องค์ประกอบหลักและแนวทางการสอนวิชาวิทยาการคำนวณ

องค์ประกอบหลักของการสอนวิชาวิทยาการคำนวณ

• การสอนวิชาวิทยาการคำนวณต้องครอบคลุม 3 องค์ประกอบหลัก ได้แก่ ICT (เทคโนโลยีสารสนเทศและการสื่อสาร), DL (Digital Literacy: ทักษะความเข้าใจดิจิทัล), และ Computer Science (วิทยาการคอมพิวเตอร์)
• ตัวชี้วัดไม่ซับซ้อนเกินไป สามารถนำมาจากกิจกรรมในชีวิตประจำวันได้

แนวทางการสอนวิชาวิทยาการคำนวณในสถานศึกษา

การสอน DL (Digital Literacy: ทักษะความเข้าใจดิจิทัล)

• DL คือการรู้เท่าทันสื่อ, รู้จักสิทธิและหน้าที่ของตนเอง, เคารพสิทธิของผู้อื่น, และป้องกันข้อมูลส่วนตัว
• เมื่อเห็นข่าว สิ่งที่ต้องวิเคราะห์คือ: ใครเป็นผู้ส่งต่อข้อมูล, เขาได้ประโยชน์อะไรจากการส่ง, จุดประสงค์ในการเผยแพร่คืออะไร
• ตัวอย่าง: ข่าวใน Facebook ที่เพจขายอาหารเสริมแมวแชร์เพื่อช่วยน้องแมว ต้องวิเคราะห์ว่าใครได้ประโยชน์ (เจ้าของเพจ)
• การแชร์ข่าวสารมีทั้งข่าวจริงและข่าวปลอม ต้องวิเคราะห์ความน่าเชื่อถือ
• ผลกระทบจากข่าวลวง: สร้างความหวาดกลัว, กระตุ้นความโลภ, หรือสร้างความเกลียดชัง
• DL เป็นเรื่องของการรู้เท่าทันสื่อ, ป้องกันตัวเองจากภัยคุกคาม, ไม่ละเมิดสิทธิของผู้อื่น, และรู้จักข้อกำหนดกฎหมาย
• ตัวอย่างข่าว: การถ่ายรูปคนอื่นไปวิพากษ์วิจารณ์ในทางที่ไม่ดี ก่อให้เกิดความเสียหาย
• การสอน DL ทำได้โดยนำข่าวจากโลกออนไลน์มาให้นักเรียนวิเคราะห์

การสอน ICT (เทคโนโลยีสารสนเทศและการสื่อสาร)

• เน้นความสำคัญของข้อมูล (Data)
• ข้อมูลของลูกค้ามีค่าสำหรับบริษัทต่างๆ เพื่อนำไปวิเคราะห์และออกโปรโมชั่น
• เซเว่นให้สมัคร All Member เพื่อต้องการรู้ว่าลูกค้าซื้ออะไรบ่อยๆ
• Big C และ Lotus มีบัตรสมาชิกสะสมแต้ม เพื่อต้องการทราบพฤติกรรมการซื้อของลูกค้า
• Data คือสิ่งสำคัญ ปัจจุบันมีคำกล่าวว่า Data is the new Gold
• สิ่งสำคัญคือการนำเสนอ Data อย่างไรให้เข้าใจง่ายที่สุด เพื่อประโยชน์ทางด้านต่างๆ
• ตัวอย่าง: ภาพประเทศไทยที่แสดงส่วนที่เกิดแผ่นดินไหวบ่อยที่สุด (โซนสีส้ม)
• รูปภาพที่บอกว่าโซนไหนบนโลกรับประทานเนื้อสัตว์ประเภทใด
• หัวใจของ ICT คือการทำ Data Visualization
• กระบวนการทำ Data Visualization ประกอบด้วย:
  • การรวบรวมข้อมูล
  • การวิเคราะห์ข้อมูล (ทำเป็นตารางหรือกราฟ)
  • การทำ Data Visualization (อินโฟกราฟิก)
• การสอน ICT: ให้นักเรียนนำเสนอข้อมูลเกี่ยวกับเรื่องที่กำหนด

การสอน Computer Science (วิทยาการคอมพิวเตอร์)

• มีองค์ประกอบ 4 ประการ:
  • Decompose (แยกย่อยปัญหา)
  • Pattern Recognition (หารูปแบบ)
  • Abstraction (แนวคิดเชิงนามธรรม)
  • Algorithm Design (การออกแบบขั้นตอนวิธี)
• การแก้ปัญหาอาจใช้วิธีการเดียวหรือหลายวิธีผสมกัน
• การทำความเข้าใจเกี่ยวกับ 4 รูปแบบนี้ จะช่วยให้รู้จักกระบวนการแก้ไขปัญหาแบบวิทยาการคำนวณ

แนวคิดเชิงคำนวณ 4 รูปแบบ

Decompose (แยกย่อยปัญหา)

• เมื่อเจอปัญหาที่ซับซ้อน ต้องแยกออกมาเป็นปัญหาย่อยๆ
• ตัวอย่าง: การทำแกงส้มที่ดูยาก ต้องแยกเป็นส่วนผสม, อุปกรณ์เครื่องมือ, และขั้นตอนการทำ
• การเขียนเป็น Mind Mapping คือตัวอย่างของการแยกแยะปัญหา
• ตัวอย่างการพัฒนาระบบเปิดปิดไฟอัตโนมัติ: ต้องมีอุปกรณ์อะไรบ้าง, หาอุปกรณ์ได้จากไหน, มีเครื่องมืออะไรช่วย, มีชุดคำสั่งอะไร

Pattern Recognition (หารูปแบบ)

• การแก้ปัญหาโดยนำรูปแบบการแก้ปัญหาที่เคยทำมาแล้วมาใช้
• ตัวอย่าง: ทำแกงส้มครั้งแรกได้แล้ว ครั้งต่อไปก็ทำได้ เพราะมี Pattern เดิม
• ทำเค้กหน้าคิตตี้ได้แล้ว เค้กหน้าสตรอเบอรี่ก็ทำได้
• มีจักรยานคันแรกแล้ว คันต่อไปก็ทำได้

Abstraction (แนวคิดเชิงนามธรรม)

• การมองเฉพาะส่วนที่เป็นประเด็นปัญหาสำคัญเท่านั้น
• ตัวอย่าง: พัฒนาระบบเปิดปิดไฟอัตโนมัติ มองแค่ตัวรับแสง, หลอดไฟ, Micro Controller, และสายไฟ
• ไม่สนใจองค์ประกอบอื่นๆ ที่ไม่เกี่ยวข้อง
• เดินทางเข้ากรุงเทพฯ โดยรถไฟฟ้า ดูเฉพาะเส้นทางรถไฟฟ้าและสถานี

Algorithm Design (การออกแบบขั้นตอนวิธี)

• เป้าหมายคือการวางลำดับขั้นตอนการทำงานได้อย่างถูกต้อง
• ไม่ได้คาดหวังว่าทุกคนต้องเป็นโปรแกรมเมอร์
• รูปแบบการจัดลำดับขั้นตอน:
  • แบบเรียงลำดับ (Sequential): จากบนลงล่าง เช่น การแต่งกาย, การเดินทางจากบ้านไปโรงเรียน
  • แบบมีเงื่อนไข (Conditional): มีการตัดสินใจเข้ามา เช่น เดินทางไปโรงเรียน ถ้าฝนตกต้องมีทางเลือก
  • แบบทำซ้ำ (Loop): ทำงานซ้ำ
• Algorithm Design เป็นส่วนที่นำไปใช้กับโค้ดดิ้ง (Scratch, Micro Bit, Python)
• การสอนวิชาวิทยาการคำนวณ ไม่ใช่แค่การเขียนชุดคำสั่ง แต่ต้องสอนทักษะในการแก้ปัญหาและแนวคิดเชิงคำนวณอื่นๆ ด้วย (Decompose, Pattern Recognition, Abstraction)

สรุป

• การสอนวิชาวิทยาการคำนวณต้องครบ 3 ส่วนหลัก: ICT, DL, และ Computer Science