วิทยาการคำนวณ (Computing Science)
วิทยาการคำนวณคืออะไร
ปฏิเสธไม่ได้เลยว่า ในปัจจุบันการเรียนรู้ขั้นพื้นฐาน การใช้ชีวิต หรือว่าการทำงานประกอบอาชีพต่าง ๆหากได้มีการมองไปรอบ ๆ และสังเกต สิ่งรอบ ๆ ข้าง จะทำให้ทราบได้เลยว่ายุคสมัยที่ทุกคนกำลังดำรงชีวิตอยู่ประกอบไปด้วยเทคโนโลยี นวัตกรรม และการสื่อสารที่มีการพัฒนาและกำลังเป็นส่วนหนึ่งซึ่งสามารถกล่าวได้ว่า อีกไม่นานนัก สิ่งที่กล่าวไปจะเป็นอีกหนึ่งปัจจัยสำคัญที่ทุกคนไม่สามารถเลี่ยงหรือปฏิเสธการมีอยู่ได้ในการใช้ชีวิตตั้งแต่เกิด จึงเป็นเหตุผลและที่มาของ การกล่าวว่า ทุกคนจะต้องให้ความสำคัญกับ ทักษะแห่งศตวรรษที่21 ซึ่งส่วนหนึ่งนั้นก็คือ วิทยาการคำนวณ (Computing Science) นั่นเอง สำหรับวันนี้ผู้เขียนจะขอพาทุกท่านไปทำความรู้จักกับ วิทยาการคำนวณ ให้มากยิ่งขึ้น เพื่อเป็นองค์ความรู้สำคัญสำหรับการใช้ชีวิต
ความสำคัญของวิทยาการคำนวณคืออะไร ?
ในการศึกษาขั้นพื้นฐานจะทำให้ทุกคนได้มีประสบการณ์ผ่านห้องเรียนและวิชาวิทยาการคำนวณอยู่ในหลักสูตรอยู่ไม่มากก็น้อย ซึ่งล้วนมีความสำคัญ โดยคำถามต่อมาก็คือ แล้ววิทยาการคำนวณนั้นมีความสำคัญอย่างไร? คำตอบของคำถามนี้ก็คือ วิทยาการคำนวณกำลังเป็นวิชาที่ต้องเรียนรู้เพื่อสามารถดำรงชีวิตอยู่ในปัจจุบันนั่นเอง เพราะว่าพื้นฐานของวิทยาการคำนวณ คือการที่ทำให้ทุกคนสามารถทำความเข้าใจกับนวัตกรรม เทคโนโลยี และสามารถใช้ขีดความสามารถของเทคโนโลยีทางคอมพิวเตอร์มาประกอบร่วมกับการใช้ชีวิต ไม่ว่าจะเป็นการเสริมสร้างพื้นฐานความรู้ด้านการใช้เทคโนโลยีดิจิตอล หรือ พื้นฐานการรู้เท่าทันสื่อและข่าวสาร
สิ่งสำคัญต่าง ๆ เหล่านี้ ล้วนเป็นพื้นฐานจากการทำความเข้าใจวิทยาการคำนวณ และที่สำคัญมากที่สุด วิทยาการคำนวณ ไม่ใช่ศาสตร์ที่มุ่งเน้นไปเพียงการเข้าใจเทคโนโลยี แต่เป็นส่วนสำคัญที่สามารถสร้างทักษะทางการวิเคราะห์ วางแผน และแก้ไขปัญหาต่าง ๆ ในชีวิต ดังนั้นจึงสามารถกล่าวได้อย่างชัดเจนว่าวิทยาการคำนวณ คือทักษะที่สำคัญยิ่งซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของ ทักษะแห่งศตวรรษที่ 21 ที่ทุกคนควรที่จะทำความเข้าใจและเรียนรู้
กระบวนการคิดเชิงคำนวณ Computational Thinking
คิดแบบวิทยาการคำนวณ
เมื่อเข้าใจวิทยาการคำนวณมากขึ้นแล้ว ผู้เขียนอยากจะทำความเจาะลึกถึงวิธีคิด วิธีการทำความเข้าใจ และแก้ไขปัญหาผ่านวิทยากาคำนวณ หรือที่เรียกว่า กระบวนการคิดเชิงคำนวณ (Computational Thinking) โดยจะมีการแบ่งเป็น 4 การเรียนรู้ได้ดังนี้
การแบ่งย่อยปัญหา (Decomposition)
เมื่อพบปัญหา ไม่ว่าจะในชีวิต การทำงาน หรือปัญหาส่วนตัวทั่วไป ทุกคนอาจจะเรียบเรียงความสำคัญของการแก้ไขปัญหาไม่ถูกจุด ทำให้เกิดความเครียดสะสม และไม่สามารถแก้ไขปัญหาใด ๆ ได้สำเร็จ ดังนั้น ผู้เขียนจึงขอยกตัวอย่าง เคล็ดลับของการแก้ไขปัญหาโดยใช้วิทยาการคำนวณ ซึ่งจะต้องเริ่มจาก การแบ่งย่อยปัญหาก่อนว่า ในสิ่งที่กำลังพบเจอนั้น มีปัญหาจริง ๆ อย่างไรบ้าง และมีกี่ปัญหา เพื่อสามารถลำดับความสำคัญต่อไปได้ว่าจะแก้ไขปัญหาในส่วนใดก่อน
การคิดเชิงนามธรรม (Abstraction)
การคิดเชิงนามธรรมคืออะไร อาจจะฟังดูเข้าใจยาก แต่ความเป็นจริงแล้วนั้น การคิดเชิงนามธรรมก็คือ วิธีที่ทุกคนจะต้องมองภาพรวมของสิ่ง ๆ หนึ่งและคัดแยกประเภทของจุดย่อย ๆ ออกมาก่อนจะลงมือทำอะไรสักอย่าง ด้วยการทำความเข้าใจผ่านรายละเอียด และชื่อเรียกของสิ่งนั้น ๆ ซึ่งนี้ถือเป็นขั้นตอนสำคัญของวิธีการแก้ไขปัญหาแบบวิทยาการคำนวณ โดยมีจุดประสงค์เพื่อลดความซับซ้อนของสิ่งต่าง ๆ หรือปัญหา รวมถึงสามารถแบ่งแยกย่อยสิ่งต่าง ๆ ได้อย่างมีระบบ
การเข้าใจรูปแบบ (Pattern Recognition)
เมื่อไม่เข้าใจรูปแบบของปัญหาหรือสิ่ง ๆ หนึ่ง การแก้ไขปัญหาอาจจะเป็นเรื่องที่ยาก แต่หากสามารถใช้ทักษะการเข้าใจรูปแบบวิทยาการคำนวณ ก็จะสามารถช่วยแก้ไขในการแก้ไขปัญหาได้ง่ายขึ้น เพราะเมื่อสามารถแบ่งแยกประเภทของปัญหา ที่จะมีรูปแบบของตัวสิ่งนั้น ๆ อยู่แล้ว ก็จะสามารถหาวิธีการแก้ไขปัญหาที่เข้ากัน หรือเคยมีการคิดค้นวิธีการแก้ไขปัญหามาอยู่แล้ว มาเข้ามาช่วยทำให้ปัญหาคลี่คลายได้ไวยิ่งขึ้น
ยกตัวอย่างทางเทคโนโลยีให้เห็นชัด เช่น เมื่อจอภาพของคอมพิวเตอร์เกิดอาการมืดลงผิดปกติ ไม่สามารถปรับความสว่างได้ ช่างเทคนิคที่เข้าใจรูปแบบ ก็จะสามารถชี้แจงได้ว่า ปัญหานี้เกิดขึ้นจากการเสียหายของหลอดไฟภายในวงจร ส่งผลให้แก้ไขปัญหาได้ตรงจุดและรวดเร็ว
การออกแบบขั้นตอน (Algorithm Design)
เมื่อเข้าใจปัญหาและรูปแบบของปัญหาแล้วนั้น สิ่งสำคัญต่อมาก็คือ การออกแบบขั้นตอนการดำเนินการเพื่อสามารถแก้ไขหรือดำเนินการสิ่งใดได้อย่างมีประสิทธิภาพ ขอยกตัวอย่างเช่นในการทำอาหาร เมื่อเข้าใจว่า วัตถุดิบต่าง ๆ เช่น เนื้อสัตว์ หรือผัก จะมีการทำปฏิกิริยากับความร้อนที่แตกต่างกัน ก็จะทำให้สามารถรู้ได้ว่า ควรใส่เนื้อสัตว์ก่อนผัก เพราะว่าผักโดนความร้อนแล้วเกิดปฏิกิริยาได้ไว ทำให้อาจจะไหม้ก่อนได้หากใส่ไปปรุงอาหารก่อน ด้วยการแก้ไขปัญหาแบบนี้ก็ถือเป็นวิธีแบบวิทยาการคำนวณ ที่ซ่อนอยู่ในชีวิตประจำวัน
ขอบเขตของวิชาวิทยาการคำนวณมีอะไรบ้าง?
คิดแบบวิทยาการคำนวณเพื่อชีวิต
คำถามต่อมาที่มีความสำคัญก็คือ ขอบเขตของวิชาวิทยาการคำนวณมีอะไรบ้าง ซึ่งหากทำความเข้าใจก็จะสามารถเรียงลำดับและทำการพัฒนาทักษะได้อย่างตรงจุดนั่นเอง ซึ่งทางผู้เขียนจะขอกล่าวถึง 3 ส่วนซึ่งเป็นขอบเขตและนิยามในการศึกษาวิชาวิทยาการคำนวณ
การคิดเชิงคำนวณ (Computational Thinking)
ในปัจจัยแรกก็คือ การสร้างฐานความคิดที่มีพื้นฐานในการเข้าใจการคำนวณ หรือสามารถแจกแจงได้เป็น การฝึกทักษะเพื่อวิเคราะห์ปัญหา และเรียงลำดับปัญหาต่าง ๆ นั่นเอง ซึ่งเป็นข้อสำคัญที่ทำให้วิทยาการคำนวณนั้นมีความสำคัญ ซึ่งมีจุดประสงค์ที่สำคัญคือ ทำให้ทุกคนสามารถคิดและวางแผนได้อย่างเป็นระบบก่อนการดำเนินการใด ๆ
พื้นฐานความรู้ด้านเทคโนโลยีดิจิตอล (Digital Technology)
ด้วยความที่อีกจุดประสงค์สำคัญของวิทยาการคำนวณคือการทำให้ผู้คนสามารถทำความเข้าใจ และอยู่ร่วมกับเทคโนโลยีที่มีการพัฒนาในทุก ๆ วัน ดังนั้น วิทยาการคำนวณ จึงมีอีกหนึ่งขอบเขตการเรียนรู้ที่ส่งเสริมให้ทุก ๆ คน สามารถทำความเข้าใจพื้นฐานของเทคโนโลยีต่าง ๆ เพื่อสามารถนำขีดความสามารถและศักยภาพของสิ่งเหล่านั้นไปใช้ประโยชน์ตามต้องการ
พื้นฐานการรู้เท่าทันสื่อและข่าวสาร (Media and Information Literacy}
เมื่อได้กล่าวไปแล้วว่า วิทยาการคำนวณส่งเสริมให้สามารถปรับตัวอยู่ร่วมกับเทคโนโลยีได้ ดังนั้น อีกสิ่งหนึ่งก็คือ สามารถทำให้ทุก ๆ คนมีภูมิคุ้มกันในการใช้สื่อและรับรู้ข่าวผ่านแพลตฟอร์มดิจิตอลได้อย่างมีประสิทธิภาพ สามารถกรองข่าว และรับรู้สื่อได้อย่างทันสมัย ฉับไว โดยคงความปลอดภัยในการรับรู้สื่อได้
วิทยาการคำนวณ สำคัญต่ออนาคตอย่างไร ?
เมื่อเทคโนโลยีนั้นมีการเติบโตและมีการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง จึงทำให้เกิดเงื่อนไขว่า วิทยาการคำนวณนั้น เป็นสิ่งจำเป็นต่อทั้งผู้สร้างเทคโนโลยีและผู้ใช้เทคโนโลยี ตราบใดที่เทคโนโลยีและนวัตกรรมต่าง ๆ ยังคงถูกสรรค์สร้างอยู่บนโลกใบนี้ ดังนั้น คงเป็นการกล่าวไม่เกินจริงว่า การศึกษาวิทยาการคำนวณคือสิ่งสำคัญต่อการสร้างอนาคตที่ดีของทุกคน เพราะนอกจากจะทำให้เกิดเทคโนโลยี และนวัตกรรมที่ดีจากผู้สร้างและผู้พัฒนาแล้ว ทุก ๆ คนที่ใช้งานก็จะสามารถใช้ประโยชน์ได้ด้วยเช่นกัน เพียงทำความเข้าใจพื้นฐาน และวิธีคิดผ่านวิทยาการคำนวณ
