การใช้ชีวิตประจำวัน นักเรียนอาจพบสถานการณ์ที่ซับซ้อนและเป็นปัญหา ไม่สามารถคิดหาวิธีการแก้ปัญหาได้โดยง่าย หากนักเรียนแบ่งปัญหาที่ซับซ้อนให้เป็นปัญหาย่อยอาจทำให้เข้าใจปัญหาและสามารถออกแบบวิธีการแก้ปัญหาได้ง่ายขึ้น เช่น นักเรียนต้องการจัดห้องเรียนที่มีสิ่งของรกและกระจัดกระจายอยู่เป็นจำนวนมากให้เป็นห้องกิจกรรม และบอกวิธีการจัดห้องให้กับเพื่อนช่วยทำงานต่างๆ ไปพร้อมกันให้สำเร็จอย่างรวดเร็ว
ที่มา :
//static1.bigstockphoto.com/9/2/8/large1500/82943063.jpg
ที่มา : //img.clipartstockphotos.com/dirty-classroom-clipart-05dhvec.jpg
มีนักวิชาการได้กล่าวถึงนิยามของคำว่า แนวคิดเชิงคำนวณไว้มากมาย ดังนั้น ความหมายของคำว่า แนวคิดเชิงคำนวณ ได้ถูกถ่ายทอดออกมาหลายรูปแบบ แต่สิ่งที่เหมือนกัน คือ
กำรนำแนวคิดเชิงคำนวณมาใช้ในการแก้ปัญหาเพื่อให้เกิดผลลัพธ์ของการแก้ปัญหาที่มีประสิทธิภาพ
แนวคิดเชิงคำนวณ (Computational Thinking) คือ แนวคิดในการแก้ปัญหาต่าง ๆ อย่างเป็นระบบ เป็นกระบวนการที่มีลำดับขั้นตอนชัดเจน โดยกระบวนการแก้ปัญหาดังกล่าวนี้เป็นกระบวนการที่ทั้งมนุษย์และคอมพิวเตอร์สามารถเข้าใจร่วมกันได้
ซึ่งแนวคิดเชิงคำนวณเป็นแนวคิดสำคัญสำหรับกำรพัฒนาซอฟต์แวร์คอมพิวเตอร์ แต่สามารถนำมำประยุกต์ใช้ในการแก้ปัญหาต่าง ๆ ในชีวิตได้เช่นกัน
แนวคิดเชิงคำนวณเป็นเครื่องมือในการแก้ปัญหาที่มีวิธีแก้ไขที่เป็นลำดับขั้นตอนมากกว่าเป็นการสร้างผลลัพธ์ แนวคิดลักษณะนี้ไม่เพียงนำไปใช้กับคอมพิวเตอร์ได้เท่านั้น แต่สามารถนำไปปรับใช้ได้กับทุกสถานการณ์ เมื่อมีกระบวนการที่เป็นลำดับขั้นตอนเกิดขึ้นกับคอมพิวเตอร์ สิ่งที่เกิดขึ้นนี้เรียกว่า การเขียนโปรแกรม แต่ถ้ากระบวนการนั้นไม่ได้เกิดขึ้นจากแนวคิดเชิงคำนวณแล้ว
ก็จะกลายเป็นโปรแกรมคอมพิวเตอร์ที่ทำงานช้ำและทำให้ผู้ใช้งานผิดหวังเพาะทำงานไม่ตรงตามที่ต้องการ หลายคนคิดระบบขึ้นมาซึ่งใช้เวลานานในการตอบสนอง นั่นเป็นเพราะวิธีการออกแบบในบางจุดไม่มีประสิทธิภาพ หรือไม่ได้สร้างการเข้าถึงข้อมูลซึ่งรู้ว่าอยู่จุดใดให้มีประสิทธิภาพ
แนวคิดเชิงคำนวณมีองค์ประกอบที่สำคัญ 4 ส่วน ได้แก่
1. แนวคิดการแยกย่อย(Decomposition) การแตกปัญหาใหญ่ออกเป็นปัญหาย่อย ให้ปัญหานั้นมีขนาดเล็กลงเพื่อให้สามารถจัดการปัญหาในแต่ละส่วนได้ง่ายขึ้น
2. แนวคิดการหารูปแบบ(Pattern Recognition) การกำนดแบบแผนหรือรูปแบบที่มีลักษณะคล้ายคลึงกันจากปัญหาแต่ละส่วนย่อยต่าง ๆ กล่าวคือ ปัญหาย่อยแต่ละปัญหานั้นสามารถใช้รูปแบบในการแก้ปัญหาที่คล้ายคลึงกันได้
3. แนวคิดเชิงนามธรรม(Abstraction) การหาแนวคิดเชิงนามธรรมหรือแนวคิดรวบยอดของปัญหา ซึ่งเป็นการกำหนดหลักการทั่วไป มุ่งเน้นเฉพาะส่วนที่สำคัญของปัญหำ โดยไม่สนใจรายละเอียดที่ไม่จำเป็น
4. แนวคิดการออกแบบขั้นตอนวิธี(Algorithm Design) การออกแบบลำดับขั้นตอนการแก้ปัญหาด้วยการใช้แนวคิดการออกแบบขั้นตอนวิธี เป็นแนวคิดที่สามารถนำไปใช้ในการแก้ปัญหาที่มีลักษณะแบบเดียวกันได้
รูปภาพ องค์ประกอบที่สำคัญแนวคิดเชิงคำนวณ (ชนินทร เฉลิมสุข และ อภิชาติ คำปลิว, 2562)
แนวคิดเชิงคำนวณมีองค์ประกอบที่สำคัญ 4 ส่วน ได้แก่ การแบ่งปัญหาใหญ่เป็นปัญหาย่อย (Decomposition) การพิจารณารูปแบบ (Pattern Recognition) การคิดเชิงนามธรรม (Abstraction) การออกแบบอัลกอริทึม (Algorithm) ในบทเรียนนี้จะกล่าวเพียง การแบ่งปัญหาใหญ่เป็นปัญหาย่อย (Decomposition) เท่านั้น โดยมีรายละเอียดดังนี้ ตัวอย่างการจัดเรียงเสื้อผ้าให้ง่ายที่สุด
การจัดเรียงด้วยการแบ่งกลุ่มประเภทของเสื้อผ้าเป็น 2 ประเภทหลัก ซึ่งแต่ละประเภทหลักจะแบ่งเป็นประเภทย่อย
แนวคิดเชิงคำนวณในการแก้ปัญหาการจัดเรียงเสื้อผ้าให้หาง่ายที่สุด
1. แนวคิดการแยกย่อย (Decomposition) คือ การแตกปัญหาใหญ่ออกเป็นปัญหาย่อย ในที่นี้ปัญหาใหญ่ คือ การจัดเรียงเสื้อผ้าให้หาง่ายที่สุด
2. แนวคิดการหารูปแบบ (Pattern Recognition) คือ เข้าใจรูปแบบของปัญหา ในกรณีนี้
การจัดเรียงเสื้อผ้าให้หางายที่สุด จะมีรูปแบบ ดังนี้
1) หาวัตถุประสงค์หลักในการค้นหาเสื้อผ้า
2) แบ่งกลุ่มเสื้อผ้าตามวัตถุประสงค์หลัก
3) จัดเรียงเสื้อผ้าตำมกลุ่ม
3. แนวคิดเชิงนามธรรม (Abstraction) คือ การคิดรวบยอดปัญหาและไม่สนใจสิ่งที่
ไม่จำเป็น โดยในการจัดเรียงเสื้อผ้าให้หางายที่สุด แนวคิดหลัก คือ จะต้องหาวัตถุประสงค์หลัก
ให้ได้ก่อนเสมอ จากนั้นจึงจะทำการแบ่งกลุ่มตามวัตถุประสงค์หลัก โดยไม่สนใจสิ่งที่ไม่จำเป็น
ซึ่งในตัวอย่างนี้ สิ่งที่ไม่จำเป็น คือ ยี่ห้อและขนาด
4. แนวคิดการออกแบบขั้นตอนวิธี (Algorithm
Design) ลำดับขั้นตอนในการแก้ไขปัญหา
1) หาวัตถุประสงค์หลักในการค้นหาเสื้อผ้า โดยตัวอย่างนี้จะค้นหาจากประเภทเสื้อผ้า และสี ตามลำดับ
2) แบ่งกลุ่มเสื้อผ้า โดยแบ่งกลุ่มเสื้อผ้าเป็นกลุ่มเสื้อ และกลุ่มกางเกงหรือกระโปรง
แนวคิดเชิงคำนวณ
มีนักวิชำการได้กล่าวถึงนิยามของคำว่า แนวคิดเชิงคำนวณไว้มากมาย ดังนั้น ความหมาย
ของคำว่า แนวคิดเชิงคำนวณ ได้ถูกถ่ายทอดออกมาหลายรูปแบบ แต่สิ่งที่เหมือนกัน คือ การนา
แนวคิดเชิงคำนวณมาใช้ในการแก้ปัญหาเพื่อให้เกิดผลลัพธ์ของการแก้ปัญหาที่มีประสิทธิภาพ
แนวคิดเชิงคำนวณ (Computational Thinking) คือ แนวคิดในการแก้ปัญหาต่าง ๆ อย่าง
เป็นระบบ เป็นกระบวนการที่มีลำดับขั้นตอนชัดเจน โดยกระบวนการแก้ปัญหาดังกล่าวนี้เป็น
กระบวนการที่ทั้งมนุษย์และคอมพิวเตอร์สามารถเข้าใจร่วมกันได้ ซึ่งแนวคิดเชิงคำนวณเป็นแนวคิด
สำคัญสำหรับการพัฒนาซอฟต์แวร์คอมพิวเตอร์ แต่สามารถนำมาประยุกต์ใช้ในการแก้ปัญหาต่าง ๆ
ในชีวิตได้เช่นกัน
แนวคิดเชิงคำนวณเป็นเครื่องมือในการแก้ปัญหาที่มีวิธีแก้ไขที่เป็นลำดับขั้นตอนมากกว่า
เป็นการสร้างผลลัพธ์ แนวคิดลักษณะนี้ไม่เพียงนำไปใช้กับคอมพิวเตอร์ได้เท่านั้น แต่สามารถนำไป
ปรับใช้ได้กับทุกสถานการณ์ เมื่อมีกระบวนการที่เป็นลำดับขั้นตอนเกิดขึ้นกับคอมพิวเตอร์ สิ่งที่
เกิดขึ้นนี้เรียกว่า การเขียนโปรแกรม แต่ถ้ำกระบวนการนั้นไม่ได้เกิดขึ้นจากแนวคิดเชิงคำนวณแล้ว
ก็จะกลายเป็นโปรแกรมคอมพิวเตอร์ที่ทำงานช้ำและทำให้ผู้ใช้งานผิดหวังเพราะทำงานไม่ตรงตาม
ที่ต้องการ หลายคนคิดระบบขึ้นมาซึ่งใช้เวลานานในการตอบสนอง นั่นเป็นเพราะวิธีการออกแบบ
ในบางจุดไม่มีประสิทธิภาพ หรือไม่ได้สร้างการเข้าถึงข้อมูลซึ่งรู้ว่าอยู่จุดใดให้มีประสิทธิภาพ
Author: Tuemaster Admin
ทีมงานจากเว็บไซต์ติวกวดวิชาออนไลน์ที่ดีที่สุด !! สำหรับ การเรียนออนไลน์ ม.ปลาย (ม.4, ม.5, ม.6)