ประเด็นท้าทาย เรื่อง การพัฒนากิจกรรมการเรียนรู้ วิชาการออกแบบสิ่งของเครื่องใช้ด้วยโปรแกรมคอมพิวเตอร์ รหัสวิชา ว30213  
ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 ภาคเรียนที่ 1 ปีการศึกษา 2566

1. สภาพปัญหาของผู้เรียนและการจัดการเรียนรู้

เป้าหมายการเรียนรู้ของผู้เรียนในระดับสากลและสอดคล้องกับเป้าหมายของหลักสูตรกลุ่มสาระ  

การเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี  ฉบับปรับปรุง พ.ศ. 2560 ตามหลักสูตรแกนกลางการศึกษาขั้นพื้นฐาน พุทธศักราช 2551 (สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี, 2561) เนื่องด้วยหลักสูตรดังกล่าวเป็นหลักสูตรที่มุ่งเน้นการเรียนการสอนให้ผู้เรียนเกิดสมรรถนะการเรียนรู้ในศตวรรษที่ 21 และมีเป้าหมายในการยกระดับคุณภาพการจัดการศึกษาสู่มาตรฐานสากล ทั้งนี้คุณภาพการจัดการศึกษาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ที่ผ่านยังไม่บรรลุเป้าหมายตามที่หลักสูตรคาดหวัง ดังจะเห็นได้ข้อมูลประเมินคุณภาพการจัดการศึกษา โปรแกรมการประเมินสมรรถนะนักเรียนมาตรฐานสากล (PISA) โดยองค์กรความร่วมมือทางเศรษฐกิจและการพัฒนา (OECD) เพื่อประเมินคุณภาพระบบการศึกษาในการเตรียมความพร้อมให้เยาวชนมีศักยภาพหรือความสามารถพื้นฐานที่จำเป็นต่อการดำรงชีวิตที่มีการเปลี่ยนแปลง การประเมินดังกล่าวเพื่อติดตามแนวโน้มการเปลี่ยนแปลงคุณภาพการศึกษาและมุ่งให้ข้อมูลแก่ระดับนโยบาย ผลการประเมิน PISA 2018 พบว่า ผลการประเมิน PISA 2018 ของไทย พบว่า  นักเรียนมีคะแนนเฉลี่ยในด้านการอ่าน 393 คะแนน (ค่าเฉลี่ย OECD 487 คะแนน) คณิตศาสตร์ 419 คะแนน (ค่าเฉลี่ย OECD 489 คะแนน) และวิทยาศาสตร์ 426 คะแนน (ค่าเฉลี่ย OECD 489)  ซึ่งมีคะแนนต่ำกว่าค่าเฉลี่ย OECD ทั้งสามด้าน ชี้ให้เห็นว่า นักเรียนไทยยังมี ความรู้และทักษะที่ไม่เพียงพอต่อการดำรงชีวิตในโลกที่มีการเปลี่ยนแปลง โดยเฉพาะทักษะด้านการอ่านที่มีผลการประเมินน้อยที่สุดในสามด้าน ทั้งที่การอ่านเป็นสิ่งสำคัญเพราะเป็นเครื่องมือในการเรียนรู้ทุกประเภท(ศูนย์ดำเนินงาน PISA แห่งชาติ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี, 2562[1])

ข้อมูลดังกล่าวสะท้อนให้เห็นว่าคุณภาพการจัดการศึกษาด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ของไทยที่มีผลการประเมินต่ำกว่าผลการประเมินของประเทศสมาชิก OECD และจากการเข้าร่วมโครงการมายาวนานมากกว่า 10 ปี คะแนนเฉลี่ยมีแนวโน้มคงที่ไม่เปลี่ยนแปลง

       ทั้งนี้เพื่อยกระดับคุณภาพการจัดการศึกษาโดยจัดการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ที่ส่งเสริมให้ผู้เรียนเกิดการเรียนรู้หรือสร้างองค์ความรู้ด้วยตนเองและเกิดสมรรถนะสำคัญตามเป้าหมายของหลักสูตร ทั้งนี้คุณภาพการเรียนรู้ของผู้เรียนจะเกิดขึ้นได้ เนื่องด้วยมีปัจจัยสำคัญ คือ คุณภาพการสอน ซึ่งจะเกิดขึ้นได้ด้วยสมรรถนะครู ทักษะการสอนและความเชี่ยวชาญในเนื้อหาและการออกแบบกิจกรรมการเรียนรู้ (เคน โรบินสัน และ ลู อโรนิกา, 2559: หน้า 173[2])  การจัดการเรียนรู้ด้วยแนวคิดเชิงคำนวณ (Computational Thinking) เป็นกระบวนการวิเคราะห์ปัญหา เพื่อให้ได้แนวทางหาคำตอบอย่างเป็นขั้นตอนที่สามารถนำไปปฏิบัติได้โดยบุคคลหรือคอมพิวเตอร์อย่างถูกต้อง การคิดเชิงคำนวณ เป็นกระบวนการแก้ปัญหาในหลากหลายลักษณะ เช่น การจัดลำดับเชิงตรรกศาสตร์  การวิเคราะห์ข้อมูล และการสร้างสรรค์วิธีแก้ปัญหาไปทีละขั้น รวมทั้งการย่อยปัญหาที่ช่วยให้รับมือกับปัญหาที่ซับซ้อนหรือมีลักษณะเป็นคำถามปลายเปิดได้วิธีคิดเชิงคำนวณ จะช่วยทำให้ปัญหาที่ซับซ้อนเข้าใจได้ง่ายขึ้น เป็นทักษะที่เป็นประโยชน์อย่างยิ่งต่อทุก ๆ สาขาวิชา และทุกเรื่องในชีวิตประจำวันซึ่งไม่ได้จำกัดอยู่เพียงการคิดให้เหมือนคอมพิวเตอร์แต่เป็นกระบวนการคิดแก้ปัญหาของมนุษย์ เพื่อสั่งให้คอมพิวเตอร์ทำงานและช่วยแก้ปัญหาตามที่เราต้องการได้อย่างมีประสิทธิภาพ

       แนวคิดเชิงคำนวณมีองค์ประกอบที่สำคัญ 4 ส่วน ได้แก่ การแบ่งปัญหาใหญ่เป็นปัญหาย่อย (Decomposition) การพิจารณารูปแบบ (Pattern Recognition)  การคิดเชิงนามธรรม (Abstraction) การออกแบบอัลกอริทึม (Algorithm)

       ดังนั้นประเด็นท้าทายในการพัฒนาผลลัพธ์การเรียนรู้ของผู้เรียนนี้ จึงดำเนินการพัฒนากิจกรรมการเรียนรู้วิชาการออกแบบสิ่งของเครื่องใช้ด้วยโปรแกรมคอมพิวเตอร์ รหัสวิชา ว30213 เพื่อส่งเสริมให้ผู้เรียนเกิดการเรียนรู้ด้วยกระบวนการลงมือปฏิบัติจริงในชั้นเรียน โดยกระบวนการมีส่วนร่วมและบริบทการเรียนรู้ร่วมกันใน การออกแบบกิจกรรมการเรียนรู้ในชุมชนการเรียนรู้ทางวิชาชีพ การนำแผนการจัดการเรียนรู้ที่มีองค์ประกอบสำคัญ
คือชุดกิจกรรมการเรียนรู้ที่ออกแบบขึ้นไปปฏิบัติการสอน วัดและประเมินผลการเรียนรู้จากภาระงานหรือผลงานนักเรียนที่เกิดขึ้นตามสภาพจริงและการสะท้อนผลหลังการสอนเพื่อปรับปรุงกิจกรรมการเรียนรู้ให้นำไปใช้สอนได้อย่างมีประสิทธิภาพยิ่งขึ้น

2. วิธีการดำเนินการให้บรรลุผล

  2.1 ขั้นตอนการสำรวจบริบทและสภาพปัญหา ศึกษาเอกสารต่อไปนี้ หลักสูตรกลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี  ฉบับปรับปรุง พ.ศ. 2560 รายงานผลการประเมิน PISA 2018 รายงานผลการทดสอบทางการศึกษาระดับชาติขั้นพื้นฐาน (O-NET) วิชาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มัธยมศึกษาปีที่ 4 ของโรงเรียน รายงานการคัดกรองนักเรียน บันทึกหลังการสอนรายวิชาการออกแบบสิ่งของเครื่องใช้ด้วยโปรแกรมคอมพิวเตอร์ รหัสวิชา ว30213 ปีการศึกษา 2564 รายงานผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน รายงานผลการประเมินความพึงพอใจต่อการเรียนวิชาการออกแบบสิ่งของเครื่องใช้ด้วยโปรแกรมคอมพิวเตอร์ รหัสวิชา ว30213  ปีการศึกษา 2564  เป็นต้น กำหนดประเด็นการพัฒนา ดังนี้ประเด็นการพัฒนากิจกรรมการเรียนรู้วิทยาการคำนวณด้วยกระบวนการที่ส่งเสริมการคิดเชิงคำนวณ การพัฒนาสื่อ/เอกสารประกอบการสอน การสร้างบรรยากาศในชั้นเรียน เป็นต้น ทั้งนี้เลือกประเด็นในการพัฒนา รูปแบบการจัดกิจกรรมการเรียนรู้วิทยาการคำนวณที่สอนโดยใช้วิธีการสอนแบบกระบวนการแนวคิดเชิงคำนวณ

   2.2 ขั้นตอนการออกแบบกิจกรรมการเรียนรู้ โดยกระบวนการมีส่วนร่วมในชุมชนการเรียนรู้ทางวิชาชีพ (PLC) สมาชิกกลุ่มนำเสนอออกแบบกิจกรรมการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีที่นำมาใช้ประกอบการสอน คัดเลือกกิจกรรมและทดลองใช้กิจกรรมกับสมาชิกกลุ่ม PLC จากนั้นจัดทำแผนการจัดการเรียนรู้ โดยวิเคราะห์ความสัมพันธ์และความเชื่อมโยงของมาตรฐาน การเรียนรู้ ผลการเรียนรู้ตามหลักสูตรแล้วนำมาวางแผนและจัดทำแผนการจัดกาเรียนรู้สำหรับใช้สอนวิชาการออกแบบสิ่งของเครื่องใช้ด้วยโปรแกรมคอมพิวเตอร์ รหัสวิชา ว30213 ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 ปีการศึกษา 2565

   2.3 ขั้นตอนการนำแผนการจัดการเรียนรู้ไปใช้ โดยนำแผนการจัดการเรียนรู้ไปใช้สอนวิชาการออกแบบสิ่งของเครื่องใช้ด้วยโปรแกรมคอมพิวเตอร์ รหัสวิชา ว30213 ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 ภาคเรียนที่ 1 ปีการศึกษา 2566 ซึ่งจัดทำแผนการจัดการเรียนรู้ไปใช้จัดกิจกรรมการเรียนรู้ ในระหว่างการสอนบันทึกพฤติกรรมการเรียนรู้และสังเกตชั้นเรียน โดยสมาชิกกลุ่ม PLC เมื่อสอนเสร็จในแต่ละแผนการจัดการเรียนรู้แล้วประเมินผลงานนักเรียนโดยใช้เกณฑ์การประเมินคุณภาพผลงาน (Rubric Score) ที่สร้างขึ้นและบันทึกหลังการสอน

   2.4 ขั้นตอนการสะท้อนผลหลังการสอน โดยสมาชิกกลุ่ม PLC นำข้อมูลและสารสนเทศที่ได้จากการจัดการเรียนรู้ในแต่ละแผนการจัดการเรียนรู้มาสะท้อนผลหลังการสอนและร่วมประเมินหลังการสอนเพื่อเสนอแนะและกำหนดประเด็นในการปรับปรุงแผนการจัดการเรียนรู้ให้มีความเหมาะสมและสามารถนำไปใช้ได้อย่างประสิทธิภาพในปีการศึกษาต่อไป

           3. ผลลัพธ์การพัฒนาที่คาดหวัง  

               3.1 เชิงปริมาณ

              ผู้เรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 จำนวน 4 ห้อง รวมจำนวนนักเรียน  175 คน ได้รับการพัฒนามีทักษะการออกแบบเทคโนโลยี รายวิชาการออกแบบสิ่งของเครื่องใช้ด้วยโปรแกรมคอมพิวเตอร์ เรื่องการใช้งานโปรแกรม Google Sketch Up ด้วยกิจกรรมการเรียนรู้บทเรียนบนเครือข่ายโดยมีคะแนนทดสอบปลายภาคผ่านเกณฑ์ (ร้อยละ 70 ของคะแนนเต็ม) คิดเป็นร้อยละ 70 ของจำนวนนักเรียนทั้งหมด  และนักเรียนทั้งหมดมีความพึงพอใจต่อการจัดการเรียนรู้ด้วยกิจกรรมการเรียนรู้บทเรียนบนเครือข่าย  มีค่าเฉลี่ยอยู่ในระดับ มากขึ้นไป

     3.2 เชิงคุณภาพ

                        นักเรียนระดับชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4  จำนวน 4 ห้อง รวมจำนวนนักเรียนทั้งหมด 175 คน มีความรู้ความเข้าใจในเนื้อหาการออกแบบเทคโนโลยีและสามารถนำความรู้ที่ได้จากการเรียนรู้ไปเชื่อมโยงกับชีวิตประจำวัน เพื่อใช้ในการตัดสินใจในสถานการณ์ต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้อง