เนื้อหา 2 แนวคิดเชิงคำนวณ

แนวคิดเชิงคำนวณ Page 1

จุดประสงค์ของบทเรียน ❑ นกั เรียนสามารถอธิบายกระบวนกำรคิดตำมแนวคิดเชิงคำนวณได้ ❑ นักเรียนสามารถออกแบบอัลกอริทึม เพือ่ กำรแก้ปัญหำ โดยใชแ้ นวคิดเชิงคำนวณได้ Page 2

แนวคิดเชิงคำนวณ (computational thinking) กระบวนกำรวิเครำะหป์ ัญหำ เพื่อใหไ้ ด้แนวทำงกำรหำคำตอบอย่ำงเป็นขั้นตอน Page 3

แนวคิดเชงิ คำนวณ (computational thinking) Page 4

กำรแบง่ ปัญหำใหญ่เปน็ ปญั หำย่อย (decomposition) แตกปัญหำที่ซบั ซ้อนใหเ้ ป็นปัญหำทีเ่ ล็กลง เพือ่ ให้แกป้ ัญหำทำได้งำ่ ยขึ้น 12 3 ในภำพมีบ้ำนกี่หลงั มีขน้ั ตอนวำดบำ้ นหลังที่ 1 อย่ำงไร 0,0 มีข้นั ตอนวำดบ้ำนหลังที่ 2 อย่ำงไร มีขน้ั ตอนวำดบำ้ นหลงั ที่ 3 อยำ่ งไร 1 ชอ่ ง มี 20 หน่วย จุดมมุ ล่ำงซำ้ ยตำรำงคือพิกPดั ag(0e,50)

กำรพิจำรณำรปู แบบ (pattern recognition) วิเครำะหห์ ำควำมเหมือนหรือคลำ้ ยคลึงกันระหว่ำงปัญหำยอ่ ย 1. ตัวบ้ำน 4. หลังคำบำ้ น (สีเหลือง สีแดง สีเขียว) (สีมว่ ง สีเทำ สีฟ้ำ) 3. ตำแหนง่ มุมล่ำงซำ้ ย 2. ขนำดของตวั บ้ำน Page 6

ให้นกั เรียนวำดภำพไปด้วย Page 7

กำรพิจำรณำรูปแบบ (pattern recognition) ในภำพมีบ้ำนกีห่ ลงั คำตอบ ในภำพมีบ้ำน 3 หลัง 12 3 มีขน้ั ตอนวำดบำ้ นหลังที่ 1อย่ำงไร 0,0 บำ้ นหลงั แรกวำดตัวบำ้ นเป็นรปู สี่เหลี่ยม จัตรุ สั สีเหลืองขนำดด้ำนละ 100 หน่วย ต้งั อยู่ ตำแหน่งมุมล่ำงซำ้ ยอย่ทู ีพ่ ิกัด (0, 0) และดำ้ นบน สี่เหลีย่ มวำดหลังคำเปน็ รปู สำมเหลี่ยมดำ้ นเทำ่ สี มว่ งขนำดดำ้ นละ 100 หน่วย Page 8

กำรพิจำรณำรปู แบบ (pattern recognition) 12 3 มีข้ันตอนวำดบำ้ นหลงั ที่ 2 อยำ่ งไร บำ้ นหลังทีส่ องวำดตวั บำ้ นเป็นรูปสี่เหลี่ยม จตั ุรสั สีแดงขนำดด้ำนละ 50 หนว่ ย ตั้งอยู่ ตำแหน่งมุมลำ่ งซำ้ ยอยูท่ ีพ่ ิกดั (120, 90) และ ด้ำนบนสีเ่ หลี่ยมวำดหลงั คำเป็นรปู สำมเหลี่ยม ดำ้ นเทำ่ สีเทำขนำดดำ้ นละ 50 หนว่ ย 0,0 Page 9

กำรพิจำรณำรปู แบบ (pattern recognition) มีขัน้ ตอนวำดบำ้ นหลังที่ 3 อยำ่ งไร 123 บ้ำนหลงั ทีส่ ำมวำดตัวบำ้ นเปน็ รปู สีเ่ หลีย่ มจัตรุ ัส สีเขียวขนำดด้ำนละ 80 หน่วย ต้ังอยู่ตำแหน่งมุม ล่ำงซ้ำยอยู่ที่พิกดั (200, 10) และดำ้ นบน สี่เหลีย่ มวำดหลงั คำเปน็ รปู สำมเหลีย่ มด้ำนเทำ่ สี ฟ้ำขนำดด้ำนละ 80 หนว่ ย 0,0 Page 10

กำรคิดเชิงนำมธรรม (abstraction) แยกรำยละเอียดที่จำเปน็ และไมจ่ ำเปน็ ออกจำกกนั 12 3 อธิบำยปัญหำแบบซอ่ นรำยละเอียดได้ดังนี้ บำ้ นหลังแรกมีขนำด 100 หน่วย ตวั บ้ำนสีเหลือง และหลังคำสีมว่ ง ตั้งอยทู่ ีต่ ำแหน่ง (0, 0) 0,0 Page 11

กำรคิดเชิงนำมธรรม (abstraction) 123 อธิบำยปญั หำแบบซอ่ นรำยละเอียดได้ดงั นี้ บำ้ นหลงั ทีส่ องมีขนำด 50 หน่วย ตวั บ้ำนสีแดง และหลงั คำสีเทำ ตั้งอยูท่ ี่ตำแหนง่ (120, 90) 0,0 Page 12

กำรคิดเชิงนำมธรรม (abstraction) 12 3 อธิบำยปัญหำแบบซอ่ นรำยละเอียดได้ดงั นี้ บำ้ นหลังที่สำมมีขนำด 80 หน่วย ตัวบ้ำนสีเขียว และหลงั คำสีฟ้ำตงั้ อยทู่ ี่ ตำแหนง่ (200, 10) 0,0 Page 13

กำรออกแบบอลั กอริทึม (algorithm) ออกแบบข้ันตอนให้บุคคลหรอื คอมพิวเตอร์ ปฏบิ ตั ิตำมเพื่อแก้ปญั หำได้ ขั้นตอนหลกั 1.วำดรูปบ้ำนขนำด 100 หนว่ ย ทีต่ ำแหน่ง (0, 0) 2.วำดรูปบ้ำนขนำด 50 หน่วย ที่ตำแหน่ง (120, 90) 3.วำดรูปบ้ำนขนำด 80 หน่วย ทีต่ ำแหน่ง (200,10) ข้นั ตอนยอ่ ย กำรวำดรปู บ้ำนขนำด S หนว่ ยทีต่ ำแหน่ง (x,y) Page 14 1.วำดรปู สีเ่ หลี่ยมจัตุรัสยำวดำ้ นละ S หนว่ ย ให้มีมมุ ลำ่ งซ้ำยอยู่ทีพ่ ิกัด (x,y) 2.วำดรูปสำมเหลีย่ มดำ้ นเทำ่ ขนำด S หน่วยไวบ้ นสี่เหลีย่ มจตั รุ ัส

กำรออกแบบอลั กอริทึม กด Play video (algorithm) ข้ันตอนยอ่ ย 2 วำดสำมเหลี่ยมด้ำนเท่ำขนำด S หนว่ ย ข้นั ตอนย่อย วำดรูปบ้ำนขนำด S หน่วย ที่ 1. ทำคำสัง่ ต่อไปนีซ้ ้ำ 3 รอบ ตำแหน่ง (x, y) 1. ยกปำกกำ 2. เคลือ่ นที่ไปยังตำแหนง่ (x, y) 3. วำงปำกกำ 4. กำหนดทิศทำงไปทำงขวำ 5. วำดรูปสี่เหลีย่ มจัตุรสั ขนำด s หนว่ ย 6.หันซ้ำย 90 องศำ 7.เดินหน้ำ s หนว่ ย 8.หันขวำ 90 องศำ 9.วำดรูปสำมเหลีย่ มด้ำนเท่ำขนำด s หนว่ ย 1.1เดินหนำ้ S หน่วย 1.2หันซำ้ ย 120 องศำ Page 15

แบบฝึกหัด 1.วำดภำพหมู่บำ้ นลงในตำรำง โดย 1 ชอ่ งตำรำงมีขนำด 20 หน่วยมุมลำ่ งซ้ำยของตำรำง คือ พิกดั (0,0) โดยไมใ่ หเ้ พือ่ นเหน็ รปู ตน้ ฉบบั 2.เขียนอลั กอริทึมเพื่อวำดภำพในข้อ 1 แล้วส่งใหเ้ พื่อนวำดตำม 3.ตรวจสอบผลลัพธท์ ี่เพื่อนวำด Page 16

กรณีศึกษำ “กำรใชแ้ นวคิดเชิงคำนวณในกำรแกป้ ญั หำบำงปญั หำ อำจไม่ไดใ้ ชค้ รบทุกองค์ประกอบ 4 สว่ น ขึน้ อยู่กบั ลกั ษณะของปัญหำ แต่ทุกปญั หำจะไดอ้ ลั กอริทึม ในกำรแกป้ ัญหำที่ถกู ต้อง รวดเรว็ และมีประสิทธิภำพ” Page 17

กรณีศึกษำ สอนนอ้ งจดั หนงั สือ Page 18

กรณีศึกษำ 1.กำรแบ่งปัญหำใหญ่เปน็ ปญั หำย่อย -หนงั สือเล่มใดควรจดั เลม่ แรก -ในกองหนงั สือ หนังสือเลม่ ใดควรจดั วำงที่ 2 -ในกองหนงั สือ หนังสือเลม่ ใดควรจดั วำงที่ 3 ... Page 19

กรณีศึกษำ 2.กำรพิจำรณำรูปแบบ -หนังสือเลม่ ใดควรจดั เล่มแรก คำตอบ หนงั สือทีเ่ ล่มสูงสดุ -ในกองหนงั สือ หนังสือเล่มใดควรจดั วำงที่ 2 คำตอบ หนงั สือที่สูงสุดในกองหนงั สือ -ในกองหนังสือ หนงั สือเล่มใดควรจดั วำงที่ 3 คำตอบ หนังสือที่สงู สุดในกองหนงั สือ ... Page 20

กรณีศึกษำ 3.กำรคิดเชิงนำมธรรม ควำมสงู ของหนงั สือ Page 21

กรณีศึกษำ 4.อลั กอริทึม ข้นั ตอนหลัก 1.ทำขั้นตอนต่อไปนีซ้ ้ำจนกระทงั้ ไมม่ ีหนงั สือ เหลืออยใู่ นกอง 1.1 เลือกหนังสือทีม่ ีควำมสูงมำกที่สดุ ในกอง 1.2 นำหนงั สือที่เหลือจำกข้นั ตอนที่ 1.1 จดั เรียงไวบ้ นโตะ๊ โดยจัดไวถ้ ัดไปจนหมดกอง Page 22

กรณศี ึกษำ เตน้ ตำมจงั หวะ Page 23

Page 24

แบบฝึกหดั 1.ให้เขียนอลั กอริทมึ ของสิ่งทีส่ นใจ แลว้ บอกใหเ้ พือ่ นปฏิบตั ิตำม 2.ใหน้ กั เรียนสังเกตอัลกอริทมึ ในเวบ็ นี้ https://www.toptal.com/developers/sorting-algorithms Page 25