กระบวนการทำงานวนซ้ำ ป.6

จุดประสงค์

1. อธิบายกระบวนการทำงานแบบวนซ้ำ (K)   
2. แก้ปัญหาโดยใช้กระบวนการทำงานแบบวนซ้ำ (P)   
3. เห็นประโยชน์ของกระบวนการทำงานแบบวนซ้ำ (A)

คำศัพท์ที่ต้องรู้

คำศัพท์	คำอ่าน	คำแปล
automatic	ออโทแมท ทิค	อัตโนมัติ
development	ดิเวล เลิพเมินท์	การพัฒนา
electrical energy	อิเลค ทริเคิล เอนเนอร์จี	พลังงานไฟฟ้า
loop	ลูพ	วนซ้ำ
perſormance	เพอร์ฟอม เมินท์	ประสิทธิภาพ
problem	พรอบ เลิม	ปัญหา
rules	รูล	กฎเกณฑ์

เกมหรือปัญหาหลายปัญหาจะทำงานแบบวนซ้ำและมีเงื่อนไขอยู่ภายในด้วยเช่น การค้นหาของในกล่องจนกว่าจะพบของที่ต้องการ การเก็บขยะต้องเก็บจนกว่าขยะจะหมด การปูกระเบื้องบนพื้นต้องปูจนกว่าจะเต็มพื้นที่ การทำงานแบบวนซ้ำจะทำงานวนซ้ำไปเรื่อย ๆ จนครบตามที่เงื่อนไขกำหนด

ตัวอย่างที่ 1 การเก็บขยะเมื่อเราต้องการเก็บขยะ จะต้องเก็บขยะในบริเวณนั้นไปเรื่อย ๆ จนกว่าขยะในบริเวณนั้นจะหมดหรือสะอาดโดยเขียนเป็นขั้นตอนหรือทางคอมพิวเตอร์เรียกว่า อัลกอริทึมและผังงานได้ ดังนี้
เริ่มต้น

1. เดินไปบริเวณที่มีขยะ
2. เก็บขยะ
3. นำขยะใส่ถังขยะ
4. ขยะบริเวณนั้นหมดจริงหรือไม่
4.1 ถ้าไม่จริง ไปทำข้อ 1
4.2 ถ้าจริงจบการทำงาน
จบ

ตัวอย่างที่ 2 การปูกระเบื้องบนพื้นที่ว่างถ้าต้องการปูกระเบื้องเป็นสีเรียงกันไปเรื่อย ๆ คือ แดง น้ำเงิน เหลือง เขียว แดง น้ำเงิน เหลือง เขียว ดังภาพ

และต้องการปูกระเบื้องเรียงต่อกันไปเรื่อย ๆ เป็นจำนวน 15 แผ่น อยากทราบว่าแผ่นที่ 15 จะเป็นกระเบื้องสีอะไร

วิธีแก้ปัญหา
การแก้ปัญหานี้จะต้องพิจารณาปัญหาอย่างละเอียด คิดหาความสัมพันธ์ต่าง ๆ โดยการเรียงข้อมูลตามที่โจทย์กำหนดจะเป็นเงื่อนไขและกฎเกณฑ์ของปัญหานี้ จากการปูกระเบื้องเราสามารถเขียนรูปแบบของกระเบื้องสีต่าง ๆ ให้เป็นข้อมูลอย่างง่ายได้ เช่น แทนสีกระเบื้องด้วยตัวเลข

สีของกระเบื้อง	หมายเลข
สีแดง	1
สีน้ำเงิน	2
สีเหลือง	3
สีเขียว	4

เมื่อพิจารณาปัญหานี้ต่อไป การปูกระเบื้องจะคล้ายกับการนับเลข 1, 2, 3, 4, 1, 2, 3, 4 โดยวนซ้ำไปเรื่อย ๆ จนครบ 15 ตัวเลข แล้วจะพบว่าการนับครั้งที่ 15 ตรงกับหมายเลข 3 ซึ่งหมายถึงกระเบื้องสีเหลืองนั่นเอง

ตัวอย่างที่ 3 ผึ้งเก็บน้ำหวาน
เราต้องการเขียนโปรแกรมสั่งงานให้ผึ้งเดินทางไปเก็บน้ำหวาน ดังภาพจะเขียนคำสั่งได้อย่างไร

วิธีแก้ปัญหา
พิจารณาจากปัญหาของผึ้ง จะพบว่ามีน้ำหวานอยู่ที่ดอกไม้ 2 ตำแหน่ง แต่ละตำแหน่งต้องเก็บน้ำหวาน 2 ครั้ง โดยเขียนเป็นขั้นตอนหรือทางคอมพิวเตอร์เรียกว่าอัลกอริทึมได้ ดังนี้
เริ่มต้น 1. ไปข้างหน้า 2. เก็บน้ำหวาน 3. เก็บน้ำหวาน 4. ไปข้างหน้า 5. เก็บน้ำหวาน 6. เก็บน้ำหวาน จบ

จากอัลกอริทึมของปัญหานี้ สามารถเขียนอัลกอริทึมใหม่โดยการวนซ้ำได้และเขียนโปรแกรมแบบบล็อกคำสั่งได้ ดังนี้

จากตัวอย่างที่ผ่านมา จะพบว่าปัญหาเดียวกันจะมีวิธีการแก้ปัญหาหรือวิธีการคิดต่างกัน การพัฒนาระบบที่ทำงานอัตโนมัติ หรือการพัฒนาให้หุ่นยนต์ทำงานแทนมนุษย์นั้น เราจะต้องเขียนอัลกอริทึมแล้วเปลี่ยนเป็นโปรแกรมสำหรับให้ระบบคอมพิวเตอร์ทำงาน โดยระบบที่ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ จะขึ้นอยู่กับวิธีการคิดที่ถูกต้องของมนุษย์ด้วย

ตัวอย่างที่ 4 ร้านขายกระเป๋าร้านหนึ่ง ขายกระเป๋าที่ทำด้วยมือแล้วนำมาวางขายหน้าร้าน โดยการทำกระเป๋านั้นจะมี 2 ส่วนใหญ่ ๆ คือ ทำกระเป๋า และทำสายสะพายโดยการทำกระเป๋าใช้เวลา 30 นาทีทำสายสะพายใช้เวลา 15 นาที ประกอบกระเป๋าเข้ากับสายสะพายใช้เวลา 10 นาที ถ้าร้านขายกระเป๋าร้านนี้ ต้องการทำกระเป๋าออกมาขายจำนวน 10 ใบ จะมีวิธีการอย่างไรบ้าง

การแก้ปัญหานี้ทำได้หลายวิธี แต่ละวิธีจะมีลำดับขั้นตอนที่ใช้เวลาแตกต่างกัน เช่น วิธีที่ 1 ทำกระเป๋า 10 ใบทำสายสะพาย 10 เส้น แล้วประกอบกระเป๋าที่ละใบ วิธีที่ 2 ทำกระเป๋า 10 ใบ ทำสายสะพาย 1 เส้น ประกอบกระเป๋าทีละใบแล้วกลับไปทำสายสะพายต่อ แล้วประกอบกระเป๋าจนครบ วิธีที่ 3 ทำกระเป๋า 1 ใบ ทำสายสะพาย 1 เส้น ประกอบกระเป๋า แล้วกลับไปเริ่มต้นทำอีกครั้งจนได้กระเป๋าครบ 10 ใบ

ตัวอย่างวิธีการที่กล่าวมานั้น การได้กระเป๋าแต่ละใบจะใช้เวลาต่างกัน แต่ถ้าพิจารณาแต่ละวิธีแล้ว พบว่าวิธีที่ 3 จะได้กระเป๋าใบแรกออกมาเร็วที่สุด ถ้ามีลูกค้าเข้ามาในร้านจะทำให้ขายได้เร็ว ดังนั้น จึงเลือกวิธีที่ 3 เพื่อให้ขายและได้เงินจากการขายแต่ละใบเร็วที่สุด โดยเขียนเป็นผังงานได้ ดังนี้

กระบวนการแก้ปัญหาสามารถใช้ได้ในหลายกรณี ทั้งในการวางแผนงานในชีวิตประจำวัน หรือการเล่นเกมต่าง ๆ การฝึกคิดแก้ปัญหาอย่างเป็นระบบพิจารณาวิธีการต่างๆ จะเป็นประสบการณ์ในการแก้ปัญหาที่ซับซ้อนมากขึ้น

กิจกรรมที่ 1.2 แสดงวิธีการแก้ปัญหา

1. ถ้าต้องการปูกระเบื้องเป็นพื้นที่กว้าง 25 เซนติเมตร ยาว 5 เมตร โดยกระเบื้องแต่ละแผ่นเป็นรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัสขนาด 25 เซนติเมตร x 25 เซนติเมตร และให้สีแต่ละแผ่นเรียงเป็นลำดับ ดังนี้ เขียว เหลือง น้ำตาล แดง เขียว เหลือง น้ำตาล แดง อยากทราบว่าจะต้องใช้กระเบื้องแต่ละสีจำนวนกี่แผ่น
2. ถ้าผึ้งต้องการเดินทางไปเก็บน้ำหวาน ดังภาพซึ่งการเดินแต่ละบล็อกใช้เวลา2 วินาที การเก็บน้ำหวานแต่ละครั้งใช้เวลา 2 วินาที จงเขียนอัลกอริทึมของการแก้ปัญหานี้และผึ้งต้องใช้เวลาในการทำงานทั้งหมดเท่าไร

กิจกรรมที่ 1.3 สนุกกับเกมทายตัวเลข

นักเรียนจับคู่กับเพื่อนทายตัวเลขระหว่าง 1 ถึง 1,000,000 โดยคนหนึ่ง
เป็นผู้ตั้งโจทย์ อีกคนหนึ่งเป็นผู้ตั้งคำถามและตอบให้ถูกภายใน 20 คำถาม
1. นักเรียนตอบถูกภายในกี่คำถาม
2. นักเรียนมีวิธีการอย่างไรในการตั้งคำถาม