บ้านโนนกุง ,ม.2 5555

ด.ช.วุฒพิ นั ธ์ นามวงศ์ ม.2 เลขท่7ี

แนวคิดเชงิ คำนวณ (Computational Thinking) การแยกสว่ นประกอบ และการย่อยปญั หา (Decomposition) แนวคดิ เชิงคานวณ (Computational Thinking) เป็นกระบวนการวิเคราะห์ปญั หา เพอื่ ให้ไดแ้ นวทาง หาคาตอบอย่างเป็นขั้นตอนที่สามารถนาไปปฏบิ ัตไิ ด้โดยบุคคลหรอื คอมพวิ เตอร์อยา่ งถูกตอ้ ง การคดิ เชงิ คานวณ เปน็ กระบวนการแก้ปญั หาในหลากหลายลกั ษณะ เช่น การจัดลาดบั เชิงตรรกศาสตร์ การวิเคราะห์ ขอ้ มูล และการสรา้ งสรรค์วธิ ีแกป้ ัญหาไปทีละข้ัน รวมทัง้ การยอ่ ยปัญหาทีช่ ว่ ยใหร้ บั มือกับปัญหาทซี่ บั ซ้อนหรือ มลี กั ษณะเปน็ คาถามปลายเปิดได้วิธคี ดิ เชิงคานวณ จะชว่ ยทาใหป้ ัญหาท่ีซบั ซอ้ นเข้าใจไดง้ า่ ยขน้ึ เปน็ ทักษะที่ เปน็ ประโยชนอ์ ย่างย่งิ ต่อทุก ๆ สาขาวิชา และทกุ เรื่องในชีวติ ประจาวันซ่งึ ไม่ได้จากัดอยู่เพียงการคดิ ใหเ้ หมือน คอมพวิ เตอร์แต่เปน็ กระบวนการคดิ แกป้ ญั หาของมนษุ ย์ เพอื่ สง่ั ให้คอมพิวเตอร์ทางานและชว่ ยแก้ปัญหาตามท่ี เราตอ้ งการได้อย่างมปี ระสิทธิภาพ แนวคิดเชงิ คานวณมีองค์ประกอบทสี่ าคัญ 4 ส่วน ได้แก่ การแบง่ ปัญหาใหญเ่ ป็นปัญหายอ่ ย (Decomposition) การพิจารณารูปแบบ (Pattern Recognition) การคดิ เชงิ นามธรรม (Abstraction) การ ออกแบบอัลกอรทิ ึม (Algorithm) ในบทเรยี นนี้จะกลา่ วเพียง การแบ่งปญั หาใหญเ่ ป็นปัญหาย่อย (Decomposition) เทา่ นนั้ โดยมีรายละเอยี ดดังน้ี 10560 1 ภาพที่ 1 แนวคดิ เชงิ คานวณ ทมี่ า https://www.bbc.co.uk/bitesize/guides/zqqfyrd/revision/1, BBC การแบง่ ปัญหาใหญเ่ ปน็ ปญั หายอ่ ย (Decomposition) เป็นการแยกส่วนประกอบเป็นวธิ คี ดิ รปู แบบหนง่ึ ของแนวคิดเชงิ คานวณ เปน็ การพจิ ารณาเพ่อื แบง่ ปญั หาหรอื งานออกเปน็ สว่ นย่อย ทาใหส้ ามารถ จัดการกบั ปญั หาหรืองานได้งา่ ยข้ึน การแตกปญั หาที่ซับซ้อน ใหเ้ ปน็ ปัญหาย่อยท่ีมีขนาดเล็กลงและซบั ซอ้ นน้อยลง เพื่อช่วยใหก้ ารวเิ คราะห์และออกแบบวิธีการแก้ปญั หา

ทาได้งา่ ยขึน้ ในการเขยี นโปรแกรมคอมพวิ เตอร์ เชน่ การเขยี นโปรแกรมแยกเปน็ ส่วน ๆ แยกเปน็ แพ็กเกจ แยกเปน็ โมดลู หรอื มองเป็น layer หรอื การแบง่ ปัญหาเม่ือจะแก้ไขอปุ กรณ์ เช่น การแยกส่วนประกอบของพัด ลม แบง่ เป็นใบพัด มอเตอร์ ตะแกรงหน้า ขอบตะแกรง ฝาครอบ ฐานพัดลม เป็นต้น หรอื การแยก ส่วนประกอบของรถจกั รยาน แบง่ เป็น ลอ้ หน้า ล้อหลงั หลังอาน โซ่ โชค๊ แฮนด์ มือเบรก เปน็ ต้น ถ้ามองใน รายละเอียดของล้อจักรยานจะเหน็ วา่ ประกอบดว้ ย ยางล้อ วงล้อ และซล่ี วด หรือถ้าพจิ ารณาชุด ขับเคลื่อนก็ จะพบวา่ ประกอบด้วยเฟือง โซ่ และบนั ได เป็นต้น 10560 2 ภาพท่ี 2 องค์ประกอบของจักรยาย ทีม่ า หนงั สอื เรยี น สสวท. การแกป้ ัญหาทม่ี ีความซับซอ้ นทาได้ยาก การแบง่ ปัญหาใหญ่ให้เปน็ ปัญหาย่อย ๆ ทาใหม้ ีความ ซบั ซอ้ นของปัญหาลดลง ช่วยให้การวิเคราะห์และพิจารณารายละเอียดขอปัญหาทาได้อยา่ งถ่ถี ้วน สง่ ผลให้ สามารถออกแบบขน้ั ตอนการแกป้ ญั หาย่อยแตล่ ะปญั หาได้งา่ ยขนึ้ กรณตี ัวอย่างการแบ่งปัญหาใหญ่เปน็ ปญั หาย่อย (Decomposition) 1. รถของกวิน กวิน เปน็ คณุ ครูท่ีเด็ก ๆ รัก และกาลงั จะเดนิ ทางไปโรงเรียนในเช้าของวนั นี้ แต่ด้วยกวนิ ไมส่ ามารถ สตารท์ รถยนต์คู่ใจท่ใี ช้ทุกวนั ให้ติดได้ เนอ่ื งจากเกิดปญั หา 3 ปะการ ได้แก่ เมอื่ คนื เปิดไฟในรถทง้ิ ไว้ทง้ั คืน อาจจะทาให้แบตเตอร่ีหมด หรอื ก่อนเขา้ บา้ นเขาไมไ่ ดเ้ ติมน้ามนั ใหเ้ ต็มถัง อาจจะเป็นไปไดว้ ่านา้ มันในถังเชงิ เพลิงหมด หรืออาจจะเปน็ ปัญหาเครอ่ื งยนต์ เมือ่ กวนิ ตอ้ งการใช้แนวคดิ เชิงคานวณแก้ปัญหาท่เี กิดข้นึ กวนิ จะ สามารถแก้ปญั หาดว้ ยการแบ่งปญั หาใหญ่เป็นปญั หาย่อย ไดด้ ังนี้ การแบ่งปญั หาใหญเ่ ปน็ ปัญหาย่อย (Decomposition) 1. แบตเตอร่ีหมด 2. นา้ มันเชือ้ เพลิงหมด 3. เคร่อื งยนต์มปี ัญหา

10560 3 ภาพที่ 3 รถของครกู วนิ ทีม่ า https://www.freepik.com/free-vector/car-dealer-showing-new-red-sports- auto_1311576.htm#page=4&query=car+people&position=27, iconicbestiary 2. การพาจรวดไปดาวองั คาร จากเว็บไซต์ https://csunplugged.org/en/topics/kidbots/unit-plan/sending-a-rocket-to- mars/ เปน็ กจิ กรรมทจ่ี ะให้จรวดเดินทางไปดาวอังคาร โดยใชล้ ูกศรในการเดิน การหมนุ เพื่อทาภาระกจิ พิชิต ดาวองั คารให้สาเรจ็ เพื่อฝึกกระบวนการคิดเป็นขัน้ ตอนของผเู้ รยี น และกระบวนการแก้ปญั หา 10560 4 ภาพที่ 4 สง่ จรวดไปดาวองั คาร ที่มา https://csunplugged.org/en/topics/kidbots/unit-plan/sending-a-rocket-to-mars, csunplugged.org ในชีวิตประจาวันของเรา เราไมไ่ ด้ใหค้ าแนะนาตามท่ีกลา่ วไว้ว่า \"เลยี้ วขวา ก้าวไปข้างหน้า ก้าวไป ข้างหน้าอีก แลว้ ก้าวเลี้ยวขวา\" คนส่วนใหญ่จะบอกว่าตรงไปทดี่ าวอังคาร แต่เมื่อเขยี นโปรแกรมจะต้องเจาะจง รายละเอยี ดการเดนิ ทางไปดาวอังคารมากกว่าปกติ เพราะต้องบอกคอมพวิ เตอรว์ า่ จะทาอย่างไรในแต่ละ ขัน้ ตอน นอกจากนีก้ ารส่ังใหโ้ ปรแกรมทางานตามทเี่ ราต้องการโดยระบรุ ายละเอยี ดแลว้ แทนท่จี ะพยายาม แก้ไขปัญหาทั้งหมด จะเห็นได้วา่ เกมส่งจรวดไปดาวอังคาร ยงั มีการแบ่งการเขยี นโปรแกรมออกเป็นส่วนย่อย ๆ ทาใหง้ านมีน้อยลง ก็จะสามารถทาให้ถึงจดุ หมายไดอ้ ย่างรวดเร็วขึน้ เชน่ การแบ่งปัญหาใหญเ่ ป็นปญั หาย่อย (Decomposition) 1. เดนิ ตรงไป 2 ชอ่ ง 2. เล้ียวขวา

3. เดินตรงไป 3 ชอ่ ง 3. พดั ลม นอกจากการเขียนโปรแกรมส่งิ ของในชีวิตประจาวนั เช่น จะเรียนรูว้ ่าพัดลมทางานอย่างไร กใ็ ห้ พจิ ารณาแยกชนิ้ สว่ นของพัดลมวา่ มีอะไรบา้ งและศึกษาทลี ะชิน้ 10560 5 ภาพที่ 5 ส่วนประกอบพัดลม https://www.baanlaesuan.com/45800/maintenance/fan, สพุ จน์ เพชรศักด์ิวงศ์ การแบ่งปัญหาใหญ่เป็นปัญหาย่อย (Decomposition) ของพดั ลม 1. มอเตอร์พร้อมกะโหลกหลงั และฐานพัดลม 2. ตะแกรงหลงั 3. ใบพัด 4. ตะแกรงหน้า 4. การเดนิ ทาง หากจะเดนิ ทางไปเท่ียวหัวหิน จะมีการวางแผนเดินทางอย่างไร ซงึ่ อาจแยกยอ่ ยวิธีเดินทางเปน็ 4 รูปแบบ เชน่ ขับรถไปเอง นง่ั รถทัวร์ นงั่ รถตู้ หรือนั่งรถไฟ จากนั้นกม็ าวิเคราะห์ถงึ ข้อดขี ้อเสียแตล่ ะวิธกี าร 10560 6 ภาพท่ี 6 การเลือกการเดินทาง ทีม่ า https://www.freepik.com/free-vector/city-transport-with-bike-car-bus-tram-symbols- isometric-vector-illustration_3997940.htm#page=2&query=transportation&position=30, macrovector การแบ่งปัญหาใหญ่เป็นปญั หาย่อย (Decomposition) ของพดั ลม

1. ขับรถไปเอง 2. นัง่ รถทัวร์ 3. นั่งรถตู้ 4. นัง่ รถไฟ วิเคราะหถ์ งึ ข้อดีข้อเสียแตล่ ะวิธีการรวมถงึ การคานวณคา่ ใช้จ่ายของแตล่ ะวิธีการเดนิ ทางเพ่ือเลือกการ เดนิ ทางที่ดีทสี่ ดุ แนวคิดเชงิ คานวณ ที่เก่ยี วข้องกบั การแบ่งปญั หาใหญเ่ ป็นปญั หาย่อย (Decomposition) นั้นเปน็ การ แตกปัญหาที่ซับซ้อนให้เป็นปัญหายอ่ ยท่ีมีขนาดเล็กลงและซบั ซ้อนน้อยลง เพื่อชว่ ยให้การวเิ คราะหแ์ ละ ออกแบบวิธีการแกป้ ญั หาทาได้งา่ ยขน้ึ ทาให้คดิ อยา่ งเป็นระบบมากยิ่งข้ึน โดยผา่ นการแยกยอ่ ยปัญหาตา่ ง ๆ เน่ืองด้วยกระบวนงานบางกระบวนงาน มีวิธีการทท่ี างานอย่างเปน็ ข้ันตอน และมีระบบย่อย จึงมีความจาเป็น ท่ตี ้องแยกปัญหาน้นั ออกมาเป็นส่วนย่อย ๆ เพื่อสามารถศกึ ษาปัญหาของกระบวนการได้ชดั เจนยิง่ ข้ึน แหลง่ ที่มา ชาญวทิ ย์ ศรอี ดุ ม. (2562, 12 สิงหาคม). แนวคดิ เชงิ คานวณ. สบื ค้นเมอื่ 12 สิงหาคม 2562. จาก http://charnwit.in.th/?p=1302#.XX8Q4dUzbIU. สถาบนั สง่ เสริมการสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี. (2562). เทคโนโลยี (วิทยาการคานวณ). สานักพมิ พ์ จุฬาลงกรณ์ : กรงุ เทพมหานคร. csunplugged.org. (2562, 12 สิงหาคม). กจิ กรรมส่งจรวดไปดาวอังคาร สบื คน้ เม่ือ 12 สงิ หาคม 2562, จาก https://csunplugged.org/en/topics/kidbots/unit-plan/sending-a-rocket-to-mars. Tim Bell, Ian H. Witten and Mike Fellows. (2562). ซเี อส อนั ปลัก๊ โปรแกรมเสริมสมรรถนะและขยาย ความสามารถของเด็กระดับประถมศกึ ษา. สถาบันเทคโนโลยีนานาชาตสิ ริ ินธร มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์ : ปทุมธานี