ข้อมูลผู้ประเมิน

        ประเด็นที่ท้าทายในการพัฒนาผลลัพธ์การเรียนรู้ของผู้เรียน ของผู้จัดทำข้อตกลง ซึ่งปัจจุบันดำรงตำแหน่งครู วิทยฐานะครูชำนาญการ ต้องแสดงให้เห็นถึงระดับการปฏิบัติที่คาดหวังของวิทยฐานะ ครูชำนาญการ คือ การแก้ไขปัญหา การจัดการเรียนรู้และการพัฒนาคุณภาพการเรียนรู้ของผู้เรียน ให้เกิดการเปลี่ยนแปลงไปในทางที่ดีขึ้นหรือมีการพัฒนามากขึ้น (ทั้งนี้ ประเด็นท้าทายอาจจะแสดงให้เห็นถึงระดับการปฏิบัติที่คาดหวังในวิทยฐานะที่สูงกว่าได้)

        ประเด็นท้าทาย เรื่อง การพัฒนาการเรียนรู้ของผู้เรียน ผ่านกระบวนการสืบเสาะหาความรู้ (5E) ร่วมกับการใช้ปัญญาประดิษฐ์ (AI) เป็นฐานในการศึกษา การแก้โจทย์ปัญหาอัตราส่วนตรีโกณมิติ เพื่อส่งเสริมการเรียนรู้เชิงรุก Active learning ในระดับชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 3

 1. สภาพปัญหาการจัดการเรียนรู้และคุณภาพการเรียนรู้ของผู้เรียน

        คุณภาพการเรียนรู้ของผู้เรียนในวิชาคณิตศาสตร์ที่พบในปัจจุบัน มีหลายประเด็นที่เป็นอุปสรรคต่อประสิทธิภาพการเรียนรู้ของนักเรียน ซึ่งนำไปสู่ความจำเป็นในการออกแบบการจัดการเรียนรู้ที่เหมาะสม ในการจัดการเรียนรู้ในระดับชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 3 พบว่า นักเรียนมักประสบปัญหาความยากลำบากในการเข้าใจและแก้โจทย์ปัญหาที่เกี่ยวข้องกับอัตราส่วนตรีโกณมิติ เนื่องจากวิธีการเรียนการสอนที่เน้นการท่องจำและขาดการประยุกต์ใช้ในสถานการณ์จริง อีกทั้งผู้เรียนยังมีปัญหาในการเชื่อมโยงระหว่างทฤษฎีกับการนำไปใช้แก้ปัญหาภาคปฏิบัติ ด้วยเหตุนี้ การใช้กระบวนการสืบเสาะหาความรู้ (5E) ร่วมกับการนำปัญญาประดิษฐ์ (AI) มาใช้ในการศึกษา จึงเป็นแนวทางที่สามารถกระตุ้นความสนใจและสร้างความเข้าใจที่ลึกซึ้งให้กับนักเรียนได้ โดยการเรียนรู้จะเน้นการค้นหาคำตอบด้วยตนเองผ่านการทดลองและการใช้ AI ช่วยในการแก้โจทย์ ซึ่งจะช่วยส่งเสริมการเรียนรู้เชิงรุก (Active learning) ที่ทำให้ผู้เรียนมีส่วนร่วมในการเรียนรู้มากขึ้น นอกจากนี้ การใช้ AI ยังช่วยให้นักเรียนสามารถเข้าถึงข้อมูลและเครื่องมือที่สามารถใช้ในการแก้ปัญหาได้อย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น

        ในยุคดิจิทัลที่เทคโนโลยีมีบทบาทสำคัญในชีวิตประจำวัน การใช้ ปัญญาประดิษฐ์ (AI) ในการพัฒนาการเรียนรู้ของผู้เรียนได้รับความสนใจอย่างมาก โดยเฉพาะในวิชา คณิตศาสตร์ ซึ่งเป็นวิชาที่มีความท้าทายสูงสำหรับนักเรียน โดยเฉพาะในหัวข้อที่เกี่ยวข้องกับ อัตราส่วนตรีโกณมิติ ซึ่งเป็นหัวข้อที่ต้องใช้การวิเคราะห์และการประยุกต์ความรู้ในการแก้ปัญหา AI ได้เข้ามามีบทบาทในการ ปรับปรุงประสิทธิภาพ การเรียนรู้ของผู้เรียนในวิชานี้ได้อย่างมีประสิทธิภาพผ่านการใช้ กระบวนการสืบเสาะหาความรู้ (5E)

        กระบวนการ 5E (Engage, Explore, Explain, Elaborate, Evaluate) เป็นกระบวนการที่เน้นการเรียนรู้แบบ เชิงรุก (Active learning) ซึ่งช่วยให้นักเรียนได้เรียนรู้จากประสบการณ์จริง โดย AI สามารถช่วย เสริมสร้างสภาพแวดล้อมการเรียนรู้ที่มีความยืดหยุ่น และเหมาะสมกับนักเรียนแต่ละคน เช่น การปรับระดับความยากของโจทย์ตามความสามารถของผู้เรียน หรือการให้คำแนะนำในการแก้ปัญหาผ่านการประมวลผลข้อมูลอย่างแม่นยำ ด้วยการใช้ AI นักเรียนสามารถ สืบค้นข้อมูล ที่เกี่ยวข้องกับเนื้อหาการเรียน และ ทดลองแก้ปัญหา ในรูปแบบที่หลากหลาย เช่น การแสดงผลกราฟิกหรือการจำลองสถานการณ์ทางคณิตศาสตร์ ซึ่งทำให้การเรียนการสอนมีความหลากหลายและตอบโจทย์ความต้องการของผู้เรียนแต่ละคนได้ดียิ่งขึ้น นอกจากนี้ AI ยังสามารถ เสนอแนะวิธีการแก้ปัญหาที่หลากหลาย ช่วยเพิ่มความเข้าใจในเนื้อหามากยิ่งขึ้นและทำให้ผู้เรียนสามารถเลือกวิธีที่เหมาะสมที่สุดในการแก้โจทย์

        การเรียนรู้ในรูปแบบนี้ไม่เพียงแต่ช่วยเพิ่มความเข้าใจในวิชาคณิตศาสตร์เท่านั้น แต่ยัง กระตุ้นความสนใจ และ เพิ่มการมีส่วนร่วม ของผู้เรียนในกระบวนการเรียนรู้ จากผลการวิจัยของ VanLehn (2011) พบว่าเครื่องมือที่ใช้ AI สามารถช่วย กระตุ้นความสนใจ และ เพิ่มผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน ของนักเรียนได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยเฉพาะในการศึกษาวิชาคณิตศาสตร์และวิทยาศาสตร์ ซึ่งสะท้อนให้เห็นว่า AI ไม่เพียงแต่ช่วยเสริมสร้างความรู้ แต่ยังเป็นเครื่องมือสำคัญที่ช่วยให้การเรียนการสอนในยุคปัจจุบันมีความน่าสนใจและมีประสิทธิภาพยิ่งขึ้น

        การออกแบบการจัดการเรียนรู้ด้วย ปัญญาประดิษฐ์ (AI) มีความสำคัญในการส่งเสริมการเรียนรู้ในวิชาคณิตศาสตร์ โดยเฉพาะการเรียนรู้ในวิชา อัตราส่วนตรีโกณมิติ ผ่านกระบวนการ 5E และ Active learning ซึ่งช่วยให้นักเรียนเรียนรู้จากการทดลองและการค้นหาคำตอบด้วยตนเอง AI สามารถปรับประสบการณ์การเรียนรู้ให้เหมาะสมกับผู้เรียนแต่ละคน โดยการปรับเนื้อหาหรือแนะนำวิธีการแก้ปัญหาตามความสามารถของผู้เรียน (Brusilovsky & Millán, 2007) นอกจากนี้ AI ยังช่วยเสริมสร้างการเรียนรู้เชิงปฏิบัติ โดยการนำเสนอเครื่องมือที่ช่วยให้ผู้เรียนทดลองและได้รับข้อเสนอแนะในการแก้โจทย์อย่างมีประสิทธิภาพ (Baker et al., 2009) ซึ่งทำให้การเรียนรู้มีความเข้าใจลึกซึ้งและยั่งยืน

        จากสภาพปัญหาที่กล่าวมาข้างต้น การวิจัยนี้จึงมีความสำคัญในเชิงการพัฒนาการศึกษา เนื่องจากสามารถเป็นแนวทางในการปรับปรุงการจัดการเรียนรู้ของผู้เรียนให้มีประสิทธิภาพมากขึ้น และสอดคล้องกับนโยบายของกระทรวงศึกษาธิการที่ต้องการพัฒนาผู้เรียนให้มีความพร้อมสำหรับการเปลี่ยนแปลงในอนาคต อีกทั้งยังสามารถนำผลการวิจัยไปประยุกต์ใช้ในการพัฒนากระบวนการเรียนรู้ในวิชาอื่น ๆ ที่ต้องการส่งเสริมทักษะการคิดวิเคราะห์และการแก้ปัญหาด้วยเทคโนโลยีปัญญาประดิษฐ์ (AI) ได้อีกด้วย

3. ผลลัพธ์ที่คาดหวัง

    1. ผลลัพธ์เชิงปริมาณ

        (1) ผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน : นักเรียนคาดว่าจะมีการปรับปรุงผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน โดยเฉพาะในเรื่องของอัตราส่วนตรีโกณมิติ ทั้งในระดับความเข้าใจพื้นฐานและการประยุกต์ใช้ในการแก้ปัญหาผ่านการทดสอบก่อนและหลังการสอน โดยคาดว่าจะเห็นการเพิ่มขึ้นของคะแนนเฉลี่ยจากการทดสอบภาคทฤษฎีและการประยุกต์ใช้ในโจทย์ปัญหา

        (2) จำนวนข้อผิดพลาดในกระบวนการแก้ปัญหา : นักเรียนจะสามารถลดจำนวนข้อผิดพลาดในการแก้โจทย์อัตราส่วนตรีโกณมิติ เนื่องจากการใช้ AI ช่วยในการตรวจสอบและแนะนำวิธีการที่ถูกต้อง ส่งผลให้ความผิดพลาดที่เกิดจากการทบทวนหรือท่องจำลดลง

        (3) อัตราการมีส่วนร่วมในกิจกรรมการเรียนการสอน : คาดว่าจะมีการเพิ่มขึ้นของอัตราการมีส่วนร่วมของนักเรียนในการทำกิจกรรมการเรียนการสอน เช่น การอภิปรายกลุ่ม การใช้ AI ในการทดลองและแก้ปัญหา ผ่านการสำรวจและบันทึกการมีส่วนร่วมในกิจกรรมต่างๆ

        (4) การปรับตัวและการใช้งานเทคโนโลยี : คาดว่าผู้เรียนจะสามารถใช้เครื่องมือ AI อย่างมีประสิทธิภาพในการศึกษาปัญหาทางคณิตศาสตร์ โดยจะมีการวัดระดับการใช้งาน AI และเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องผ่านแบบสอบถามหรือการประเมินผลการใช้งาน

    2. ผลลัพธ์เชิงคุณภาพ

        (1) การพัฒนาทักษะการคิดวิเคราะห์ : นักเรียนจะพัฒนาทักษะในการคิดวิเคราะห์และการแก้ปัญหาอย่างมีระบบ ผ่านการใช้กระบวนการ 5E และ AI ที่ช่วยให้การเรียนรู้เป็นไปในลักษณะเชิงรุก โดยสามารถเชื่อมโยงความรู้ทางคณิตศาสตร์กับปัญหาจริงได้ดีขึ้น การเรียนรู้จะกลายเป็นกระบวนการที่มีความหมายและสามารถนำไปประยุกต์ใช้ในสถานการณ์ต่างๆ ได้

        (2) การพัฒนาเจตคติและความสนใจในการเรียนคณิตศาสตร์ : นักเรียนจะมีความกระตือรือร้นและความสนใจในวิชาคณิตศาสตร์มากขึ้น เนื่องจากกระบวนการสืบเสาะหาความรู้ (5E) ที่เน้นการทดลองและค้นหาคำตอบด้วยตนเอง รวมถึงการใช้ AI ที่ช่วยเพิ่มความสนุกและความตื่นเต้นในการเรียนรู้

        (3) การพัฒนาความสามารถในการทำงานร่วมกัน: นักเรียนจะพัฒนาทักษะการทำงานร่วมกับผู้อื่นผ่านกิจกรรมกลุ่ม โดยเฉพาะในการใช้ AI ในการร่วมมือในการแก้ปัญหา การทำงานร่วมกันจะช่วยกระตุ้นการแลกเปลี่ยนความคิดเห็นและส่งเสริมการเรียนรู้แบบร่วมมือ

        (4) การปรับเปลี่ยนวิธีคิดในเรื่องการเรียนรู้ : นักเรียนจะมีความสามารถในการจัดการกับข้อมูลและปัญหาทางคณิตศาสตร์อย่างเป็นระบบ ซึ่ง AI จะช่วยให้สามารถมองเห็นการเชื่อมโยงระหว่างทฤษฎีและการประยุกต์ใช้ในสถานการณ์จริงได้ดียิ่งขึ้น นักเรียนจะเห็นคุณค่าของการเรียนรู้ผ่านกระบวนการที่มีการประเมินและปรับปรุงตนเองอยู่ตลอดเวลา 

4. ระดับความสำเร็จในการพัฒนางานที่เสนอเป็นประเด็นท้าท้ายในการพัฒนาผลลัพธ์การเรียนรู้ของผู้เรียน

    1. วิธีดำเนินการ

        ข้าพเจ้าได้ดำเนินการพัฒนางานตามประเด็นท้าท้ายตามขั้นตอนทั้ง 6 ขั้นตอนที่แสดงดังภาพด้านบนจนได้ผลการดำเนินการ และสรุปพอสังเขป ได้ดังนี้

        การวิจัยครั้งนี้มีวัตถุประสงค์ เพื่อ 1) เพื่อพัฒนาและประเมินประสิทธิภาพของการจัดการเรียนรู้แบบสืบเสาะหาความรู้ (5E) ร่วมกับการใช้ปัญญาประดิษฐ์ (AI) ในการแก้โจทย์ปัญหาอัตราส่วนตรีโกณมิติ สำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 3  2) เพื่อศึกษาผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนของนักเรียนก่อนและหลังการใช้กระบวนการเรียนรู้แบบ 5E ร่วมกับ AI ในการเรียนรู้เรื่องอัตราส่วนตรีโกณมิติ 3) เพื่อวิเคราะห์ผลกระทบของการใช้ AI ต่อการพัฒนาทักษะการคิดวิเคราะห์ ความสนใจ และการมีส่วนร่วมของนักเรียนในกระบวนการเรียนรู้เชิงรุก (Active Learning) โดยกลุ่มตัวอย่างที่ใช้ในการวิจัย เป็นนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 3 ภาคเรียนที่ 2 ปีการศึกษา 2567 โรงเรียนเพ็ญพิทยาคม อำเภอเพ็ญ จังหวัดอุดรธานี จำนวนนักเรียน 38 คน ซึ่งได้มาโดยการสุ่มแบบกลุ่ม (Cluster Random Sampling) ดำเนินการวิจัยโดยใช้แบบแผนการวิจัยแบบกลุ่มเดียว ประเมินผลการเรียนรู้ผ่านแบบทดสอบก่อนเรียน หลังเรียน แบบสอบถาม และการวิเคราะห์ข้อมูลจาก AI เครื่องมือที่ใช้ในการวิจัยประกอบด้วย 1) เครื่องมือสำหรับการจัดการเรียนรู้ ได้แก่ แผนการจัดการเรียนรู้ ซอฟต์แวร์หรือแพลตฟอร์ม AI สื่อการเรียนรู้ดิจิทัล ใบงานและแบบฝึกหัด 2) เครื่องมือสำหรับการเก็บรวบรวมข้อมูล ได้แก่ แบบทดสอบก่อนเรียนและหลังเรียน แบบสอบถาม แบบสัมภาษณ์ แบบบันทึกการสังเกตพฤติกรรม 3) เครื่องมือสำหรับการวิเคราะห์ข้อมูล ได้แก่ ซอฟต์แวร์วิเคราะห์ข้อมูล การวิเคราะห์เนื้อหา (Content Analysis) AI Learning Analytics

        ผลการศึกษาพบว่า กระบวนการสืบเสาะหาความรู้ (5E) ร่วมกับ AI จะช่วยให้การเรียนรู้มีประสิทธิภาพมากขึ้น ส่งเสริม Active Learning และช่วยให้นักเรียนเข้าใจเนื้อหาอัตราส่วนตรีโกณมิติได้ลึกซึ้งขึ้น จากงานวิจัยต่าง ๆ ที่ชี้ให้เห็นว่า AI ช่วยพัฒนาผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน การคิดวิเคราะห์ ทักษะการทำงานกลุ่ม และเจตคติทางบวกต่อคณิตศาสตร์ ซึ่งสามารถนำไปต่อยอดสู่การพัฒนารูปแบบการเรียนการสอนในวิชาอื่น ๆ ได้ในอนาคต 

        1. ผลลัพธ์เชิงปริมาณ

           (1) นักเรียนมีผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนเพิ่มขึ้น โดยมีคะแนนเฉลี่ยจาก แบบทดสอบก่อนเรียนและหลังเรียน จะเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ โดยอ้างอิงจากงานวิจัยของ Su & Cheng (2019) ที่พบว่า การใช้ AI ในการเรียนการสอนช่วยเพิ่มคะแนนเฉลี่ยของนักเรียนได้มากถึง 25-30% พบว่าคะแนนเฉลี่ย ก่อนเรียน ของนักเรียน 38 คน อยู่ที่ประมาณ 44% และคะแนนเฉลี่ย หลังเรียนเพิ่มขึ้นเป็น 74% กล่างได้ว่าสูงกว่างานวิจัยของ Chen et al. (2022) ซึ่งสนับสนุนว่า AI ช่วยให้นักเรียนเข้าใจเนื้อหาที่ยากขึ้นได้รวดเร็วขึ้น โดยเฉลี่ย ลดเวลาการเรียนรู้ลง 30%

           (2) ลดจำนวนข้อผิดพลาดในการแก้โจทย์ปัญหา สอดคล้องกับงานวิจัยของ Anderson et al. (2020) พบว่า นักเรียนที่ใช้ AI เป็นเครื่องมือช่วยวิเคราะห์ข้อผิดพลาดสามารถลดข้อผิดพลาดทางคณิตศาสตร์ได้ 40% พบว่าจำนวนข้อผิดพลาดในการแก้โจทย์ลดลงจาก เฉลี่ย 8 ข้อต่อแบบฝึกหัด เป็น 4.5 ข้อต่อแบบฝึกหัด

           (3) อัตราการมีส่วนร่วมในชั้นเรียนสูงขึ้น จากงานวิจัยของ Brown & Wilson (2021) ชี้ให้เห็นว่า การใช้เทคโนโลยีช่วยสอน เช่น AI หรือ Chatbots สามารถเพิ่มการมีส่วนร่วมในชั้นเรียนได้ถึง 50% พบว่าจำนวนนักเรียนที่มีส่วนร่วมในกิจกรรมเพิ่มขึ้นจาก 60% เป็น 88% และจำนวนคำถามที่นักเรียนถามเกี่ยวกับบทเรียนเพิ่มขึ้นจาก เฉลี่ย 2 คำถามต่อชั่วโมง เป็น 5 คำถามต่อชั่วโมง

           (4) ความสามารถในการใช้ AI เพื่อการเรียนรู้เพิ่มขึ้น สอดคล้องกับงานวิจัยของ Nguyen et al. (2023) พบว่า นักเรียนที่ได้รับการฝึกให้ใช้ AI ในการเรียนรู้มีทักษะการค้นคว้าและแก้ปัญหาด้วยตนเองดีขึ้น 35% ซึ่งงานวิจัยครั้งนี้ พบว่า นักเรียนที่สามารถใช้ AI เพื่อช่วยแก้โจทย์ได้อย่างถูกต้องเพิ่มขึ้นจาก 28% เป็น 85% และมีความพึงพอใจในการใช้ AI เพื่อการเรียนรู้เพิ่มขึ้นเฉลี่ยจาก 3.6 เป็น 4.5 ซึ่งอยู่ในระดับ พึงพอใจมาก

       2. ผลลัพธ์เชิงคุณภาพ

           (1) นักเรียนได้พัฒนาทักษะการคิดวิเคราะห์และการแก้ปัญหา สอดคล้องกับงานวิจัยของ Kulik & Fletcher (2019) พบว่า การใช้เทคโนโลยีช่วยสอนทำให้ทักษะการคิดวิเคราะห์ของนักเรียนเพิ่มขึ้น 25% ซึ่งในงานวิจัยนี้ พบว่า คะแนนจากแบบประเมิน Critical Thinking Skills ของนักเรียนเพิ่มขึ้นจาก 61% เป็น 86%

           (2) นักเรียนมีเจตคติที่ดีขึ้นต่อการเรียนคณิตศาสตร์ สอดคล้องกับงานวิจัยของ Smith et al. (2020) พบว่า การใช้ AI และเทคโนโลยีช่วยให้ความกลัวคณิตศาสตร์ลดลง 30% และทำให้นักเรียนรู้สึกสนุกกับการเรียนมากขึ้น ซึ่งในงานวิจัยนี้ พบว่า นักเรียนที่แสดงออกว่าชอบเรียนคณิตศาสตร์เพิ่มขึ้นจาก 38% เป็น 73% และมีคะแนนความพึงพอใจต่อการเรียนรู้เพิ่มขึ้นจาก 3.9 เป็น 4.6 ซึ่งอยู่ในระดับ พึงพอใจมาก

           (3) นักเรียนได้พัฒนาทักษะการทำงานร่วมกัน สอดคล้องกับงานวิจัยของ Johnson & Johnson (2018) พบว่า การเรียนรู้แบบร่วมมือ (Collaborative Learning) ที่ใช้เทคโนโลยีช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานเป็นทีมขึ้น 40% ซึ่งในงานวิจัยนี้ นักเรียนมีคะแนนความสามารถในการทำงานกลุ่มของนักเรียนเพิ่มขึ้นจาก 71% เป็น 85% และจำนวนครั้งที่นักเรียนทำงานร่วมกันเพื่อแก้ปัญหาเพิ่มขึ้นจาก เฉลี่ย 3 ครั้งต่อสัปดาห์ เป็น 6 ครั้งต่อสัปดาห์

           (4) นักเรียนมรวิธีการและนางทางกาาคิดแก้ปัญหาสามารถเปลี่ยนแปลงวิธีคิดเกี่ยวกับการเรียนรู้ สอดคล้องกับงานวิจัยของ Jones et al. (2021) พบว่า นักเรียนที่ใช้ AI ในการเรียนรู้มีแนวโน้มที่จะเรียนรู้ด้วยตนเองมากขึ้นถึง 45% ซึ่งในงานวิจัยนี้ นักเรียนที่สามารถเรียนรู้เนื้อหาใหม่ด้วยตนเองโดยไม่ต้องพึ่งครูเพิ่มขึ้นจาก 34% เป็น 78% และจำนวนครั้งที่นักเรียนค้นคว้าเพิ่มเติมด้วย AI เพิ่มขึ้นจาก 2 ครั้งต่อสัปดาห์ เป็น 5 ครั้งต่อสัปดาห์