เรื่อง รายงานแนวคิดเชิงคำนวณ

ด.ช.วุฒพิ นั ธ์ นามวงศ์ ม.2 เลขท่7ี ด.ช. ชัยวัฒน์ ไชยฮัง ม.2 เลขท่1ี

แนวคดิ เชงิ คำนวณ (Computational Thinking) การแยกส่วนประกอบ และการยอ่ ยปัญหา (Decomposition) แนวคิดเชงิ คานวณ (Computational Thinking) เป็นกระบวนการวิเคราะหป์ ัญหา เพื่อให้ได้แนวทาง หาคาตอบอย่างเป็นข้ันตอนท่ีสามารถนาไปปฏิบตั ิได้โดยบุคคลหรือคอมพวิ เตอร์อย่างถูกตอ้ ง การคิดเชงิ คานวณ เป็นกระบวนการแก้ปัญหาในหลากหลายลักษณะ เช่น การจดั ลาดบั เชิงตรรกศาสตร์ การวิเคราะห์ ขอ้ มูล และการสร้างสรรคว์ ธิ ีแกป้ ญั หาไปทลี ะขนั้ รวมท้ังการย่อยปัญหาท่ชี ว่ ยใหร้ ับมือกับปญั หาที่ซบั ซ้อนหรือ มีลกั ษณะเป็นคาถามปลายเปิดได้วธิ ีคดิ เชงิ คานวณ จะชว่ ยทาใหป้ ัญหาที่ซับซ้อนเข้าใจไดง้ ่ายขน้ึ เป็นทักษะท่ี เปน็ ประโยชน์อยา่ งยง่ิ ต่อทุก ๆ สาขาวชิ า และทกุ เร่ืองในชีวิตประจาวนั ซ่ึงไม่ไดจ้ ากัดอยเู่ พียงการคิดให้เหมือน คอมพวิ เตอร์แตเ่ ปน็ กระบวนการคดิ แกป้ ญั หาของมนษุ ย์ เพอื่ ส่งั ให้คอมพวิ เตอร์ทางานและชว่ ยแกป้ ัญหาตามที่ เราตอ้ งการได้อยา่ งมปี ระสทิ ธิภาพ แนวคิดเชงิ คานวณมีองคป์ ระกอบท่ีสาคญั 4 ส่วน ได้แก่ การแบ่งปัญหาใหญ่เปน็ ปัญหาย่อย (Decomposition) การพิจารณารปู แบบ (Pattern Recognition) การคิดเชงิ นามธรรม (Abstraction) การ ออกแบบอลั กอริทึม (Algorithm) ในบทเรยี นนี้จะกล่าวเพียง การแบ่งปัญหาใหญเ่ ปน็ ปัญหายอ่ ย (Decomposition) เท่านั้น โดยมีรายละเอียดดงั น้ี 10560 1 ภาพที่ 1 แนวคิดเชงิ คานวณ ท่มี า https://www.bbc.co.uk/bitesize/guides/zqqfyrd/revision/1, BBC การแบ่งปญั หาใหญเ่ ปน็ ปัญหายอ่ ย (Decomposition) เป็นการแยกสว่ นประกอบเป็นวิธีคิดรปู แบบหนงึ่ ของแนวคิดเชิงคานวณ เป็นการพจิ ารณาเพ่อื แบ่ง ปัญหาหรืองานออกเป็นส่วนยอ่ ย ทาใหส้ ามารถ จดั การกบั ปัญหาหรอื งานไดง้ า่ ยขึน้ การแตกปญั หาทซี่ ับซ้อน ใหเ้ ปน็ ปัญหาย่อยที่มีขนาดเล็กลงและซบั ซอ้ นน้อยลง เพื่อช่วยให้การวิเคราะหแ์ ละออกแบบวิธีการแกป้ ัญหา ทาไดง้ ่ายขนึ้ ในการเขยี นโปรแกรมคอมพิวเตอร์ เช่น การเขยี นโปรแกรมแยกเปน็ สว่ น ๆ แยกเป็นแพก็ เกจ แยกเปน็ โมดูล หรือมองเป็น layer หรือการแบง่ ปัญหาเมอ่ื จะแก้ไขอุปกรณ์ เช่น การแยกสว่ นประกอบของพัด ลม แบง่ เป็นใบพดั มอเตอร์ ตะแกรงหน้า ขอบตะแกรง ฝาครอบ ฐานพัดลม เปน็ ตน้ หรือ การแยก

สว่ นประกอบของรถจกั รยาน แบ่งเป็น ล้อหน้า ล้อหลัง หลังอาน โซ่ โชค๊ แฮนด์ มือเบรก เปน็ ต้น ถ้ามองใน รายละเอียดของล้อจักรยานจะเห็น วา่ ประกอบด้วย ยางล้อ วงล้อ และซ่ลี วด หรอื ถ้าพิจารณาชุด ขบั เคลือ่ นก็ จะพบวา่ ประกอบด้วยเฟือง โซ่ และบันได เปน็ ต้น 10560 2 ภาพท่ี 2 องค์ประกอบของจักรยาย ท่มี า หนงั สอื เรียน สสวท. การแก้ปญั หาท่ีมีความซบั ซอ้ นทาไดย้ าก การแบง่ ปัญหาใหญ่ใหเ้ ป็นปญั หาย่อย ๆ ทาใหม้ คี วาม ซับซอ้ นของปัญหาลดลง ชว่ ยให้การวเิ คราะหแ์ ละพิจารณารายละเอียดขอปัญหาทาไดอ้ ย่างถ่ีถว้ น ส่งผลให้ สามารถออกแบบขนั้ ตอนการแกป้ ญั หาย่อยแตล่ ะปัญหาได้งา่ ยข้นึ กรณีตัวอย่างการแบ่งปญั หาใหญเ่ ปน็ ปัญหาย่อย (Decomposition) 1. รถของกวิน กวิน เปน็ คุณครูที่เด็ก ๆ รกั และกาลงั จะเดนิ ทางไปโรงเรยี นในเชา้ ของวันนี้ แต่ด้วยกวนิ ไม่สามารถ สตาร์ทรถยนตค์ ู่ใจท่ใี ชท้ ุกวันให้ตดิ ได้ เนื่องจากเกดิ ปัญหา 3 ปะการ ได้แก่ เม่ือคืนเปดิ ไฟในรถทง้ิ ไว้ท้งั คนื อาจจะทาให้แบตเตอร่หี มด หรอื กอ่ นเข้าบ้านเขาไมไ่ ด้เตมิ น้ามนั ให้เตม็ ถัง อาจจะเป็นไปได้วา่ นา้ มนั ในถงั เชิง เพลงิ หมด หรืออาจจะเป็นปัญหาเครือ่ งยนต์ เม่อื กวินต้องการใช้แนวคดิ เชงิ คานวณแกป้ ัญหาท่ีเกิดขนึ้ กวนิ จะ สามารถแก้ปัญหาด้วยการแบ่งปญั หาใหญเ่ ป็นปัญหาย่อย ไดด้ งั นี้ การแบง่ ปญั หาใหญเ่ ป็นปญั หายอ่ ย (Decomposition) 1. แบตเตอรี่หมด 2. นา้ มนั เชือ้ เพลงิ หมด 3. เครือ่ งยนต์มีปัญหา 10560 3 ภาพที่ 3 รถของครูกวนิ

ท่มี 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. การพาจรวดไปดาวอังคาร จากเวบ็ ไซต์ https://csunplugged.org/en/topics/kidbots/unit-plan/sending-a-rocket-to- mars/ เปน็ กจิ กรรมท่ีจะใหจ้ รวดเดินทางไปดาวอังคาร โดยใช้ลูกศรในการเดนิ การหมนุ เพอื่ ทาภาระกิจพิชติ ดาวอังคารให้สาเรจ็ เพอื่ ฝึกกระบวนการคดิ เป็นขัน้ ตอนของผู้เรยี น และกระบวนการแก้ปญั หา 10560 4 ภาพที่ 4 ส่งจรวดไปดาวองั คาร ทมี่ า https://csunplugged.org/en/topics/kidbots/unit-plan/sending-a-rocket-to-mars, csunplugged.org ในชวี ิตประจาวนั ของเรา เราไมไ่ ดใ้ หค้ าแนะนาตามท่กี ลา่ วไว้วา่ \"เลีย้ วขวา ก้าวไปขา้ งหน้า กา้ วไป ขา้ งหน้าอีก แลว้ ก้าวเลย้ี วขวา\" คนส่วนใหญ่จะบอกวา่ ตรงไปทดี่ าวองั คาร แตเ่ มื่อเขยี นโปรแกรมจะตอ้ งเจาะจง รายละเอยี ดการเดินทางไปดาวองั คารมากกวา่ ปกติ เพราะต้องบอกคอมพวิ เตอร์วา่ จะทาอย่างไรในแต่ละ ขน้ั ตอน นอกจากน้ีการสงั่ ให้โปรแกรมทางานตามที่เราต้องการโดยระบุรายละเอียดแลว้ แทนที่จะพยายาม แกไ้ ขปญั หาทั้งหมด จะเหน็ ได้วา่ เกมสง่ จรวดไปดาวองั คาร ยงั มกี ารแบ่งการเขยี นโปรแกรมออกเปน็ ส่วนย่อย ๆ ทาใหง้ านมีน้อยลง ก็จะสามารถทาใหถ้ ึงจุดหมายได้อย่างรวดเรว็ ข้ึน เช่น การแบง่ ปญั หาใหญ่เปน็ ปญั หายอ่ ย (Decomposition) 1. เดนิ ตรงไป 2 ชอ่ ง 2. เลีย้ วขวา 3. เดนิ ตรงไป 3 ชอ่ ง 3. พดั ลม

นอกจากการเขยี นโปรแกรมส่ิงของในชีวติ ประจาวนั เชน่ จะเรยี นรวู้ ่าพดั ลมทางานอยา่ งไร กใ็ ห้ พิจารณาแยกชิ้นสว่ นของพดั ลมว่ามีอะไรบ้างและศกึ ษาทีละช้ิน 10560 5 ภาพท่ี 5 ส่วนประกอบพัดลม https://www.baanlaesuan.com/45800/maintenance/fan, สพุ จน์ เพชรศักดิว์ งศ์ การแบ่งปญั หาใหญ่เปน็ ปญั หาย่อย (Decomposition) ของพัดลม 1. มอเตอร์พร้อมกะโหลกหลังและฐานพดั ลม 2. ตะแกรงหลัง 3. ใบพดั 4. ตะแกรงหน้า 4. การเดนิ ทาง หากจะเดนิ ทางไปเท่ียวหัวหนิ จะมีการวางแผนเดินทางอย่างไร ซึ่งอาจแยกยอ่ ยวธิ เี ดนิ ทางเป็น 4 รปู แบบ เช่น ขบั รถไปเอง นง่ั รถทัวร์ นง่ั รถตู้ หรอื น่งั รถไฟ จากนัน้ ก็มาวเิ คราะห์ถึงข้อดีข้อเสยี แต่ละวิธกี าร 10560 6 ภาพท่ี 6 การเลือกการเดินทาง ทมี่ 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 การแบง่ ปญั หาใหญ่เปน็ ปัญหายอ่ ย (Decomposition) ของพัดลม 1. ขบั รถไปเอง 2. นัง่ รถทวั ร์

3. นั่งรถตู้ 4. นัง่ รถไฟ วิเคราะหถ์ งึ ข้อดขี ้อเสยี แต่ละวธิ กี ารรวมถึงการคานวณคา่ ใชจ้ ่ายของแต่ละวธิ กี ารเดนิ ทางเพ่ือเลือกการ เดนิ ทางทีด่ ีท่ีสดุ แนวคดิ เชิงคานวณ ท่ีเกีย่ วขอ้ งกบั การแบง่ ปัญหาใหญ่เปน็ ปัญหายอ่ ย (Decomposition) น้นั เปน็ การ แตกปญั หาที่ซับซ้อนใหเ้ ปน็ ปัญหาย่อยที่มขี นาดเล็กลงและซบั ซ้อนน้อยลง เพ่ือชว่ ยใหก้ ารวิเคราะห์และ ออกแบบวธิ กี ารแกป้ ญั หาทาได้ง่ายข้นึ ทาใหค้ ิดอย่างเปน็ ระบบมากยง่ิ ข้ึน โดยผ่านการแยกยอ่ ยปัญหาตา่ ง ๆ เนื่องด้วยกระบวนงานบางกระบวนงาน มวี ธิ ีการที่ทางานอยา่ งเปน็ ขน้ั ตอน และมรี ะบบย่อย จึงมคี วามจาเปน็ ทีต่ ้องแยกปญั หานน้ั ออกมาเป็นส่วนยอ่ ย ๆ เพ่ือสามารถศึกษาปัญหาของกระบวนการได้ชดั เจนยงิ่ ขึ้น แหล่งท่ีมา ชาญวิทย์ ศรอี ุดม. (2562, 12 สิงหาคม). แนวคดิ เชงิ คานวณ. สบื ค้นเมือ่ 12 สิงหาคม 2562. จาก http://charnwit.in.th/?p=1302#.XX8Q4dUzbIU. สถาบนั ส่งเสรมิ การสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลย.ี (2562). เทคโนโลยี (วิทยาการคานวณ). สานักพิมพ์ จุฬาลงกรณ์ : กรุงเทพมหานคร. csunplugged.org. (2562, 12 สิงหาคม). กจิ กรรมสง่ จรวดไปดาวองั คาร สบื คน้ เมื่อ 12 สิงหาคม 2562, จาก https://csunplugged.org/en/topics/kidbots/unit-plan/sending-a-rocket-to-mars. Tim Bell, Ian H. Witten and Mike Fellows. (2562). ซีเอส อนั ปลัก๊ โปรแกรมเสรมิ สมรรถนะและขยาย ความสามารถของเด็กระดบั ประถมศึกษา. สถาบันเทคโนโลยนี านาชาตสิ ิรนิ ธร มหาวทิ ยาลัยธรรมศาสตร์ : ปทมุ ธานี