بحث عن صياغة حل المسائل

في حياتنا اليومية، نتعرض يوميا للعديد من التأثيرات السلبية التي تؤدي إلى مشاكل قد تكون صغيرة ويسهل حلها، وقد تكون كبيرة وتستلزم وقتا وتكتيكا محددا لحلها. لحل أي مشكلة في أي مكان أو زمان، يتوجب علينا تحديدها بدقة ومعرفة سبب حدوثها وجمع جميع المعلومات المتعلقة بها ووضع بدائل للحل لاختيار الأفضل والأنسب. ويمكن تقسيم المشاكل بشكل عام إلى مشاكل كمية (يمكن حلها باستخدام الأرقام الحسابية) ومشاكل كيفية (تحتاج إلى عملية تفكير وتحليل). ومن الأمثلة البسيطة للمشاكل الكيفية تحديد وجبة الطعام اليومية أو التعامل مع مشكلة معينة مع صديق.

الهدف من صياغة حل المسائل
مجرد فكرة صياغة حل للمسائل المعقدة هي بحد ذاتها إنجاز، و تنمية 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 تصيغ وتحليل عناصر المسألة التي تحتاج إلى حل، وكتابة تلك العناصر على شكل خوارزمية لإدخالها إلى الحاسوب، ورسم مخططات التدفق، وكتابة البرنامج باستخدام إحدى لغات البرمجة، وترجمة البرنامج إلى لغة الآلة، وفحص البرنامج وإصلاح الأخطاء، وسيتم شرح كل خطوة من خطوات حل المسألة باستخدام الحاسوب التفصيليا في الجزء التالي.

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: في هذهِ الخطوةِ، لا يوجدُ لدينا أيُّ مدخلاتٍ، لذا نتجاهلُ هذهِ الخطوةِ
ثانياً: عندما نحدد العمليات، نقوم بجمع الأعداد معًا، وهذه هي العملية التي سنستخدمها
ثالثاً: تتمثل المخرجات في مجموع الأعداد من 1 إلى 10

الخطوة الثانية: يتم كتابة عناصر المسألة بشكل خوارزمي يتم إدخالها في الحاسوب
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.

وعند العودة إلى المثال السابق، يمكن حل كتابة عناصر المسألة على شكل خوارزمية كما يلي:
أولاً: بناءً على البيانات المعطاة، نضع S=1 و M=0
ثانياً: نقوم بزيادة قيمة S بمقدار 1 في كل مرة، وذلك لأن نص المسألة يقول مجموع الأرقام من 1 إلى 10، مما يستدعي زيادة قيمة S بمقدار 1، وبالتالي يصبح: S = S + 1
ثالثاً: إذا كانت قيمة S أكبر من 10 ، اطبع المجموع M وتوقف
رابعاً: في حالة التوقف ارجع للخطوة الثانية

الخطوة الثالثة: رسم مخططات الانسياب للخطوات الخوارزمية:
يستخدم هذا الرسم لتحديد العدد وتحديد إذا كان إيجابيًا أو سالبًا، ويتكون هذا الرسم من مجموعة من الرموز والأشكال الهندسية، وكل شكل له معنى محدد كما يظهر 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.