1.2: การคิดเชิงคำนวณ (Computational Thinking)

ในบทเรียนที่แล้วเรารู้ว่าการเขียนโปรแกรมคือการ “สั่งงาน” คอมพิวเตอร์ แต่ก่อนที่เราจะสั่งงานมันได้ เราต้องมี “แผนการ” ที่ดีก่อนว่าเราจะสั่งให้มันทำอะไรบ้าง กระบวนการคิดเพื่อสร้างแผนการอย่างเป็นระบบนี่แหละครับ ที่เราเรียกว่า “การคิดเชิงคำนวณ” หรือ Computational Thinking

มันไม่ใช่การคิดแบบคอมพิวเตอร์นะครับ แต่มันคือ กระบวนการคิดแก้ปัญหาเหมือนที่โปรแกรมเมอร์ใช้กัน ซึ่งมีประโยชน์มากๆ ไม่ว่าจะเจอปัญหาอะไรในชีวิตก็ตาม ทักษะนี้ประกอบด้วยแนวคิดสำคัญ 4 อย่างครับ

1. การแบ่งย่อยปัญหา (Decomposition)

คือการ “ทุบ” ปัญหาใหญ่ๆ ที่ดูน่ากลัวและซับซ้อน ให้แตกออกเป็นปัญหาย่อยๆ เล็กๆ ที่จัดการได้ง่ายขึ้น

• ตัวอย่าง: ถ้าเราได้รับโจทย์ว่า “จัดงานวันเกิดให้เพื่อน” มันอาจจะดูยิ่งใหญ่และไม่รู้จะเริ่มตรงไหน แต่ถ้าเราใช้ Decomposition เราจะย่อยมันออกมาได้เป็น:
  • 1. ลิสต์รายชื่อแขก
  • 2. หาสถานที่จัดงาน
  • 3. สั่งเค้กและอาหาร
  • 4. เตรียมของขวัญ
  • 5. จัดกิจกรรมในงาน
  • เห็นไหมครับ พอเราย่อยปัญหาออกมาแล้ว ทุกอย่างก็ดูจัดการง่ายขึ้นเยอะเลย!

2. การหารูปแบบ (Pattern Recognition)

หลังจากเราย่อยปัญหาแล้ว ขั้นตอนนี้คือการ “จับผิด” หรือมองหา “รูปแบบ” ที่คล้ายๆ กันในปัญหาย่อยเหล่านั้น เพื่อที่เราจะได้ใช้วิธีแก้ปัญหาแบบเดียวกันได้ ไม่ต้องคิดใหม่ทั้งหมด

• ตัวอย่าง: จากการจัดงานวันเกิด เราอาจจะสังเกตเห็นรูปแบบว่า “การสั่งของ” (เค้ก, อาหาร, ของขวัญ) มีขั้นตอนคล้ายๆ กัน คือ:
  • หาข้อมูลร้าน -> เลือกร้าน -> สั่งของ -> จ่ายเงิน -> นัดวันรับ
  • เมื่อเรารู้รูปแบบนี้แล้ว เราก็สามารถใช้วิธีคิดแบบเดียวกันจัดการกับการสั่งของทุกอย่างได้เลย

3. การคิดเชิงนามธรรม (Abstraction)

ฟังดูยาก แต่จริงๆ แล้วมันคือการ “เลือกโฟกัส” เฉพาะข้อมูลที่สำคัญและจำเป็นต่อการแก้ปัญหา และ “ซ่อน” รายละเอียดที่ไม่จำเป็นออกไปก่อน เพื่อให้เราไม่สับสน

• ตัวอย่าง: เวลาเราจะขับรถไปที่ไหนสักแห่ง เราเปิด Google Maps ดูเส้นทางใช่ไหมครับ? แผนที่จะแสดงเฉพาะข้อมูลที่ สำคัญ เช่น ถนน, ซอย, ทางเลี้ยว, และจุดหมายปลายทาง แต่แผนที่จะ ไม่แสดง รายละเอียดที่ไม่จำเป็น เช่น สีของหลังคาบ้านข้างทาง หรือต้นไม้แต่ละต้น เพราะมันไม่เกี่ยวกับการขับรถให้ถึงเป้าหมาย การตัดสิ่งที่ไม่จำเป็นออกไปนี่แหละครับคือ Abstraction

4. การออกแบบอัลกอริทึม (Algorithm Design)

นี่คือขั้นตอนสุดท้ายและสำคัญที่สุดครับ! คือการนำวิธีแก้ปัญหาย่อยๆ ที่เราคิดไว้ มา “เรียบเรียงเป็นลำดับขั้นตอน” ที่ชัดเจนและทำตามได้จริง ใครมาอ่านก็เข้าใจและทำตามได้ผลลัพธ์เหมือนกัน ซึ่งผลลัพธ์สุดท้ายที่ได้ก็คือ “อัลกอริทึม (Algorithm)” นั่นเอง

• อัลกอริทึม ก็คือ “สูตรสำเร็จ” หรือ “คู่มือ” ในการแก้ปัญหานั่นเองครับ

กิจกรรม: มาออกแบบอัลกอริทึม “การทอดไข่เจียว” กัน! 🍳

ลองนำแนวคิดทั้ง 4 อย่างมาใช้กับเรื่องใกล้ตัวอย่างการทำอาหารดูครับ ถ้าเราต้องการ “ทอดไข่เจียว 1 จาน” เราจะเขียนเป็นลำดับขั้นตอน (Algorithm) ได้อย่างไรบ้าง?

ชื่องาน: อัลกอริทึมการทอดไข่เจียว

1. เริ่มต้น
2. เตรียมวัตถุดิบและอุปกรณ์:
   • ไข่ไก่ 2 ฟอง
   • น้ำปลา
   • น้ำมันพืช
   • ชาม, ส้อม, กระทะ, ตะหลิว, จาน
3. ตอกไข่ทั้ง 2 ฟองใส่ลงในชาม
4. เหยาะน้ำปลาลงในชามประมาณครึ่งช้อนชา
5. ใช้ส้อมตีไข่ให้ไข่แดงและไข่ขาวเข้ากันดี
6. ตั้งกระทะบนเตาไฟ
7. เทน้ำมันพืชลงในกระทะ
8. เปิดไฟ (ใช้ไฟปานกลาง)
9. รอ จนกระทั่งน้ำมันร้อน
10. เทไข่ที่ตีไว้แล้วลงในกระทะ
11. รอ จนกระทั่งไข่ด้านล่างสุกเหลือง
12. ใช้ตะหลิวพลิกกลับด้านไข่
13. รอ จนกระทั่งไข่อีกด้านสุกเหลืองทั่ว
14. ปิดไฟ
15. ตักไข่เจียวขึ้นจากกระทะใส่จานที่เตรียมไว้
16. สิ้นสุด

เห็นไหมครับว่าเราสามารถเปลี่ยนกิจกรรมในชีวิตประจำวันให้กลายเป็นลำดับขั้นตอนที่ชัดเจนได้ นี่แหละครับคือหัวใจของการออกแบบอัลกอริทึม ซึ่งเป็นพื้นฐานสำคัญของการเขียนโปรแกรมทุกอย่างเลย!