การพัฒนารูปแบบการจัดการเรียนการสอน โครงสร้างอะตอมด้วยคอมพิวเตอร์กราฟฟิก

การพัฒนารูปแบบการจัดการเรียนการสอน โครงสร้างอะตอมด้วยคอมพิวเตอร์กราฟฟิก

นายจิตตวิสุทธิ์ วิมุตติปัญญา

บทนำเข้าสู่ความน่าสนใจของผลงานทางวิชาการ : พบว่าเนื้อหาและการกำหนดขอบเขตแห่งปัญหาการวิจัย สามารถสรุปได้ดังนี้

คำสำคัญ : รูปแบบ , กราฟฟิค

การจัดการเรียนการสอนในปัจจุบันมีความล้ำหน้าด้านเทคโนโลยีอย่างมาก และเป็นยุคการศึกษาที่มีความรู้ไร้พรมแดนและสามารถเชื่อมโยงค้นหาได้อย่างรวดเร็วมาก ซึ่งจะรู้จักกันในส่วนของนวัตกรรมการเรียนรู้ต่างๆ เช่น คอมพิวเตอร์กราฟฟิก แอนนิเมชัน มัลติมีเดีย และอื่นๆ อีกมากมาย ซึ่งมีบทบาทสำคัญอย่างยิ่งต่อการแก้ปัญหาการเรียนรู้ที่ไม่บรรลุตามวัตถุประสงค์ โดยสื่อเทคโนโลยีดังกล่าวจะช่วยให้ผู้เรียนเข้าใจเร็วมากยิ่งขึ้น สะดวกและสามารถใช้เรียนรู้ได้ซ้ำและตลอดเวลาผู้วิจัยจึงขอสรุปเป็นประเด็นความสำคัญของสื่อเทคโนโลยี ดังต่อไปนี้

คำว่า “Animation” นั้นเกิดจากการรวมของคำ “Anima” คา ภาษาละติน ที่แปลว่า      วิญญาณ (Soul and Spirit) ถ้าเป็นคำกริยา คือ Animation จะแปลว่า ทำให้มีชีวิต คำว่า “แอนเมชัน” ใน ความหมายรวมๆ ในปัจจุบันนั้นมีความหมายว่า ภาพเคลื่อนไหว ในความหมายไม่ได้จำกัดเพียง การ์ตูนเท่านั้น แอนนิเมชันยังมีความหมายมีเทคนิคและวิธีสร้างสรรค์อีกหลายวิธี (ธรรมปพน     ลีอำนวยโชค, ๒๕๕๐ : ๑๘) แอนนิเมชัน(Animation) หมายถึง “การสร้างภาพเคลื่อนไหว” ด้วยการนำภาพนิ่งมาเรียงลำดับกันและแสดงผลอย่างต่อเนื่อง ทำให้ดวงตาเห็นภาพที่มีการเคลื่อนไหวในลักษณะภาพติดตา (Persistence of Vision)

เมื่อตามนุษย์มองเห็นภาพที่ฉายอย่างต่อเนื่อง เรตินาจะรักษาภาพไว้ในระยะส้นๆ ประมาณ ๑/๓ วินาที หากมีภาพอื่นแทรกเข้ามาในระยะเวลาดังกล่าว สมองมนุษย์ จะเชื่อมโยงภาพทั้งสองเข้าด้วยกันทำให้เห็นเป็นภาพเคลื่อนไหวที่มีความต่อเนื่องกัน แม้ว่าแอนนิเมชันจะใช้หลักการเดียวกันกับวิดีโอแต่แอนนิเมชันสามารถนำไปประยุกต์ใช้กับงานต่าง ๆ ได้ มากมาย เช่น งานภาพยนตร์ งานโทรทัศน์ งานพัฒนาเกมนส์ งานสถาปัตย์งานก่อสร้าง งานด้านวิทยาศาสตร์หรืองานพัฒนาเว็บไซต์ เป็นต้น (ทวีศักด์ กาญจนสุวรรณ, ๒๕๕๒ : ๒๒๒)

ในรายวิชาหลักการออกแบบและพัฒนาโปรแกรม ทุกหัวข้ออยู่ในระดับพึงพอใจมาก โดยมีคะแนน เฉลี่ยในความเหมาะสมของเนื้อหากับผู้เรียน ,ความน่าสนใจในการดำเนินเรื่อง, เนื้อหาทำให้เกิดแรงจูงใจต่อการเรียน และความสนุกและการได้รับความรู้สูงที่สุด รองลงมาคือหัวข้อความสอดคล้องระหว่างเนื้อหากับวัตถุประสงค์, ปริมาณเนื้อหาและบทเรียน, ความชัดเจนในการอธิบายเนื้อหา , ความทันสมัยของเนื้อหา, รูปแบบของการทบทวนแบบฝึกหัด, ความน่าสนใจของเกม นุชจรินทร์     แก้ววงวาล (๒๕๕๖)

ดังนั้น ผู้วิจัยจึงมีความสนใจที่จะพัฒนารูปแบบการจัดการเรียนการสอนโครงสร้างอะตอมด้วยคอมพิวเตอร์กราฟิก เพื่อให้ผู้เรียนได้เกิดความรู้ ทักษะ และความพึงพอใจ คือ รูปแบบการจัดกิจกรรมการเรียนการสอนให้เกิดความท้าทาย แปลกใหม่ น่าสนใจ กระตุ้นให้เกิดการอยากเรียนรู้และเสาะแสวงหาความรู้ใหม่เพื่อต่อยอดความรู้เดิม มีการแลกเปลี่ยนทัศนคติ เกิดประสบการณ์จากการลงมือทำ มีการคิดวิเคราะห์ สังเคราะห์ และการประยุกต์ใช้ความรู้ได้อย่างเกิดประโยชน์และมีความหมายในชีวิตจริง สามารถนำไปประกอบอาชีพได้ในโลกยุคดิจิตอลและไทยแลนด์ ๔.๐

สรุปสาระสำคัญของผลงานทางวิชาการ : พบว่ากระบวนการวิจัยของผลงานมีการกำหนดขั้นตอนและการกำหนดวัตถุประสงค์ไว้เหมาะสมกับการจัดการศึกษาในยุคปัจจุบัน  คือ

การพัฒนารูปแบบการจัดการเรียนการสอนโครงสร้างอะตอมด้วยคอมพิวเตอร์กราฟฟิคเป็นอย่างไร

วัตถุประสงค์ของการวิจัย

เพื่อพัฒนารูปแบบการจัดการเรียนการสอนโครงสร้างอะตอมด้วยคอมพิวเตอร์กราฟิก

วิธีดำเนินการวิจัย

การวิจัยครั้งนี้เป็นการวิจัยเชิงพัฒนา (Development) โดยมีขั้นตอนการพัฒนา คือ การศึกษาเอกสาร งานวิจัย และสื่อสิ่งพิมพ์ต่างๆ เกี่ยวกับโครงสร้างอะตอม ทำการวิเคราะห์สภาพปัญหาการจัดการเรียนการสอน ปัจจัยที่มีผลต่อผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนของนักศึกษา หลังจากนั้นแยกประเด็นการพัฒนารูปแบบออกเป็น ความสำคัญของปัญหา วัตถุประสงค์ แนวทางการแก้ปัญหา กระบวนการและขั้นตอนการจัดการเรียนการสอน การวัดและประเมินผล และประโยชน์ที่คาดว่าจะได้รับ ผู้วิจัยได้ทำการสร้างรูปแบบจำนวน ๓ รูปแบบ แล้วทำการสร้างเครื่องมือประเมินรูปแบบ ส่งให้ผู้ทรงคุณวุฒิ จำนวน ๓ คน ทำการประเมินรูปแบบ และเลือกมา รูปแบบที่ผลการประเมินดีที่สุด หลังจากนั้นทำการปรับปรุงแก้ไข และส่งให้ผู้ทรงคุณวุฒิตรวจความเหมาะสมหาค่าดัชนีความสอดคล้องของรูปแบบ (IOC) ได้เท่ากับ ๑.๐๐ ก่อนนำไปใช้จริงต่อไป

การพัฒนารูปแบบการจัดการเรียนการสอนโครงสร้างอะตอมด้วยคอมพิวเตอร์กราฟฟิก ผู้วิจัยได้ดำเนินการศึกษาเอกสาร และงานวิจัยที่เกี่ยวข้อง โดยนำเสนอต่อผู้ทรงคุณวุฒิเพื่อประเมินรูปแบบที่ถูกต้องและเหมาะสมสอดคล้องกับวัตถุประสงค์งานวิจัย ประกอบด้วย ๑) หลักการ แนวคิด ทฤษฎี ๒) วัตถุประสงค์ ๓) การจัดการเรียนรู้/กระบวนการ และ ๔) การวัดและประเมินผล โดยมีขั้นตอนของรูปแบบการจัดการเรียนการสอนโครงสร้างอะตอมด้วยคอมพิวเตอร์กราฟิก ดังต่อไปนี้

ภาพที่ ๑. การพัฒนารูปแบบการจัดการเรียนการสอนโครงสร้างอะตอมด้วยคอมพิวเตอร์กราฟฟิค

๑. หลักการ  แนวคิด  และทฤษฎี

หลักการสำคัญของการจัดการเรียนรู้เพื่อให้ผู้เรียนได้เกิดความรู้ ทักษะ และความพึงพอใจ คือ รูปแบบการจัดกิจกรรมการเรียนการสอนให้เกิดความท้าทาย แปลกใหม่ น่าสนใจ กระตุ้นให้เกิดการอยากเรียนรู้และเสาะแสวงหาความรู้ใหม่เพื่อต่อยอดความรู้เดิม มีการแลกเปลี่ยนทัศนคติ เกิดประสบการณ์จากการลงมือทำ มีการคิดวิเคราะห์ สังเคราะห์ และการประยุกต์ใช้ความรู้ได้อย่างเกิดประโยชน์และมีความหมายในชีวิตจริง สามารถนำไปประกอบอาชีพได้ในโลกยุคดิจิตอลและไทยแลนด์ ๔.๐

๒. วัตถุประสงค์

การพัฒนารูปแบบการจัดการเรียนการสอนโครงสร้างอะตอมด้วยคอมพิวเตอร์กราฟิก

๓. ลักษณะแนวทางการจัดการเรียนการสอน  ประกอบด้วย  ๓  กระบวนการ  ตามลำดับ  ดังนี้

๓.๑  ขั้นวางแผน

๓.๑.๑ การศึกษาการพัฒนารูปแบบการจัดการเรียนการสอนโครงสร้างอะตอมด้วยคอมพิวเตอร์กราฟฟิก จัดเตรียมวัสดุ / อุปกรณ์ และสื่อต่างๆ  ตลอดทั้งวางแผนการวัดและประเมินผลผู้เรียน

๓.๑.๒  วางแผนการจัดการเรียนการสอนโดยจัดทำตารางกำหนดการสอน

๓.๒  ขั้นดำเนินการจัดการเรียนการสอน

๓.๒.๑  ดำเนินการจัดการเรียนการสอน ประกอบด้วยขั้นตอนสำคัญ ดังนี้

ขั้นที่  ๑  การเตรียมความพร้อม  การทำสมาธิ
ขั้นที่  ๒  มีการสร้างความตระหนักต่อความรู้ทางวิทยาศาสตร์
ขั้นที่  ๓  การแสวงหาความรู้
ขั้นที่  ๔  การออกแบบ และตั้งสมมติฐาน
ขั้นที่  ๕  การทดลอง
ขั้นที่  ๖  การสรุปผล

๓.๒.๒ พัฒนาผู้เรียนให้ครอบคลุมทุกด้านตามศักยภาพ ประกอบด้วย ความรู้ ทักษะ จิตใจ คุณธรรม สังคม และการดำเนินชีวิตด้วยการพัฒนาตนเองอย่างต่อเนื่องตลอดชีวิตอย่างยั่งยืน

๓.๓  การวัดและประเมินผล

๓.๓.๑  ทดสอบวัดความรู้ความเข้าใจ
๓.๓.๒  วัดทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์
๓.๓.๓  วัดความพึงพอใจ

          โดยผู้วิจัยได้นำเสนอภาพประกอบการสร้างรูปแบบการจัดการเรียนการสอนโครงสร้างอะตอมด้วยคอมพิวเตอร์กราฟิก ดังต่อไปนี้

ภาพที่ ๑. การเชื่อมต่อภายนอกของสนามไฟฟ้า

ภาพที่ ๒ ภาพของรังสีแคโทดหักเหไปทางขั้วบวกของสนามไฟฟ้า

จุดเด่นความสนใจของผลงานทางวิชาการ : งานวิจัยเรื่องนี้มีจุดเด่นตรงประเด็นการอภิปรายผล เพราะสอดคล้องกับทักษะและเทคนิคการสอนสภาพการณ์ปัจจุบันมาก คือ

การพัฒนารูปแบบการจัดการเรียนการสอนโครงสร้างอะตอมด้วยคอมพิวเตอร์กราฟิก ประกอบด้วย ๑) หลักการ แนวคิด ทฤษฎี ๒) วัตถุประสงค์ ๓) การจัดการเรียนรู้/กระบวนการ และ ๔) การวัดและประเมินผล ซึ่งสอดคล้องกับ นุชจรินทร์ แก้ววงวาล (๒๕๕๖) การใช้สื่อแอนิเมชันเพื่อเสริมสร้างการเรียนรู้ เรื่อง ผังงาน ในวิชาในวิชาหลักการ ออกแบบและพัฒนาโปรแกรม ทำให้นักศึกษาระดับประกาศนียบัตรวิชาชีพชั้นสูง มีผลการเรียนรู้ เรื่อง ผังงาน สูงขึ้นกว่าก่อนเรียน คะแนนเฉลี่ยมีค่าเท่ากับ ๘ ส่วนคะแนนเฉลี่ยหลังเรียนเท่ากับ ๑๕.๐๓ เมื่อนำค่าเฉลี่ยของคะแนนไปทดสอบความแตกต่างโดยใช้ t-test ได้ว่า ๒๔.๗๑ สรุปได้ว่า คะแนนเฉลี่ยจากการทดสอบหลังเรียนสูงกว่าคะแนนเฉลี่ยจากการทดสอบก่อนเรียนอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติที่ระดับ .๐๑ นักศึกษามีความพึงพอใจต่อการใช้สื่อแอนนิเมชันประกอบการเรียนการสอนเรื่องผังงาน ในรายวิชาหลักการออกแบบและพัฒนาโปรแกรม ทุกหัวข้ออยู่ในระดับพึงพอใจมากโดยมีคะแนนเฉลี่ยในความเหมาะสมของเนื้อหากับผู้เรียน ,ความน่าสนใจในการดำเนินเรื่อง, เนื้อหาทำให้เกิดแรงจูงใจต่อการเรียน และความสนุกและการได้รับความรู้สูงที่สุด รองลงมาคือหัวข้อความสอดคล้องระหว่างเนื้อหากับวัตถุประสงค์, ปริมาณเนื้อหาและบทเรียน, ความชัดเจนในการอธิบาย เนื้อหา, ความทันสมัยของเนื้อหา, รูปแบบของการทบทวนแบบฝึกหัด, ความน่าสนใจของเกม

แอนนิเมชัน (Animation) หมายถึง การสร้างภาพเคลื่อนไหว โดยการนำภาพนิ่งหลาย ๆ ภาพที่มีความต่อเนื่อง มาฉายด้วยความเร็วที่เหมาะสมทำให้เกิดภาพลวงตาของการเคลื่อนไหว (ธรรมปพน ลีอำนวยโชค, ๒๕๕๐ : ๑๓) สื่อแอนิเมชันสามารถดึงดูดความสนใจของผู้เรียน ทำให้เข้าใจบทเรียนได้ง่ายและเข้าใจ ตรงกันเนื่องจากสามารถแสดงให้เห็นเนื้อหาที่ต้องการสื่อผ่านทางภาพเคลื่อนไหวรวมถึงเอื้อต่อการแสดงรายละเอียดของสิ่งที่ต้องการศึกษาภายในบทเรียน ได้ชัดเจนมากกว่าจะเป็นเพียงตัวหนังสือหรือเป็นภาพนิ่งการสร้างงานแอนิเมชันเป็นการรวมองค์ความรู้และประสบการณ์ทั้งศาสตร์ทุกแขนงแบบจำลองรูปภาพ รวมถึงวัสดุกราฟฟิกในงาน แอนนิเมชัน ที่จะนำมาใช้มาสื่อการเรียนการสอนจะต้องมีความเหมาะสมในการให้รายละเอียดและแสดงข้อมูลหรือสารที่ต้องการให้ ผู้รับสารเข้าใจได้ตรงกันในฐานะของสื่อที่ดี (ธรรมศักดิ์ เอื้อรักสกุล, ๒๕๔๗ : ๕)

การใช้สื่อแอนิเมชันเพื่อเสริมสร้างการเรียนรู้ เรื่อง ผังงาน ในวิชาในวิชาหลักการ ออกแบบและพัฒนาโปรแกรม ทำให้นักศึกษาระดับประกาศนียบัตรวิชาชีพชั้นสูง มีผลการเรียนรู้ เรื่อง ผังงาน สูงขึ้นกว่าก่อนเรียน คะแนนเฉลี่ยมีค่าเท่ากับ ๘ ส่วนคะแนนเฉลี่ยหลังเรียนเท่ากับ ๑๕.๐๓ เมื่อนำค่าเฉลี่ยของคะแนนไปทดสอบความแตกต่างโดยใช้ t-test ได้ว่า ๒๔.๗๑ สรุปได้ว่า คะแนนเฉลี่ยจากการทดสอบหลังเรียนสูงกว่าคะแนนเฉลี่ยจากการทดสอบก่อนเรียนอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติที่ระดับ .๐๑ นักศึกษามีความพึงพอใจต่อการใช้สื่อแอนนิเมชันประกอบการเรียนการสอนเรื่องผังงาน

อื่นๆ ตามความเหมาะสม : พบว่าข้อเสนอแนะของการวิจัยสามารถนำไปต่อยอดของกระบวนการการวิจัยทางการศึกษาได้ โดยเฉพาะด้านทักษะและเทคนิคการสอน ได้แก่

การออกแบบการจัดการเรียนการสอนควรความสนใจที่จะพัฒนารูปแบบการจัดการเรียนการสอนโครงสร้างอะตอมด้วยคอมพิวเตอร์กราฟฟิก เพื่อให้ผู้เรียนได้เกิดความรู้ ทักษะ และความพึงพอใจ เกิดความท้าทาย แปลกใหม่ น่าสนใจ กระตุ้นให้เกิดการอยากเรียนรู้และเสาะแสวงหาความรู้ใหม่เพื่อต่อยอดความรู้เดิม มีการแลกเปลี่ยนทัศนคติ เกิดประสบการณ์จากการลงมือทำ มีการคิดวิเคราะห์ สังเคราะห์ และการประยุกต์ใช้ความรู้ได้อย่างเกิดประโยชน์และมีความหมายในชีวิตจริง สามารถนำไปประกอบอาชีพได้ในโลกยุคดิจิตอลและไทยแลนด์ ๔.๐