo code) หรอื ยู่ในรูปผงั งาน (flowchart) รหสั ลาลอง การเขยี นรหสั ลาลองเป็นการใชค้ าบรรยายอธิบายขน้ั ตอนอยา่ งชดั เจนในการแกป้ ญั หา หรอื การ ทางานของโปรแกรม ซ่งึ รูปแบบการเขียนจะข้ึนอย่กู บั ประสบการณ์ และความถนัดของผูเ้ ขยี น จดั ทาโดย นางสาวสขุ มุ าล คงเนียม กลมุ่ สาระการเรยี นรูว้ ทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

เอกสารประกอบการสอน การแกป้ ญั หา ตวั อย่างท่ี 2.2 รหสั ลาลองการคานวณหาพ้นื ที่สามเหลี่ยม ผงั งาน ผงั งานเป็นเครอ่ื งมือหน่ึงท่ีใชใ้ นการวางแผนหรืออกแบบการแกป้ ญั หา เพ่อื ใหส้ ามารถนาไป ปฏิบตั ิตามหรือเขียนโปรแกรมเพ่อื สงั่ ใหเ้ คร่ืองคอมพวิ เตอรท์ างานไดง้ ่าย สถาบนั มาตรฐานแห่งชาติ อเมริกา (The American Nation Standard Institute : ANSI) ได้กาหนดสัญลักษณ์ที่เป็ น มาตรฐานในการเขยี นผงั งานไว้ ซ่ึงในทนี่ ้ีจะแนะนา การใชง้ าน 5 สญั ลกั ษณ์พ้นื ฐาน ดงั ตาราง 2.1 ตาราง 2.1 สญั ลกั ษณพ์ ้นื ฐานสาหรบั การเขียนผงั งาน จดั ทาโดย นางสาวสุขุมาล คงเนียม กลมุ่ สาระการเรยี นรูว้ ทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

เอกสารประกอบการสอน การแกป้ ญั หา จากตวั อย่างท่ี 2.2 สามารถเขียนเป็นผงั งานไดด้ งั น้ี ตวั อยา่ งที่ 2.3 ผงั งานการคานวณหาพ้นื ทีส่ ามเหลยี่ ม บางครง้ั ในการเขียนรหสั ลาลอง หรือผงั งานจะมีช่ือขอ้ มูลที่ยากจนทาใหเ้ กิดความสบั สน เพ่ือใหเ้ ขียนได้ง่ายและกระชับสามารถแทนช่ือข้อมูลด้วยตัวแปร ( variable) ซ่ึงอาจเป็ นตัว ภาษาองั กฤษ ชวนคดิ ชวนทา ใหน้ ักเรียนเขียนรหสั ลาลองหรือผงั งานของกิจกรรมต่อไปน้ี 1. การแปรงฟัน 2. การใสเ่ ส้อื 3. การเดนิ ทางมาโรงเรยี น 4. การทาไข่เจยี ว 5. การลา้ งจาน จดั ทาโดย นางสาวสขุ มุ าล คงเนียม กล่มุ สาระการเรยี นรูว้ ิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

เอกสารประกอบการสอน การแกป้ ญั หา การกาหนดค่าใหต้ วั แปร การกาหนดคา่ อยา่ งใดอย่างหน่ึงใหก้ บั ตวั แปรสามารถทาได้ 3 วธิ ี คือ 1. การรบั ค่าจากภายนอก 2. การกาหนดคา่ จากคา่ คงท่ีหรอื ตวั แปรอ่นื 3. การกาหนดคา่ จากการคานวณ สญั ลกั ษณท์ น่ี ิยมใชส้ าหรบั กาหนดคา่ ใหก้ บั ตวั แปร คือ ใชเ้ พอ่ื นาคา่ ทางขวา ของ ไปกาหนดใหก้ บั ตวั แปรทางดา้ นซา้ ยของ เช่น การตง้ั ช่ือตวั แปรควรตง้ั ช่ือใหเ้ หมาะสมกบั ค่าท่เี ก็บในตวั แปร เช่น ตวั แปร name เกบ็ ขอ้ มลู ช่ือ, ตวั แปร age เก็บขอ้ มูลอายุ จดั ทาโดย นางสาวสุขมุ าล คงเนียม กลมุ่ สาระการเรยี นรูว้ ทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

เอกสารประกอบการสอน การแกป้ ญั หา จากตวั อยา่ งที่ 2.2 และ 2.3 สามารถเขยี นรหสั ลาลองและผงั งานที่ใชต้ วั แปรไดด้ งั ตวั อย่างท่ี 2.4 ตวั อย่างที่ 2.4 รหสั ลาลองและผงั งานที่มกี ารใชต้ วั แปร ตวั อย่างท่ี 2.5 รหสั ลาลองและผงั งานท่มี กี ารทางาแบบมีเง่อื นไข สถานการณ์ หลงั รบั ประทานขา้ ว ถา้ นกั เรยี นมีเงนิ เหลือจะซ้ือขนม จดั ทาโดย นางสาวสขุ ุมาล คงเนียม กลมุ่ สาระการเรยี นรูว้ ทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

เอกสารประกอบการสอน การแกป้ ญั หา ตวั อย่างที่ 2.6 รหสั ลาลองและผงั งานทม่ี กี ารทางานแบบวนซ้า สถานการณ์ นักเรยี นรว่ มวง่ิ แข่งขนั ในงานกฬี าของหมู่บา้ นซ่งึ หากไม่ครบ 5 กิโลเมตรจะไมห่ ยดุ ว่งิ ภาษาโปรแกรม 01 ภาษาโปรแกรมคอมพิวเตอรม์ ีวิวฒั นาการมายาวนาน นับตง้ั แต่การสงั่ งานคอมพิวเตอรด์ ว้ ย ภาษาเคร่ืองท่ีประกอบดว้ ยเลข 0 และ 1 เมื่อเราเขียนโปรแกรมแลว้ จึงตอ้ งมีการแปลให้เป็ น ภาษาเคร่อื งกอ่ น ตวั แปรภาษาโปรแกรมมี 2 ประเภท คอื 1. คอมไพเลอร์ (compiler) จะแปลโปรแกรมทง้ั โปรแกรมใหถ้ ูกตอ้ ง จงึ จะไดผ้ ลลพั ธเ์ ป็นโปรแกรมภาษาเครื่องท่ี นาไปสงั่ งานคอมพวิ เตอรไ์ ด้ ภาษาที่ตอ้ งแปลดว้ ยคอมไพเลอร์ เช่น C, C++, Java จดั ทาโดย นางสาวสุขุมาล คงเนียม กล่มุ สาระการเรยี นรูว้ ิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

เอกสารประกอบการสอน การแกป้ ญั หา 2. อนิ เทอรพ์ รเี ตอร์ (interpreter) จะแปลคาสงั่ ในโปรแกรมทีละคาสงั่ ใหเ้ ป็นภาษาเครื่อง ส่งใหค้ อมพวิ เตอรท์ างานทนั ทีโดยไม่ ตอ้ งรอใหแ้ ปลเสรจ็ ทง้ั โปรแกรม เช่น Python, Logo สรปุ ทา้ ยบท ปญั หาท่ีนักเรียนพบในชีวิตประจาวนั บางปญั หาสามารถหาคาตอบไดใ้ นทนั ที ขณะที่บาง ปญั หาอาจตอ้ งใชเ้ วลาในการคน้ หาคาตอบ การปฏิบตั ิตามขน้ั ตอนการแกป้ ญั หาจะทาใหไ้ ดว้ ิธีการ แกป้ ญั หาท่ีมีประสทิ ธภิ าพ เร่ิมจากทาความเขา้ ใจกบั ปญั หา โดยวเิ คราะหแ์ ละกาหนดรายละเอยี ดของ ปญั หา พจิ ารณาว่าส่งิ ที่ตอ้ งการคืออะไร ขอ้ มูลเขา้ จะเป็นสง่ิ ใดบา้ ง เคยแกป้ ญั หาลักษณะเดยี วกนั มา กอ่ นหรือไม่ ขอ้ มลู และเงอ่ื นไขทก่ี าหนดใหเ้ พยี งพอท่จี ะหาคาตอบหรือไม่ ถา้ ไม่เพยี งพอกจ็ าเป็ นตอ้ ง หาขอ้ มูลเพ่มิ เติม หลงั จากทาความเขา้ ใจกบั ปญั หาแลว้ ใหว้ างแผนหรือออกแบบอลั กอริทมึ ในการหา คาตอบโดยใชเ้ ครื่องมือรหสั ลาลองหรือผงั งาน หลงั จากน้ันดาเนินการเขียนโปรแกรม สุดทา้ ย ตรวจสอบผลลพั ธว์ า่ ถกู ตอ้ งหรือไม่ ถา้ ยงั ไม่ถูกตอ้ งกด็ าเนินการปรบั ปรงุ ใหถ้ ูกตอ้ ง อา้ งองิ จาก : หนงั สอื เรียนรายวชิ าพ้นื ฐานวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี (วทิ ยาการคานวณ) ของ สสวท. จดั ทาโดย นางสาวสุขุมาล คงเนียม กลมุ่ สาระการเรยี นรูว้ ทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

เอกสารประกอบการสอน การแกป้ ญั หา จดั ทาโดย นางสาวสขุ ุมาล คงเนียม กลมุ่ สาระการเรยี นรูว้ ทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี