การย่อยปัญหา

 การแก้ปัญหาที่มีความซับซ้อนทำได้ยาก การแบ่งปัญหาใหญ่ให้เป็นปัญหาย่อย ๆ ทำให้มีความซับซ้อนของปัญหาลดลง ช่วยให้การวิเคราะห์และพิจารณารายละเอียดขอปัญหาทำได้อย่างถี่ถ้วน ส่งผลให้สามารถออกแบบขั้นตอนการแก้ปัญหาย่อยแต่ละปัญหาได้ง่ายขึ้น

          กรณีตัวอย่างการแบ่งปัญหาใหญ่เป็นปัญหาย่อย (Decomposition)

          1. รถของกวิน

          กวิน เป็นคุณครูที่เด็ก ๆ รัก และกำลังจะเดินทางไปโรงเรียนในเช้าของวันนี้ แต่ด้วยกวินไม่สามารถสตาร์ทรถยนต์คู่ใจที่ใช้ทุกวันให้ติดได้ เนื่องจากเกิดปัญหา 3 ปะการ ได้แก่ เมื่อคืนเปิดไฟในรถทิ้งไว้ทั้งคืนอาจจะทำให้แบตเตอรี่หมด หรือ ก่อนเข้าบ้านเขาไม่ได้เติมน้ำมันให้เต็มถัง อาจจะเป็นไปได้ว่าน้ำมันในถังเชิงเพลิงหมด หรืออาจจะเป็นปัญหาเครื่องยนต์ เมื่อกวินต้องการใช้แนวคิดเชิงคำนวณแก้ปัญหาที่เกิดขึ้น กวินจะสามารถแก้ปัญหาด้วยการแบ่งปัญหาใหญ่เป็นปัญหาย่อย ได้ดังนี้

           การแบ่งปัญหาใหญ่เป็นปัญหาย่อย (Decomposition)

          1. แบตเตอรี่หมด

          2. น้ำมันเชื้อเพลิงหมด

          3. เครื่องยนต์มีปัญหา 

          2. การพาจรวดไปดาวอังคาร

          จากเว็บไซต์ https://csunplugged.org/en/topics/kidbots/unit-plan/sending-a-rocket-to-mars/ เป็นกิจกรรมที่จะให้จรวดเดินทางไปดาวอังคาร โดยใช้ลูกศรในการเดิน การหมุน เพื่อทำภาระกิจพิชิตดาวอังคารให้สำเร็จ เพื่อฝึกกระบวนการคิดเป็นขั้นตอนของผู้เรียน และกระบวนการแก้ปัญหา

  ในชีวิตประจำวันของเรา เราไม่ได้ให้คำแนะนำตามที่กล่าวไว้ว่า "เลี้ยวขวา ก้าวไปข้างหน้า ก้าวไปข้างหน้าอีก แล้วก้าวเลี้ยวขวา" คนส่วนใหญ่จะบอกว่าตรงไปที่ดาวอังคาร แต่เมื่อเขียนโปรแกรมจะต้องเจาะจงรายละเอียดการเดินทางไปดาวอังคารมากกว่าปกติ เพราะต้องบอกคอมพิวเตอร์ว่าจะทำอย่างไรในแต่ละขั้นตอน นอกจากนี้การสั่งให้โปรแกรมทำงานตามที่เราต้องการโดยระบุรายละเอียดแล้ว แทนที่จะพยายามแก้ไขปัญหาทั้งหมด จะเห็นได้ว่าเกมส่งจรวดไปดาวอังคาร ยังมีการแบ่งการเขียนโปรแกรมออกเป็นส่วนย่อย ๆ ทำให้งานมีน้อยลง ก็จะสามารถทำให้ถึงจุดหมายได้อย่างรวดเร็วขึ้น เช่น

          การแบ่งปัญหาใหญ่เป็นปัญหาย่อย (Decomposition)

          1. เดินตรงไป 2 ช่อง

          2. เลี้ยวขวา

          3. เดินตรงไป 3 ช่อง

       3. พัดลม

         นอกจากการเขียนโปรแกรมสิ่งของในชีวิตประจำวันเช่น จะเรียนรู้ว่าพัดลมทำงานอย่างไร ก็ให้พิจารณาแยกชิ้นส่วนของพัดลมว่ามีอะไรบ้างและศึกษาทีละชิ้น 

  การแบ่งปัญหาใหญ่เป็นปัญหาย่อย (Decomposition) ของพัดลม

          1. มอเตอร์พร้อมกะโหลกหลังและฐานพัดลม

          2. ตะแกรงหลัง

          3. ใบพัด

          4. ตะแกรงหน้า

          4. การเดินทาง

          หากจะเดินทางไปเที่ยวหัวหิน จะมีการวางแผนเดินทางอย่างไร ซึ่งอาจแยกย่อยวิธีเดินทางเป็น 4 รูปแบบ เช่น ขับรถไปเอง นั่งรถทัวร์ นั่งรถตู้ หรือนั่งรถไฟ จากนั้นก็มาวิเคราะห์ถึงข้อดีข้อเสียแต่ละวิธีการ

   การแบ่งปัญหาใหญ่เป็นปัญหาย่อย (Decomposition) ของพัดลม

          1. ขับรถไปเอง

          2. นั่งรถทัวร์

          3. นั่งรถตู้

          4. นั่งรถไฟ

          วิเคราะห์ถึงข้อดีข้อเสียแต่ละวิธีการรวมถึงการคำนวณค่าใช้จ่ายของแต่ละวิธีการเดินทางเพื่อเลือกการเดินทางที่ดีที่สุด

       แนวคิดเชิงคำนวณ ที่เกี่ยวข้องกับการแบ่งปัญหาใหญ่เป็นปัญหาย่อย (Decomposition)  นั้นเป็นการแตกปัญหาที่ซับซ้อนให้เป็นปัญหาย่อยที่มีขนาดเล็กลงและซับซ้อนน้อยลง เพื่อช่วยให้การวิเคราะห์และออกแบบวิธีการแก้ปัญหาทำได้ง่ายขึ้นทำให้คิดอย่างเป็นระบบมากยิ่งขึ้น โดยผ่านการแยกย่อยปัญหาต่าง ๆ เนื่องด้วยกระบวนงานบางกระบวนงาน มีวิธีการที่ทำงานอย่างเป็นขั้นตอน และมีระบบย่อย จึงมีความจำเป็นที่ต้องแยกปัญหานั้นออกมาเป็นส่วนย่อย ๆ  เพื่อสามารถศึกษาปัญหาของกระบวนการได้ชัดเจนยิ่งขึ้น

แหล่งที่มา

ชาญวิทย์ ศรีอุดม. (2562, 12 สิงหาคม).  แนวคิดเชิงคำนวณ.  สืบค้นเมื่อ 12 สิงหาคม 2562.  จาก http://charnwit.in.th/?p=1302#.XX8Q4dUzbIU.

สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี.  (2562).  เทคโนโลยี (วิทยาการคำนวณ).  สำนักพิมพ์จุฬาลงกรณ์ : กรุงเทพมหานคร.

csunplugged.org.  (2562, 12 สิงหาคม).  กิจกรรมส่งจรวดไปดาวอังคาร สืบค้นเมื่อ 12 สิงหาคม 2562, จาก https://csunplugged.org/en/topics/kidbots/unit-plan/sending-a-rocket-to-mars.

Tim Bell, Ian H. Witten and Mike Fellows.  (2562). ซีเอส อันปลั๊กโปรแกรมเสริมสมรรถนะและขยายความสามารถของเด็กระดับประถมศึกษา. สถาบันเทคโนโลยีนานาชาติสิรินธร มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์ : ปทุมธานี