อาจจะต้องย้อนความทรงจำกันหน่อย ว่าผู้อ่าน Blognone ได้เริ่มเรียนวิชาที่เกี่ยวข้องกับคอมพิวเตอร์ ในหลักสูตรการศึกษาพื้นฐานภาคบังคับ (ป. 1 – ม. 6) ในตอนไหน? ความทรงจำวิชาด้านคอมพิวเตอร์ของแต่ละคนอาจไม่เหมือนกัน
เดิมวิชาด้านคอมพิวเตอร์เทคโนโลยีสารสนเทศนั้น เป็นวิชาหนึ่งในกลุ่มสาระการงานพื้นฐานอาชีพ แต่ด้วยกระแสดิจิทัลที่เปลี่ยนแปลงในช่วงที่ผ่านมา จนเรียกได้ว่าดิจิทัลเข้ามามีบทบาทในชีวิตมากขึ้น Computer Science กลายเป็นวิชาพื้นฐานที่จำเป็น กระทรวงศึกษาธิการ และความร่วมมือในการปรับปรุงหลักสูตรจาก สสวท. (สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี) ได้ประกาศให้หัวข้อด้านคอมพิวเตอร์ในชื่อวิชา วิทยาการคำนวณ ย้ายมาเป็นวิชาในกลุ่มสาระวิทยาศาสตร์ เป็นวิชาบังคับในหลักสูตรแกนกลางการศึกษาขั้นพื้นฐาน พ.ศ.2551 (ฉบับปรับปรุง พ.ศ.2560) โดยเริ่มเรียนกันตั้งแต่ชั้นประถมศึกษาปีที่ 1 ไปจนถึงมัธยมศึกษาปีที่ 6 ซึ่งมีผลกับนักเรียน ป. 1, ป. 4, ม. 1 และ ม. 4 รุ่นนี้เป็นรุ่นแรก
เชื่อว่าหลายคนอาจตั้งคำถามเมื่อพูดถึงเรื่องนี้ก็คือ เร็วไปหรือไม่? ที่จะเรียนวิชาแบบนี้ตั้งแต่ประถม 1 ก็ต้องย้อนมาดูหลักการและที่มาก่อน
เปลี่ยนจากเรียนไปเป็นผู้ใช้ มาเป็นผู้เขียน ผู้คิด
วิชาคอมพิวเตอร์และการเขียนโปรแกรมไม่ใช่ของใหม่ในหลักสูตรการศึกษาไทย หลายคนอาจเคยเรียนภาษาเต่าโลโก้ แต่ไม่ใช่ทุกโรงเรียนที่มีการสอน เนื้อหาหลักสูตรคอมพิวเตอร์เทคโนโลยีเดิมนั้น เน้นให้ผู้เรียนมีความเข้าใจในฐานะผู้ใช้ รู้จักซอฟต์แวร์ต่างๆ ตัวเนื้อหาวิชาเองก็มีความเสี่ยงต่อความล้าสมัย แต่ในหลักสูตรใหม่วิทยาการคำนวณนี้ จะสอนให้นักเรียนเป็นผู้เขียน ผู้พัฒนา และได้ฝึกหัดคิดอย่างเป็นระบบแบบคอมพิวเตอร์มากขึ้น
เดิมหัวข้อคอมพิวเตอร์ อยู่ในวิชาเทคโนโลยีสารสนเทศฯ กลุ่มสาระการงานพื้นฐานอาชีพ
เป้าหมายของวิชานี้ไม่ได้ต้องการให้ทุกคนที่เรียนจะต้องไปเป็นคนเขียนโปรแกรม หรือโปรแกรมเมอร์ แต่ต้องการเพิ่มทักษะคิดเชิงคำนวณสำหรับแก้ปัญหาในชีวิตประจำวัน, สามารถมองได้ว่าปัญหาใดแก้ด้วยระบบอัตโนมัติได้, ทำความเข้าใจว่าระบบอัตโนมัติเพิ่มประสิทธิภาพงานได้ และที่สุดคือมีความรู้ที่จะควบคุมระบบอัตโนมัติได้ในเบื้องต้น ซึ่งทักษะที่ว่ามานี้ เป็นสิ่งจำเป็นและสามารถนำไปประยุกต์ใช้ได้ ไม่ว่าจะไปเป็นคนในสายวิทยาศาสตร์ ศิลปะ ดนตรี หรือแม้แต่วรรณกรรม
โครงสร้างของหลักสูตร วิทยาการคำนวณ
เนื้อหาวิชาวิทยาการคำนวณ แบ่งออกเป็น 3 ส่วนหลักคือ
- Computer Science (วิทยาการคอมพิวเตอร์) หัวใจหลักของวิชานี้ ให้ผู้เรียนสามารถคิดได้เป็นขั้นตอน นำการเขียนโปรแกรมมาเป็นเครื่องมือในการฝึกคิดเป็นขั้นตอน ตามแนวทาง Computational Thinking
- ICT (เทคโนโลยีสารสนเทศ) ให้ผู้เรียนสามารถรวบรวมข้อมูล จัดการข้อมูล นำข้อมูลมาประมวลผล และทำการตัดสินใจจากพื้นฐานของข้อมูลได้
- Digital Literacy (รู้เท่าทันดิจิทัล) ให้ผู้เรียนรู้ทันเทคโนโลยี ไม่ตกเป็นทาสเทคโนโลยี สามารถสร้างสรรค์ผลงานบนเทคโนโลยีได้
เนื้อหาที่ปรับขึ้นในแต่ละช่วงระดับ
ถึงตรงนี้อาจมีคำถามว่านักเรียนในระดับ ป. 1 จะเรียนเขียนโปรแกรมอะไรได้ ในหลักสูตรวิทยาการคำนวณนี้ ก็มีการปรับเนื้อหาให้เหมาะสมกับแต่ละช่วงระดับ โดยจะยกตัวอย่างเนื้อหาส่วนวิทยาการคอมพิวเตอร๋ ในหัวข้อที่เกี่ยวกับการเขียนโปรแกรม ซึ่งจะแตกต่างในแต่ละระดับ โดยในระดับ ป. 1 จะเป็นการเขียนโปรแกรมแบบไม่ต้องใช้คอมพิวเตอร์ (Unplugged) เป็นการฝึกใช้บัตรคำสั่งเดินขึ้น-ลง-ซ้าย-ขวา
ตัวอย่างบัตรคำสั่ง จากหนังสือเรียน ป. 1
ในระดับ ป. 4 การเขียนโปรแกรมก็ยังเน้นแบบ Unplugged แต่พื้นที่ในการใช้คำสั่งจะใหญ่มากขึ้น ซับซ้อนมากขึ้น และต้องจัดลำดับความคิดที่ยากขึ้น โดยเริ่มมีการเขียนโปรแกรมบนคอมพิวเตอร์แบบ Block Programming ใช้วิธีลากบล็อกคำสั่งบนจอ ไม่มีการเขียนโค้ด ใช้โปรแกรม Scratch ของ MIT ประกอบการสอน
โปรแกรม Scratch ใช้เรียนรู้การเขียนโปรแกรม ผ่านการต่อบล็อกคำสั่ง
มาถึงในระดับมัธยมศึกษา จะเริ่มเขียนโปรแกรมแล้วตั้งแต่ชั้น ม. 1 โดยภาษาที่แนะนำในการเรียนการสอนคือ Python ส่วนในชั้นมัธยมศึกษาตอนปลายที่ ม. 4 จะเน้นไปที่การบูรณาการองค์ความรู้เพื่อทำโครงงาน ตัวอย่างที่พูดถึงในหนังสือเรียน เช่น โครงงานอุปกรณ์รดน้ำอัตโนมัติ, การเขียน sort, โปรแกรมคำนวณค่าที่จอดรถยนต์ ฯลฯ
ในระดับ ม. 4 จะพูดถึงการทำโครงงานมากขึ้น
การอบรมครูสำหรับการสอน
อีกหนึ่งประเด็นที่น่าจะมีหลายคนสงสัยเมื่ออ่านถึงตรงนี้ ก็คือแล้วเรามีบุคลากรครูที่เป็นผู้สอนในโรงเรียนที่พอและพร้อมหรือยัง? ในช่วงปี 2560 ที่ผ่านมา สสวท. ได้จัดอบรมครูแกนนำคอมพิวเตอร์ไปแล้ว มีการทดลองทำกิจกรรมในหลักสูตร เพื่อให้นำไปเผยแพร่กับเพื่อนครูคนอื่นต่อไปได้ จากนั้นก็มีอบรมต่อเนื่องผ่านช่องทางทั้งออฟไลน์ และออนไลน์ (สามารถดูเพิ่มเติมได้ที่ Facebook: สาขาคอมพิวเตอร์ สสวท.)
การจัดอบรมและวิจัยนั้น สสวท. ได้มีการลงพื้นที่ร่วมกับครูเครือข่าย นำวิชาไปทดลองสอนในโรงเรียนจริงๆ ตามจังหวัดต่างๆ รวมทั้งในพื้นที่ธุรกันดาร ไม่มีคอมพิวเตอร์ใช้ในการเรียนการสอน เพื่อดูว่ากิจกรรมแบบ Unplugged นั้นได้เป็นอย่างไร ซึ่งผลตอบรับออกมาดี นักเรียนมีความสนุก ได้ฝึกหัดคิดแบบเป็นขั้นตอน
ที่น่าสนใจมาก คือการเรียนการสอนด้านวิชาเขียนโปรแกรมนี้ ประเทศไทยถือเป็นประเทศกลุ่มแรกๆ ในโลก ที่มีการเรียนสอนในหลักสูตรพื้นฐาน อังกฤษเริ่มการสอนเมื่อ 5 ปีที่แล้ว ส่วนสิงคโปร์เพิ่งเริ่มสอนมา 2 ปี จึงอาจมองได้ว่าเป็นโอกาสในการต่อยอดพัฒนาความพร้อมบุคลากรสำหรับอนาคตในระยะ 10 ปีข้างหน้าของประเทศไทยได้
เนื้อหาเรียบเรียงจาก Dek-d Live สอนเขียนโปรแกรมตั้งแต่ป. 1 เหมาะสมหรือยังกับประเทศไทย 4.0 (ได้รับอนุญาตแล้ว), และหนังสือเรียนรายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี (การคำนวณ) ระดับชั้น ป. 1, ป. 4, ม. 1 และ ม. 4 ของ สสวท.
a: การจำลองการคูณเมทริกซ์ขนาด 2*2 ในรูปแบบ TensorGame โดยกล่องทึบใช้แทนค่าผลการคูณ ตัวอย่างเช่น c1 ได้จาก a1b1 + a2b3 จึงมีกล่องทึบในพิกัด (a1,b1) และ (a2,b3) ปรากฏอยู่ในแถว c1, b: อัลกอริทึมการคูณเมทริกซ์ของ Strassen ซึ่งใช้การคูณ 7 ครั้ง, c: การจัดเรียงวิธีการคำนวณใหม่เพื่อนำเสนอในรูปแบบสัมพันธ์กับ TensorGame โดยใช้สี 3 สีเพื่อจับคู่ให้เปรียบเทียบกับองค์ประกอบที่อธิบายตามอัลกอริทึมของ Strassen
ตารางเปรียบเทียบจำนวนขั้นตอนการคำนวณเพื่อหาผลการคูณเมทริกซ์ขนาด n*m กับเมทริกซ์ m*p โดยตัวเลขสีแดงหมายถึงจำนวนขั้นตอนการคำนวณที่ AlphaTensor ทำได้เร็วกว่าวิธีการที่ใช้อยู่เดิม
กราฟแสดงผลเปรียบเทียบประสิทธิในการคูณเมทริกซ์ขนาดต่างๆ เมื่อเทียบกับอัลกอริทึมเดิมของ Nvidia V100 GPU และ Google TPU
techfeedthai 