صياغة حل المسألة
في حياتنا اليومية
نتعرض بشكل يومي للعديد من المؤثرات السلبية، والتي ينجم عنها مشاكل قد تكون صغيرة
يسهل حلها، وقد تكون كبيرة تحتاج إلى وقت وإلى تكتيك معين لحلها، وأي مشكلة في أي مكان
أو زمان يتطلب للقيام بحلها تحديدها بدقة، يجب معرفة ماهي هذه المشكلة، ماسببها، لماذا
نشأت، جمع كافة المعلومات عنها، وضع بدائل الحل لاختيار الأنسب والأفضل لحلّها. والمشاكل
بشكل عام قد تكون كمية أو كيفية، المشاكل الكمية والتي تعتمد على أرقام حسابية أو ماشابه
ذلك، من السهل استخدام الحاسب الآلي وحلها بسهولة شديدة، بينما المشاكل الكيفية أو
غير الكمية فهي تتطلب العقل لحلها، ولا نستطيع استخدام الحاسب الآلي للقيام بحلها،
وأبسط مثال عليها تحديد وجبة الطعام اليومية، أو مشكلة مع صديق ما وهكذا.
الهدف من صياغة حل المسائل
مجرد فكرة صياغة
حل للمسائل المعقدة هي بحد ذاتها إنجاز، وتنمية للعقل البشري، فضلاً عن أنّ استخدام
الحاسب الآلي لحل المسائل الرياضية أمر بالغ الأهمية، وذلك بسبب اكتساب الشخص القدرة
على استعمال الحاسب وتطبيق العمليات الحسابية والمنطقية. أمّا استخدام العقل البشري
في حل المسائل والمشكلات اليومية التي تواجهنا، فله أهمية أيضاً في عملية التخطيط للمستقبل
القريب والبعيد، واكتساب الشخص القدرة على التفكير الإبداعي لحل المشكلات.
خطوات حل المسائل باستخدام الحاسب الآلي
يجب في البداية
القيام بصياغة وتحليل عناصر المسألة المراد حلها، كتابة عناصر المسألة على شكل خوارزمية
لإدخالها إلى الحاسب، رسم مخططات الانسياب، كتابة البرنامج بإحدى لغات البرمجة، ترجمة
البرنامج إلى لغة الآلة، وأخيراً اختبار البرنامج وإصلاح الأخطاء، وسيتم في الجزء التالي
شرح مفصل لكل خطوة من خطوات حل المسائل باستخدام الحاسب الآلي.
الخطوة الأولى:
تحليل عناصر المسألة المراد حلّها:
وهي الخطوة الأولى والضرورية في حل المسألة، ويجب توخي الحذر عند البدء بهذه الخطوة، لأنّ أي خطأ ينشأ سيؤدي إلى خطأ في البرنامج ككل، ويتم تحديد عناصر المسألة على أساس مدخلات وعمليات ومخرجات. مثال: لو جاء في نص المسألة أنّه يجب إيجاد مجموع الأعداد من 1 إلى 10 فيتم تحليل عناصر المسألة على الشكل التالي:
أولاً: تحديد
المدخلات: وهنا ليس لدينا أي مدخلات لذا نتجاهل هذه الخطوة
ثانياً: تحديد
العمليات: نقول مجموع الأعداد، وبالتالي فهي عملية الجمع التي سيتم استعمالها
ثالثاً: تحديد
المخرجات: وهي مجموع الأعداد من 1 إلى 10
الخطوة الثانية:
كتابة عناصر المسألة على شكل خوارزمية يتم إدخالها إلى الحاسب:
تعني كلمة خوارزمية
مجموعة القواعد والعمليات والإجراءات والخطوات اللازمة، التي تستخدم في حل المشكلة،
وتمّ تسميتها خوارزمية نسبة إلى عالم الرياضيات الخوارزمي، والذي توفي سنة 825م، والذي
يعتبر أول من استعمل الطريقة الخوارزمية لحل المعادلات الجبرية. ولكي تكون الخوارزمية
صحيحة يجب أن تكون كل خطوة معرفة جيداً ودون أي غموض، ويجب أن تكون العبارات دقيقة
وسليمة، وأن تكون العمليات المنفذة هي مجموعة خطوات متسلسلة، بالإضافة إلى أن تكون
تلك العمليات المطبقة سينتج عنها في النهاية الحل الصحيح للمسألة أو المشكلة.
وبالعودة للمثال
السابق يمكن حل كتابة عناصر المسألة على شكل خوارزمية كمايلي:
أولاً: حسب
معطيات المسألة فإنّا نضع S=1، والمجموع M=0
ثانياً: نقوم
بزيادة S كل مرة 1 زيادة، وذلك لأن
نص المسألة يقول مجموع الأرقام من 1 إلى 10 أي يجب زيادة S بمقدار 1 وبالتالي
تصبح: S=S+1
ثالثاً: إذا
أصبحت S أكبر من 10 اطبع المجموع
M وتوقف
رابعاً: في
حالة التوقف ارجع للخطوة الثانية
الخطوة الثالثة:
رسم مخططات الانسياب للخطوات الخوارزمية:
لقراءة عدد
وتحديد ما إذا كان موجباً أو سالباً، وهذا الرسم عبارة عن مجموعة من الرموز والأشكال
الهندسية، وكل شكل له دلالة معينة كما في الأشكال التالية:
أمّا بالنسبة
للخطوات الثلاث الأخيرة وهي كتابة البرنامج بإحدى لغات البرمجة، ترجمة البرنامج إلى
لغة الآلة، وأخيراً اختبار البرنامج وإصلاح الأخطاء، هذه الخطوات جميعها يجريها الشخص
بواسطة الحاسب الآلي، من خلال استخدام الشخص لأكواد معينة بلغة البرمجة
Programing، وذلك لعمل مايسمى بتكويد البرنامج بالشكل الصحيح
Coding، وتأتي بعد ذلك الخطوة النهائية والمتمثلة باختبار أداء البرنامج،
والتأكد من عدم وجود أي مشكلة، وفي حالة ظهور مشكلة أو خطأ معين، فيجب إعادة جميع الخطوات
السابقة وتصحيح الخطأ الناتج.
