การคิดคำนวณถือเป็นทักษะหนึ่งที่มีความจำเป็นอย่างมาก สำหรับการทำความเข้าใจเรื่องราวต่าง ๆ เฉพาะกับเรื่องราวของเทคโนโลยีแห่งโลกอนาคต เพราะการคิดคำนวณนั้นถือเป็นกระบวนการคิดที่มากกว่าการเป็นผู้ใช้เทคโนโลยีธรรมดา การคิดเชิงคำนวณมักเกี่ยวข้องกับคอมพิวเตอร์และการเขียนโค้ด แต่สิ่งสำคัญคือเราสามารถสอนสิ่งเหล่านี้ได้ โดยไม่จำเป็นต้องการเขียนโปรแกรมคอมพิวเตอร์

ด้วยเหตุนี้เอง การคิดคำนวณจึงสามารถเป็นส่วนหนึ่งของห้องเรียนใดก็ได้ รวมถึงห้องเรียนในระดับปฐมวัย ซึ่งการคิดคำนวณนั้นนับได้ว่าเป็นทักษะพื้นฐานที่จำเป็นสำหรับเด็กปฐมวัยด้วยเช่นเดียวกัน

และด้วยการจัดการเรียนรู้ที่ชัดเจนและให้เวลาที่เพียงพอสำหรับการพัฒนาความคิดเชิงคำนวณ ครูผู้สอนสามารถมั่นใจได้ว่านักเรียนของพวกเขากำลังเรียนรู้ที่จะคิดในวิธีที่จะช่วยให้พวกเขาเข้าถึงและเข้าใจโลกดิจิทัลได้มากขึ้น การสอนการคิดเชิงคำนวณจึงเป็นหนทางหนึ่งที่ช่วยให้นักเรียนมีแนวโน้มที่จะประสบความสำเร็จได้ในอนาคตและยังสอดคล้องกับการพัฒนาผู้เรียนตามหลักสูตรการศึกษาใหม่อีกด้วย

องค์ประกอบสำคัญของการคิดคำนวณนั้น มีอยู่ด้วยกัน 4 ประการ อันได้แก่

การย่อยสลาย (Decomposition) คือการย่อยปัญหาทั้งก้อนซึ่งมีความใหญ่ ยากและซับซ้อน ออกเป็นปัญหาเล็ก ๆ และทำให้เราสามารถแก้ไขปัญหาได้ง่ายขึ้น

การจดจำรูปแบบ (Pattern recognition) คือการมีประสบการณ์ในการแก้ไขปัญหา สามารถเชื่อมโยงปัญหาที่มีความคล้ายคลึงกัน เข้ากับวิธีการแก้ไขปัญหาที่เป็นไปในแนวทางเดียวกันได้

การสรุป (Abstraction) คือการย่อยข้อมูลโดยระบุข้อมูลสำคัญไว้อย่างเหมาะสม ครบถ้วน โดยไม่สนใจรายละเอียดปลีกย่อยที่ไม่เกี่ยวข้อง

อัลกอริทึม (Algorithms) คือการออกแบบขั้นตอนของการแก้ไขปัญหาอย่างเป็นระบบตามหลักความคิดเชิงคำนวณ

มันยากที่จะจินตนาการถึงเด็กปฐมวัยที่กำลังแก้ปัญหาอัลกอริทึม แต่อย่างไรก็ตาม องค์ประกอบที่กล่าวมาทั้งหมดนี้เป็นสิ่งสำคัญในการเรียนรู้และการพัฒนากระบวนการคิด ซึ่งธรรมชาติของเด็กปฐมวัยนั้นชอบที่จะเล่นและสำรวจสิ่งต่างๆอยู่แล้ว การส่งเสริมทักษะการแก้ปัญหาโดยใช้กิจกรรมเพื่อสนับสนุนให้เกิดการคิดคำนวณนั้น จะกระตุ้นให้เด็กมีทักษะที่ดีขึ้นได้อย่างสนุกสนาน

ต่อไปนี้นี่คือแนวคิดเบื้องต้นในการจัดกิจกรรมให้สอดคล้องกับองค์ประกอบของการคิดเชิงคำนวณ ซึ่งสามารถจัดได้ดังนี้

การสอนเกี่ยวกับการย่อยสลาย

การสอนเกี่ยวกับการย่อยสลายให้นักเรียน ถือเป็นการเชิญให้พวกเขาเข้าสู่สถานการณ์ที่จะต้องแก้ไขปัญหา โดยครูผู้สอนจะต้องแบ่งปันปัญหาที่มีความซับซ้อนและจำเป็นต้องแก้หลายขั้นตอนกับผู้เรียน พร้อมทั้งอำนวยความสะดวกในการสนทนาระหว่างกัน เพื่อช่วยให้พวกเขาแยกย่อยปัญหาและหาแนวทางแก้ไขได้อย่างเหมาะสม

ตัวอย่างกิจกรรม : ครูผู้สอนอาจอธิบายสถานการณ์เช่น การวางแผนจัดงานวันเกิด โดยไม่ได้กำหนดรายการอะไรไว้ เพื่อให้ผู้เรียนช่วยกันแยกย่อยงานหรือสิ่งที่ต้องทำออกมาจากงานทั้งหมด โดยครูผู้สอนสามารถช่วยในการวาดหรือเขียนภาพที่เป็นตัวแทนสำหรับความคิดของพวกเขาและให้นักเรียนทำเป็นแผนที่ความคิดสำหรับนำเสนอวิธีการในการจัดการกับเรื่องนี้

การสอนเกี่ยวกับการจดจำรูปแบบ

การจดจำรูปแบบเป็นรากฐานที่สำคัญของการคิดเชิงคำนวณ ครูผู้สอนอาจเริ่มต้นด้วยการสร้างรูปแบบง่ายๆ ขั้นพื้นฐานเพื่อสอนในระดับปฐมวัยและประถมศึกษา ก่อนจะใช้รูปแบบที่ซับซ้อนมากขึ้นสำหรับชั้นเรียนที่สูงขึ้น การจดจำรูปแบบช่วยให้นักเรียนสามารถวิเคราะห์วัตถุหรือประสบการณ์ที่คล้ายกัน รวมถึงสามารถระบุและทำนายถึงสิ่งนั้นโดยการค้นหาสิ่งคล้ายคลึงกันได้

ตัวอย่างกิจกรรม : ลองให้นักเรียนสำรวจต้นไม้ทุกต้นในโรงเรียนเพื่อหาว่ามีอะไรเหมือนและแตกต่างกันบ้าง จากนั้นให้นักเรียนสร้างภาพตัดปะของต้นไม้ด้วยองค์ประกอบต่างๆที่จดจำได้ และพูดคุยเกี่ยวกับสิ่งที่พวกเขาพบเห็น

การสอนเกี่ยวกับการสรุป

การสรุป คือ การย่อข้อมูลจากเนื้อหาทั้งหมด มาเป็นข้อมูลที่สำคัญสั้น ๆ โดยการมุ่งเน้นไปที่ข้อมูลที่เกี่ยวข้องและมีความสำคัญ และตัดทอนเรื่องที่ไม่สำคัญหรือไม่เกี่ยวข้องออกไป ซึ่งเป็นทักษะอย่างหนึ่งที่ผู้เรียนควรมี เพื่อสรุปข้อมูลเกี่ยวกับปัญหาได้อย่างชาญฉลาด การสรุปนี้ช่วยให้พวกเขาสามารถเรียงลำดับข้อมูลทั้งหมดที่มีอยู่เพื่อระบุข้อมูลเฉพาะในส่วนที่พวกเขาต้องการได้ ซึ่งนับเป็นทักษะที่มีค่ายิ่งเมื่อนักเรียนจำเป็นต้องอ่านเนื้อหาที่มากหรือต้องนำเสนอด้วยข้อมูลที่มีความซับซ้อนมากขึ้น

ตัวอย่างกิจกรรม : ในการเรียนเกี่ยวกับวรรณกรรม ครูผู้สอนอาจให้นักเรียนสรุปเรื่องราวของวรรณคดีตามความคิดหลักและรายละเอียดที่สำคัญ ในการก้าวไปอีกขั้นหนึ่ง ครูผู้สอนสามารถกระตุ้นให้นักเรียนค้นหาข้อมูลหรือเบาะแสต่างๆ จากภายในเนื้อหา โดยให้เป้าหมายแก่พวกเขาเมื่อพวกเขาอ่านหรือ เรียนรู้จากการเข้าอบรมหรือสัมมนา เป็นต้น

การสอนเกี่ยวกับอัลกอริทึม

การคิดแบบอัลกอริทึมเกี่ยวข้องกับการพัฒนาวิธีการคิดแก้ปัญหาอย่างเป็นลำดับขั้นตอนและสามารถติดตามได้ ช่วยให้เราแก้ไขปัญหาต่างๆอย่างเป็นระบบมากขึ้น ซึ่งการสนทนาเกี่ยวกับลำดับและขั้นตอนนั้นจะช่วยให้นักเรียนมีความคิดแบบอัลกอริทึมมากขึ้น

ตัวอย่างกิจกรรม : นำเสนอแนวคิดนี้กับนักเรียน โดยขอให้พวกเขาคิดเกี่ยวกับขั้นตอนการทำแซนด์วิช ว่าเราควรทำอะไรก่อนและหลัง จากนั้นลองยกตัวอย่างการสลับขั้นตอนการทำงานว่า ถ้าใส่ชีสและผักกาดแก้วบนแซนด์วิชก่อนที่จะใส่มายองเนสจะเป็นอย่างไร และลองให้นักเรียนออกแบบผังขั้นตอนการทำแซนวิส เพื่อสังเกตขั้นตอนการคิด

การสอนนักเรียนให้สามารถใช้กลยุทธ์ในการคิดคำนวณได้นั้น เป็นเรื่องที่ไกลกว่าการสอนให้นักเรียนเป็นแค่ผู้ใช้เทคโนโลยี เพราะในโลกแห่งความก้าวหน้าด้านเทคโนโลยี การทำความเข้าใจว่าอุปกรณ์ต่างๆนั้นทำงานอย่างไร จะให้เราเข้าถึงเทคโนโลยีในฐานะหุ้นส่วนเพื่อช่วยเราแก้ปัญหา การคิดเชิงคำนวณจะช่วยให้นักเรียนมีความกระตือรือร้นมากกว่าการเป็นแค่ผู้ใช้เทคโนโลยีธรรมดา ซึ่งสิ่งนี้จะกลายเป็นความแตกต่างที่สำคัญในศตวรรษที่ 21 ซึ่งผู้ที่สามารถทำมันได้สำเร็จและมีประสิทธิภาพจะมีโอกาสสำเร็จในอาชีพการงานได้ในระยะยาว

เรียบเรียงโดย : นรรัชต์  ฝันเชียร