การแก้ปัญหาอย่างเป็นขั้นตอน
การแก้ไขปัญหาอย่างเป็นขั้นตอน จะทำให้มีการตัดสินใจได้อย่างดีขึ้น มีการมองปัญหาอย่างเป็นระบบขึ้น และมีหลักการในการแก้ไขปัญหาได้ดีกว่าเดิม ซึ่งแต่เดิมอาจจะแก้ไขปัญหาแบบไม่มีหลักการ ไม่มีการวิเคราะห์ปัญหา แยกแยะและทำความเข้าใจปัญหา ไม่มีการรวบรวมข้อมูลมาให้มากที่สุด ไม่มีการหาทางเลือกในการแก้ไขปัญหาไว้หลายๆทาง ไม่มีการตัดสินใจเลือกทางเลือกที่มีวิธีการที่ดีที่สุด ไม่มีการวางแผนเป็นขั้นเป็นตอนในการนำวิธีการไปใช้ และไม่มีการประเมินผล ติดตามความคืบหน้าอย่างใกล้ชิด โดยปกติมนุษย์มีกระบวนในการแก้ปัญหา ซึ่งประกอบด้วย 4 ขั้นตอนคือ
1. การวิเคราะห์และกำหนดรายละเอียดของปัญหา การทำความเข้าใจกับปัญหาเพื่อแยกให้ออกว่าข้อมูลที่กำหนดมาในปัญหาหรือเงื่อนไขของปัญหาคืออะไร กล่าวโดยสรุปมีองค์ประกอบในการวิเคราะห์ดังนี้
การระบุข้อมูลเข้า ได้แก่ การพิจารณาข้อมูลและเงื่อนไขที่กำหนดมาในปัญหา
การระบุข้อมูลออก ได้แก่ การพิจารณาเป้าหมายหรือสิ่งที่ต้องหาคำตอบ
การกำหนดวิธีประมวลผล ได้แก่ การพิจารณาขั้นตอนวิธีการได้มาซึ่งคำตอบหรือข้อมูลออก
2. การวางแผนในการแก้ปัญหา พิจารณาเงื่อนไขและข้อมูลที่มีอยู่ และสิ่งที่ต้องการหาในขั้นตอนที่ 1 แล้วเราสามารถคาดคะเนวิธีการที่จะใช้ในการแก้ปัญหา เริ่มจากการเลือกเครื่องมือที่ใช้ในการแก้ปัญหา โดยพิจารณาความเหมาะสมระหว่างเครื่องมือกับเงื่อนไขต่าง ๆ ของปัญหา การออกแบบขั้นตอนวิธีในการแก้ปัญหา ผู้แก้ปัญหาควรใช้แผนภาพหรือเครื่องมือในการแสดงขั้นตอนการทำงาน เพื่อให้ง่ายต่อความเข้าใจ เช่น ผังงาน (Flowchart) ที่จำลองวิธีขั้นตอนการแก้ปัญหาในรูปแบบสัญลักษณ์ รหัสจำลอง (Pseudo Code) ซึ่งเป็นการจำลองขั้นตอนวิธีการปัญหาในรูปแบบคำบรรยาย
3. การดำเนินการแก้ปัญหา ลงมือแก้ปัญหาโดยใช้เครื่องมือที่เลือกไว้
4. การตรวจสอบและปรับปรุง ตรวจสอบว่าขั้นตอนวิธีที่สร้างขึ้นสอดคล้องกับรายละเอียดของปัญหา และปรับปรุงวิธีการเพื่อให้การแก้ปัญหานี้ได้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุด
ตัวอย่างต่อไปนี้จะพิจารณาการแก้ปัญหาแนวทางของการแก้ปัญหา แต่จะเน้นที่ขั้นตอนการทำความเข้าใจและการวางแผนซึ่งเป็นขั้นตอนที่สำคัญ
การหาค่ามากที่สุดของจำนวนสามจำนวนที่กำหนดให้
การแก้ปัญหามีขั้นตอนดังนี้
ขั้นตอนที่ 1 การวิเคราะห์และกำหนดรายละเอียดของปัญหา
ข้อมูลเข้า จำนวนสามจำนวน ได้แก่ a, b และ c
ข้อมูลออกหรือสิ่งที่ต้องการ ตัวเลขที่มีค่ามากที่สุดของเลขสามจำนวน
วิธีตรวจสอบความถูกต้อง ดำเนินการหาตัวเลขที่มากที่สุดด้วยตนเอง โดยกำหนดชุดตัวเลข 3 จำนวน เช่น 8, 7 และ 12 ในกรณีนี้ตัวเลขที่มีค่ามากที่สุด คือ 12
ขั้นตอนที่ 2 การวางแผนการแก้ปัญหา
2.1 เปรียบเทียบ a และ b เพื่อหาค่ามากกว่าระหว่างสองจำนวน
2.2 นำค่าที่ได้มาเปรียบเทียบกับ c เพื่อหาค่าที่มากกว่า
2.3 ค่าที่มากที่สุดคือ ผลลัพธ์ที่ได้จากขั้นตอนที่ 2.1
ขั้นตอนที่ 3 การดำเนินการแก้ปัญหา
ดำเนินการทดสอบตามขั้นตอนที่วางแผนไว้กับชุดตัวเลขที่กำหนด โดยสมมติ a, b และ c เป็น 8, 7 และ 12
3.1 เปรียบเทียบเพื่อหาค่าที่มากกว่าระหว่าง 8 และ 7 พบว่า 8 เป็นค่าที่มากกว่า
3.2 เปรียบเทียบเพื่อหาค่ามากกว่าระหว่าง 8 และ 12 พบว่า 12 เป็นค่าที่มากกว่า
3.3 ค่าที่มากที่สุดของ 8, 7 และ 12 คือ 12
ขั้นตอนที่ 4 การตรวจสอบและปรับปรุง
เมื่อพิจารณาคำตอบที่ได้คือ 12 กับค่าที่เหลือซึ่งได้แก่ 8 และ 7 พบว่า 12 มีค่ามากกว่าค่าที่เหลือทั้งคู่ คำตอบนี้จึงเป็นคำตอบที่ถูกต้องตามข้อกำหนดของสิ่งที่ต้องการ
แนวคิดข้างต้นใช้งานได้เนื่องจากว่าหากพิจารณาจำนวนสามจำนวนใด ๆ เมื่อ a > b และ b > c แล้ว a > c ด้วย
จากตัวอย่างแม้ว่าเราจะไม่ได้นำค่า 12 มาเปรียบเทียบกับ 7 โดยตรง แต่เราได้นำมาเปรียบเทียบกับ 8 ซึ่ง 8 ถูกตรวจสอบมาก่อนหน้านี้แล้วว่ามากกว่า 7 เพราะฉะนั้น 12 จึงมากกว่า 7 ด้วย
ตัวอย่างที่1 การทำบะหมี่น้ำโดยใช้บะหมี่กึ่งสำเร็จรูป
เริ่มต้น > ต้มน้ำให้เดือด >ใส่เส้นบะหมี่>รอ 2 นาที> ใส่เครื่องปรุง> จบ
ตัวอย่างที่2 การคำนวณหาพื้นที่สามเหลี่ยม
เริ่มต้น> กำหนดความยาวของฐาน> คำนวณหาพื้นที่สามเหลี่ยม> กำหนดความสูง> แสดงผลลัพธ์> จบ
