ประเด็นที่ท้าทายในการพัฒนาผลลัพธ์การเรียนรู้ของผู้เรียนของผู้จัดทำข้อตกลง ซึ่งปัจจุบันดำรงตำแหน่งครู วิทยฐานะครูชำนาญการ ต้องแสดงให้เห็นถึงระดับการปฏิบัติที่คาดหวังของวิทยฐานะชำนาญการ คือ แก้ไขปัญหา การจัดการเรียนรู้และการพัฒนาคุณภาพการเรียนรู้ของผู้เรียน ให้เกิดการเปลี่ยนแปลงไปในทางที่ดีขึ้นหรือมีการพัฒนามากขึ้น (ทั้งนี้ประเด็นท้าทายอาจจะแสดงให้เห็นถึงระดับการปฏิบัติที่คาดหวังในวิทยฐานะที่สูงกว่าได้)

ประเด็นท้าทาย เรื่อง การพัฒนาการจัดการเรียนการสอนแบบ 5E’s ร่วมกับการใช้ AI เพื่อพัฒนาทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ และกระบวนการคิดอย่างเป็นระบบวิชาวิทยาศาสตร์พื้นฐาน เรื่อง วงจรไฟฟ้า ของนักเรียนมัธยมศึกษาปีที่  3 (The Development of the 5E's teaching management model, combined with the use of AI, to develop scientific process skills and systematic thinking.Basic Science: Electrical Circuits for Mathayom 3 students.

1.  สภาพปัญหาการจัดการเรียนรู้และคุณภาพการเรียนรู้ของผู้เรียน

  1. สภาพปัญหาการจัดการเรียนรู้และและคุณภาพการเรียนรู้ของผู้เรียน

           การจัดการเรียนรู้ในปัจจุบันกำลังเผชิญกับความท้าทายใหม่ ๆ ในยุคที่เทคโนโลยีดิจิทัลมีบทบาทสำคัญต่อการดำเนินชีวิตของมนุษย์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกระบวนการศึกษา เพื่อพัฒนาศักยภาพของผู้เรียนให้สามารถปรับตัวและเติบโตในสังคมที่มีการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว ดังนั้นการนำเทคโนโลยีดิจิทัลมาใช้ในการจัดการเรียนรู้จึงเป็นแนวทางหนึ่งที่สามารถยกระดับประสิทธิภาพการเรียนรู้ให้สูงขึ้นได้อย่างมีนัยสำคัญ

           จากประสบการณ์ในการจัดการเรียนรู้ในช่วงหลายปีที่ผ่านมา พบว่านักเรียนส่วนใหญ่ผู้เรียนขาดความเข้าใจในกระบวนการทำงาน อุปกรณ์ทดลองจริงมีจำกัด ทำให้ไม่สามารถให้นักเรียนทุกคนได้ลงมือทดลองด้วยตนเอง  การใช้สื่อแบบเดิมๆ เช่นหนังสือเรียนและภาพนิ่ง ไม่สามารถช่วยให้ผู้เรียนเข้าใจการไหลของกระแสไฟฟ้าและการทำงานของอุปกรณ์ในวงจรได้ดี

  จากสถานการณ์ดังกล่าว การพัฒนารูปแบบการเรียนรู้ด้วยเทคโนโลยีปัญญาประดิษฐ์ (AI)

จึงมีความสำคัญอย่างยิ่งในการส่งเสริมการเรียนรู้ในวิชาวิทยาศาสตร์ ม.3 เรื่อง  วงจรไฟฟ้า

ปัญหาด้านการจัดการเรียนรู้

1.วัสดุอุปกรณ์ทดลองเกี่ยวกับวงจรไฟฟ้า เช่น แบตเตอรี่ หลอดไฟ สวิตช์ และสายไฟ มีจำนวนจำกัด ไม่เพียงพอต่อการทดลองของนักเรียนทุกกลุ่ม

2.เวลาเรียนจำกัด ทำให้นักเรียนบางกลุ่มไม่ได้ทดลองด้วยตนเองหรือขาดโอกาสเรียนรู้จากการลงมือทำ

3.การทดลองบางอย่างมีข้อจำกัดด้านความปลอดภัย เช่น การต่อวงจรที่มีกระแสไฟฟ้าสูง

ปัญหาด้านคุณภาพการเรียนรู้ของผู้เรียน

1.นักเรียนบางส่วนไม่เข้าใจแนวคิดเกี่ยวกับกระแสไฟฟ้า ความต่างศักย์ และความต้านทาน เนื่องจากเป็นแนวคิดที่เป็นนามธรรม

2.นักเรียนขาดทักษะการวิเคราะห์และแก้ปัญหาจากสถานการณ์จริงเกี่ยวกับวงจรไฟฟ้า

3.การเรียนการสอนแบบเดิมอาจไม่สามารถดึงดูดความสนใจของผู้เรียนทุกคนได้

      จากปัญหาดังกล่าว การใช้โมเดล 5E ร่วมกับ AI ในการเรียนเรื่องวงจรไฟฟ้า ช่วยแก้ปัญหาขาดแคลนอุปกรณ์โดยใช้ AI Simulation แทนการทดลองจริง และช่วยพัฒนาทักษะการคิดวิเคราะห์ของผู้เรียน นอกจากนี้ยังช่วยให้ผู้เรียนมีส่วนร่วมมากขึ้น และสามารถนำความรู้ไปประยุกต์ใช้ในชีวิตจริงได้

ขั้นที่ 1: Engage (กระตุ้นความสนใจ)

1.ใช้ AI ChatGPT ให้ผู้เรียนถามคำถามเกี่ยวกับวงจรไฟฟ้า เช่น "ทำไมไฟฟ้าถึงไหลผ่านวงจรได้?"

2.นำเสนอคลิปวิดีโอจำลองวงจรไฟฟ้า ที่อธิบายแนวคิดพื้นฐานผ่าน AI-generated Simulation (เช่น PhET Simulation, Tinkercad หรือโปรแกรมจำลองวงจร)

3.ตั้งคำถามเชิงท้าทาย เช่น "ถ้าเราใช้สายไฟที่มีความต้านทานสูงมาก ไฟฟ้าจะไหลได้หรือไม่?"

ขั้นที่ 3: Explain (อธิบายแนวคิดทางวิทยาศาสตร์)

1.ให้นักเรียนใช้ AI ช่วยสรุปผลการทดลอง หรือ สร้างแผนภาพความคิด (Mind Map) อัตโนมัติ เกี่ยวกับหลักการของวงจรไฟฟ้า

2.นักเรียนอภิปรายผลจากการทดลอง โดย AI ช่วยตั้งคำถามปลายเปิดเพื่อกระตุ้นการคิดวิเคราะห์

3.ใช้ AI ในการสร้างแบบจำลองหรืออินโฟกราฟิก เพื่อแสดงความเข้าใจเรื่องกระแสไฟฟ้า แรงดันไฟฟ้า และความต้านทาน

ขั้นที่ 5: Evaluate (ประเมินผลการเรียนรู้)

ใช้ AI วิเคราะห์ผลการเรียนรู้ของนักเรียน ผ่านการทำแบบทดสอบออนไลน์ที่มี AI ช่วยตรวจคำตอบและให้ฟีดแบ็กอัตโนมัติ

ให้นักเรียนสะท้อนความเข้าใจ โดยให้ AI สร้างคำถามปลายเปิดเพื่อตรวจสอบความเข้าใจ

ครูใช้ AI วิเคราะห์พฤติกรรมการเรียนของนักเรียน และออกแบบกิจกรรมเสริมสำหรับนักเรียนที่ยังไม่เข้าใจแนวคิด

ข้อมูลเชิงคุณภาพ

1.นักเรียนสามารถอธิบายหลักการทำงานของวงจรไฟฟ้าได้อย่างชัดเจน และมีความเข้าใจแนวคิดเชิงนามธรรมได้ดีขึ้น

2.นักเรียนมีทักษะในการตั้งคำถาม วิเคราะห์ และทดลองเกี่ยวกับวงจรไฟฟ้าด้วยตนเอง

3.นักเรียนมีความสนใจและมีส่วนร่วมในการเรียนมากขึ้น เนื่องจากมีการใช้ AI ช่วยจำลองและทดลอง

4.นักเรียนสามารถเชื่อมโยงความรู้ไปสู่การใช้งานในชีวิตประจำวัน เช่น การซ่อมแซมอุปกรณ์ไฟฟ้าเบื้องต้น

5.ผู้เรียนจะได้รับประสบการณ์การเรียนรู้ที่มีความหมายและสร้างแรงบันดาลใจให้ตระหนักถึงการใช้ไฟฟ้าในชีวิตจริง

ข้อมูลเชิงปริมาณ

1.อัตราการมีส่วนร่วมของนักเรียนในกิจกรรมเพิ่มขึ้นจากเดิม อย่างน้อย 80% ของนักเรียนทั้งหมด

2.นักเรียนอย่างน้อย 90% สามารถใช้ AI Simulation สร้างและวิเคราะห์วงจรไฟฟ้าพื้นฐานได้

3.นักเรียน 85% สามารถออกแบบวงจรไฟฟ้าและอธิบายหลักการได้อย่างถูกต้อง

         4. ระดับความสนใจและความพึงพอใจในรายวิชาสูงขึ้น (วัดจากแบบประเมินความพึงพอใจ)

 ผู้เรียนจะได้รับประสบการณ์การเรียนรู้ที่มีความหมายและสร้างแรงบันดาลใจให้ตระหนักถึงการใช้ไฟฟ้าในชีวิตจริงจากวิธีการดำเนินการให้บรรลุผลดังกล่าวข้างต้นสามารถสรุปเป็นขั้นตอนได้ดังภาพ