WebCoolM - ป.3 หน่วยที่ 1

วิทยาการคำนวณ ชั้นประถมศึกษาปีที่ 3

หน่วยที่ 1 อัลกอริทึมกับการแก้ปัญหา

การแก้ปัญหาอย่างง่าย(ในชีวิตประจำวัน)

ในชีวิตประจำวันของมนุษย์ต้องพบกับปัญหามากมาย ปัญหาต่าง ๆ ที่นักเรียนพบนั้นหลายปัญหาสามารถแก้ไขได้ด้วยตนเอง เช่น การลืมสิ่งของที่จะนำ ไปโรงเรียน นักเรียนอาจแก้ปัญหานี้ได้ด้วยการเขียนข้อความเตือนไว้ในตำแหน่งที่เห็นได้ชัดเจนก่อนจะออกจากบ้าน หรือบางปัญหานอกจากจะเกิดกับตัวเราแล้วยังส่งผลถึงผู้อื่นด้วย เช่น การเปิดอุปกรณ์ไฟฟ้าทิ้งไว้แล้วลืมปิดหลังเลิกใช้งานเราอาจแก้ปัญหานี้ได้ด้วยวิธีการเขียนป้ายเตือนให้ปิดอุปกรณ์ไฟฟ้า

กิจกรรมรู้จักปัญหา ในการดำเนินชีวิตประจำวันนักเรียนพบปัญหาอะไรบ้าง

ปัญหาใดเป็นปัญหาที่พบบ่อยที่สุด ปัญหาที่นักเรียนพบมีสาเหตุมาจากอะไรบ้าง

ขั้นตอนการแก้ปัญหา

1. การพิจารณาปัญหา คือการทำความเข้าใจปัญหาที่เกิดขึ้นอย่างละเอียด แล้วพิจารณาว่ามีองค์ประกอบอะไรบ้าง เช่น ปัญหานี้เกิดจากอะไร ผลที่เกิดจากปัญหานี้คืออะไร ปัญหานี้มีผลต่อใครสิ่งที่ต้องการ แก้ไขคืออะไร

2. การวางแผนแก้ปัญหา คือ การกำหนดขั้นตอนวิธีการแก้ปัญหา อุปกรณ์ เครื่องมือที่ใช้ในการแก้ปัญหา และระยะเวลาที่ใช้ในการแก้ปัญหา เพื่อให้ผู้แก้ปัญหาเข้าใจตรงกันและปฏิบัติไปในแนวทางเดียวกัน การแสดงขั้นตอนการแก้ปัญหาอาจแสดงโดยการบอกเล่า เขียนเป็นข้อความ วาดภาพ หรือการใช้สัญลักษณ์

กิจกรรมฝึกทักษะ พิจารณาโปรแกรมเก็บค่าเข้าสวนสนุก และตอบคำถามต่อไปนี้

จากบัตรเที่ยวสวนสนุกด้านล่างนี้ป๋องจะเก็บเงินได้กี่บาท
ถ้าสวนสนุกแห่งนี้มีโปรโมชั่นสำหรับเด็กที่อายุไม่เกิน 12 ปี ไม่ต้องเสียค่าเข้าสวนสนุก จะต้องแก้ไขโปรแกรมอย่างไร (จะต้องเพิ่มหรือลบบัตร/ซองคำสั่งใด)
ถ้าให้ป๋องช่วยส่งรองเท้าและเสื้อกันหนาวเข้าเมืองหิมะ จะเพิ่มบัตรคำสั่งอย่างไร

กิจกรรมฝึกทักษะ

ให้นักเรียนดูคลิปวิดีโอเรื่อง ขวดไหนใครเค็ม แล้วตอบคำถามให้ถูกต้อง

อัลกอริทึมเบื้องต้น

อัลกอริทึม (Algorithm) คือ กระบวนการแก้ปัญหาที่สามารถอธิบายออกมาเป็นขั้นตอนที่ชัดเจน เช่น การนำเข้าข้อมูล แล้วจะได้ผลลัพธ์เช่นไรกระบวนการอัลกอริทึมนี้จะประกอบด้วย วิธีการเป็นขั้นตอนๆ และมีส่วนที่ต้องทำซ้ำ จนกระทั้งเสร็จสิ้นกระบวนการทำงาน การนำอัลกอริทึมไปใช้ในการแก้ปัญหานั้น ไม่จำเป็นต้องใช้ในการเขียนโปรแกรมเท่านั้น แต่สามารถใช้ได้กับปัญหาอื่น ๆ เพื่อให้เกิดการใช้ทรัพยากรอย่างมีประสิทธิภาพที่สุด ซึ่งจำเป็นต้องวางเเผนอย่างเป็นระบบ เป็นขั้นตอน เพื่อให้ทราบถึงขั้นตอนต่าง ๆ และสามารถตัดทอนขั้นตอนที่ซ้ำซ้อนเกินความจะเป็น และเพิ่มเติมขั้นตอนใหม่เข้าไปได้

องค์ประกอบของการจัดทำอัลกอริทึม

1. การวิเคราะห์

2. การออกแบบ

3. การเขียนโปรแกรม

4. การทดสอบและแก้ไขข้อผิดพลาดของโปรแกรม

อัลกอริทึมที่ดีควรมีคุณสมบัติ ดังนี้

1. มีลำดับขั้นตอนทำงาน ก่อน-หลัง ชัดเจน

2. เข้าใจง่ายและไม่กำกวม

3. สามารถประมวลผลการทำงานด้วยคอมพิวเตอร์ได้

4. การทำงานของอัลกอริทึมจะต้องสิ้นสุด หลังจากดำเนินงานตามระยะเวลาที่กำหนด

ประโยชน์ของอัลกอริทึม (Algorithm) คือ ทำให้ไม่สับสนกับวิธีดำเนินงาน เพราะทุกอย่างจะถูกจัดเรียงเป็นขั้นตอนมีวิธีการและทางเลือกไว้ให้
เมื่อนำมาใช้จะทำให้การทำงานสำเร็จอย่างรวดเร็ว ทำให้ปัญหาลดลงหรือสามารถค้นหาต้นเหตุของปัญหาได้อย่างรวดเร็ว เนื่องจากกระบวนการถูกแยกแยะกิจกรรม ขั้นตอน และความสัมพันธ์ ออกมาให้เห็นอย่างชัดเจน การออกแบบอัลกอริทึมที่ดี ช่วยให้เราทำงานได้สำเร็จในชีวิตประจำวัน เรา
สามารถใช้อัลกอริทึมในการแก้ปัญหาต่าง ๆ ได้มากมาย

การเขียนอัลกอริทึมด้วยข้อความ

เป็นการแสดงลำดับขั้นตอนการแก้ไขปัญหาด้วยการเขียนข้อความ เป็นวิธีการวางแผนการแก้ไขปัญหาโดยการเขียนลำดับการทำงานโดยใช้ภาษาหรือข้อความที่เข้าใจง่ายกะทัดรัด สามารถสื่อถึงสิ่งที่ต้องทำได้อย่าง ชัดเจน ตัวอย่างเช่น การปลูกต้นไม้ แสดงขั้นตอนการทำงานด้วยอัลกอริทึมได้ดังนี้

1. ขุดหลุม 2. ใส่ปุ๋ย 3. นำต้นไม้ลงหลุม 4. กลบดิน 5. ปักหลักยึดต้นไม้ 6. รดน้ำ

ข้อดีของการเขียนอัลกอริทึมด้วยข้อความ

การเขียนอัลกอริทึมด้วยข้อความ มีข้อดีคือ ง่ายในการเขียนบรรยาย เนื่องจากใช้ภาษาพูดที่ผู้เขียนอัลกอริทึมคุ้นเคยอยู่แล้ว ดังนั้นจึงง่ายในการเขียนบรรยาย ข้อเสียของการเขียนอัลกอริทึมด้วยข้อความ

1. ขอบเขตของการบรรยายกว้างเกินไปยืดเยื้อเกินไป

2. ยากต่อความเข้าใจ

3. ยากในตรวจสอบความถูกต้อง

4. ยากในการแปลงเป็นโปรแกรม ตัวอย่างปัญหาและการแสดงลำดับขั้นตอนการแก้ปัญหาด้วยอัลกอริทึม เด็กชายบีมักมาโรงเรียนสาย คุณครูจึงถามว่าเพราะเหตุใด เด็กชายบีจึงตอบว่า ก็ตื่นมาแล้วไม่แน่ใจว่าต้องทำอะไรบ้างจึงทำให้สับสน คุณครูจึงให้แสดงลำดับขั้นตอนการทำกิจวัตรประจำวันในตอนเช้าก่อนไปโรงเรียนเพื่อนำไปใช้ในการเรียงลำดับการทำกิจวัตรประจำวันในตอนเช้า

1. ตื่นนอน 2. เข้าห้องน้ำ 3. แปรงฟัน 4. อาบน้ำ 5. แต่งตัว 6. รับประทานอาหาร 7. ออกจากบ้านมาโรงเรียน

กิจกรรม

1. ให้นักเรียนแบ่งกลุ่ม 3-4 คน

2. ให้นักเรียนในกลุ่มนำหนังสือไปวางในที่ใดก็ได้ในห้องเรียน

3. ให้นักเรียนช่วยกันเขียนลำดับขั้นตอน (อัลกอริทึม) การเดินทางจากหน้าประตูห้องเรียนไปยังจุดที่วางหนังสือไว้

4. ให้เพื่อนในกลุ่มช่วยกันบอกเล่าให้เพื่อนต่างกลุ่มปฏิบัติตาม กิจกรรมฝึกทักษะ เขียนอัลกอรึทึมทางกลับบ้านหลังเลิกเรียน ในการเดินทางกลับบ้านของนักเรียนหลังเลิกเรียน ต้องทำอย่างไรบ้างจึงจะถึงบ้าน ให้เขียนเป็นอัลกอริทึมแบบบรรยายตามที่สามารถทำได้จริง

การเขียนอัลกอริทึมด้วยการวาดภาพ

โดยปกติการแก้ปัญหาจำเป็นต้องคิดก่อนลงมือปฏิบัติ นักแก้ปัญหาทั่วไปจะวาดภาพหรือจินตนาการลำดับวิธีการแก้ไขปัญหาในสมองก่อน การแสดงลำดับขั้นตอนการแก้ปัญหาหรือการทำงานด้วยการใช้รูปภาพจึงเป็นวิธีการที่คล้ายกันเพียงแต่จะเขียนออกมาเป็นภาพซึ่งสามารถทำให้จดจำได้ง่ายกว่าการเขียนเป็นข้อความ สถานการณ์ : ในวันหยุดนี้ มินนี่ดีใจมากที่เพื่อน ๆ จะมางานวันเกิดที่บ้าน คุณแม่จึงชวนมินนี่ทำขนมเลี้ยงเพื่อน ๆ โดยให้สูตรและวิธีทำขนมแพนเค้ก ดังนี้ สูตรขนมแพนเค้ก

1. แป้งขนมเค้ก 100 กรัม

2. เกลือ 1/4 ช้อนชา

3. ผงฟู 1 ช้อนชา

4. น้ำตาล 2 ช้อนโต๊ะ

5. ไข่ไก่ 1 ฟอง

6. นมจืด 100 มล.

7. น้ำมันพืช 1 ช้อนโต๊ะ

8. ผลไม้ตามที่ต้องการ

9. น้ำผึ้ง

มินนี่พบว่าในตู้มีอุปกรณ์และวัตถุดิบที่ใช้ทำขนมจำนวนมาก นักเรียนช่วยมินนี่ เลือกวัตถุดิบให้เหมาะสมพอดีกับความต้องการโดยใส่เครื่องหมาย / ลงในวงกลมหน้าวัตถุดิบที่กำหนดให้

หลังจากเตรียมวัตถุดิบเรียบร้อยแล้วมินนี่พบว่าวิธีทำขนมแพนเค้กมีขั้นตอนสลับที่กันอยู่ นักเรียนช่วยมินนี่เติมตัวเลขวิธีทำขนมแพนเค้กให้ถูกต้อง โดยใส่หมายเลขลงในวงกลมที่
กำหนดให้ตามลำดับ

จากคลิปวิดีโอเรื่อง ขวดไหนใครเค็ม ให้หาคำตอบว่าน้ำในขวด A-E มีขวดใดที่มีน้ำปลาผสมอยู่บ้างพร้อมทั้งเขียนแนวคิดในการหาคำตอบ

เกมเตตริส (Tetris)

เป็นเกมวางแผนแก้ปริศนา (Puzzle) โดยการจัดเรียงตัวบล็อกรูปทรงเหลี่ยมต่าง ๆ ที่หล่นลงมา ให้ซ้อนกันเป็นแถวได้อย่างพอดิบพอดี

การแสดงขั้นตอนวิธีการแก้ปัญหาเกมเตตริส

1. ดูบล็อกที่กำลังเคลื่อนที่ลงมาว่ามีรูปแบบของบล็อกกี่หน่วย

2. ดูช่องว่างที่เหลือว่ามีกี่หน่วย และช่องว่างอยู่บริเวณใดบ้าง

3. เรียงลำดับความสำคัญของบล็อก โดยเติมเต็มบล็อกในหนึ่งแถว แถวนั้นจะหายไป

กิจกรรมฝึกทักษะ ให้นักเรียนนำบล็อกสีที่กำหนดให้มาเรียงต่อกันให้ได้รูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า พร้อมระบายสีตามสีบล็อกที่กำหนดให้

Page updated

Google Sites

Report abuse