แนวคิดเชิงนามธรรม ตัวอย่าง

บทที่ 1 แนวคิดเชิงนามธรรม

แนวคิดเชิงนามธรรม

การคัดเลือกคุณลักษณะที่จำเป็นต่อการแก้ปัญหา

การถ่ายทอดรายละเอียดของปัญหาและการแก้ปัญหาแนวคิดเชิงนามธรรม

จุดประสงค์ของบทเรียน

 เมื่อเรียนจบบทนี้แล้ว นักเรียนจะสามารถ

 อธิบายวิธีการนำแนวคิดเชิงนามธรรมมาใช้วิเคราะห์โจทย์ปัญหาและถ่ายทอดแนวคิด

 วิเคราะห์รายละเอียดที่จำเป็นของปัญหาออกจากรายละเอียดที่ไม่จำเป็น และอธิบายรายละเอียดที่ไม่ครบถ้วน

 ออกแบบวิธีการแก้ปัญหาโดยใช้แนวคิดเชิงนามธรรม

ในชีวิตประจำวันนักเรียนคงเคยพบกับปัญหาที่ไม่รู้ว่าจะแก้ไขหรือดำเนินการอย่างไรนั่นอาจเป็นเพราะนักเรียนยังไม่เข้าใจปัญหาดีพอ เช่น นักเรียนต้องเดินทางไปสถานที่แห่งหนึ่งด้วยรถโดยสาร นักเรียนอาจตอบว่าไม่เคยไป จะไปได้อย่างไร หากนักเรียนพิจารณารายละเอียดต่อไปว่า สถานที่นั้นอยู่ที่ใด มีสถานที่ใดบ้างที่อยู่ใกล้เคียง ก็อาจทำให้นักเรียนนึกออกว่าจะสามารถเดินทางไปได้ หลังจากนั้นจะต้องหาข้อมูลเพิ่มเติมว่ามีรถโดยสารใดผ่านบ้าง แต่ถ้ารถนั้นไม่ผ่านบ้านเราจะทำ อย่างไร ต้องเดินทางไปต่อรถที่ใด ราคาค่าโดยสารเป็นเท่าใด

การพิจารณารายละเอียดของปัญหาการเดินทางของนักเรียน ทำให้เข้าใจเงื่อนไขที่เกี่ยวข้องและทำให้ทราบประเด็นที่สำคัญเพื่อนำไปสู่วิธีการแก้ปัญหาที่มีประสิทธิภาพ

                                    ทบทวนความรู้ก่อนเรียน

“เมื่อนักเรียนมีปัญหาหรือคำถาม นักเรียนมีวิธีการอธิบายให้ผู้อื่นเข้าใจได้อย่างไร”

การออกแบบการแก้ปัญหาโดยนำแนวคิดเชิงนามธรรมมาประยุกต์ใช้ จะทำให้การแก้ปัญหามีประสิทธิภาพมากขึ้นในบทนี้จะกล่าวถึงกระบวนการในการพิจารณารายละเอียดของปัญหา ซึ่งจะนำไปสู่วิธีการแก้ปัญหา

1.1 แนวคิดเชิงนามธรรม 

แนวคิดเชิงนามธรรม (abstract thinking หรือ abstraction) เป็นองค์ประกอบหนึ่งของแนวคิดเชิงคำนวณ (computational thinking) ซึ่งใช้กระบวนการคัดแยกคุณลักษณะที่สำคัญออกจากรายละเอียดปลีกย่อย ในปัญหาหรืองานที่กำลังพิจารณา เพื่อให้ได้ข้อมูลที่จำเป็นและเพียงพอในการแก้ปัญหา

ในการแก้ปัญหาหนึ่งอาจมีวิธีการแก้ปัญหาได้หลายวิธี ขึ้นอยู่กับการมองปัญหา การมองเห็นรายละเอียดเป้าหมายของโจทย์ปัญหา และประสบการณ์ของผู้แก้ปัญหาดังตัวอย่างต่อไปนี้

                       ตัวอย่างที่ 1.1คำ ทักทาย Hello ในภาษาอังกฤษรูปแบบต่าง ๆ

คำว่า Hello แต่ละตัวมีรูปแบบที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับประสบการณ์ที่ผู้เขียนแต่ละคนมี จากตัวอย่างจะเห็นรายละเอียดที่แตกต่างกัน เช่น สี รูปแบบอักษร (font) อักษรตัวพิมพ์ใหญ่หรือตัวพิมพ์เล็ก และรายละเอียดอื่น ๆ เช่น การขีดเส้นใต้ หรือการเอียงของตัวอักษรโดยรูปแบบที่แต่ละคนมีอยู่ถ้าจะถ่ายทอดให้ผู้อื่นรับรู้ และเข้าใจทุกอย่างแทบจะเป็นไปไม่ได้ และอาจจะไม่มีความจำเป็นที่ผู้อื่นต้องรับรู้รายละเอียดทั้งหมด

ในที่นี้หากผู้รับข้อมูลต้องการทราบว่าคำนี้ประกอบไปด้วยอักขระใดบ้าง โดยไม่สนใจประเภทของอักษร ตัวพิมพ์ใหญ่หรือตัวพิมพ์เล็ก คำว่า Hello ทุกตัวในตาราง ต่างก็มีองค์ประกอบเชิงนามธรรมเดียวกัน คือ เป็นคำที่ประกอบด้วยอักขระ H, E, L, L, และ O แต่ในบางสถานการณ์อาจจะสื่อว่าข้อมูลดังกล่าว เป็นเพียงอักขระภาษาอังกฤษ 5 ตัว หรือเป็นคำภาษาอังกฤษเพียงหนึ่งคำ

            ตัวอย่างที่ 1.2คัดกรองรายละเอียดของคำว่า HELLO เมื่อระบุความต้องการที่แตกต่างกันดังนี้

                        ❍ ข้อมูลประกอบด้วยอักขระใดบ้าง แต่ละอักขระเป็นอักษรตัวพิมพ์เล็กหรือตัวพิมพ์ใหญ่ และมีสีอะไร

                        ❍ ข้อมูลประกอบด้วยอักขระใดบ้าง แต่ละอักขระประกอบด้วยสีอะไร

                        ❍ ข้อมูลประกอบด้วยอักขระใดบ้าง

                        ❍ ข้อมูลประกอบด้วยอักขระกี่ตัว

                        ❍ ข้อมูลประกอบด้วยคำ กี่คำ

            คำอธิบายคุณลักษณะของคำว่า HELLO ตามความต้องการแต่ละรายการวมถึงรูปแบบต่าง ๆ แสดง ให้เห็นดังตาราง 1.1

            ตาราง 1.1 คำอธิบายคุณลักษณะของคำว่า HELLO ตามรายละเอียดที่ต้องการ

        กิจกรรมที่ 1.1

                        1. ให้นักเรียนวาดรูปบ้านในจินตนาการของตนเอง หลังจากนั้นจับคู่แล้วผลัดกันอธิบายรายละเอียดบ้านของตนเองให้เพื่อนวาดตาม โดยไม่ให้                                เพื่อนเห็นรูปบ้านต้นฉบับ

                        2. ให้เปรียบเทียบรูปบ้านของตนเองกับรูปบ้านที่เพื่อนวาดว่ามีสิ่งใดบ้างที่เหมือนและแตกต่างกัน

                        3. ให้จัดกลุ่มรูปบ้านของนักเรียนทั้งห้อง นักเรียนจะใช้เกณฑ์อะไรในการจัดกลุ่ม และจัดได้กี่กลุ่ม

การคัดเลือกคุณลักษณะที่จำเป็นต่อการแก้ปัญหา

การคัดเลือกคุณลักษณะที่จำเป็นต่อการแก้ปัญหา คือการพิจารณาปัญหาที่อาจประกอบไปด้วยรายละเอียดจำนวนมาก ทั้งที่จำเป็นและไม่จำเป็นต่อการแก้ปัญหา ดังนั้นในการแก้ปัญหานักเรียนควรเลือกเฉพาะรายละเอียดที่จำเป็นเท่านั้น

กิจกรรม

จากภาพในบทเรียน ให้นักเรียนคัดกรองรายละเอียดของคำว่า HELLO โดยตอบคำถามต่อไปนี้

1) ข้อมูลประกอบด้วยคำกี่คำ

2) ข้อมูลประกอบด้วยอักขระกี่อักขระ

3) ข้อมูลประกอบด้วยอักขระใดบ้าง

4) ข้อมูลประกอบด้วยอักขระใดบ้าง แต่ละอักขระประกอบด้วยสีอะไร

5) ข้อมูลประกอบด้วยอักขระใดบ้าง แต่ละอักขระเป็นตัวอักษรพิมพ์ใหญ่หรือพิมพ์เล็ก และมีสีอะไร

การถ่ายทอดรายละเอียดของปัญหาและการแก้ปัญหา

หลังจากที่คัดแยกรายละเอียดที่จำเป็นออกจากรายละเอียดที่ไม่จำเป็นได้แล้ว ขั้นตอนต่อไปคือการถ่ายทอดรายละเอียดที่ได้ไปสู่การวิเคราะห์และแก้ปัญหา ซึ่งเป็นไปได้หลายรูปแบบ ถ้าหากผู้แก้ปัญหาเป็นคนอื่นการถ่ายทอดปัญหาสามารถทำได้โดยการอธิบายเป็นข้อความ หรือแผนภาพ แต่หากผู้แก้ปัญหาคือคอมพิวเตอร์ การถ่ายทอดวิธีการแก้ปัญหาก็จะอยู่ในรูปแบบของภาษาโปรแกรม

กิจกรรม

สถานการณ์ : ครูไอซ์ต้องการเก็บค่าเข้าใช้คอมพิวเตอร์ โดยเก็บคนละ 10 บาท และเก็บค่าธรรมเนียมเพิ่มอีกโดยคิดจากระดับชั้นที่นักเรียนกำลังเรียนอยู่ ชั้นปีละ 5 บาท (ตัวอย่าง เด็กหญิงฝ้ายเรียนอยู่ชั้น ม.2 จะต้องเสียค่าเข้าใช้คอมพิวเตอร์ 10+5×2 = 20 บาท) ให้นักเรียนอธิบายสถานการณ์ใหม่ที่ประกอบด้วยรายละเอียดน้อยที่สุด โดยที่ยังมีข้อมูลเพียงพอที่จะนำไปคำนวณว่าครูไอซ์สามารถเก็บค่าผ่านทางได้เป็นจำนวนกี่บาท

อ้างอิง

สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี, “เทคโนโลยี(วิทยาการคำนวณ)”, โรงพิมพ์แห่งจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย, ศูนย์หนังสือแห่งจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย, 2561 หน้า 4

thip, “ประเภทของอัลกอริทึม (Types of Algorithm)”, https://medium.com/@thipz/recap-%E0%B8%9B%E0%B8%A3%E0%B8%B0%E0%B9%80%E0%B8%A0%E0%B8%97%E0%B8%82%E0%B8%AD%E0%B8%87%E0%B8%AD%E0%B8%B1%E0%B8%A5%E0%B8%81%E0%B8%AD%E0%B8%A3%E0%B8%B4%E0%B8%97%E0%B8%B6%E0%B8%A1-types-of-algorithm-a97b1a14044d, สืบค้นวันที่ 26 พ.ค. 61

วิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี, “ขั้นตอนวิธี”, https://th.wikipedia.org/wiki/%E0%B8%82%E0%B8%B1%E0%B9%89%E0%B8%99%E0%B8%95%E0%B8%AD%E0%B8%99%E0%B8%A7%E0%B8%B4%E0%B8%98%E0%B8%B5, สืบค้นวันที่ 26 พ.ค. 61

komchadluek.net, “อัลคุวาริซมี่ย์:ปราชญ์มุสลิมที่โลกลืม”, http://www.komchadluek.net/news/politic/205581, สืบค้นวันที่ 26 พ.ค. 61

ปิยะฤทธิ์ พลายมณี, “AI – Khwarizmi, Muhammad Ibn Musa (ประมาณค.ศ.780-850)”, http://who-in-the-world-piyarith.blogspot.com/2014/09/ai-khwarizmi-muhammad-ibn-musa-780-850.html, สืบค้นวันที่ 26 พ.ค. 61

pantip.com, “นักวิทยาศาสตร์อิสลามที่โลกลืม”, https://pantip.com/topic/33857089, สืบค้นวันที่ 26 พ.ค. 61

Natayakorn T., “อัลกอริทึม (Algorithm)”, https://www.gotoknow.org/posts/629762, สืบค้นวันที่ 26 พ.ค. 61

พรสะอาด ศรีมาราช, “อัลกอริทึม”, http://pornsaaad554144039.blogspot.com/p/blog-page.html, สืบค้นวันที่ 26 พ.ค. 61