หน่วยการเรียนรู้ที่ 1 เรื่อง แนวคิดเชิงคานวณ รหัสวิชา ว 30105 รายวิชา เทคโนโลยี (วิทยาการคานวณ) 4 ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 ภาคเรียนที่ 1 ปีการศึกษา 2561 เวลา 4 คาบ ผู้สอน นายกฤติกร ล้อจิตติกุล ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------1. มาตรฐานการเรียนรู้ / ตัวชี้วัด / ผลการเรียนรู้ มาตรฐาน ว 4.2 เข้าใจและใช้แนวคิดเชิงคานวณในการแก้ปัญหาที่พบในชีวิตจริงอย่างเป็นขั้นตอน และเป็นระบบ ใช้เทคโนโลยีสารสนเทศและการสื่อสารในการเรียนรู้ การทางานและการแก้ปัญหาได้อ ย่ าง มีประสิทธิภาพ รู้เท่าทันและมีจริยธรรม ตัวชี้วัด ม.4/1 ประยุกต์ใช้แนวคิดเชิง คานวณในการพัฒนาโครงงานที่มีการบูรณาการกับวิชาอื่น อย่างสร้างสรรค์และเชื่อมโยงกับชีวิตจริง 2. จุดประสงค์การเรียนรู้ 1. อธิบายหลักการของแนวคิดเชิงคานวณ 2. ใช้หลักการของแนวคิดเชิงคานวณในการแก้ปัญหา ได้แก่ การแยกส่วนประกอบและการย่อยปัญหา การหารูปแบบ การคิดเชิงนามธรรมและขั้นตอนวิธี 3. ปฏิบัติตามขั้นตอนวิธี เปรียบเทียบและวิเคราะห์ขั้นตอนวิธีเพื่อแก้ปัญหาจากโจทย์ที่กาหนด 4. ตระหนั ก ถึ ง ความส าคั ญ และเห็ น ประโยชน์ ข องการน าแนวคิ ด เชิ ง ค านวณไปใช้ แ ก้ ปั ญ หา ในชีวิตประจาวัน 5. วิเคราะห์องค์ประกอบของสิ่งต่าง ๆ ในการพัฒนาผลงานใหม่ 6. ใช้ทักษะการคิดแบบแยกส่วนประกอบและการย่อยปัญหา แก้ปัญหาในชีวิตประจาวัน 3. สาระสาคัญ / ความคิดรวบยอด แนวคิ ด เชิ ง ค านวณ (computational thinking) เป็ น พื้ น ฐานการการคิ ด แก้ ปั ญ หาที่ ส ามารถ นาไปประยุกต์ในการแก้ปัญหาในชีวิตประจาวัน แนวคิดเชิงคานวณเป็นการคิดแบบแยกส่วนประกอบและ การย่อยปัญหา (decomposition) การหารูปแบบของปัญหา (pattern recognition) การคิดเชิงนามธรรม (abstraction) เพื่อพิจารณาสาระสาคัญของปัญหา และการออกแบบขั้นตอนวิธีในการแก้ปัญ หา (algorithm)
ซึ่ง ขั้นตอนวิธี คือ ลาดั บขั้นตอนในการแก้ ปัญ หาหรือการท างานที่ ชัด เจน ช่วยให้คิดอย่ างเป็น ระบบและ เป็นขั้นตอน การแยกส่วนประกอบและการย่อยปัญหา (decomposition) เป็นขั้นตอนของกระบวนการแก้ปัญหา ด้วยแนวคิดเชิงคานวณ (computational thinking) ซึ่งแบ่งปัญหาหรืองานออกเป็นส่วนย่อย ทาให้สามารถ จัดการกับปัญหาหรืองานได้ง่ายขึ้น 4. สาระการเรียนรู้ 4.1 สาระการเรียนรู้แกนกลาง 1. ขั้นตอนวิธี 2. การแยกส่วนประกอบและการย่อยปัญหา 4.2 สาระการเรียนรู้ท้องถิ่น 5. สมรรถนะสาคัญของผู้เรียน ความสามารถในการสื่อสาร
ความสามารถในการคิด
ความสามารถในการแก้ปัญหา
ความสามารถในการใช้ทักษะชีวิต
ความสามารถในการใช้เทคโนโลยี 6. คุณลักษณะอันพึงประสงค์ รักชาติ ศาสน์ กษัตริย์
ซื่อสัตย์สุจริต
มีวินัย
อยู่อย่างพอเพียง
มุ่งมั่นในการทางาน รักความเป็นไทย
7. ชิ้นงาน / ภาระงาน 7.1 ใบงาน เรื่อง บ้านเธอ บ้านฉัน 7.2 ใบงาน เรื่อง หา ห.ร.ม. ง่ายกว่าที่คิด 7.3 ใบงาน เรื่อง แยกส่วนและสร้างใหม่ 7.4 ใบงาน เรื่อง ชีวิตประจาวันกับการแยกส่วนประกอบ 8. การวัดและการประเมินผล 8.1 ประเมินจากใบงาน 8.2 สังเกตพฤติกรรมจากการทางานกลุ่ม 8.3 ประเมินจากแบบประเมินตนเองเรื่องฉันรู้จักขั้นตอนวิธี 8.4 ประเมินจากแบบประเมินการแยกส่วนประกอบและการย่อยปัญหา
ใฝ่เรียนรู้ มีจิตสาธารณะ
9. กิจกรรมการเรียนรู้ 9.1 คาบที่ 1 – 2 9.1.1 ขั้นนา 1. ครูนาเข้าสู่บทเรียน เรื่อง แนวคิดเชิงคานวณ โดยเล่าสถานการณ์และตั้งคาถาม ถามนักเรียน สถานการณ์ “นักเรียนเดินหลงเข้าไปในป่ากับเพื่อน 3 คน และมีอุปกรณ์ติดตัว ได้แก่ มีด และไฟฉาย ระหว่าง ทางที่เดินหาเส้นทางเดินออกจากป่านั้น นักเรียนก็ได้พบ กระต่าย และรังผึ้ง จึงจับกระต่ายและเก็บน้าผึ้ง พกไปด้วย และเดินต่อจนพลบค่า แต่แล้วสิ่ง ที่ไ ม่คาดคิดก็เกิดขึ้น มีหมีปรากฏขึ้น นักเรียนจะทาอย่างไร ให้สามารถถ่วงเวลาไม่ให้หมีวิ่งเข้ามาทาร้าย และรอดจากการถูกจับกิน โดยใช้ทุกอย่างที่มีอยู่รอบตัว” 2. ครูใช้วิธีสุ่มนักเรียนหรืออาสาสมัคร 3 คน บอกหรือเขียนวิธีการที่จะทาให้ตัวเอง รอดจากการถูกหมีจับกิน โดยอธิบายเป็นลาดับขั้นตอน (อาจให้นักเรียนทั้ง 3 คน เขียนวิธีการบนกระดานแล้ว ให้เพื่อนโหวตวิธีการที่ชอบที่สุด) 3. ครูอธิบายและสรุปเพื่อเชื่อมโยงไปถึงเรื่อง แนวคิดเชิงคานวณ ซึ่งในสถานการณ์ ข้างต้นเป็นตัวอย่างของการแก้ปัญหาที่มีขั้นตอนวิธี และมีการคิดแก้ปัญหาแบบอื่นๆ ที่เป็นแนวคิดเชิงคานวณ ด้วย (อาจอธิบายโดยยกตัวอย่างเพิ่มเติมให้ผู้เรียนเข้าใจหลักการคิดทั้ง 4 แบบ หรือเปิดคลิปวีดิทัศน์เพื่ออธิบาย เพิ่มเติม https://www.youtube.com/watch?v=mUXo-S7gzds) 9.1.2 ขั้นสอน 1. ครู ใ ห้ นั ก เรี ย นจั บ คู่ กั บ เพื่ อ น แล้ ว ศึ ก ษาตั ว อย่ า งที่ 1 วิ ธี แ นะน าหนั ง สื อ จากใบความรู้ เรื่อง ขั้นตอนวิธี (algorithm) เพื่อให้นักเรียนเข้าใจหลักการของขั้นตอนวิธีมากขึ้น 2. ครูให้นักเรียนจับคู่กันทาใบงาน เรื่อง บ้านเธอ บ้านฉัน 3. ครูอธิบายตัวอย่างที่ 2 ไปให้ครบทุกที่ จากใบความรู้ เรื่อง ขั้นตอนวิธี (algorithm) แล้วให้นักเรียนร่วมกันอภิปรายเพื่อให้เห็นตัวอย่างเพิ่มเติม 4. ครูให้นักเรียนศึกษาตัวอย่างที่ 3 การหาตัวหารร่วมมาก และตัวอย่างที่ 4 การหา ห.ร.ม. ของ 187 และ 221 จากใบความรู้ เรื่อง ขั้นตอนวิธี (algorithm) 5. ครูให้นักเรียนจับคู่กันทาใบงาน เรื่อง หา ห.ร.ม. ง่ายกว่าที่คิด เมื่อนาเสร็จแล้ว ให้แลกกันตรวจกับเพื่อนคู่อื่น
9.1.3 ขั้นสรุป 1. ครู แ ละนั ก เรี ย นร่ ว มกั น อภิ ป ราย และสรุ ป ประโยชน์ ข องขั้ น ตอนวิ ธี กั บ การแก้ปัญหาในชีวิตประจาวัน 2. ครูให้ผู้เรียนทาแบบประเมินตนเองเรื่องฉันรู้จักขั้นตอนวิธี 9.2 คาบที่ 3 – 4 9.2.1 ขั้นนา 1. ครูนาเข้าสู่บทเรียนโดยเล่าสถานการณ์ และให้นักเรียนวิเคราะห์และหาคาตอบ จากสถานการณ์นั้น สถานการณ์ท่ี 1 ชายผู้ ร่ ารวยคนหนึ่งตั ด สิ นใจมาใช้ ชี วิต ล าพั ง ในกระท่ อ มกลางป่ า โดยใช้ บ ริ ก ารจั ด ส่ ง อาหาร หนังสือพิมพ์ และจดหมายต่าง ๆ เช้าวันพฤหัสบดี บุรุษไปรษณีย์มาส่ง จดหมาย และพบว่าประตูกระท่อมเปิดอยู่ เมื่อชะโงกหน้า เข้าไปดูจึงเห็นว่าชายคนนี้กลายเป็นศพนอนจนกองเลือดเสียแล้ว เมื่อตารวจมาถึงที่เกิดเหตุ ก็เริ่มสารวจไปรอบ ๆ กระท่อม และพบปิ่นโตอาหารที่ยัง อุ่นอยู่บ น ระเบียงหน้ากระท่อม หนังสือพิมพ์ฉบับวันจันทร์ และจดหมายที่ยังไม่ได้เปิด หากนักเรียนต้องสืบคดีนี้ นักเรียนจะช่วยตารวจหาตัวคนร้ายได้หรือไม่ ว่าคนร้ายคือใคร (ที่มา : https://www.dek-d.com/studyabroad/44049/) สถานการณ์ที่ 2 ชายวัยกลางคนขับรถมากับครอบครัวรวม 4 คน พบกับกลุ่มวัยรุ่น 10 คน ที่โดยสารมากับรถตู้ และมี ป ากเสี ย งเรื่ อ งที่ จ อดรถ กลุ่ ม วั ย รุ่ น ทั้ ง หมดรุ ม ล้ อ มรอบรถ มี ก ารตะโกนด่ า ทอ และทุ บ รถ ชายวัยกลางคนจึงหยิบปืนในกระเป๋าที่อยู่ใต้เบาะออกมายิง 3 นัด กระสุนโดนกลุ่มวัยรุ่นจานวน 1 นัด ได้รับ บาดเจ็บและเสีย ชี วิต ในเวลาต่อ มา ถามว่าชายวัย กลางคนผิ ด หรื อไม่ นักเรียนคิดว่า ศาลควรสอบสวน หาข้อเท็จจริงด้วยกระบวนการใด เพื่อให้การตัดสินเป็นธรรม (สืบสวนเพิ่มเติมโดยการแยกประเด็นในเรื่อง ต่าง ๆ เช่น สภาพแวดล้อม พยาน หลักฐานต่าง ๆ) 2. ครูเชื่อมโยงสถานการณ์ข้างต้นกับวิธีคิดแบบแยกส่วนประกอบและย่อยปัญหา 9.2.2 ขั้นสอน 1. ครูให้นักเรียนศึกษาใบความรู้ เรื่อง การแยกส่วนประกอบและการย่อยปัญหา (decomposition) 2. ครูให้นักเรียนทาใบงาน เรื่อง แยกส่วนและสร้างใหม่
3. ครูสุ่มนักเรียนหรือหาอาสาสมัครนาเสนอคาตอบจากใบงาน เรื่อง แยกส่วนและ สร้างใหม่ 4. ครูแบ่งกลุ่มนักเรียนออกเป็นกลุ่ม กลุ่มละ 4 คน ทาใบงาน เรื่อง ชีวิตประจาวัน กับการแยกส่วนประกอบ โดยครูชี้แจงเกณฑ์การประเมินก่อนให้นักเรียนลงมือทาใบงาน 5. นั ก เรี ย นแต่ ล ะกลุ่ ม เลื อ กกิ จ กรรมที่ คิ ด ว่ า ท าได้ ดี ที่ สุ ด 1 กิ จ กรรมจากใบงาน เรื่ อ ง ชี วิ ต ประจ าวั น กั บ การแยกส่ ว นประกอบ แล้ ว แลกกั บ กลุ่ ม อื่ น เพื่ อ ประเมิ น โดยใช้ แ บบประเมิ น การแยกส่วนประกอบและการย่อยปัญหา 6. ครู สุ่ ม กลุ่ ม น าเสนอค าตอบให้ ค รบทุ ก กิ จ กรรม และร่ ว มอภิ ป รายกั บ ผู้ เ รี ย น ในประเด็นเรื่องของเวลา โดยเชื่อมโยงให้เห็นประโยชน์ของการแยกส่วนประกอบและการย่อยปัญหา สอบถาม ว่าต้องใช้วิธีการอย่างไร จึงจะทางานได้สาเร็จ หากมีงานมากและมีเวลาจากัด 9.2.3 ขั้นสรุป 1. ครูและนักเรียนร่วมกันสรุปแนวคิดการแยกส่วนประกอบและการย่อยปั ญ หา ในด้านประโยชน์ของการใช้แก้ปัญหาในชีวิตประจาวัน 10. สื่อ/แหล่งเรียนรู้ 10.1 สื่อ 1. ใบความรู้ เรื่อง ขั้นตอนวิธี (algorithm) 2. ใบความรู้ เรื่อง การแยกส่วนประกอบและการย่อยปัญหา (decomposition) 10.2 แหล่งเรียนรู้ 1. ห้องสมุด 2. ห้องกลุ่มสาะการเรียนรู้คณิตศาสตร์ 3. ห้องกลุ่มสาะการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ 4. ห้องปฏิบัติการคอมพิวเตอร์ 5. https://www.youtube.com/watch?v=mUXo-S7gzds 6. https://barefootcas.org.uk/wp-content/uploads/2014/08/KS1-CrazyCharacter-Algorithms-Activity-Barefoot-Computing.pdf 7. https://community.computingatschool.org.uk/files/6695/original.pdf 8. https://le-www-live-s.legocdn.com/wedo/pdfs/ computationalthinkingteacherguide/computationalthinkingteacherguide-en-us-v1.pdf
11. เวลาเรียน / จานวนชั่วโมง เวลาเรียน 4 คาบ