Top
 

DIGITAL KIDS (เทคโนโลยี) ป.3 หน่วย 1 เรื่อง การแสดงอัลกอริทึมในการทำงาน

Imagineering Education / บทเรียนวิชาวิทยาการคำนวณ  / DIGITAL KIDS  / DIGITAL KIDS (เทคโนโลยี) ป.3 หน่วย 1 เรื่อง การแสดงอัลกอริทึมในการทำงาน

DIGITAL KIDS (เทคโนโลยี) ป.3 หน่วย 1 เรื่อง การแสดงอัลกอริทึมในการทำงาน

ระดับชั้น : ประถมศึกษาปีที่ 3
หน่วยที่ : 1
เรื่อง : การแสดงอัลกอริทึมในการทำงาน
สาระ : สาระที่ 8 เทคโนโลยี
ตัวชี้วัด :
ว 4.2 ป 3/1 แสดงอัลกอริทึมในการทำงาน หรือการแก้ปัญหาอย่างง่าย โดยใช้ภาพ สัญลักษณ์ หรือข้อความ
บทนำของเรื่อง : การคิดเชิงคำนวณในการแก้ไขปัญหา (Computational Thinking) เป็นทักษะการแก้ไขปัญหาโดยใช้วิธีการคิดอย่างเป็นระบบ โดยต้องรู้จักแยกแยะปัญหา เข้าใจความสำคัญของปัญหา รู้จักวิเคราะห์รูปแบบของปัญหา และแสดงลำดับขั้นตอนการแก้ไขปัญหา

การใช้แนวคิดเชิงคำนวณในการแก้ไขปัญหา

การใช้แนวคิดเชิงคำนวณในการแก้ไขปัญหา เป็นแนวคิดในการแก้ไขปัญหาโดยต้องรู้จัก แยกแยะปัญหา หารูปแบบของปัญหา หาความสำคัญของปัญหา และแสดงลำดับขั้นตอนการแก้ไขปัญหา ซึ่งจะเป็นการฝึกคิด ฝึกมอง ฝึกแก้ไขปัญหา อย่างเป็นระบบ จนกลายเป็นทักษะความรู้ เพื่อนำไปใช้แก้ไขปัญหาในชีวิตประจำวันได้

กิจวัตรประจำวันของลิปดา
ทุกวันลิปดาจะไปถึงโรงเรียน 08:00 น. ในแต่ละวันลิปดาจะตื่นนอนเวลา 6 โมงเช้า เริ่มเก็บผ้าห่มและที่นอนให้เรียบร้อย 5 นาที ใช้เวลาอาบน้ำ 20 นาที แต่งตัว 15 นาที กินข้าว 20 นาที และใช้เวลาเดินทางไปโรงเรียน 1 ชั่วโมง ทำให้สามารถถึงโรงเรียนได้ในเวลา 08:00 น.

ลิปดาจึงเขียนแผนผังกิจวัตรประจำวันของตัวเองไว้

การแบ่งแยกส่วนของปัญหา

การแบ่งแยกส่วนของปัญหา (Decomposition)

การแบ่งแยกส่วนของปัญหา คือ การแยกแยะปัญหาเป็นส่วนๆ เพื่อให้ง่ายต่อการแก้ปัญหา
โจทย์ :ให้นักเรียนระบุเวลาและระยะเวลาในการทำกิจวัตรประจำวันตอนเช้าของตนเองและหากนักเรียนต้องไปโรงเรียน ก่อนเวลาปกติ 30 นาทีนักเรียนจะปรับตารางเวลาอย่างไร

ปกติตื่นนอนเวลา…………………………. หากต้องไปเร็วขึ้น 30 นาทีจะตื่นเวลา………………….

ปกติไปถึงโรงเรียนเวลา………………….. จากการแก้ปัญหาจะถึงโรงเรียนเวลา………………….

หารูปแบบของปัญหา

หารูปแบบของปัญหา (Pattern Recognition)

การหารูปแบบของปัญหา รูปแบบในการดำเนินชีวิตของเราทุกคนจะมีรูปแบบปกติอยู่ ซึ่งหากเกิดปัญหา จึงควรปรับรูปแบบของกิจกรรมเพื่อทำให้สามารถดำเนินชีวิตต่อไปได้
โจทย์ : จากโจทย์ลิปดาตื่นสาย 10 นาที ลิปดาควรปรับรูปแบบของกิจวัตรประจำวันอย่างไร

ปกติตื่นนอนเวลา……..6.00 น. ………… หากตื่นสายไป 10 นาทีจะตื่นเวลา……6.10 น ……

ปกติไปถึงโรงเรียนเวลา………8.00 น….. จากการแก้ปัญหาจะถึงโรงเรียนเวลา………………….

การหาสาระสำคัญของปัญหา

การหาสาระสำคัญของปัญหา (Abstraction)

การหาสาระสำคัญของปัญหา คือ การมองปัญหาโดยการตัดรายละเอียดที่ไม่สำคัญออกไป ให้คงเหลือไว้แต่ส่วนที่สำคัญของปัญหา เพื่อจะได้วิธีแก้ไขปัญหาที่ดีและมีประสิทธิภาพที่สุด
โจทย์ นักเรียนจะทำปรับกิจวัตรตามความสำคัญอย่างไรเพื่อให้ไปทันโรงเรียน

ปกติตื่นนอนเวลา……..6.00 น. ………… หากตื่นสายไป 20 นาทีจะตื่นเวลา……6.20 น ……

ปกติไปถึงโรงเรียนเวลา………8.00 น….. จากการแก้ปัญหาจะถึงโรงเรียนเวลา…………………..

โจทย์การใช้แนวคิดเชิงคำนวณในการแก้ไขปัญหา

จากตารางกิจกรรมหากลิปดา ต้องการเพิ่มกิจกรรมการดูโทรทัศน์หรือกิจกรรมเล่นเกม ลิปดาควรทำอย่างไร ให้นักเรียนเขียนลำดับตารางของเวลาใหม่พร้อมบอกเหตุผล ลำดับความสำคัญ การแบ่งแยกปัญหาและการปรับรูปแบบการทำกิจกรรม เพื่อนำเสนอ

อัลกอริทึม

อัลกอริทึม (Algorithm)
อัลกอริทึม (Algorithm) คือการแสดงลำดับการแก้ปัญหาที่สามารถอธิบายออกมาเป็น ขั้นตอนหรือคำสั่งการทำงานที่ชัดเจนและละเอียด โดยการแสดงอัลกอริทึมทำได้โดยการเขียน บอกเล่า วาดภาพ หรือใช้สัญลักษณ์ ตัวอย่างเช่น การทำคัพเค้ก หากไม่เตรียมส่วนผสมก่อนทำ จะทำให้ผลลัพธ์การทำคัพเค้กไม่สำเร็จ ซึ่งการเขียนอัลกอริทึมนั้น จำเป็นต้องเขียนให้ ละเอียด ชัดเจน เป็นขั้นตอนเข้าใจง่าย

ตัวอย่างการเขียนอัลกอริทึม (Algorithm) การทำคัพเค้ก

การเรียงลำดับของคำสั่ง (Order)
การเขียนอัลกอริทึมต้องเรียงลำดับขั้นตอนให้ถูกต้อง เพื่อให้สามารถแก้ปัญหาหรือทำงานให้ได้ผลลัพธ์ที่ถูกต้อง

ตัวอย่างกิจกรรมการหุงข้าว ถ้าเราหุงข้าว โดยไม่เรียงลำดับให้ถูกต้อง เช่น สลับขั้นตอน ข้อ 4 เทข้าวลงใส่หม้อ กับ ข้อ 3 ซาวข้าวด้วยน้ำสะอาด จะทำให้ได้ผลลัพธ์ที่ไม่ถูกต้อง

ตัวอย่างการแสดงอัลกอริทึม
การแสดงอัลกอริทึมแก้ปัญหา เกม Tetris
Tetris เป็นเกมที่จะ มีบล็อกรูปร่างต่าง ๆ ตกลงมา ผู้เล่นเกมก็ต้องพยายามจัดวางบล็อกที่ตกลงมาให้เต็มแถว เกมนี้จะพัฒนา ทักษะการคิดอย่างเป็นระบบ และเน้นการแก้ปัญหาด้วยการวางแผนก่อนลงมือทำ ซึ่งเมื่อเกิดปัญหาในชีวิตประจำวัน นักเรียนสามารถนำไปประยุกต์ใช้ในชีวิตประจำวันได้

การแสดงลำดับขั้นตอนการแก้ไขปัญหาด้วยการเขียนบอกเล่า

การแสดงอัลกอริทึมด้วยการวาดภาพ
คือ การแสดงลำดับขั้นตอนการแก้ไขปัญหาหรือการทำงานด้วยการใช้รูปภาพจึงเป็นวิธีการที่คล้ายกันเพียงแต่จะเขียนออกมาเป็นภาพซึ่งสามารถทำให้จดจำได้ง่ายกว่าการเขียนเป็นข้อความ
ตัวอย่างปัญหา : จากภาพให้อธิบายวิธีเล่นเกมด้วยการแสดงอัลกอริทึมด้วยการวาดภาพ

การแสดงอัลกอริทึมโดยการใช้สัญลักษณ์
เป็นการใช้สัญลักษณ์ เพื่อสื่อความหมายในแต่ละลำดับขั้นตอนในการแก้ไขปัญหา ซึ่งสัญลักษณ์แต่ละชนิดจะต้องมีความหมายที่แตกต่างกัน เพื่อให้ง่ายต่อการจดจำ ซึ่งมีด้วยกันหลายรูปแบบ ตัวอย่างเช่น
ปัญหา : จากภาพให้อธิบายการเล่นเกมด้วยการแสดงอัลกอริทึมโดยใช้สัญลักษณ์

การแก้ปัญหาจากเกมบันไดงู
ปัญหา : ให้นักเรียนเดินทางไปล่าขุมทรัพย์ใต้ท้องทะเล โดยนำกฎเกณฑ์หรือเงื่อนไขมาใช้พิจารณาแก้ปัญหา และต้องหาเส้นทางที่สั้นที่สุด

กิจกรรมบูรณาการ

จากเกมบันไดงู ให้นักเรียนแสดงอัลกอริทึมในการทำงานแก้ไขปัญหาด้วยการเขียนบอกเล่า หรือ วาดภาพ หรือใช้สัญลักษณ์

Technology Challenge

อัลกอริทึมเจ้าปัญหา(Algorithm)
ลิปดากำลังเล่นเกม OX กับโพล่า เล่นอย่างไรก็ไม่ชนะจึงสงสัยว่าเพราะเหตุใดโพล่าจึงสามารถเล่นแล้วชนะได้ตลอดเลย ดร.วีบอกว่า ก็เพราะโพล่ามีการวางแผนการทำงานก่อนลงมือทำนะซิ มีการลำดับขั้นตอนการแก้ไขปัญหาไว้ในหัวก่อนเล่น ลิปดาลองเขียนอัลกอริทึมหรือการแสดงลำดับขั้นตอนการเล่นเกม OX ดูก่อนซิ ลิปดาจะไม่แพ้โพล่าเลยนะ

Missions :
1. ให้นักเรียนเล่นเกม OX และเขียนอัลกอริทึมโดยการแบ่งการเล่น 2 แบบ คือ แบบที่ 1 สำหรับ เป็นผู้เล่นคนแรก แบบที่ 2 สำหรับ เป็นผู้เล่นคนที่ 2
2. ให้เขียนอัลกอริทึมที่ทำให้เป็นผู้เล่นไม่แพ้
3. นำเสนออัลกอริทึมหน้าชั้นเรียน
Materials : คอมพิวเตอร์และอุปกรณ์เครื่องเขียน
Ask : การแสดงอัลกอริทึมทำได้โดยการเขียนบอกเล่า วาดภาพ หรือใช้สัญลักษณ์ทำอย่างไร
Plan & Design : วางแผนและออกแบบในการเขียนอัลกอริทึมของเกม OX