แบบทดสอบหลังเรียน หน่วยการเรียนรู้ที่ 1

ใบงาน หน่วยการเรียนรู้ที่ 1

ส่งงาน  หน่วยการเรียนรู้ที่ 1 

• ใบงานที่ 1.1  รู้จักอัลกอริทึ่ม

• ใบงานที่ 1.2  การแยกส่วนประกอบและการหารูปแบบ

• ใบงานที่ 1.3  การคิดเชิงนามธรรม

แบบทดสอบก่อนเรียน หน่วยการเรียนรู้ที่ 2

หน่วยที่ 2 การแก้ปัญหา

หน่วยที่ 2 การแก้ปัญหา

บทที่ 4 การแก้ปัญหาด้วยคอมพิวเตอร์ 
บทที่ 5 เงื่อนไขของปัญหาและการออกแบบขั้นตอน
บทที่ 6 การทำซ้ำ
บทที่ 7 การจัดเรียงและค้นหาข้อมูล

บทที่ 4 การแก้ปัญหาด้วยคอมพิวเตอร์

บทที่ 4 การแก้ปัญหาด้วยคอมพิวเตอร์

          

            คอมพิวเตอร์มีบทบาทในการปฏิวัติการทำงานในทุกภาคส่วนของสังคม การประยุกต์ใช้คอมพิวเตอร์มีผลให้ประสิทธิภาพการทำงานเพิ่มขึ้น ลดภาระงานที่ทำซ้ำ ๆ รวมถึงเพิ่มความแม่นยำของผลลัพธ์ที่ได้ ขั้นตอนวิธีที่จะสั่งงานให้คอมพิวเตอร์ทำงานได้ตรงตามความต้องการ ต้องผ่านการคิดวิเคราะห์และการออกแบบที่สมบูรณ์ครบถ้วน

การแก้ปัญหาด้วยคอมพิวเตอร์

           ปัญหาที่สามารถแก้ไขด้วยคอมพิวเตอร์ไม่จำเป็นต้องเป็นปัญหาทางคณิตศาสตร์เสมอไป ซึ่งอาจเป็น

ปัญหาต่างๆ ในชีวิตประจำวันก็ได้ อย่างไรก็ตาม โปรแกรมคอมพิวเตอร์ต้องระบุขั้นตอนการทำงาน รวมถึงเงื่อนไข

ต่าง ๆ ที่ชัดเจน ดังนั้นก่อนจะแก้ปัญหาด้วยคอมพิวเตอร์ จึงควรทำความเข้าใจกับปัญหาและความต้องการ

ให้ชัดเจน แล้วจึงพัฒนาขั้นตอนวิธีที่สามารถใช้งานได้

ข้อมูล

            ข้อมูล หมายถึง ข่าวสาร เอกสาร ข้อเท็จจริงเกี่ยวกับบุคคล สิ่งของหรือเหตุการณ์ที่มีอยู่ในรูปของตัวเลข 

ภาษา ภาพ สัญลักษณ์ต่างๆ ที่มีความหมายเฉพาะตัว ซึ่งยังไม่มีการประมวลไม่เกี่ยวกับการนำไปใช้ได้อย่าง

มีประสิทธิภาพ (ไพโรจน์ คชชา, 2542)

เงื่อนไขที่ชัดเจน

            เงื่อนไข หมายถึง ข้อแม้, ข้อจำกัด หรือข้อตกลง เงื่อนไขที่ชัดเจน คือการระบุสิ่งต่างๆ ที่จำเป็นสำหรับ

การตัดสินใจอย่างใดอย่างหนึ่ง เพื่อให้คอมพิวเตอร์สามารถทำงานตามที่ต้องการ

ตัวอย่างการแก้ปัญหาด้วยคอมพิวเตอร์

สถานการณ์

      “ขณะนี้เป็นเวลาบ่ายแล้ว นักเรียนเริ่มหิวขนมหวาน จึงสั่งให้คอมพิวเตอร์ เลือกขนมหวานที่เหมาะสม

ให้หน่อย” จากตัวอย่างดังกล่าว นักเรียนจะเห็นว่าการแก้ปัญหาด้วยคอมพิวเตอร์ ไม่จำเป็นต้องแก้ไข

เฉพาะปัญหาทางคณิตศาสตร์เพียงอย่างเดียว ซึ่งการแก้ปัญหาด้วยคอมพิวเตอร์ จำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องมีข้อมูล

และเงื่อนไขในการตัดสินใจที่ชัดเจน”

การแก้ปัญหา

 1. สร้างตารางกำหนดเงื่อนไขการเลือกขนมหวาน





2. แยกส่วนประกอบและย่อยปัญหา นอกจากข้อมูลและเงื่อนไขที่ชัดเจนแล้ว การจะพัฒนาโปรแกรม
จำเป็นต้องมีขั้นตอนในการแก้ปัญหาที่ชัดเจนด้วย







3. หารูปแบบ ถ้านักเรียนต้องการค้นหารายการขนมหวาน โดยเลือกที่มีคะแนนที่คำนวณจาก (0.6 x คะแนน
คุณภาพ) + (0.4 x คะแนนความนิยม) สูงที่สุด สามารถแบ่งขั้นตอนการทำงานได้ดังนี้ 1) เลือกรายการ
อาหารทั้งหมดที่เป็นขนมหวาน, 2) จากรายการขนมหวาน คำนวณคะแนนของอาหารแต่ละชนิดตาม
เงื่อนไข, 3) จากรายการขนมหวานที่ได้คำนวณคะแนนของอาหารแล้ว เลือกอาหารที่มีคะแนนสูงสุด







4. คำนวณคะแนนของอาหารแต่ละชนิดตามเงื่อนไข







5. สรุปนักเรียนจะได้รับประทานขนมหวานคือ ไอศกรีม







ตัวแปร
         ตัวแปร คือ ชื่อที่ใช้แทนข้อมูลขณะใดขณะหนึ่งในขั้นตอนวิธี โดยทั่วไปแล้วในทางคอมพิวเตอร์
 ตัวแปรจะถูกใช้เพื่อเก็บข้อมูล และอาจจะมีการเปลี่ยนแปลงค่าได้ตามบริบทการทำงาน

บทที่ 5 เงื่อนไขของปัญหาและการออกแบบขั้นตอน

บทที่ 5 เงื่อนไขของปัญหาและการออกแบบขั้นตอน

การระบุข้อมูลเข้า ข้อมูลออก และเงื่อนไขของปัญหา

            การแก้ไขปัญหาด้วยคอมพิวเตอร์นั้น ก่อนที่จะระบุขั้นตอนวิธีที่ชัดเจนได้ จะต้องวิเคราะห์และ

ทำความเข้าใจกับปัญหาเพื่อให้ทราบว่ามีข้อมูลอะไรบ้างที่สามารถใช้ในการประมวลผลได้ มีเงื่อนไขต่าง ๆ 

อย่างไร ผลลัพธ์ที่ต้องการคืออะไร โดยจะแบ่งข้อมูลที่เกี่ยวกับการทำงานออกเป็นสองส่วน คือ  ข้อมูลเข้า (input) 

เป็นข้อมูลที่ใช้เพื่อประมวลผล และ ข้อมูลออก (output) เป็นข้อมูลผลลัพธ์ที่ต้องการ

            นอกจากจะระบุว่าคืออะไรแล้ว ยังอาจระบุเงื่อนไขเพิ่มเติมได้อีก เช่น ข้อมูลเข้าอาจมีการระบุขอบเขต

หรือเงื่อนไข หรือข้อมูลออกอาจมีการระบุคุณสมบัติที่ต้องการ การวิเคราะห์นี้เป็นการระบุข้อกำหนดต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับปัญหา

ให้ชัดเจน ซึ่งจำเป็นต่อการออกแบบขั้นตอนวิธีที่ถูกต้อง 

ตัวอย่างสถานการณ์
สถานการณ์
    ครูได้ตรวจข้อสอบของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 จำนวน 40 คนหากต้องการหาคะแนนสูงสุด ต่ำสุด 
และคะแนนเฉลี่ยของนักเรียนทุกคน ให้นักเรียนระบุข้อมูลเข้าและข้อมูลออก

การระบุข้อมูลเข้า และข้อมูลออก
 ข้อมูลเข้า : คะแนนสอบของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 จำนวน 40 คน
 ข้อมูลออก : คะแนนสูงสุด ต่ำสุด และคะแนนเฉลี่ย


การออกแบบขั้นตอนวิธี
     ทักษะการคิดเชิงคำนวณ เช่น การแยกส่วนประกอบและการย่อยปัญหา การหารูปแบบ และการคิดเชิงนามธรรม 
สามารถนำมาใช้ในการออกแบบขั้นตอนวิธีเพื่อแก้ปัญหาต่างๆ การออกแบบนี้ไม่มีขั้นตอนที่ตายตัว จำเป็น
ต้องอาศัยประสบการณ์ และการฝึกฝน

 
ตัวอย่างสถานการณ์
 สถานการณ์
         ครูได้ตรวจข้อสอบของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 จำนวน 40 คน หากต้องการหาคะแนนสูงสุด ต่ำสุด และคะแนนเฉลี่ย
ของนักเรียนทุกคน ให้นักเรียนเขียนขั้นตอนวิธีในการหาคะแนนเฉลี่ยของนักเรียนทุกคน

 
การระบุข้อมูลเข้า และข้อมูลออก
         เนื่องจากปัญหานี้สามารถแบ่งได้เป็น 3 ส่วน คือ คะแนนสูงสุด ต่ำสุด และคะแนนเฉลี่ย เราควรเริ่มพิจารณาอย่างใด
อย่างหนึ่งก่อน ในที่นี้จะเริ่มจากคะแนนสูงสุดก่อน ในการออกแบบนั้นจะเริ่มจากการหาค่าสูงสุดของข้อมูล 
โดยสามารถเขียนขั้นตอนได้ดังนี้


ขั้นตอนวิธี : หาค่าสูงสุดของข้อมูล
ข้อมูลเข้า : คะแนนสอบของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 จำนวน 40 คน
ข้อมูลออก : คะแนนสูงสุด


การสร้างเงื่อนไขอย่างง่าย
      การออกแบบเงื่อนไขที่ถูกต้องและชัดเจน จะเป็นปัจจัยสำคัญของการออกแบบขั้นตอนวิธี ซึ่งเงื่อนไขที่กำหนดอาจเป็น
เงื่อนไขอย่างง่ายหรือเงื่อนไขที่ซับซ้อน โดยเงื่อนไขอย่างง่าย มักจะเป็นการเปรียบเทียบ “มากกว่า” 
“น้อยกว่า” หรือ “ไม่เท่ากัน”

 
การสร้างเงื่อนไขด้วยตัวดำเนินการตรรกะ
        เงื่อนไขบางเงื่อนไขอาจประกอบด้วยเงื่อนไขย่อยหลายเงื่อนไข และแต่ละเงื่อนไขมักเชื่อมด้วยตัวดำเนินการ
ตรรกะ “และ : AND” , “หรือ : OR” แล้วก็ “นิเสธ : NOT” ดังตารางต่อไปนี้

บทที่ 6 การทำซ้ำ

บทที่ 6 การทำซ้ำ

การทำซ้ำ

การแก้ปัญหาอาจต้องมีการทำงานลักษณะเดียวกันซ้ำหลายรอบ ในหัวข้อนี้ นักเรียนจะได้เรียนรู้รูปแบบการทำซ้ำในรายการและการทำซ้ำด้วยเงื่อนไข

การทำซ้ำในรายการ

การทำซ้ำในรายการจะต้องพิจารณาข้อมูลในรายการจนครบทุกตัว ซึ่งเป็นรูปแบบหนึ่งของการเขียนขั้นตอนวิธีเพื่อพิจารณาข้อมูลจนครบทุกตัว

ตัวอย่างสถานการณ์

สถานการณ์

ถ้านักเรียนมีเงิน X บาท และมีรายการราคาสินค้า A ให้นักเรียนเขียนขั้นตอนวิธีนับจำนวนสินค้าที่มาราคาไม่เกิน X บาท

การเขียนขั้นตอนวิธี

ขั้นตอนวิธี : หาจำนวนสินค้าที่มีราคาไม่เกิน X บาท

ข้อมูลเข้า : ราคาสินค้าในรายการ A

ข้อมูลออก : จำนวนสินค้าที่มีราคาไม่เกิน X บาท

1) ให้ตัวแปร count <– 0

2) พิจารณาข้อมูลราคาสินค้าในรายการ A ทีละจำนวนจนครบ

2.1) ให้ y แทนข้อมูลราคาสินค้าที่พิจารณาอยู่

2.2) ถ้า y น้อยกว่าหรือเท่ากับ X แล้ว

ให้ count <– count+1

3) คือค่าจำนวนสินค้าเท่ากับ count

การทำซ้ำด้วยเงื่อนไข

การทำซ้ำด้วยเงื่อนไข เป็นการทำซ้ำในขั้นตอนใดขั้นตอนหนึ่ง ตามที่มีการกำหนดไว้

  

ตัวอย่างสถานการณ์

สถานการณ์

ถ้าต้องการประมาณค่าของรากที่สองของ 10 ที่เป็นเลขทศนิยม 3 ตำแหน่ง นักเรียนจะมีการเขียนขั้นตอนวิธีอย่างไร

การเขียนขั้นตอนวิธี

ขั้นตอนวิธี : ประมาณค่าของรากที่สองของ 10 ที่เป็นเลขทศนิยม 3 ตำแหน่ง

ข้อมูลเข้า : –

ข้อมูลออก :ค่าประมาณค่าของรากที่สองของ 10 ที่เป็นเลขทศนิยม 3 ตำแหน่ง

1) ให้ X <– 0

2) ให้ Y <– 0 (เก็บค่าประมาณที่ดีที่สุด)

3) ทำซ้ำเมื่อ X <= 10

3.1) ถ้า |X2 – 10| < |Y2 – 10| แล้ว Y <– X

3.2) X <– X + 0.001

4) คืนค่า Y และจบการทำงาน