เทคโนโลยี ม.1 หน่วยที่ 5

สถาบนั พฒั นาคณุ ภาพวิชาการ (พว.)

หน่วยการเรียนรู้ที่ 5 การออกแบบอลั กอริทมึ เพ่ือแก้ปัญหา ปัญหาในชีวติ ประจาวนั ของมนุษย์ ความหมายของอลั กอริทึม กระบวนการแก้ปัญหา ประโยชน์ของอลั กอริทมึ วธิ ีการเขยี นอลั กอริทมึ เครื่องมือทใี่ ช้ การประยุกต์ใช้อลั กอริทมึ ในกระบวนการแก้ปัญหา การประยุกต์ใช้ กระบวนการแก้ปัญหา

ปัญหาในชีวติ ประจาวนั ของมนุษย์ ประเภทของปัญหาในชีวติ ประจาวนั ของมนุษย์ ปัญหาทเี่ กดิ จาก ปัญหาทเี่ กดิ จาก ปัจจยั พืน้ ฐานในการดารงชีวติ ปัจจัยการอย่รู ่วมกนั ของมนุษย์ อาหาร พชื เพาะปลกู ถูก ทาเลท่ีต้งั พ้ืนฐานทาง วฒั นธรรม ที่อยอู่ าศยั แมลงรบกวน และชุมชน เศรษฐกิจ และการเมือง วสั ดุในการสร้าง ความตอ้ งการ ที่อยอู่ าศยั ผพุ งั เรว ของตลาด เคร่ืองนุ่งห่ม ผา้ ไม่ระบายความร้อน กฎหมาย ยารักษาโรค ไม่เสมอภาค ทาความสะอาดยาก พ้นื ท่ีเพาะปลูก ผลผลิตท่ีได้ เกบไดไ้ ม่นาน อยไู่ กลจาก มีผลขา้ งเคียง แหล่งน้า

ปัญหาในชีวติ ประจาวนั ของมนุษย์ ความสมั พนั ธ์ระหวา่ งปัญหา ความตอ้ งการ และปัจจยั ที่เปนสาเหตุ ปัญหา ความต้องการ ปัจจยั ทเี่ ป็ นสาเหตุ อุปกรณ์  แอร์รุ่นเก่าใชพ้ ลงั งานไฟฟ้ามาก มีการใชไ้ ฟฟ้า ลดการใช้ พฤติกรรม  เปิ ดแอร์เปนเวลานานข้ึน มากข้ึน ไฟฟ้าลง ส่ิงแวดลอ้ ม  อากาศร้อน

กระบวนการแก้ปัญหา การวเิ คราะห์ปัญหา การรวบรวมขอ้ มูล การสร้างทางเลือก ต้งั คาถามเพื่อหาสาเหตุ คน้ หาขอ้ เทจจริง แสวงหา กาหนดวธิ ีการแกป้ ัญหา ปัจจยั ท่ีเก่ียวขอ้ งกบั ปัญหา ไวห้ ลาย ๆ วธิ ี การตดั สินใจเลือก การวางแผนและ การประเมินผล วธิ ีการแกป้ ัญหา การดาเนินการแกป้ ัญหา ตรวจสอบ ติดตาม ทาการปรับปรุง เลือกใชว้ ธิ ีที่ดีท่ีสุด นาวธิ ีการที่เลือก แกไ้ ข หากพบขอ้ บกพร่อง ในการแกป้ ัญหา มาใชแ้ กไ้ ขปัญหา

เครื่องมือท่ใี ช้ในกระบวนการแก้ปัญหา การระดมพลงั สมอง แผนภาพความคดิ กาหนดประเดนปัญหา The Mind Map The Fish Bone รวมกลุ่มสมาชิก เขียนประเดนหลกั กาหนดประเดนปัญหา ไวต้ รงกลาง แผนภาพละ 1 ประเดนหลกั แตล่ ะคนนาเสนอแนวความคิด ลากเส้นจากประเดน เขียนปัญหาไวท้ ี่ รวบรวมความคิดเหน หลกั ไปสู่ประเดนรอง ส่วนหวั ของปลา และเช่ือมโยงออกไปได้ พิจารณาความเปนไปไดแ้ ละ เรื่อย ๆ อยา่ งไม่จากดั เขียนสาเหตุที่ส่งผลต่อ เลือกใชแ้ นวทางที่ดีที่สุด ปัญหาไวท้ ่ีส่วนของ กา้ งปลา

ตวั อย่างแผนภาพความคดิ The Mind Map

ตวั อย่างแผนภาพความคดิ The Fish Bone สาเหตุ

การประยุกต์ใช้กระบวนการแก้ปัญหา ตัวอย่างสถานการณ์ การปลกู ป่ า 1. การวเิ คราะห์ปัญหา 2. การรวบรวมข้อมูล ตน้ ไมท้ ี่นาไปปลูกป่ าแคระแกรน ระบบรากถกู รบกวน ไม่เจริญเติบโตและตาย ตอ้ งการ ตน้ ไมส้ ามารถ ดินไม่อุดมสมบูรณ์ แร่ธาตุในดิน เจริญเติบโตไดด้ ี ไม่เพยี งพอ สภาพภูมิอากาศไม่เหมาะสม และไม่เอ้ืออานวยตอ่ การ เจริญเติบโต

ตวั อย่างสถานการณ์ การปลกู ป่ า 3. การสร้างทางเลือก ข้อดี ข้อเสีย ทาไดง้ ่าย สะดวก  อตั ราการงอกนอ้ ย แนวทาง  ระบบรากอาจถูกรบกวนได้ 1. นาเมลดไปปลูก  ไดต้ น้ กลา้ ที่แขงแรง 2. เพาะกลา้ ในถุงดา  ระบบรากไม่ถูกรบกวน  เสียเวลาในการทา ก่อนนาไปปลูก  ตน้ ไมเ้ จริญเติบโตไดด้ ี ไม่ตอ้ งดูแลมากในช่วงแรก 3. กอ้ นเพาะปลูกรักษป์ ่ า

ตัวอย่างสถานการณ์ การปลกู ป่ า 4. การตัดสินใจเลือกวธิ ีการแก้ปัญหา กอ้ นเพาะปลูก ช่วยใหต้ น้ ไมเ้ จริญเติบโตไดด้ ี รักษป์ ่ า ระบบรากไม่ถูกรบกวน มีแร่ธาตุเพยี งพอใหเ้ จริญเติบโต จนระบบรากแขงแรง

ตวั อย่างสถานการณ์ การปลูกป่ า 5. การวางแผนและการดาเนินการแก้ปัญหา แป้งขา้ วโพด กลีเซอรอล ขยุ มะพร้าว ผกั ตบชวา แกลบดา น้าส้มสายชู น้า มูลไส้เดือน กอ้ นเพาะปลูก น้าตม้ แป้งมนั ไบโอพลาสติก กอ้ นเพาะปลูก ไบโอพลาสติก กอ้ นเพาะปลูก รักษป์ ่ า

ตัวอย่างสถานการณ์ การปลกู ป่ า 6. การทดสอบ ประเมนิ ผล และระบุข้อบกพร่อง ผลสรุป นากอ้ นเพาะปลูกมาเพาะเมลดมะนาว รดน้า กอ้ นเพาะปลูกรักษป์ ่ ามีแร่ธาตุท่ี เปนประจา สงั เกตเหนการเจริญเติบโต เพยี งพอต่อการเจริญเติบโตของพืชโดย ไม่ตอ้ งดูแลมากในระยะแรก สามารถ ขอ้ บกพร่องที่เกิดข้ึน การปรับปรุงแกไ้ ข นาไปปลูกไดเ้ ลย โดยไม่ตอ้ งแกะ ถุงเพาะชาท่ีทาจากไบโอพลาสติกออก อตั ราการงอกของเมลดต่า ปรับเปลี่ยนอตั ราส่วนผสม ทาใหไ้ ม่รบกวนระบบรากและยงั เปนการ กอ้ นเพาะปลูกใหเ้ หมาะสม ลดขยะท่ีเกิดจากถุงพลาสติกเพาะชา ไบโอพลาสติกยอ่ ยสลาย ต่อการเพิม่ อตั ราการงอก เรวเกินไป ปรับเปล่ียนอตั ราส่วนผสม ใหไ้ บโอพลาสติกใชเ้ วลา ยอ่ ยสลายนานข้ึน

ความหมายของอลั กอริทมึ อลั กอริทึมคือ แนวคิดอยา่ งมีเหตุผล ที่ใชอ้ ธิบายกระบวนการทางาน วธิ ีการดาเนินงาน อยา่ งเปนข้นั ตอน ประโยชน์ของอลั กอริทมึ มีความถูกตอ้ ง อลั กอริทึม เขา้ ใจง่าย ส่ือสาร ของผลลพั ธ์ ไดต้ รงกนั มีข้นั ตอนส้นั รองรับการ นาไปใชง้ านจริง กระชบั เปล่ียนแปลง ไดร้ วดเรว ใชท้ รัพยากร ไดด้ ี นอ้ ยที่สุด

วธิ ีการเขยี นอลั กอริทมึ อลั กอริทมึ แบบบรรยาย (narrative description) ลกั ษณะการเขียนอลั กอริทมึ แบบบรรยาย ข้อดขี องการเขยี นอลั กอริทมึ เปนการเขียนแสดงข้นั ตอนการทางานในลกั ษณะ แบบบรรยาย การบรรยายเปนขอ้ ความดว้ ยภาษาใดกได้ ข้ึนอยกู่ บั ความถนดั ของผเู้ ขียน โดยเปนขอ้ ความส้นั ๆ กระชบั ผอู้ อกแบบอลั กอริทึมสามารถ ไดใ้ จความ เขียนดว้ ยภาษาของตนเอง ทาใหง้ ่าย ตอ่ การเขียนและการถ่ายทอด ตวั อย่างอลั กอริทมึ แบบบรรยาย ความคิด การคานวณหาพ้นื ที่สามเหล่ียม ข้อเสียของการเขียนอลั กอริทมึ 1. รับคา่ ความยาวของฐานมาเกบในตวั แปร X แบบบรรยาย 2. รับคา่ ความยาวของสูงมาเกบในตวั แปร Y การใชภ้ าษาทอ้ งถ่ินในการเขียนอาจทา ใหก้ ารส่ือสารคลาดเคลื่อน การบรรยายท่ี 3. คานวณหาพ้นื ที่ area = (X*Y)/2 ละเอียดเกินไปทาใหก้ ารแปลความหมาย 4. แสดงผลพ้ืนท่ี กวา้ งและตรวจสอบความถกู ตอ้ งไดย้ าก

อลั กอริทึมแบบรหัสลาลอง (pseudo code) ลกั ษณะการเขียนอลั กอริทมึ แบบรหัสลาลอง ข้อดขี องการเขยี นอลั กอริทมึ เปนการเขียนแสดงข้นั ตอนการทางาน แบบรหัสลาลอง โดยใชข้ อ้ ความส้นั ๆ ง่าย ๆ ท่ีเปนวลี นิยมใชเ้ ปน เขียนง่าย ประหยดั แกไ้ ขเพ่ิมเติม ภาษาองั กฤษ และไม่ข้ึนกบั ภาษาคอมของ ไดง้ ่าย สามารถอธิบายลาดบั ความคิด โปรแกรมคอมพวิ เตอร์ภาษาใดภาษาหน่ึง ไดม้ ากกวา่ ผงั งาน ใชต้ รวจสอบลาดบั การทางานได้ ตวั อย่างอลั กอริทมึ แบบรหัสลาลอง การคานวณหาพ้ืนที่สามเหลี่ยม ข้อเสียของการเขยี นอลั กอริทึม start แบบรหัสลาลอง 1. read X เปนขอ้ ความส้ัน ๆ อาจทาใหเ้ กิด 2. read Y ความเขา้ ใจที่แตกต่างกนั ภาษาทอ้ งถิ่น 3. compute area = (X*Y)/2 ทาใหต้ ่างชาติต่างภาษาไม่เขา้ ใจ 4. print area ไม่สามารถมองเหนภาพรวมของ end อลั กอริทึมได้

อลั กอริทึมแบบผงั งาน (flowchart) ลกั ษณะการเขยี นอลั กอริทมึ แบบผงั งาน ตวั อย่างอลั กอริทมึ แบบผงั งาน เปนการเขียนแสดงข้นั ตอนการทางาน start ในลกั ษณะของภาพหรือสัญลกั ษณ์ ท่ีกาหนด ดว้ ยหน่วยงาน ANSI และ ISO ไวเ้ ปนมาตรฐาน ข้อดขี องการเขียนอลั กอริทมึ แบบผงั งาน read X,Y area = (X*Y)/2 มีการกาหนดมาตรฐานจากหน่วยงานเดียวกนั ช่วยใหเ้ ขา้ ใจตรงกนั และตรวจสอบความถูกตอ้ ง print area ไดร้ วดเรว เมื่อมีการปรับปรุงเปล่ียนแปลงลาดบั stop การทางาน สามารถคน้ หาตาแหน่งที่จะแกไ้ ขไดง้ ่าย ข้อเสียของการเขยี นอลั กอริทึมแบบผงั งาน ผใู้ ชผ้ งั งานหรือผอู้ ่านตอ้ งมีความรู้เร่ือง สญั ลกั ษณ์ การเขียนผงั งานดว้ ยมือ เม่ือมีการ ปรับเปลี่ยนโปรแกรมจะทาใหต้ อ้ งวาดใหม่ ทาใหเ้ สียเวลา

การประยกุ ต์ใช้อลั กอริทมึ เพอ่ื ใหส้ ามารถระบุหรือกากบั การทางานใหเ้ ปนไปตามข้นั ตอน หรือแกไ้ ขปัญหาได้ อยา่ งถูกตอ้ ง ไม่คลาดเคลื่อน จึงมีการประยกุ ตใ์ ชอ้ ลั กอริทึมเพอ่ื ช่วยใหก้ ารทางานสาเรจลุลว่ ง ตามวตั ถุประสงค์ ตวั อยา่ งเช่น การทาฝร่ังแช่บ๊วยโดยใชห้ ลกั การออสโมซิส ข้นั ตอนการทอาอสโมซิส (osmosis) คือ การเคลื่อนท่ีของตวั ทาละลายผา่ นเยอื่ เลือกผา่ น จากสารละลายที่เขม้ ขน้ ต่าไปยงั สารละลายท่ีเขม้ ขน้ สูง 1. เทน้าใส่หมอ้ แลว้ ใส่ 2. คนน้าตาลทราย 3. นาฝรั่งท่ีปลอกเปลือก 4. เทน้าเช่ือมลงให้ น้าตาลทรายและเกลือ และเกลือจนละลาย ใส่ในกลอ่ งที่มีฝาปิ ด ท่วมผลฝร่ัง แช่ในตูเ้ ยน ลงไป ทิ้งไว้ 1 คืน แลว้ นามา High solute รับประทานได้ Low solute

THE END