แนวคิดเชิงคำนวณ

เสนอ นางสาวศิวนารถ ชื่นตา จัดทำ โดย นางสาวพลอยชมพู สมภักดี ม.5/7เลขที่ 28 ภาคเรีย รี นที่ 2 ปีก ปี ารศึกษา 2565 งานชิ้นนี้เป็น ป็ ส่วนหนึ่งของรายวิช วิ า ว32284 เทคโนโลยีสื่อร่วมสมัย โรงเรีย รี นเทพลีลา สำ นักงานเขตพื้นที่การศึกษากรุงเทพมหานคร เขต 2 E-BOOK เรื่อ รื่ ง แนวคิดเชิงคำ นวณ

ชื่อ : นางสาวพลอยชมพู สมภักดี อายุ : 17 ปี ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5 สาขาการเรีย รี น คณิตศาสตร์-คอมพิวเตอร์ โรงเรีย รี นเทพลีลา Email : [email protected]

แนวคิดเชิงคำ นวณ (Computational Thinking) แนวคิดเชิงคำ นวณ (Computational Thinking) เป็นกระบวนกาวิเวิคราะห์ ปัญหาเพื่อให้ได้แนวทางหาคำ ตอบอย่างเป็น ป็ ขั้นขั้ตอนที่สามารถนำ ไปปฏิบัติได้ โดยบุคคลหรือ รื คอมพิวเตอร์อย่างถูกต้องการคิดเชิงคำ นวณเป็น ป็ กระบวนการ แก้ปัญหาในหลากหลายลักษณะ เช่น การจัดลำ ดับเชิงตรรกศาสตร์ การวิเวิคราะห์ข้อมูล และการสร้างสรรค์วิธีวิธี แก้ปัญ ปั หาไปทีละขั้นขั้รวมทั้งทั้การย่อย ปัญหาที่ช่วยให้รับมือกับปัญ ปั หาที่ซับซ้อนหรือ รื มีลักษณะเป็น ป็ คำ ถามปลายเปิดปิ ได้วิธีวิธี คิดเชิงคำ นวณจะช่วยทำ ให้ปัญ ปั หาที่ซับซ้อนเข้าใจได้ง่ายขึ้น เป็น ป็ ทักษะที่ เป็นประโยชน์อย่างยิ่งต่อทุก ๆ สาขาวิชวิา และทุกเรื่อ รื่ งในชีวิตวิประจำ วันซึ่งไม่ ได้จำ กัด อยู่เพียงการคิดให้เหมือนคอมพิวเตอร์แต่เป็น ป็ กระบวนการคิดแก้ ปัญหาของมนุษย์เพื่อสั่งสั่ให้คอมพิวเตอร์ทำ งานและช่วยแก้ปัญ ปั หาตามที่เรา ต้องการได้อย่างมีประสิทธิภาพ

คำ จำ กัดความของแนวคิดเชิงคำ นวณ แนวคิดเชิงคำ นวณ มีประโยชน์อย่างไร ? ประโยชน์ของการสอนโดยใช้แนวคิดเชิงคํานวณคือ การให้ผู้เรีย รี นมีวิธีวิธี คิดที่กระบวนการแก้ปัญหาโดยสามารถวิเวิคราะห์และคิดอย่างมีตรรกะ เป็นระบบและสร้างสรรค์ รวมทั้งสามารถนำ วิธีวิธี คิดเชิงคำ นวณไปปรับใช้ แก้ไขปัญหาในสาขาวิชวิาต่าง ๆ ได้อย่างกว้า ว้ งขวาง เป็นประโยชน์ในการ ต่อยอดองค์ความรู้ต่างๆต่อไป การเรีย รี นการสอนในศาสตร์วิทวิยาการคำ นวณซึ่งใช้องค์ประกอบแนว คิดเชิงคํานวณนี้ ไม่ได้จำ กัดอยู่เพียงการคิดให้เหมือนคอมพิวเตอร์แต่ เป็นกระบวนการคิดแก้ปัญหาอย่างมีประสิทธิภาพของมนุษย์ เพื่อสั่ง คอมพิวเตอร์ให้ทำ งานและช่วยแก้ปัญหาตามที่เราต้องการได้อย่างมี ประสิทธิภาพ เพราะการเรีย รี นรู้แนวคิดเชิงคำ นวณคือการเรีย รี นรู้ทักษะ ที่ช่วยทำ ให้ปัญหาที่ซับซ้อนเข้าใจได้ง่ายขึ้น อีกทั้งยังเป็นทักษะที่เป็น ประโยชน์อย่างยิ่งต่อทุกๆ สาขาวิชวิา และสามารถประยุกต์ใช้ กับทุกเรื่อ รื่ งในชีวิตวิประจำ วัน วั ได้

4 เสาหลัก กระบวนแนวคิดเชิงคำ นวณ องค์ประกอบแนวคิดเชิงคํานวณที่สำ คัญมีอยู่ 4 ส่วนที่สำ คัญและ เป็น ป็ หลักการพื้นฐานในการเรีย รี นรู้แนวคิดเชิงคํานวณเพื่อให้เกิดการ เข้าใจปัญ ปั หาและนำ ไปวิเ วิ คราะห์ด้วยวิธี วิธี ที่เหมาะสม ซึ่งองค์ประกอบ ต่าง ๆ ที่สามารถกระตุ้นให้ผู้ศึกษาเกิดแนวคิดเชิงคำ นวณได้มี ดังนี้

การย่อยปัญหา หรือ รื decomposition คือ การทำ ให้ปัญ ปั หาที่ซับซ้อน ย่อยออกเป็นส่วนเล็กๆ เพื่อให้ง่ายต่อการจัดการและแก้ปัญ ปั หา เช่น การ เขียนโปรแกรมแยกเป็นส่วน ๆ แยกเป็น ป็ แพ็กเกจ แยกเป็น ป็ โมดูล หรือ รื มอง เป็น layer หรือ รื การแบ่งปัญ ปั หาเมื่อจะแก้ไขอุปกรณ์ด้วยการแยกการ ทำ งานแต่ละส่วนออกแล้วสังเกตและทดสอบการทำ งานของแต่ละองค์ ประกอบ จะทำ ให้เข้าใจได้ง่ายกว่าว่การวิเวิคราะห์จากระบบใหญ่ที่ซับซ้อน ตัวอย่างเช่น ปัญหาคือ เราได้รับมอบหมายให้สร้างบ้าน 1 หลัง เมื่อฟัง ฟั ปัญหาแล้วมองว่าว่ยากมาก สร้างบ้านต้องทำ ยังไง จับต้นชนปลายไม่ถูก เมื่อเราวิเวิคราะห์ปัญหานี้แล้วว่าว่สามารถแยกออกเป็น ป็ ส่วนย่อยได้ว่าว่บ้าน ประกอบด้วย ห้องนอน ห้องน้ำ ห้องนั่งนั่เล่น ห้องครัว ฯลฯ แล้วเราแบ่ง งานออกแบบและสร้างไปทีละห้อง เมื่อทำ เสร็จแล้วจะเห็นว่าว่เราได้ทำ การ สร้างบ้านได้แล้วนั่นนั่เอง การบอกให้สร้างห้องนอน (และห้องอื่น ๆ) ฟัง ฟั ดู แล้วเรีย รี บง่ายและซับซ้อนน้อยกว่าว่สร้างบ้านอย่างมาก 1.Decomposition (การย่อยปัญหา)

2.Pattern Recognition (การจดจำ รูปแบบ) การจดจำ รูปแบบ หรือ รื pattern recognition คือ เมื่อเราย่อย ปัญหาออกเป็นส่วนเล็ก ๆ ขั้น ขั้ ตอนต่อไปคือการหารูปแบบหรือ รื ลักษณะ ที่เหมือนกันของปัญหาเล็ก ๆ เหล่านั้น นั้ ที่ถูกย่อยออกมา หากมีรูปแบบ ของปัญหาที่คล้ายกันสามารถนำ วิธีวิธี การแก้ปัญ ปั หานั้น นั้ มาประยุกต์ใช้ และพิจารณารูปแบบปัญหาย่อยซึ่งอยู่ภายในปัญ ปั หาเดียวกันว่าว่มีส่วน ใดที่เหมือนกัน เพื่อใช้วิธีวิธี การแก้ปัญ ปั หาเดียวกันได้ ทำ ให้จัดการกับ ปัญหาได้ง่ายขึ้น และส่งผลให้การทำ งานมีประสิทธิภาพเพิ่มขึ้น

3.Abstraction (ความคิดด้านนามธรรม) การคิดเชิงนามธรรม หรือ รื Abstraction คือ องค์ประกอบ แนวคิดเชิงคํานวณที่เป็น ป็ กระบวนการคัดแยกคุณลักษณะที่ สำ คัญออกจากรายละเอียดปลีกย่อย ในปัญ ปั หาหรือ รื งานที่กำ ลัง พิจารณา เพื่อให้ได้ข้อมูลที่จำ เป็น ป็ และเพียงพอในการแก้ปัญ ปั หา กล่าวอีกอย่างก็คือการแยกรายละเอียดที่สำ คัญและจำ เป็น ป็ ต่อ การแก้ปัญ ปั หาออกจากรายละเอียดที่ไม่จำ เป็น ป็ ซึ่งรวมไปถึงการ แทนกลุ่มของปัญ ปั หา ขั้น ขั้ ตอน หรือ รื กระบวนการที่มีรายละเอียด ปลีกย่อยหลายขั้น ขั้ ตอนด้วยขั้น ขั้ ตอนใหม่เพียงขั้น ขั้ ตอนเดียว

การออกแบบอัลกอริทึ่ริทึ่ ม หรือ รื Algorithm Design คือ การพัฒนา กระบวนการหาคำ ตอบให้เป็นขั้นตอนที่บุคคลหรือ รื คอมพิวเตอร์สามารถนำ ไป ปฏิบัติตามเพื่อแก้ปัญหาได้ อีกทั้งยังเป็นการพัฒนาแนวทางแก้ปัญหาอย่าง เป็นขั้นเป็นตอน และจากนั้นดำ เนินตามทีละขั้นตอนในการแก้ไขปัญหาอย่าง เป็นระบบตามแผนที่วางไว้ ในการแก้ปัญหาแต่ละอย่างอาจไม่จำ เป็นที่จะต้องใช้องค์ประกอบแนวคิด เชิงคำ นวณอย่างใดอย่างหนึ่ง หรือ รืไม่จำ เป็นที่จะต้องใช้องค์ประกอบทั้งหมด ทั้งนี้ทั้งนั้นอยู่ที่ปัญหาที่เราได้พบว่าว่ควรจะแก้อย่างไร ควรใช้องค์ประกอบ ใดบ้างในการแก้ไขจึงจะเหมาะสมที่สุด เช่น หากเราประสบปัญหาว่าว่รถมี ปัญหากลางทางขณะกำ ลังเดินทางไกล เราสามารถใช้องค์ประกอบการจดจำ รูปแบบ เพื่อเทียบว่าว่รถของเราเคยเป็น แบบนี้มั้ย ถ้าเคยเป็นแล้วแก้ปัญหาอย่างไร หรือ รื หากไม่เคยประสบด้วยตัว เองก็ต้องหาข้อมูลว่าว่มีใครเคยมีปัญหาแบบนี้และหาวิธีวิธี แก้ไขด้วยตนเองเบื้อง ต้น 4.Algorithm Design (การออกแบบอัลกอริทึ่ม)

4 เสาหลัก Computational Thinking สู่ 5 ทักษะย่อยของแนวคิดเชิง คำ นวณเพื่อให้ง่ายต่อการประยุกต์ – Tinkering (สร้างความชำ นาญ) เป็นการฝึกทักษะของแนวคิดเชิงคำ นวณ ผ่านการเล่น การสำ รวจ โดยครูผู้สอนไม่ได้มีเป้าหมายแน่ชัด เป็นการเปิดโอกาส ให้นักเรียรีนได้ทดลองสิ่งใหม่ ๆ โดยเด็ก ๆ จะฝีกความชำนาญผ่านการทำ ซ้ำ ๆ หรือรืลองวิธีวิธีการใหม่ ๆ ในแต่ละสถานการณ์ที่ต้องเผชิญ – Collaborating (สร้างความสามัคคี, ทำ งานร่วมกัน) เป็นการฝึกให้ผู้ เรีย รี นได้ฝึกทักษะการทำ งานร่วมกับผู้อื่น ไม่ว่าว่จะเป็นกิจกรรมใด ๆ หรือ รื งาน อดิเรกในยามว่าว่ง และยังเป็นวิธีวิธี การฝึกทักษะแนวคิดเชิงคำ นวณโดยใช้การ ร่วมมือกันเพื่อให้งานที่ทำ นั้นได้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุด และผู้เรีย รี นยังได้มี ปฏิสัมพันธ์และรู้จักการช่วยเหลือซึ่งกันและกันอีกด้วย – Creating (สร้างความคิดสร้างสรรค์) เป็นการคิดค้นสิ่งที่เป็นต้นแบบ หรือ รื สร้างสรรค์ให้กับกิจกรรมต่าง ๆ เป็นการฝึกทักษะแนวคิดเชิงคำ นวณ ที่เปิดโอกาสให้เด็กได้มีส่วนร่วมในการออกแบบและสร้างสิ่งต่าง ๆ แทนการ เรีย รี นรู้รูปแบบเดิม ๆ – Debugging (สร้างวิธีวิธี การแก้ไขจุดบกพร่อง) เป็นการเรีย รี นรู้ที่จะทำ ให้ผู้ เรีย รี นได้รู้จักการแก้ไขข้อผิดพลาดต่าง ๆ ที่เกิดขึ้น โดยเฉพาะกิจกรรมที่ต้อง ทำ แบบเป็นขั้นเป็นตอน เมื่อเจอจุดที่ผิดพลาด ต้องคิดวิเวิคราะห์อย่างเป็น เหตุเป็นผล เพื่อแก้ไขและไม่ให้เกิดสิ่งนั้นขึ้นอีก – Persevering (สร้างความอดทน, ความพยายาม) เป็นการฝึกทักษะ จากการที่ผู้ศึกษาจะต้องเจอกับความท้าทายในการทำ กิจกรรมที่ยากและซับ ซ้อน ที่ถึงแม้การทดลองหรือ รื การตรวจสอบจะล้มเหลวแต่ต้องไม่ล้มเลิก ผู้ ศึกษาจะต้องใช้ความพากเพียรในการทำ งานชิ้นนั้น ๆ แม้จะต้องรับมือกับ สิ่งที่ยากและสร้างความสับสนให้ในบางครั้ง เพื่อผลลัพธ์ที่ดีตามที่ต้องการ