หน่วยที่
4 ขั้นตอนการแก้ปัญหาหัวข้อเรื่อง
Topics
ความหมายของการแก้ปัญหา
ในชีวิตประจำวันทุกคนต้องเคยพบกับปัญหาต่างๆ
ไม่ว่าจะเป็นปัญหาด้านการเรียน การงาน
การเงิน
หรือแม้แต่การเล่นเกม เมื่อพบกับปัญหา
แต่ละคนมีวิธีที่จะจัดการหรือแก้ปัญหาเหล่านั้น
แตกต่างกันไป ซึ่งแต่ละวิธีการอาจให้ผลลัพธ์ที่เหมือนหรือแตกต่างกันเล็กน้อย
ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับความรู้
ความสามารถ และประสบการณ์ของบุคคลผู้นั้น อย่างไรก็ตาม หากเรานำวิธีการแก้ปัญหาต่าง
วิธีนั้นมาวิเคราะห์ให้ดี จะพบว่าสามารถสรุปวิธีการเหล่านั้นเป็นทฤษฎีซึ่งมีรูปแบบที่แน่นอน
ได้ และบางครั้งต้องอาศัยการเรียนรู้ในระดับสูงเพื่อแก้ปัญหาบางอย่างให้สมบูรณ์แบบ
นอกจากวิธีการแก้ปัญหาที่ยกตัวอย่างมาซึ่งได้แก่ วิธีการลองผิดลองถูก การใช้เหตุผล
การใช้วิธีขจัด ยังมีวิธีการแก้ปัญหาอีกมากมายที่ผู้แก้ปัญหาสามารถเลือกใช้ให้เข้ากับตัวปัญหา
และประสบการณ์ของผู้แก้ปัญหาเองแต่อย่างไรก็ตามวิธีการเหล่านั้นล้วนมีขั้นตอนที่คล้ายคลึงกัน
ซึ่งประกอบด้วย 4 ขั้นตอน ดังนี้
1.การวิเคราะห์และกำหนดรายละเอียดของปัญหา
การวิเคราะห์และกำหนดรายละเอียดของปัญหา (State
the problem) ขั้นตอนนี้เป็นขั้นตอนแรก
สุดก่อนที่จะลงมือแก้ปัญหา
แต่ผู้แก้ปัญหามักจะมองข้ามความสำคัญของขั้นตอนนี้อยู่เสมอ
จุดประสงค์ของขั้นตอนนี้
คือการทำความเข้าใจกับปัญหาเพื่อแยกให้ออกว่าข้อมูลที่กำหนดมา
ในปัญหาหรือเงื่อนไขของปัญหาคืออะไร
และสิ่งที่ต้องการคืออะไร อีกทั้งวิธีการที่ใช้ประมวลผล
ในการวิเคราะห์ปัญหาใด
กล่าวโดยสรุปมีองค์ประกอบในการวิเคราะห์ ดังนี้
1.1 การระบุข้อมูลเข้า ได้แก่ การพิจารณาข้อมูลและเงื่อนไขที่กำหนดมาในปัญหา
1.2 การระบุข้อมูลออก ได้แก่
การพิจารณาเป้าหมายหรือสิ่งที่ต้องหาคำตอบ
1.3 การกำหนดวิธีประมวลผล ได้แก่
การพิจารณาขั้นตอนวิธีหาคำตอบหรือข้อมูลออก
2.การเลือกเครื่องมือและออกแบบขั้นตอนวิธี
การเลือกเครื่องมือและออกแบบขั้นตอนวิธี
(Tools
and Algorithm development)
ขั้นตอนนี้เป็นขั้นตอนของการวางแผนในการแก้ปัญหาอย่างละเอียดถี่ถ้วน
หลังจากที่เราทำความเข้าใจ
กับปัญหา
พิจารณาข้อมูลและเงื่อนไขที่มีอยู่ และสิ่งที่ต้องการหาในขั้นตอนที่ 1
แล้วเราสามารถคาดคะเนวิธีการที่จะใช้ในการแก้ปัญหาขั้นตอนนี้จำเป็นต้องอาศัยประสบการณ์
ของผู้แก้ปัญหาเป็นหลัก
หากผู้แก้ปัญหาเคยพบกับปัญหาทำนองนี้มาแล้วก็สามารถดำเนินการ
ตามแนวทางที่เคยปฏิบัติมาขั้นตอนนี้จะเริ่มจากการเลือกเครื่องมือที่ใช้ในการแก้ปัญหา
โดยพิจารณา
ความเหมาะสมระหว่างเครื่องมือกับเงื่อนไขต่างๆ
ของปัญหาซึ่งหมายรวมถึงความสามารถของเครื่องมือ
ในการแก้ปัญหาดังกล่าว
และสิ่งที่สำคัญคือความคุ้นเคยในการใช้งานเครื่องมือนั้นๆ ของผู้แก้ปัญหา
อีกสิ่งหนึ่งที่สำคัญในการแก้ปัญหา
คือยุทธวิธีที่ใช้ในการแก้ปัญหาหรือที่เราเรียกว่า ขั้นตอนวิธี (algorithm) ในการแก้ปัญหา หลังจากที่เราได้เครื่องมือช่วยแก้ปัญหาแล้ว
ผู้แก้ปัญหาต้องวางแผนว่าจะใช้เครื่องมือดังกล่าวเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ถูกต้องและดีที่สุด
การออกแบบขั้นตอนวิธีใน
การแก้ปัญหา
ผู้แก้ปัญหาควรใช้แผนภาพหรือเครื่องมือในการแสดงขั้นตอนการทำงานเพื่อให้ง่ายต่อความ
เข้าใน
เช่น ผังงาน (flowchart) ที่จำลองขั้นตอนวิธีการแก้ปัญหาในรูปของสัญลักษณ์ รหัสลำลอง
(pseudo code) ซึ่งเป็นการจำลองขั้นตอนวิธีการแก้ปัญหาในรูปของคำบรรยาย
การใช้เครื่องมือช่วย
ออกแบบดังกล่าวนอกจากแสดงกระบวนการที่ชัดเจนแล้ว
ยังช่วยให้ผู้แก้ปัญหาสามารถหา
ข้อผิดพลาดของวิธีการที่ใช้ได้ง่ายและแก้ไขได้อย่างรวดเร็ว
3.การดำเนินการเเก้ปัญหา
การดำเนินการแก้ปัญหา (Implementation) หลังจากที่ได้ออกแบบขั้นตอนวิธีเรียบร้อยแล้ว
ขั้นตอนนี้เป็นขั้นตอนที่ต้องลงมือแก้ปัญหาโดยใช้เครื่องมือที่ได้เลือกไว้
หากการแก้ปัญหาดังกล่าว
ใช้คอมพิวเตอร์เข้ามาช่วยง่าน
ขั้นตอนนี้ก็เป็นการใช้โปรแกรมสำเร็จหรือใช้ภาษาคอมพิวเตอร์เขียน
โปรแกรมแก้ปัญหา
ขั้นตอนนี้ต้องอาศัยความรู้เกี่ยวกับเครื่องมือที่เลือกใช้ซึ่งผู้แก้ปัญหาต้องศึกษาให้
เข้าใจและเชี่ยวชาญ
ในขณะที่ดำเนินการหากพบแนวทางที่ดีกว่าที่ออกแบบไว้ก็สามารถปรับเปลี่ยนได้
4.การตรวจสอบเเละปรับปรุง
การตรวจสอบและปรับปรุง (Refinement) หลังจากที่ลงมือแก้ปัญหาแล้ว ต้องตรวจสอบให้
แน่ใจว่าวิธีการนี้ให้ผลลัพธ์ที่ถูกต้อง
โดยผู้แก้ปัญหาต้องตรวจสอบว่าขั้นตอนวิธีที่สร้างขึ้นสอดคล้องกับ
รายละเอียดของปัญหา
ซึ่งได้แก่ ข้อมูลเข้า และข้อมูลออก
เพื่อให้มั่นใจว่าสามารถรองรับข้อมุเข้าได้ใน
ทุกกรณีอย่างถูกต้องและสมบูรณ์
ในขณะเดียวกันก็ต้องปรับปรุงวิธีการเพื่อให้การแก้ปัญหานี้ได้ผลลัพธ์ที่ดี
ที่สุดขั้นตอนทั้ง 4 ขั้นตอนดังกล่าวข้างต้น เป็นเสมือนขั้นบันได (stair) ที่ทำให้มนุษย์สามารถประสบ
ความสำเร็จในการแก้ปัญหาต่างๆ
ได้ รวมทั้งการเขียนหรือพัฒนาโปรแกรม
คอมพิวเตอร์เพื่อแก้ปัญหาก็ต้องใช้กระบวนการตามขั้นตอนทั้ง 4 นี้เช่นกัน
|
ขั้นตอนการแก้ปัญหา
การแก้ปัญหาของแต่ละบุคคลมีขั้นตอนและใช้เวลาที่แตกต่างกัน
เนื่องจาก ความรู้และประสบการณ์ จะส่งผลต่อความสามารถในการแก้ปัญหา
1. การวิเคราะห์และกำหนดรายละเอียดของปัญหา
1. การวิเคราะห์และกำหนดรายละเอียดของปัญหา
1.2 ข้อมูลที่กำหนดให้คืออะไรบ้าง
พิจารณาข้อมูลและเงื่อนไขที่กำหนดให้เพียงพอที่จะหาคำตอบของปัญหาหรือไม่
ถ้าไม่เพียงพอควรหาข้อมูลเพิ่มเติม
3.
การดำเนินการแก้ไขปัญหา
4.
การตรวจสอบและปรับปรุง
4.1 ความหมายของการเเก้ปัญหา
4.2
การเขียนขั้นตอนการเเก้ปัญหา
การเขียนโปรเเกรมที่ดีนั้นต้องเริ่มจากการพิจรณาโครงสร้างข้อมุลที่ใช้งานนั้น
จัดลำดับขั้นตอนการกระทำต่อข้อมูลนั้น เพื่อป้องกันข้อผิดพลาดและปัญหาต่าง ๆ
ในการพัฒนาโปรเเกรมซึ่งวิธีการเหล่านี้เรียกว่าขั้นตอนการเเก้ปัญหา หรืออัลกอริทึม
Algorithm
ขั้นตอนการเเก้ปัญหา หรืออัลกอริทึม Algorithm เป็นกระบวนการในการทำงานที่ใช้การตัดสินใจหลักเหตุผลและคณิตศาสตร์เป็นตัวช่วยในการเลือกวิธีการหรือการขั้นตอนการดำเนินงานต่อไปนี้จนกระทั่งขั้นตอนสุดท้าย
วิธีการที่ใช้เเยกย่อนเเละเรียงลำดับขั้นตอนของกระบวนการในการทำงานต่าง ๆ
เพื่อเพิ่มประสิทธฺภาพในการค้นหาและเเก้ไขปัญหา
ซึ่งมีหลักเเละวิธีการเขียนเพื่อสื่อสารเเละกำหนดกระบวนการโปรเเกรมดังจะกล่าว
ซึ่งมีรายละเอียดเนื้อหาในหน่วยต่อไปนี้
1.
เเสดงความรู้เกี่ยวกับขั้นตอนการเเก้ปัญหา Algorithm
2.
เขียนขั้นตอนการเเก้ปัญหา Algorithm ตามลักษณะงาน
2.1. บอกความหมายและลักษณะภาษาขั้นตอนการเเก้ปัญหาได้ถูกต้อง
2.2. บอกจุดประสงค์ของการเขียนขั้นตอนการเเก้ปัญหาได้ถูกต้อง
2.3. บอกถึงการเขียนขั้นตอนการเเก้ปัญหาได้ถูกต้อง
2.4. เขียนขั้นตอนการเเก้ปัญหาเเบบลำดับขั้นตอน
2.5. เขียนขั้นตอนการเเก้ปัญหาเเบบมีเงื่อนไขได้ถูกต้อง
2.6. เขียนการเเก้ปัญหาเเบบทำซำ้ไเถูกต้องต้อง
การแก้ปัญหาเป็นกิจกรรมพื้นฐาน
ในการดำรงชีวิตของมนุษย์ ปัญหาบางปัญหาเราสามารถหาทางแก้ปัญหาได้ทันที
แต่บางปัญหาอาจต้องใช้เวลานานในการค้นหาคำตอบ
ซึ่งคำตอบที่ได้ต้องพิสูจน์ได้ว่าเป็นคำตอบที่ถูกต้อง
น่าเชื่อถือและสามารถนำไปอ้างอิงต่อได้
1.1 สิ่งที่ต้องการคืออะไร
2.
การวางแผนในการแก้ปัญหา
เมื่อทำความเข้าใจแล้ว
ควรวางแผนในการแก้ปัญหาด้วยการเลือกใช้เครื่องมือ และวิธีการเพื่อให้ได้ซึ่งคำตอบ
ประสบการณ์จะนำมาใช้ในขั้นตอนนี้ "เคยแก้ปัญหาในลักษณะนี้หรือไม่"
ในกรณณีที่มีประสบการณ์มาก่อน ควรใช้ประสบการณ์มาเป็นแนวทางในการแก้ปัญหาโดยปรับปรุงให้เหมาะสมกับปัญหาใหม่
เมื่อวางแผนในขั้นตอนที่ 2 แล้ว
จึงดำเนินการเพื่อแก้ปัญหา
เมื่อดำเนินการตามขั้นที่ 3 แล้ว
จึงนำผลมาตรวจสอบว่าแก้ปัญหาได้หรือไ่ม่ ถ้าแก้ได้ถือว่าสำเร็จ แต่ถ้าแก้ไม่ได้
จะต้องมีวิธีปรับปรุงให้ดีขึ้น
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น