 เขตรัตน์ ม่วงสุข Download PDF
หน่วยที่ 2 การออกแบบและการเขียนโปรแกรมเบื้องต้น หน่วยที่2_การออกแบบและการเขียนโปรแกรมเบื้องต้น View Text Version Category : All
เมื่อนักเรียนศึกษาเรื่อง การเขียนโปรแกรมเบื้องต้น แล้ว นักเรียนสามารถบอกได้ว่า 1.
ในการเริ่มเขียนโปรแกรมจะต้องออกแบบการทำงานของโปรแกรมขึ้นมาก่อน หรือเรียกว่า ขั้นตอนวิธี ซึ่งทำได้โดยการสร้างลำดับของคำสั่ง เช่น ถ้าให้หุ่นยนต์เดินไปทางขวา 3 บล็อก แล้วเดินขึ้นด้านบนเราอาจคิดขั้นตอนวิธีเป็นคำพูดขึ้นมาก่อน แล้วเปลี่ยนเป็นโปรแกรมโดยใช้บัตรคำสั่ง 2. การเขียนโปรแกรมมีเครื่องมือในการเขียนโปรแกรมหลายรูปแบบ เช่น เขียนโปรแกรมโดยใช้คำสั่งของภาษาโปรแกรมตามที่ออกแบบไว้ หรือเขียนโปรแกรมโดยใช้บัตรคำสั่งที่ออกแบบไว้ให้หุ่นยนต์เข้าใจ
3. แหล่งการเรียนรู้เกี่ยวกับการเขียนโปรแกรมที่น่าสนใจในปัจจุบันมีอยู่มากมาย เช่น เว็บไซต์ https://code.org จะมีบทเรียนให้เลือกเรียน หรือฝึกเขียนโปรแกรมมากมาย 4. การเขียนโปรแกรมบางครั้งอาจมีข้อผิดพลาดเกิดขึ้น เช่น การเขียนโปรแกรมด้วยคำสั่งแล้วเราสะกดผิด หรือเขียนคำสั่งที่โปรแกรมไม่เข้าใจ หากตรวจสอบทีละคำสั่งแล้วแก้ไขให้ถูกต้อง โปรแกรมสามารถ ทำงานต่อไปได้ 5. Scratch
เป็นอีกเครื่องมือหนึ่งที่ใช้ในการเขียนโปรแกรมได้เป็นอย่างดี ซึ่งสามารถเขียนได้หลายรูปแบบ โดยการเขียนโปรแกรมบนเว็บไซต์หรือติดตั้งไว้ในเครื่องเลยก็ได้ จุดประสงค์ / ตัวชี้วัด เรื่อง การเขียนโปรแกรมเบื้องต้น ว 4.2 ป.2/2 เขียนโปรแกรมอย่างง่าย โดยใช้ซอฟต์แวร์หรือสื่อ และตรวจหาข้อผิดพลาดของโปรแกรม สาระการเรียนรู้ การเขียนโปรแกรมเบื้องต้น
แบบทดสอบ เรื่อง การเขียนโปรแกรมเบื้องต้น
สาระสำคัญ/ความคิดรวมยอดการออกแบบโปรแกรมที่มีการใช้ตัวแปร เงื่อนไข วนซ้ำ การออกแบบอัลกอริทึม เพื่อแก้ปัญหาทางคณิตศาสตร์ วิทยาศาสตร์อย่างง่าย อาจใช้แนวคิดเชิงนามธรรมในการออกแบบเพื่อ ให้การแก้ไขปัญหามีประสิทธิภาพ การแก้ปัญหาอย่างเป็นขั้นตอนจะช่วยให้แก้ปัญหาได้อย่างมีประสิทธิภาพ ซอฟแวร์ที่ใช้ในการเขียนโปรแกรม เช่นScratch,code.org, microbit, blockly, python, java และ c เขียน โปรแกรมทางเลือกและคำสั่งวนซ้ำตัวอย่างโปรแกรม เช่น โปรแกรมสมาการเคลื่อนที่ โปรแกรมคำนวณหาพื้นที่ โปรแกรม ตัวชี้วัด/จุดประสงค์การเรียนรู้ตัวชี้วัด ว 4.2 เข้าใจและใช้แนวคิดเชิงคำนวณในการแก้ปัญหาที่พบในชีวิตจริงอย่างเป็นขั้นตอนและเป็นระบบ ใช้เทคโนโลยีสารสนเทศและการสื่อสารในการเรียนรู้ การทำงาน และการแก้ปัญหาได้อย่างมีประสิทธิภาพ รู้เท่าทัน และมีจริยธรรม ว 4.2 ม. 1/2 ออกแบบและเขียนโปรแกรมอย่างง่ายเพื่อแก้ปัญหาทางคณิตศาสตร์ หรือวิทยาศาสตร์ วัตถุประสงค์ การวัดผลและประเมินผล1.ประเมินด้านความรู้ นางสาววริณศิญา พงษ์เกษ ตำแหน่ง ครู วิทยฐานะ ครูชำนาญการพิเศษ กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี โรงเรียนปทุมราชวงศา อำเภอปทุมราชวงศา จังหวัดอำนาจเจริญ สำนักงานเขตพื้นที่การศึกษามัธยมศึกษาอุบลราชธานี อำนาจเจริญ จุดประสงค์ของบทเรียน 1. นักเรียนสามารถอธิบายขั้นตอนการแก้ปัญหาได้ 2.1 ขั้นตอนการแก้ปัญหา การแก้ปัญหาเป็นกิจกรรมพื้นฐานในการดำรงชีวิตของมนุษย์ ปัญหาบางปัญหาสามารถหาคำตอบได้ในทันที ขณะที่บางปัญหาใช้เวลานานในการค้นหาคำตอบ อย่างไรก็ตามทุกคนต่างต้องการหาวิธีการในการแก้ปัญหาที่ทำให้ได้คำตอบที่ถูกต้องในเวลารวดเร็ว การแก้ปัญหา ประกอบด้วย 4 ขั้นตอนดังรูป 2.1 คือ
1. วิเคราะห์และกำหนดรายละเอียดของปัญหา เป็นการทำความเข้าใจเกี่ยวกับรายละเอียดเงื่อนไข ข้อกำหนด รวมถึงข้อจำกัดต่าง ๆ ของปัญหา ข้อมูลที่จำเป็นในการแก้ปัญหา ตรวจสอบว่ามีข้อมูลเพียงพอหรือไม่ จะหาข้อมูลเพิ่มเติมให้ครบถ้วนต่อการใช้แก้ปัญหาได้อย่างไร ข้อมูลผลลัพธ์ที่ได้คืออะไร และจะตรวจสอบความถูกต้องของผลลัพธ์ที่ได้อย่างไร 2. การวางแผนการแก้ปัญหา เครื่องมือที่ใช้ในการวางแผนการแก้ปัญหา สำหรับการพัฒนาโปรแกรม อาจเลือกใช้รหัสลำลอง หรือผังงาน โดยวิธีการแก้ปัญหาที่ได้เรียกว่า ขั้นตอนวิธีหรืออัลกอริทึม (algorithm) ซึ่งเป็นลำดับขึ้นตอนในการแก้ปัญหาหรือการทำงานที่ชัดเจน 3. การดำเนินการปัญหา เป็นกระบวนการที่ได้วางแผนไว้มาปฏิบัติ หรือพัฒนาโปรแกรมเพื่อแก้ปัญหา โดยอาจใช้ภาษาโปรแกรมช่วยในการดำเนินการ 4. การตรวจสอบและประเมินผล ขั้นตอนนี้จะทำควบคู่ไปกับขั้นตอนการดำเนินการแก้ปัญหา โดยการตรวจสอบผลลัพธ์ที่ได้ไม่ถูกต้อง หรือยังมีส่วนที่ต้องแก้ไขปรับปรุงอยู่ ต้องย้อนกลับไปทำซ้ำตั้งแต่ขั้นตอนแรกจนกว่าจะได้ผลลัพธ์ที่ถูกต้อง ตัวอย่างที่ 2.1 การหาค่ามากที่สุดของจำนวนสามจำนวนที่กำหนดให้ การแก้ปัญหามีขั้นตอนดังนี้ ขั้นตอนที่ 1 การวิเคราะห์และกำหนดรายละเอียดของปัญหา ข้อมูลเข้า จำนวนสามจำนวน ได้แก่ a, b และ c ข้อมูลออกหรือสิ่งที่ต้องการ ตัวเลขที่มีค่ามากที่สุดของเลขสามจำนวน วิธีตรวจสอบความถูกต้อง ดำเนินการหาตัวเลขที่มากที่สุดด้วยตนเอง โดยกำหนดชุดตัวเลข 3 จำนวน เช่น 8, 7 และ 12 ในกรณีนี้ตัวเลขที่มีค่ามากที่สุด คือ 12 ขั้นตอนที่ 2 การวางแผนการแก้ปัญหา 2.1 เปรียบเทียบ a และ b เพื่อหาค่ามากกว่าระหว่างสองจำนวน 2.2 นำค่าที่ได้มาเปรียบเทียบกับ c เพื่อหาค่าที่มากกว่า 2.3 ค่าที่มากที่สุดคือ ผลลัพธ์ที่ได้จากขั้นตอนที่ 2.1 ขั้นตอนที่ 3 การดำเนินการแก้ปัญหา ดำเนินการทดสอบตามขั้นตอนที่วางแผนไว้กับชุดตัวเลขที่กำหนด โดยสมมติ a, b และ c เป็น 8, 7 และ 12 3.1 เปรียบเทียบเพื่อหาค่าที่มากกว่าระหว่าง 8 และ 7 พบว่า 8 เป็นค่าที่มากกว่า 3.2 เปรียบเทียบเพื่อหาค่ามากกว่าระหว่าง 8 และ 12 พบว่า 12 เป็นค่าที่มากกว่า 3.3 ค่าที่มากที่สุดของ 8, 7 และ 12 คือ 12
ขั้นตอนที่ 4 การตรวจสอบและปรับปรุง เมื่อพิจารณาคำตอบที่ได้คือ 12 กับค่าที่เหลือซึ่งได้แก่ 8 และ 7 พบว่า 12 มีค่ามากกว่าค่าที่เหลือทั้งคู่ คำตอบนี้จึงเป็นคำตอบที่ถูกต้องตามข้อกำหนดของสิ่งที่ต้องการ แนวคิดข้างต้นใช้งานได้เนื่องจากว่าหากพิจารณาจำนวนสามจำนวนใด ๆ เมื่อ a > b และ b > c แล้ว a > c ด้วย จากตัวอย่างแม้ว่าเราจะไม่ได้นำค่า 12 มาเปรียบเทียบกับ 7 โดยตรง แต่เราได้นำมาเปรียบเทียบกับ 8 ซึ่ง 8 ถูกตรวจสอบมาก่อนหน้านี้แล้วว่ามากกว่า 7เพราะฉะนั้น 12 จึงมากกว่า 7 ด้วย 2.2 การเขียนรหัสลำลองและผังงาน กระบวนการในการออกแบบแนวทางการแก้ปัญหานั้น จะต้องถ่ายทอดความคิดและความเข้าใจไปสู่การนำไปสู่การนำไปปฏิบัติได้ การถ่ายทอดความคิดจะต้องมีจุดเริ่มต้น จุดสิ้นสุด และลำดับก่อนหลังที่ชัดเจน อาจอยู่ในรูปของข้อความที่เรียงกันเป็นลำดับซึ่งเรียกว่า รหัสลำลอง (pseudo code) หรือยู่ในรูปผังงาน (flowchart) 2.2.1 รหัสลำลอง การเขียนรหัสลำลองเป็นการใช้คำบรรยายอธิบายขั้นตอนอย่างชัดเจนในการแก้ปัญหา หรือการทำงานของโปรแกรม ซึ่งรูปแบบการเขียนจะขึ้นอยู่กับประสบการณ์ และความถนัดของผู้เขียน ตัวอย่างที่ 2.2 รหัสลำลองการคำนวณหาพื้นที่สามเหลี่ยม
2.2.2 ผังงาน ผังงานเป็นเครื่องมือหนึ่งที่ใช้ในการวางแผนหรืออกแบบการแก้ปัญหา เพื่อให้สามารถนำไปปฏิบัติตามหรือเขียนโปรแกรมเพื่อสั่งให้เครื่องคอมพิวเตอร์ทำงานได้ง่าย สถาบันมาตรฐานแห่งชาติอเมริกา (The American Nation Standard Institute : ANSI) ได้กำหนดสัญลักษณ์ที่เป็นมาตรฐานในการเขียนผังงานไว้ ซึ่งในที่นี้จะแนะนำ การใช้งาน 5 สัญลักษณ์พื้นฐาน ดังตาราง 2.1 ตาราง 2.1 สัญลักษณ์พื้นฐานสำหรับการเขียนผังงาน
จากตัวอย่างที่ 2.2 สามารถเขียนเป็นผังงานได้ดังนี้ ตัวอย่างที่ 2.3 ผังงานการคำนวณหาพื้นที่สามเหลี่ยม
บางครั้งในการเขียนรหัสลำลอง หรือผังงานจะมีชื่อข้อมูลที่ยาจนทำให้เกิดความสับสน เพื่อให้เขียนได้ง่ายและกระชับสามารถแทนชื่อข้อมูลด้วยตัวแปร (variable) ซึ่งอาจเป็นตัวภาษาอังกฤษ 2.3 การกำหนดค่าให้ตัวแปร การกำหนดค่าอย่างใดอย่างหนึ่งให้กับตัวแปรสามารถทำได้ 3 วิธี คือ 1. การรับค่าจากภายนอก 3. การกำหนดค่าจากการคำนวณ จากตัวอย่างที่ 2.2 และ 2.3 สามารถเขียนรหัสลำลองและผังงานที่ใช้ตัวแปรได้ดังตัวอย่างที่ 2.4 ตัวอย่างที่ 2.4 รหัสลำลองและผังงานที่มีการใช้ตัวแปร ตัวอย่างที่ 2.5 รหัสลำลองและผังงานที่มีการทำงาแบบมีเงื่อนไข ตัวอย่างที่ 2.6 รหัสลำลองและผังงานที่มีการทำงานแบบวนซ้ำ 2.4 ภาษาโปรแกรม 1. คอมไพเลอร์
(compiler) จะแปลโปรแกรมทั้งโปรแกรมให้ถูกต้อง จึงจะได้ผลลัพธ์เป็นโปรแกรมภาษาเครื่องที่นำไปสั่งงานคอมพิวเตอร์ได้ ภาษาที่ต้องแปลด้วยคอมไพเลอร์ เช่น C, C++, Java 2. อินเทอร์พรีเตอร์ (interpreter) จะแปลคำสั่งในโปรแกรมทีละคำสั่งให้เป็นภาษาเครื่องส่งให้คอมพิวเตอร์ทำงานทันทีโดยไม่ต้องรอให้แปลเสร็จทั้งโปรแกรม เช่น Python, Logo สรุปท้ายบท ปัญหาที่นักเรียนพบในชีวิตประจำวันบางปัญหาสามารถหาคำตอบได้ในทันที ขณะที่บางปัญหาอาจต้องใช้เวลาในการค้นหาคำตอบ การปฏิบัติตามขั้นตอนการแก้ปัญหาจะทำให้ได้วิธีการแก้ปัญหาที่มีประสิทธิภาพ เริ่มจากทำความเข้าใจกับปัญหา โดยวิเคราะห์และกำหนดรายละเอียดของปัญหา พิจารณาว่าสิ่งที่ต้องการคืออะไร ข้อมูลเข้าจะเป็นสิ่งใดบ้าง เคยแก้ปัญหาลักษณะเดียวกันมาก่อนหรือไม่ ข้อมูลและเงื่อนไขที่กำหนดให้เพียงพอที่จะหาคำตอบหรือไม่ ถ้าไม่เพียงพอก็จำเป็นต้องหาข้อมูลเพิ่มเติม หลังจากทำความเข้าใจกับปัญหาแล้วให้วางแผนหรือออกแบบอัลกอริทึมในการหาคำตอบโดยใช้เครื่องมือรหัสลำลองหรือผังงาน หลังจากนั้นดำเนินการเขียนโปรแกรม สุดท้ายตรวจสอบผลลัพธ์ว่าถูกต้องหรือไม่ ถ้ายังไม่ถูกต้องก็ดำเนินการปรับปรุงให้ถูกต้อง |
หน่วยการ เรียน รู้ ที่ 2 การออกแบบและการเขียนโปรแกรมเบื้องต้น
กระทู้ที่เกี่ยวข้อง
ลิขสิทธิ์ © 2024 ihoctot Inc.
