มารู้จักวิทยาการคำนวณกันเถอะ

หนา้ ท่ี ก จดั ทาโดย ครูสุพรรณี ช่ืนจติ ร

หนา้ ที่ ก คำนำ หนังสือ E-book เล่มนีเ้ ป็ นส่วนหนง่ึ ของกำรศึกษำควำมรู้เกยี่ วกบั วิทยำกำรคำนวณ โดยมวี ตั ถุประสงค์เพื่อนำเสนอควำมรู้พืน้ ฐำนของ กำรศึกษำควำมรู้ในส่วนของ วทิ ยำกำรคำนวณ (Computing science) ท้งั นี้ มี เนื้อหำเกย่ี วกบั ควำมหมำย ขอบเขตกำรเรียนกำรสอนของวชิ ำวิทยำกำร คำนวณ โครงสร้ำงหลกั สูตร ผ้จู ดั ทำ จดั ทาโดย ครูสุพรรณี ช่ืนจติ ร

สำรบัญ หนา้ ท่ี ข คำนำ หน้ำที่ สำรบัญ วิทยาการคานวณ (Computing science) 1 ขอบเขตของวิชาวทิ ยาการคานวณ 3 สาระการเรียนรู้เทคโนโลยี (วทิ ยาการคานวณ) 4 โครงสร้างของหลกั สูตร วิทยาการคานวณ 5 จดั ทาโดย ครูสุพรรณี ช่ืนจติ ร

หนา้ ที่ 1 วทิ ยำกำรคำนวณ (Computing Science) ปัจจบุ นั การพฒั นาดา้ นเทคโนโลยคี อมพวิ เตอร์และการสื่อสารไดน้ ามาใชเ้ ป็ นเคร่ืองมือ ช่วยในการ ทางาน การศึกษา การเรียนรู้ให้มีประสิทธิภาพและสะดวกสบายมากข้ึน การเรียนรู้เกี่ยวกับเทคโนโลยี สารสนเทศและการส่ือสารท่ีผ่านมาอาจไม่เพยี งพอสาหรับการดาเนินชีวิตในยคุ เศรษฐกิจดิจิทลั ท่ีตอ้ งมีพ้นื ฐานความรู้และทกั ษะเพ่ือแกป้ ัญหาในชีวิตจริงหรือพฒั นานวตั กรรม และใชท้ รัพยากรดา้ นเทคโนโลยี สารสนเทศและการสื่อสารในการสรา้ งองคค์ วามรู้หรือสรา้ งมูลค่าใหเ้ กิดข้นึ ไดอ้ ยา่ งสรา้ งสรรค์ ภาพท่ี 1 ศนู ยอ์ านวยการบริษทั เอกชนทางดา้ นธุรกิจการขนส่งทางอวกาศ ประเทศสหรฐั อเมริกา (Space Exploration Technologies Corporation) ท่มี า : https://pixabay.com ,SpaceX-Imagery ความสาคญั ของการพฒั นาทักษะของผูเ้ รียนให้ดารงชีวิตอยู่ได้อย่างมีคุณภาพในศตวรรษท่ี 21 จึงได้ ปรับเปล่ียนหลักสูตรเทคโนโลยีสารสนเทศและการส่ือสารไปสู่หลกั สูตรวิทยาการคานวณ ท่ีมุ่งเน้นให้ ผูเ้ รียนได้พฒั นาทกั ษะการคิดวิเคราะห์ แก้ปัญหาอย่างเป็ นข้นั ตอนและเป็ นระบบ มีทักษะการคิดเชิง คานวณ และเป็นผทู้ มี่ ีคุณธรรม จริยธรรม และคา่ นิยมในการใชว้ ทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยอี ยา่ งสรา้ งสรรค์ จดั ทาโดย ครูสุพรรณี ช่ืนจติ ร

หนา้ ท่ี 2 ววิททิ ยยำกากำราครำคนาวนณว(Cณom(Cpuotminpgusctiienngces)cคieือnอcะeไร) ?คืออะไร ? วทิ ยาการคานวณ (Computing science) เป็ นวชิ าท่ีมุ่งเนน้ การเรียนการสอนให้เด็กสามารถคดิ เชิง คานวณ (Computational thinking) มีความพ้นื ฐานความรูด้ า้ นเทคโนโลยดี ิจทิ ลั (Digital technology) และมี พ้นื ฐานการรู้เทา่ ทนั สื่อและข่าวสาร (Media and information literacy) ซ่ึงการเรียนวชิ าการคานวณ จะไม่ จากดั อยเู่ พยี งแค่การคิดใหเ้ หมือนคอมพวิ เตอร์เทา่ น้นั และไม่ไดจ้ ากดั อยเู่ พยี งการคิดในศาสตร์ของนกั วทิ ยาการคอมพวิ เตอร์ แต่จะเป็ นกระบวนการความคิดเชิงวเิ คราะหเ์ พอ่ื นามาใชแ้ กป้ ัญหาของมนุษย์ โดยเป็ น การสง่ั ใหค้ อมพวิ เตอร์ทางานและช่วยแกไ้ ขปัญหาตามท่ีเราตอ้ งการไดอ้ ยา่ งมีประสิทธิภาพ การจดั การเรียนการสอนวิชาวทิ ยาการคานวณ มีเป้าหมายท่ีสาคญั ในการพฒั นาผูเ้ รียนกล่าวคือเพื่อให้ ผเู้ รียนมีความสามารถใชท้ กั ษะการคิดเชิงคานวณในการคิดวิเคราะห์ แกป้ ัญหาอยา่ งเป็ นข้นั ตอนและเป็ น ระบบ มีทกั ษะในการคน้ หาขอ้ มูลหรือสารสนเทศ ประเมิน จดั การ วเิ คราะห์ สงั เคราะห์ และนาสารสนเทศ ไปใช้ในการแก้ปัญหา เสามารถประยุกต์ใช้ความรู้ด้านวิทยาการคอมพิวเตอร์ สื่อดิจิทัล เทคโนโลยี สารสนเทศและการสื่อสาร ในการแกป้ ัญหาในชีวติ จริง การทางานร่วมกนั อยา่ งสรา้ งสรรคเ์ พอื่ ประโยชน์ต่อ ตนเองหรือสังคม และสามารถใชเ้ ทคโนโลยีสารสนเทศและการส่ือสารอย่างปลอดภยั รู้เท่าทนั มีความ รับผดิ ชอบมีจริยธรรม ซ่ึงในระดบั ช้นั ช้นั มธั ยมตอนตน้ จะเป็ นการเรียนการสอนที่เน้นการออกแบบและการเขียนโปรแกรม อยา่ งง่าย เพ่อื เป็ นการฝึกแกไ้ ขปัญหาทางคณิตศาสตร์และวิทยาศาสตร์ไปพร้อม ๆ กนั ส่วนในระดบั ช้ัน มธั ยมตอนปลาย จะเป็นการประยกุ ตใ์ ชแ้ นวคิดเชิงคานวณ เพอื่ นาไปใชใ้ นการบรู ณาการกบั โครงานวิชาอื่น ๆ อยา่ งสร้างสรรคแ์ ละมีประสิทธิภาพมากทีส่ ุด ภาพท่ี 2 องคป์ ระกอบ ท่มี า : https://www.patanasongsivilai.com/blog/wp-content/uploads จดั ทาโดย ครูสุพรรณี ชื่นจติ ร

หนา้ ท่ี 3 ภาพท่ี 3 นกั โปรแกรมเมอร์พฒั นาโปรแกรม ทม่ี า : https://pixabay.com, JuralMin ขอบเขตของวิชำวทิ ยำกำรคำนวณมอี ะไรบ้ำง? การกาหนดขอบเขตการเรียนการสอนของวชิ าวทิ ยาการคานวณมี 3 องคค์ วามรู้ ดงั น้ี 1. การคดิ เชิงคานวณ (computational thinking) เป็ นวธิ ีการคิดและแกป้ ัญหาเชิงวเิ คราะห์ สามารถใชจ้ ินตนาการ มองปัญหาดว้ ยความคดิ เชิงนามธรรม ซ่ึงจะทาใหเ้ ราสามารถเห็นแนวทางในการแกป้ ัญหาอยา่ งเป็ นข้นั ตอน และมีลาดบั วธิ ีคดิ ได้ โดยวธิ ีคดิ แบบวทิ ยาการคานวณน้ี ไม่ใช่เพยี งแค่การเขียนโปรแกรม เพราะภาษา โปรแกรมมีการเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา แต่จดุ ประสงคท์ ี่สาคญั กวา่ คือการสอนใหเ้ ดก็ คดิ และเชื่อมโยง ปัญหาตา่ งๆ เป็น จนสามารถแกป้ ัญหาไดอ้ ยา่ งเป็ นระบบนนั่ เอง 2. พ้นื ฐานความรู้ดา้ นเทคโนโลยดี ิจิทลั (digital technology) เป็นการสอนใหร้ ูจ้ กั เทคนิควธิ ีการตา่ งๆ เก่ียวกบั เทคโนโลยดี ิจทิ ลั โดยเฉพาะในยคุ ไทยแลนด์ 4.0 จะเนน้ ในดา้ นระบบอตั โนมตั ิ (Automation) ทีอ่ ยใู่ น ชีวติ ประจาวนั ไม่วา่ จะเป็นดา้ นการเกษตร อุตสาหกรรม หรือคมนาคม ใหเ้ ดก็ ๆ ไดเ้ รียนรู้อยา่ งรอบดา้ น และนามาประยกุ ตใ์ ชง้ านไดอ้ ยา่ งเหมาะสม 3. พน้ื ฐานการรูเ้ ทา่ ทนั ส่ือและขา่ วสาร (media and information literacy) เป็ นทกั ษะเก่ียวกบั การรูเ้ ทา่ ทนั สื่อและ เทคโนโลยดี ิจิทลั แยกแยะไดว้ า่ ขอ้ มูลใดเป็นความจริงหรือความคดิ เห็น โดยเฉพาะขอ้ มูลบนส่ือสงั คม ออนไลน์ นอกจากน้ียงั เป็นเรื่องของความปลอดภยั ในโลกไซเบอร์ รู้กฎหมายและลิขสิทธ์ิทางปัญญาต่างๆ เพอื่ ใหเ้ ด็กใชช้ ่องทางน้ีไดอ้ ยา่ งรูเ้ ทา่ ทนั และปลอดภยั มากทสี่ ุด จดั ทาโดย ครูสุพรรณี ช่ืนจิตร

หนา้ ท่ี 4 ภาพท่ี 4 นกั พฒั นาโปรแกรม ที่มา : https://pixabay.com ,kreatikar สำระกำรเรียนรู้เทคโนโลยี (วทิ ยำกำรคำนวณ) มอี ะไรบ้ำง ? ในการจดั การเรียนรู้วชิ าวิทยาการคานวณน้ันผเู้ รียนจะตอ้ งมีองคค์ วามรู้ ทกั ษะหรือกระบวนการเรียนรู้ ดงั น้ี สาระการเรียนรู้เทคโนโลยี (วทิ ยาการคานวณ) มุ่งหวงั ใหผ้ เู้ รียนไดเ้ รียนรู้และมีทกั ษะการคิดเชิงคานวณ การคิดวิเคราะห์ แก้ปัญหาเป็ นข้ันตอนและเป็ นระบบ ประยุกต์ใช้ความรู้ด้านวิทยาการคอมพิวเตอร์ เทคโนโลยีสารสนเทศและการสื่อสาร ในการแกป้ ัญหาท่ีพบในชีวิตจริงได้อยา่ งมีประสิทธิภาพ โดยได้ กาหนดสาระสาคญั ดงั น้ี วทิ ยาการคอมพวิ เตอร์ การแกป้ ัญหาอยา่ งเป็ นข้นั ตอนและเป็ นระบบ การใชแ้ นวคิดเชิงคานวณในการ แกป้ ัญหาในชีวติ ประจาวนั การบรู ณาการกบั วชิ าอื่น การเขยี นโปรแกรมการคาดการณ์ผลลพั ธ์ การตรวจหา ขอ้ ผดิ พลาด การพฒั นาแอปพลิเคชนั หรือพฒั นาโครงงานอยา่ งสร้างสรรคเ์ พอ่ื แกป้ ัญหาในชีวติ จริง เทคโนโลยสี ารสนเทศและการส่ือสาร การรวบรวมขอ้ มูล การประมวลผล การประเมินผลการนาเสนอ ข้อมูลหรือสารสนเทศเพื่อแก้ปัญหาในชีวิตจริง การค้นหาข้อมูลและแสวงหาความรู้บนอินเทอร์เน็ต การประเมินความน่าเชื่อถือของขอ้ มูล การเลือกใชซ้ อฟตแ์ วร์หรือบริการบนอินเทอร์เน็ต ขอ้ ตกลงและ ขอ้ กาหนดในการใชส้ ่ือหรือแหล่งขอ้ มูลต่าง ๆ หลกั การทางานของคอมพวิ เตอร์และเทคโนโลยกี ารส่ือสาร การรู้ดิจทิ ลั การใชเ้ ทคโนโลยสี ารสนเทศและการส่ือสารอยา่ งปลอดภยั การจดั การอตั ลกั ษณ์ การรูเ้ ทา่ ทนั ส่ือ กฎหมายเกี่ยวกบั คอมพวิ เตอร์ การใชล้ ิขสิทธข์ิ องผอู้ ื่นโดยชอบธรรมนวตั กรรมและผลกระทบของ เทคโนโลยสี ารสนเทศและการสื่อสารต่อการดาเนินชีวติ อาชีพสงั คม และวฒั นธรรม จดั ทาโดย ครูสุพรรณี ช่ืนจติ ร

หนา้ ที่ 5 ภาพที่ 5 การพฒั นาโปรแกรมเวบ็ ไซต์ ทม่ี า : https://pixabay.com, lakexyde จากที่กล่าวมาขา้ งตน้ สรุปไดว้ า่ วทิ ยาการคานวณเป็ นรายวชิ าพน้ื ฐานในกลุ่มสาระการวทิ ยาศาสตร์ และเทคโนโลยี ซ่ึงมีเป้าหมายพฒั นาผเู้ รียนใหใ้ ชท้ กั ษะการคิดเชิงคานวณสามารถคดิ วเิ คราะห์ แกป้ ัญหา อยา่ งเป็นข้นั ตอนและเป็ นระบบ สามารถคน้ หาขอ้ มูล หรือสารสนเทศ ประเมิน จดั การ วเิ คราะห์ สงั เคราะห์ และนาสารสนเทศไปใชใ้ นการแกป้ ัญหาประยกุ ตใ์ ชค้ วามรู้ในการแกป้ ัญหาในชีวติ จริงและทางานร่วมกนั อยา่ งสรา้ งสรรค์ ใชเ้ ทคโนโลยสี ารสนเทศและการสื่อสารอยา่ งปลอดภยั รูเ้ ทา่ ทนั มีความรับผดิ ชอบ มี จริยธรรม เป้าหมายของวชิ าน้ีไม่ไดต้ อ้ งการใหท้ ุกคนท่เี รียนจะตอ้ งไปเป็ นคนเขยี นโปรแกรม หรือโปรแกรมเมอร์ แต่ ตอ้ งการเพม่ิ ทกั ษะคดิ เชิงคำนวณสาหรับแกป้ ัญหาในชีวติ ประจาวนั , สามารถมองไดว้ า่ ปัญหาใดแกด้ ว้ ย ระบบอตั โนมตั ไิ ด,้ ทาความเขา้ ใจวา่ ระบบอตั โนมตั เิ พม่ิ ประสิทธิภาพงานได้ และทส่ี ุดคอื มีความรูท้ จ่ี ะ ควบคุมระบบอตั โนมตั ิไดใ้ นเบ้อื งตน้ ซ่ึงทกั ษะทวี่ า่ มาน้ี เป็ นส่ิงจาเป็ นและสามารถนาไปประยกุ ตใ์ ชไ้ ด้ ไม่ วา่ จะไปเป็นคนในสายวทิ ยาศาสตร์ ศลิ ปะ ดนตรี หรือแมแ้ ต่วรรณกรรม โครงสร้ำงของหลกั สูตร วทิ ยำกำรคำนวณ เน้ือหาวชิ าวทิ ยาการคานวณ แบ่งออกเป็น 3 ส่วนหลกั คือ 1. Computer Science (วทิ ยาการคอมพวิ เตอร์) หวั ใจหลกั ของวชิ าน้ี ให้ผเู้ รียนสามารถคิดไดเ้ ป็ นข้นั ตอน นาการเขยี นโปรแกรมมาเป็นเครื่องมือในการฝึกคิดเป็ นข้นั ตอน ตามแนวทาง Computational Thinking 2. ICT (เทคโนโลยสี ารสนเทศ) ใหผ้ เู้ รียนสามารถรวบรวมขอ้ มูล จดั การขอ้ มลู นาขอ้ มูลมาประมวลผล และทาการตดั สินใจจากพ้นื ฐานของขอ้ มูลได้ 3. Digital Literacy (รูเ้ ท่าทนั ดิจทิ ลั ) ใหผ้ ูเ้ รียนรู้ทนั เทคโนโลยี ไม่ตกเป็ นทาสเทคโนโลยี สามารถ สรา้ งสรรคผ์ ลงานบนเทคโนโลยไี ด้ 4. จดั ทาโดย ครูสุพรรณี ชื่นจิตร

หนา้ ท่ี 6 เนื้อหำทป่ี รับขนึ้ ในแต่ละช่วงระดบั ถึงตรงน้ีอาจมีคาถามวา่ นกั เรียนในระดบั ป. 1 จะเรียนเขียนโปรแกรมอะไรได้ ในหลกั สูตรวทิ ยาการคานวณ น้ี กม็ ีการปรับเน้ือหาใหเ้ หมาะสมกบั แต่ละช่วงระดบั โดยจะยกตวั อยา่ งเน้ือหาส่วนวทิ ยาการคอมพวิ เตอร์ ในหวั ขอ้ ทเ่ี ก่ียวกบั การเขยี นโปรแกรม ซ่ึงจะแตกต่างในแตล่ ะระดบั โดยในระดบั ป. 1 จะเป็นการเขียน โปรแกรมแบบไม่ตอ้ งใชค้ อมพวิ เตอร์ (Unplugged) เป็ นการฝึกใชบ้ ตั รคาสง่ั เดินข้นึ -ลง-ซา้ ย-ขวา ตวั อย่างบตั รคาส่ัง จากหนังสือเรียน ป. 1 ในระดบั ป. 4 การเขียนโปรแกรมก็ยงั เนน้ แบบ Unplugged แตพ่ ้นื ท่ใี นการใชค้ าสง่ั จะใหญ่มากข้ึน ซบั ซอ้ น มากข้ึน และตอ้ งจดั ลาดบั ความคดิ ที่ยากข้ึน โดยเร่ิมมีการเขยี นโปรแกรมบนคอมพวิ เตอร์แบบ Block Programming ใชว้ ธิ ีลากบลอ็ กคาสง่ั บนจอ ไม่มีการเขยี นโคด้ ใชโ้ ปรแกรม Scratch ของ MIT ประกอบการ สอน จดั ทาโดย ครูสุพรรณี ชื่นจิตร

หนา้ ท่ี 7 โปรแกรม Scratch ใช้เรียนรู้การเขยี นโปรแกรม ผ่านการต่อบลอ็ กคาส่ัง มาถึงในระดบั มธั ยมศกึ ษา จะเริ่มเขยี นโปรแกรมแลว้ ต้งั แต่ช้นั ม. 1 โดยภาษาทแ่ี นะนาในการเรียนการสอน คือ Python ส่วนในช้นั มธั ยมศกึ ษาตอนปลายที่ ม. 4 จะเนน้ ไปทกี่ ารบูรณาการองคค์ วามรูเ้ พอ่ื ทาโครงงาน ตวั อยา่ งทีพ่ ดู ถึงในหนงั สือเรียน เช่น โครงงานอุปกรณ์รดน้าอตั โนมตั ,ิ การเขยี น sort, โปรแกรมคานวณคา่ ที่ จอดรถยนต์ ฯลฯ จดั ทาโดย ครูสุพรรณี ช่ืนจติ ร

หนา้ ที่ 8 แหล่งทมี่ ำ จำกเวบ็ blognone.com/node/102435 วทิ ยำกำรคำนวณ สืบคน้ เมื่อ 11 มิถุนายน 2563 แคมป์ ปัส. วทิ ยาการคานวณ วชิ าใหม่ของนกั เรียนไทย. สืบคน้ เมื่อ 11 มิถุนายน 2563 จาก https://campus.campus-star.com/education/62881.html รศ.ยนื ภู่วรวรรณ. วทิ ยาการคานวณ คอื อะไร?. สืบคน้ เม่ือ 6 สิงหาคม 2561. จาก https://school.dek- d.com/blog/kidcoding/computational-science/ ยทุ ธคม ภมรสุพรวชิ ิต และ ปรัชญา เปรมมะ. (2561) เอกสารแนวทางการจดั การเรียนการสอนตาม มาตรฐานการเรียนรูแ้ ละตวั ช้ีวดั กลุ่มสาระการเรียนรู้วทิ ยาศาสตร์ ( ฉบบั ปรับปรุง พ.ศ.2560) ตามหลกั สูตร แกนกลางการศึกษาข้นั พ้นื ฐาน พทุ ธศกั ราช 2551. กรุงเทพฯ : อกั ษรเจริญทศั น์ สถาบนั ส่งเสริมการสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลย.ี (2561). คู่มือรายวชิ าพ้นื ฐานวทิ ยาศาสตร์ เทคโนโลยี (วทิ ยาการคานวณ) ตามมาตรฐานการเรียนรู้และตวั ช้ีวดั กลุ่มสาระการเรียนรูว้ ทิ ยาศาสตร์ (ฉบบั ปรบั ปรุง พ.ศ.2560) ตามหลกั สูตรแกนกลางการศึกษาข้นั พน้ื ฐาน พทุ ธศกั ราช 2551. กรุงเทพฯ : สถาบนั ส่งเสริมการสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี กระทรวงศึกษาธิการ. สถาบนั ส่งเสริมการสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลย.ี (2561). คู่มือการใชห้ ลกั สูตรรายวชิ าพน้ื ฐาน วทิ ยาศาสตร์ ตามมาตรฐานการเรียนรูแ้ ละตวั ช้ีวดั กลุ่มสาระการเรียนรูว้ ทิ ยาศาสตร์ (ฉบบั ปรับปรุง พ.ศ. 2560) ตามหลกั สูตรแกนกลางการศกึ ษาข้นั พน้ื ฐาน พทุ ธศกั ราช 2551 สาระเทคโนโลยี (วทิ ยาการ คานวณ) ระดบั ประถมศกึ ษาและมธั ยมศึกษา. กรุงเทพฯ : สถาบนั ส่งเสริมการสอนวทิ ยาศาสตร์และ เทคโนโลยี กระทรวงศึกษาธิการ. จดั ทาโดย ครูสุพรรณี ช่ืนจติ ร

หนา้ ท่ี 9 จดั ทาโดย ครูสุพรรณี ช่ืนจติ ร