แนวคิดเขิงคำนวณ ม.2

รายงาน เร่ือง แนวคิดเชิงคานวณ จดั ทาโดย เดก็ ชาย ฐกฤต นามนนท์ ชนั้ มธั ยมศกึ ษาปีท่ี 2 เลขท่ี2 เดก็ ชาย วรวฒุ ิ อินทร ชนั้ มธั ยมศกึ ษาปีที่ 2 เลขที่3 โรงเรียนบ้านโนนกงุ

แนวคิดเชิงคำนวณ (Computational Thinking) เป็นกระบวนกำรวเิ ครำะห์ปัญหำ เพอื่ ให้ไดแ้ นวทำงหำคำตอบอยำ่ งเป็นข้นั ตอนที่ สำมำรถนำไปปฏิบตั ิไดโ้ ดยบุคคลหรือคอมพวิ เตอร์อยำ่ งถูกตอ้ ง กำรคิดเชิงคำนวณ เป็นกระบวนกำรแกป้ ัญหำในหลำกหลำยลกั ษณะ เช่น กำร จดั ลำดบั เชิงตรรกศำสตร์ กำรวิเครำะห์ขอ้ มูล และกำรสร้ำงสรรคว์ ิธีแกป้ ัญหำไปทีละข้นั รวมท้งั กำรยอ่ ยปัญหำที่ช่วยให้รับมือกบั ปัญหำที่ ซบั ซอ้ นหรือมีลกั ษณะเป็ นคำถำมปลำยเปิ ดไดว้ ธิ ีคิดเชิงคำนวณ จะช่วยทำให้ปัญหำท่ีซบั ซอ้ นเขำ้ ใจไดง้ ำ่ ยข้ึน เป็นทกั ษะท่ีเป็นประโยชนอ์ ยำ่ งย่ิง ตอ่ ทกุ ๆ สำขำวชิ ำ และทุกเรื่องในชีวิตประจำวนั ซ่ึงไม่ไดจ้ ำกดั อยเู่ พียงกำรคิดใหเ้ หมือนคอมพวิ เตอร์แต่เป็นกระบวนกำรคิดแกป้ ัญหำของมนุษย์ เพื่อสงั่ ใหค้ อมพวิ เตอร์ทำงำนและช่วยแกป้ ัญหำตำมท่ีเรำตอ้ งกำรไดอ้ ยำ่ งมีประสิทธิภำพ แนวคิดเชิงคำนวณมีองคป์ ระกอบท่ีสำคญั 4 ส่วน ไดแ้ ก่ การแบ่งปัญหาใหญ่เป็ นปัญหาย่อย (Decomposition) การพจิ ารณา รูปแบบ (Pattern Recognition) การคดิ เชิงนามธรรม (Abstraction) การออกแบบอัลกอริทมึ (Algorithm) ใน บทเรียนน้ีจะกล่ำวเพยี ง กำรแบง่ ปัญหำใหญ่เป็นปัญหำยอ่ ย (Decomposition) เทำ่ น้นั โดยมีรำยละเอียดดงั น้ี

ารแบ่งปัญหาใหญ่เป็ นปัญหาย่อย (Decomposition) เป็นกำรแยกส่วนประกอบเป็นวิธีคิดรูปแบบหน่ึงของแนวคิดเชิงคำนวณ เป็นกำร พิจำรณำเพื่อ แบ่งปัญหำหรืองำนออกเป็นส่วนยอ่ ย ทำใหส้ ำมำรถ จดั กำรกบั ปัญหำหรืองำนไดง้ ่ำย ข้ึน กำรแตกปัญหำที่ซบั ซอ้ นใหเ้ ป็นปัญหำยอ่ ยท่ีมีขนำดเลก็ ลงและซบั ซอ้ นนอ้ ยลง เพื่อช่วยใหก้ ำร วิเครำะห์และออกแบบวิธีกำรแกป้ ัญหำทำไดง้ ่ำยข้ึน ในกำรเขียนโปรแกรมคอมพิวเตอร์ เช่น กำร เขียนโปรแกรมแยกเป็นส่วน ๆ แยกเป็นแพก็ เกจ แยกเป็นโมดูล หรือมองเป็น layer หรือกำร แบ่งปัญหำเมื่อจะแกไ้ ขอปุ กรณ์ เช่น กำรแยกส่วนประกอบของพดั ลม แบ่งเป็นใบพดั มอเตอร์

ตะแกรงหนำ้ ขอบตะแกรง ฝำครอบ ฐำนพดั ลม เป็นตน้ หรือ กำรแยกส่วนประกอบของ รถจกั รยำน แบ่งเป็น ลอ้ หนำ้ ลอ้ หลงั หลงั อำน โซ่ โช๊ค แฮนด์ มือเบรก เป็นตน้ ถำ้ มองใน รำยละเอียดของลอ้ จกั รยำนจะเห็น วำ่ ประกอบดว้ ย ยำงลอ้ วงลอ้ และซ่ีลวด หรือถำ้ พิจำรณำชุด ขบั เคลื่อนกจ็ ะพบวำ่ ประกอบดว้ ยเฟื อง โซ่ และบนั ได เป็นตน้ กรณตี วั อย่างการแบ่งปัญหาใหญ่เป็ นปัญหาย่อย (Decomposition) 1. รถของกวนิ กวิน เป็นคุณครูท่ีเดก็ ๆ รัก และกำลงั จะเดินทำงไปโรงเรียนในเชำ้ ของวนั น้ี แต่ดว้ ยกวนิ ไม่สำมำรถสตำร์ทรถยนตค์ ูใ่ จท่ีใชท้ ุกวนั ใหต้ ิดได้ เนื่องจำกเกิดปัญหำ 3 ปะกำร ไดแ้ ก่ เมื่อคืนเปิ ด ไฟในรถทิ้งไวท้ ้งั คืนอำจจะทำใหแ้ บตเตอร่ีหมด หรือ ก่อนเขำ้ บำ้ นเขำไม่ไดเ้ ติมน้ำมนั ใหเ้ ตม็ ถงั อำจจะเป็นไปไดว้ ำ่ น้ำมนั ในถงั เชิงเพลิงหมด หรืออำจจะเป็นปัญหำเคร่ืองยนต์ เม่ือกวินตอ้ งกำรใช้ แนวคิดเชิงคำนวณแกป้ ัญหำท่ีเกิดข้ึน กวินจะสำมำรถแกป้ ัญหำดว้ ยกำรแบง่ ปัญหำใหญ่เป็นปัญหำ ยอ่ ย ไดด้ งั น้ี กำรแบ่งปัญหำใหญ่เป็นปัญหำยอ่ ย (Decomposition)

1. แบตเตอรี่หมด 2. น้ำมนั เช้ือเพลิงหมด 3. เคร่ืองยนตม์ ีปัญหำ 2. การพาจรวดไปดาวองั คาร จำกเวบ็ ไซต์ https://csunplugged.org/en/topics/kidbots/unit- plan/sending-a-rocket-to-mars/ เป็นกิจกรรมท่ีจะใหจ้ รวดเดินทำงไปดำวองั คำร โดยใชล้ ูกศรในกำรเดิน กำรหมุน เพ่ือทำภำระกิจพิชิตดำวองั คำรใหส้ ำเร็จ เพอื่ ฝึ กกระบวนกำรคิด เป็นข้นั ตอนของผเู้ รียน และกระบวนกำรแกป้ ัญหำ

ในชีวติ ประจำวนั ของเรำ เรำไม่ไดใ้ หค้ ำแนะนำตำมท่ีกล่ำวไวว้ ำ่ \"เล้ียวขวำ กำ้ วไปขำ้ งหนำ้ กำ้ วไปขำ้ งหนำ้ อีก แลว้ กำ้ วเล้ียวขวำ\" คนส่วนใหญ่จะบอกวำ่ ตรงไปที่ดำวองั คำร แต่เมื่อเขียน โปรแกรมจะตอ้ งเจำะจงรำยละเอียดกำรเดินทำงไปดำวองั คำรมำกกวำ่ ปกติ เพรำะตอ้ งบอก คอมพิวเตอร์วำ่ จะทำอยำ่ งไรในแต่ละข้นั ตอน นอกจำกน้ีกำรสงั่ ใหโ้ ปรแกรมทำงำนตำมท่ีเรำ ตอ้ งกำรโดยระบุรำยละเอียดแลว้ แทนที่จะพยำยำมแกไ้ ขปัญหำท้งั หมด จะเห็นไดว้ ำ่ เกมส่งจรวด ไปดำวองั คำร ยงั มีกำรแบ่งกำรเขียนโปรแกรมออกเป็นส่วนยอ่ ย ๆ ทำใหง้ ำนมีนอ้ ยลง กจ็ ะสำมำรถ ทำใหถ้ ึงจุดหมำยไดอ้ ยำ่ งรวดเร็วข้ึน เช่น

กำรแบ่งปัญหำใหญ่เป็นปัญหำยอ่ ย (Decomposition) 1. เดินตรงไป 2 ช่อง 2. เล้ียวขวำ 3. เดินตรงไป 3 ช่อง 3. พดั ลม นอกจำกกำรเขียนโปรแกรมส่ิงของในชีวติ ประจำวนั เช่น จะเรียนรู้วำ่ พดั ลมทำงำนอยำ่ งไร ก็ใหพ้ ิจำรณำแยกชิ้นส่วนของพดั ลมวำ่ มีอะไรบำ้ งและศึกษำทีละชิ้น กำรแบ่งปัญหำใหญ่เป็นปัญหำยอ่ ย (Decomposition) ของพดั ลม 1. มอเตอร์พร้อมกะโหลกหลงั และฐำนพดั ลม 2. ตะแกรงหลงั 3. ใบพดั 4. ตะแกรงหนำ้

4. การเดนิ ทาง หำกจะเดินทำงไปเที่ยวหวั หิน จะมีกำรวำงแผนเดินทำงอยำ่ งไร ซ่ึงอำจแยกยอ่ ยวิธี เดินทำงเป็น 4 รูปแบบ เช่น ขบั รถไปเอง นงั่ รถทวั ร์ นง่ั รถตู้ หรือนง่ั รถไฟ จำกน้นั กม็ ำวเิ ครำะห์ถึง ขอ้ ดีขอ้ เสียแต่ละวิธีกำร กำรแบ่งปัญหำใหญ่เป็นปัญหำยอ่ ย (Decomposition) ของพดั ลม 1. ขบั รถไปเอง 2. นง่ั รถทวั ร์ 3. นง่ั รถตู้ 4. นงั่ รถไฟ

วิเครำะห์ถึงขอ้ ดีขอ้ เสียแต่ละวิธีกำรรวมถึงกำรคำนวณคำ่ ใชจ้ ่ำยของแต่ละวธิ ีกำรเดินทำง เพื่อเลือกกำรเดินทำงที่ดีที่สุด แนวคิดเชิงคำนวณ ท่ีเก่ียวขอ้ งกบั กำรแบ่งปัญหำใหญ่เป็นปัญหำยอ่ ย (Decomposition) น้นั เป็นกำรแตกปัญหำท่ีซบั ซอ้ นใหเ้ ป็นปัญหำยอ่ ยท่ีมีขนำดเลก็ ลงและ ซบั ซอ้ นนอ้ ยลง เพ่อื ช่วยใหก้ ำรวเิ ครำะห์และออกแบบวิธีกำรแกป้ ัญหำทำไดง้ ่ำยข้ึนทำใหค้ ิดอยำ่ ง เป็นระบบมำกยงิ่ ข้ึน โดยผำ่ นกำรแยกยอ่ ยปัญหำต่ำง ๆ เนื่องดว้ ยกระบวนงำนบำงกระบวนงำน มี วธิ ีกำรท่ีทำงำนอยำ่ งเป็นข้นั ตอน และมีระบบยอ่ ย จึงมีควำมจำเป็นที่ตอ้ งแยกปัญหำน้นั ออกมำเป็น ส่วนยอ่ ย ๆ เพื่อสำมำรถศึกษำปัญหำของกระบวนกำรไดช้ ดั เจนยง่ิ ข้ึน