ปัญหาที่ซับซ้อนแก้ได้ด้วย...กระบวนการคิดเชิงคำนวณ

การคิดเชิงคำนวณ (Computational Thinking) เพิ่มเซนส์ด้านข้อมูลเพื่อแก้ปัญหาที่ซับซ้อน

การคิดเชิงคํานวณช่วยให้เราสามารถใช้ปัญหาที่ซับซ้อนโดยเข้าใจว่าปัญหาคืออะไร ตลอดจนหาแนวทางและวิธีแก้ไขปัญหาที่เป็นไปได้ ซึ่งเป็นรากฐานสำคัญที่เราใช้พัฒนาเครื่องคอมพิวเตอร์ จะเห็นได้จากความสามารถของคอมพิวเตอร์ที่แก้ไขปัญหาต่างๆให้เราได้ เพราะมีโปรแกรมเมอร์เป็นผู้สอนให้คอมพิวเตอร์แก้ปัญหาเหล่านั้นด้วยชุดคำสั่ง หรือ อัลกอริทึ่ม (algorithms)

ย้อนกลับไปเมื่อเกือบสิบปีที่แล้ว ผมมีโอกาสได้อ่านบทความเกี่ยวกับการคิดเชิงคำนวณของ MIT Media Lab ที่อธิบายถึงการพัฒนาอัลกอริทึ่มของเกมคอมพิวเตอร์จากการประยุกต์ใช้กระบวนการคิดเชิงคำนวณ ซึ่งบทความนี้มีส่วนในการวางรากฐานกระบวนการวิเคราะห์ข้อมูลในปัญหาที่ซับซ้อนของผมอย่างมาก จนผมสามารถพัฒนาตนเองให้มีเซนส์ด้านข้อมูลเพิ่มขึ้นในเวลาต่อมา

สำหรับผู้ที่ไม่คุ้นเคยกับการคิดเชิงคำนวณ ผมขอแนะนำให้ท่านศึกษาเพิ่มเติมเพื่อเป็นรากฐานสำคัญในการพัฒนาเซนส์ด้านข้อมูลของท่าน สิ่งสำคัญก่อนจะศึกษาการคิดเชิงคำนวณ ต้องเริ่มจากความเข้าใจเกี่ยวกับประเภทของโจทย์ปัญหาที่ท่านต้องวิเคราะห์ โดยแบ่งออกเป็น 3 ระดับ ตามระดับของเซนส์ด้านข้อมูลในการคิดวิเคราะห์ที่ต่างกัน

ระดับที่ 1 โจทย์ปัญหาที่พอเห็นปุ๊บก็รู้วิธีแก้โจทย์ทันที

โจทย์ปัญหาระดับนี้คือโจทย์ปัญหาที่ท่านเคยแก้มาก่อน หรือ โจทย์ปัญหามีรูปแบบเดียวกับที่ท่านมีความรู้อยู่แล้ว ซึ่งเป็นการแก้โจทย์ปัญหาด้วยการใช้เซนส์ด้านข้อมูลระดับที่ง่ายที่สุด การแก้โจทย์ประเภทนี้ท่านจะรู้สึกว่า “ทำได้” ซึ่งเป็นการเพิ่มระดับความมั่นใจให้กับท่านในการแก้ไขโจทย์ปัญหาในระดับต่อไป

อย่างไรก็ดีโจทย์ ปัญหาในระดับนี้อาจมีก็มีอีกด้านของเหรียญ ท่านอาจติดอยู่ในพื้นที่ปลอดภัย (comfort zone) โดยกลัวและกังวลว่าการวิเคราะห์อาจผิดพลาด หรือ ขาดความมั่นใจเมื่อเจอโจทย์ในระดับที่สูงขึ้น ส่งผลให้ท่านไม่กล้าตัดสินใจ เพื่อเรียนรู้สิ่งใหม่ๆ และทำให้ท่านอาจไม่สามารถก้าวข้ามไปโจทย์ปัญหาระดับที่ 2 ได้

ระดับที่ 2 โจทย์ปัญหาที่พอจะเข้าใจประเด็นปัญหาอยู่บ้าง ไม่ถึงกับรู้วิธีแก้แบบทันที

การแก้โจทย์ปัญหาระดับนี้ ท่านต้องเรียบเรียงกระบวนการคิด ดึงความรู้ที่มีอยู่ออกมา เชื่อมโยงความรู้ที่เกี่ยวข้อง โดยใช้เซนส์ด้านข้อมูลที่สูงขึ้นกว่าโจทย์ระดับที่ 1 ผสานกับเซนส์ด้านเทคนิค และเซนส์ด้านธุรกิจ ที่เข้มข้นขึ้น

โจทย์ปัญหาระดับนี้เสริมสร้างทักษะในการแก้ไขโจทย์ที่ซับซ้อนได้มากขึ้น โดยท่านจะต้องก้าวข้ามจากพื้นที่ปลอดภัย (comfort zone) ในระดับที่ 1 ด้วยการสะสมความรู้และฝึกฝนทักษะการวิเคราะห์ ฝึกเชื่อมโยงผสมผสานเรียบเรียงความรู้ที่สะสมไว้ เพื่อนำมาใช้แก้โจทย์ปัญหาในระดับที่ 2 ได้อย่างมีประสิทธิผล

ระดับที่ 3 โจทย์ปัญหาที่ไม่เคยเจอมาก่อน และไม่รู้ว่าจะแก้อย่างไร

การแก้โจทย์ประเภทนี้เป็นความท้าทายอย่างสูงสุด เมื่อเจอโจทย์ปัญหาระดับนี้ท่านอาจเกิดความท้อแท้ระหว่างการแก้โจทย์หากแก้โจทย์ไม่ได้ ดังนั้นโจทย์ประเภทนี้จึงเป็นโจทย์ที่ช่วยฝึกฝนการแก้ปัญหาในขั้นสูงสุด เพื่อให้ท่านพัฒนาทั้งด้านทักษะการแก้โจทย์ปัญหาด้วยเซนส์ทั้ง 3 เพิ่มเติมด้วยการพัฒนาความมุ่งมั่นอดทน เอาชนะใจตนเอง เพื่อก้าวข้ามขีดจำกัดในฟันฝ่าอุปสรรคอันเนื่องมาจากความไม่รู้และไม่เคยเจอ

การแก้โจทย์ในระดับนี้จะต้องอาศัยทั้งความพยายามฝึกฝนพื้นฐานในโจทย์ระดับที่ 1 และระดับที่ 2 มาพอสมควร เนื่องจากโจทย์ในระดับนี้จะเป็นการฝึกทักษะอื่นๆ ที่จำเป็นต่อการแก้โจทย์ปัญหาที่ซับซ้อนด้วย

ซึ่งแนวทางการแก้ปัญหาระดับนี้ต้องใช้ “รากฐาน” ของกระบวนการคิดเชิงคำนวณมาเป็นแนวทางในการวิเคราะห์อันได้แก่

Source

• แยกเป็นส่วนย่อย (Decomposition) - แบ่งโจทย์ปัญหาที่ซับซ้อนเป็นชิ้นส่วนย่อยเพื่อให้จัดการโจทย์ได้ดีขึ้น
• มองหารูปแบบ (Pattern Recognition) - มองหาความคล้ายคลึงกันระหว่างโจทยปัญหาและภายในโจทย์ปัญหา
• ตัดส่วนที่ไม่เกี่ยวข้อง (Abstraction) - มุ่งเน้นไปที่ข้อมูลสำคัญเท่านั้น ตัดรายละเอียดที่ไม่เกี่ยวข้องออกไป
• จัดเป็นขั้นตอน (Algorithm) - พัฒนาวิธีการแก้ไขโจทย์ปัญหาอย่างเป็นขั้นตอนเพื่อให้ปฏิบัติได้

รากฐานทั้ง 4 ด้านมีความสำคัญเปรียบเหมือนเหมือนขาโต๊ะ ถ้าขาข้างหนึ่งหายไปโต๊ะจะล้ม การฝึกใช้รากฐานนี้ในการวิเคราะห์โจทย์ปัญหาที่ซับซ้อนจะช่วยพัฒนาดาต้าเซนส์ให้เพิ่มขึ้น

ตัวอย่างการคิดเชิงคำนวณที่พบเห็นในชีวิตประจำวัน

เมื่อท่านต้องขับรถไปหาเพื่อนในสถานที่ที่ไม่เคยไปมาก่อน ท่านอาจต้องวางแผนเส้นทางการเดินทางก่อนออกจากบ้านด้วย Google Map เพื่อพิจารณาเส้นทางที่มีอยู่ และเส้นทางที่ 'ดีที่สุด' ซึ่งอาจหมายถึง เส้นทางที่สั้นที่สุด เส้นทางที่ใช้เวลาน้อยที่สุด หรือเส้นทางที่ใช้เวลาน้อยที่สุดและไม่ขึ้นทางด่วน จากนั้นท่านจะขับตามคําแนะนําทีละขั้นตอนเพื่อไปยังจุดหมาย

ในกรณีนี้ Google Map ประมวลผลโดยใช้การคิดเชิงคำนวณดังนี้

เส้นทางที่ซับซ้อนถูกแบ่งออกเป็นขั้นตอนเล็ก ๆ น้อย ๆ (แยกเป็นส่วนย่อย - detraction)

มุ่งเน้นเฉพาะรายละเอียดที่เกี่ยวข้องกับเส้นทางนั้น เช่น สภาพการจราจรจาก GPS ข้อมูลอุบัติเหตุ (ตัดส่วนที่ไม่เกี่ยวข้อง - Abstraction)

พิจารณาข้อมูลเกี่ยวกับเส้นทางการเดินทางก่อนหน้านี้ เช่น สภาพการจราจรของวันทำงานกับวันหยุด สภาพการจราจรเมื่อฝนตก (มองหารูปแบบ - Pattern Recognition)

เลือกเส้นทางที่ดีที่สุดตามเงื่อนไข เพื่อระบุขั้นตอนการเดินทาง เป็นทางเลือกให้กับผู้ใช้งาน (จัดเป็นขั้นตอน - Algorithm)

ดังนั้นทุกครั้งที่ท่านเดินทางออกนอกบ้าน ท่านสามารถฝึกวิเคราะห์ปัญหาที่ซับซ้อนด้วยกระบวนการคิดเชิงคำนวณด้วยการวางแผนการเดินทางผ่าน Google Map และทดลองแบ่งการวิเคราะห์เส้นทางออกเป็น 4 ส่วนตามรากฐานข้างต้น เพื่อเพิ่มพูนกระบวนการคิดเชิงคำนวณของท่านซึ่งเป็นการเพิ่มเซนส์ด้านข้อมูลด้วย

การฝึกฝนเพิ่มเซนส์ด้านข้อมูลของนักวิเคราะห์ชั้นนำ

จากประสบการณ์ที่ผมได้มีโอกาสเดินทางไปประชุมกับนักวิเคราะห์ข้อมูลเก่งๆระดับโลก พบว่าส่วนใหญ่จะเล่นเกมปริศนาทางคณิตศาสตร์ (math puzzle) ในเวลาว่าง จากที่เคยสนทนากันพบว่ามีการพูดถึงโจทย์บางข้อใช้เวลาเป็นสัปดาห์ถึงจะหาคำตอบได้ ซึ่งพวกเขาถือได้ว่าเป็นความท้าทาย และได้ฝึกฝนกระบวนการคิดวิเคราะห์เพื่อเพิ่มพูนเซนส์ด้านข้อมูลในการทำงาน

ดังนั้นนอกเหนือจากการฝึกใช้ Google Map ในการพัฒนากระบวนการคิดเชิงคำนวณแล้ว ผมแนะนำให้เล่นเกมปริศนาทางคณิตศาสตร์ ซึ่งใช้เพียงความรู้คณิตศาสตร์ระดับประถมเท่านั้น แต่มีโจทย์จำนวนมากเป็นความยากของโจทย์ปัญหาในระดับ 3 คือ โจทย์ปัญหาที่ไม่เคยเจอมาก่อน และไม่รู้ว่าจะแก้อย่างไร

เมื่อผมได้อ่านหนังสือ Are You SmartEnough to Work at Google? ผมพบว่ามีการใช้ปริศนาทางคณิตศาสตร์เพื่อคัดเลือกนักงานเข้าทำงานกับ Google ซึ่งเป็นการยืนยันว่าการแก้โจทย์ปัญหาระดับ 3 เป็นทักษะที่จำเป็นอย่างยิ่งต่อการทำงาน

ผมจะคัดสรรปริศนาทางคณิตศาสตร์มาแบ่งปันกับท่านเพื่อพัฒนากระบวนการคิดเชิงคำนวณ และวางรากฐานเซนส์ด้านข้อมูลให้กับท่านในโอกาสต่อไปครับ