การพัฒนารูปแบบการเรียนรู้ตามหลักการออกแบบของ ADDIE MODEL ร่วมกับเทคโนโลยีปัญญาประดิษฐ์(AI) เพื่อส่งเสริมทักษะการแก้ปัญหาด้วยกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม รายวิชาออกแบบและเทคโนโลยี สำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 

           การจัดการเรียนรู้ในปัจจุบันกำลังเผชิญกับความท้าทายใหม่ ๆ ในยุคที่เทคโนโลยีดิจิทัลมีบทบาทสำคัญต่อการดำเนินชีวิตของมนุษย์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกระบวนการศึกษา เพื่อพัฒนาศักยภาพของผู้เรียนให้สามารถปรับตัวและเติบโตในสังคมที่มีการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว ดังนั้นการนำเทคโนโลยีดิจิทัลมาใช้ในการจัดการเรียนรู้จึงเป็นแนวทางหนึ่งที่สามารถยกระดับประสิทธิภาพการเรียนรู้ให้สูงขึ้นได้อย่างมีนัยสำคัญ

           จากประสบการณ์ในการจัดการเรียนรู้ในช่วงหลายปีที่ผ่านมา พบว่านักเรียนส่วนใหญ่ยังขาดทักษะในการคิดวิเคราะห์และการแก้ปัญหา ซึ่งเป็นทักษะที่จำเป็นต่อการประสบความสำเร็จในชีวิต และการทำงานในอนาคต ในยุคที่เทคโนโลยีเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว การพัฒนาทักษะที่สำคัญในศตวรรษที่ 21 เช่น การแก้ปัญหา การคิดเชิงวิพากษ์ และการสร้างนวัตกรรม เป็นสิ่งสำคัญที่นักเรียนต้องได้รับการพัฒนาอย่างมีประสิทธิภาพ โดยเฉพาะในวิชาที่เกี่ยวข้องกับการออกแบบและเทคโนโลยี ที่นักเรียนจะต้องสามารถประยุกต์ใช้ความรู้เพื่อแก้ปัญหาในชีวิตจริงได้ แต่นักเรียนยังไม่สามารถนำความรู้ไปใช้แก้ปัญหาในสถานการณ์ที่หลากหลายได้ อีกทั้งนักเรียนยังขาดโอกาสในการเรียนรู้เชิงปฏิบัติ และการประยุกต์ใช้ความรู้ในชีวิตจริง ส่งผลให้ผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนต่ำกว่าเกณฑ์ที่คาดหวัง

           ADDIE Model เป็นกรอบการพัฒนาการเรียนรู้ที่มีโครงสร้างชัดเจน ครอบคลุมตั้งแต่ การวิเคราะห์ปัญหา การออกแบบ การพัฒนา การนำไปใช้ และการประเมินผล ทำให้การแก้ไขปัญหาในบริบทการศึกษามีประสิทธิภาพและสอดคล้องกับเป้าหมายที่กำหนดไว้ ในขั้นตอนแรก การวิเคราะห์ (Analysis) ช่วยให้ผู้พัฒนาทำความเข้าใจปัญหาและความต้องการของผู้เรียนอย่างลึกซึ้ง ทำให้การแก้ปัญหาเป็นไปอย่างตรงจุดและเหมาะสมกับบริบทของผู้เรียน ขั้นตอนการออกแบบ (Design) สนับสนุนการวางแผนกิจกรรมหรือสื่อการเรียนรู้อย่างสร้างสรรค์และเป็นระบบโดยคำนึงถึงความสอดคล้องกับเป้าหมายการเรียนรู้ขณะที่การพัฒนา (Development) ทำให้สามารถสร้างสื่อหรือเทคโนโลยี เช่น ปัญญาประดิษฐ์ (AI) เพื่อสนับสนุนการเรียนรู้แบบเฉพาะบุคคล ช่วยให้นักเรียนสามารถแก้ปัญหาได้อย่างมีประสิทธิภาพ นอกจากนี้ การนำไปใช้ (Implementation) และการประเมินผล (Evaluation) ช่วยให้สามารถติดตามผลลัพธ์และปรับปรุงกระบวนการเรียนรู้อย่างต่อเนื่อง ทำให้ ADDIE Model เป็นกรอบการพัฒนาที่เน้นคุณภาพและความยั่งยืน เหมาะสมสำหรับการแก้ไขปัญหาในยุคที่เทคโนโลยีและความต้องการของผู้เรียนมีความหลากหลายและเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว

           ในปัจจุบันเทคโนโลยีปัญญาประดิษฐ์ (AI) ได้รับการพัฒนาให้มีศักยภาพในการปรับปรุงกระบวนการเรียนรู้อย่างมีประสิทธิภาพ โดย AI สามารถนำมาใช้เพื่อสนับสนุนการเรียนรู้แบบเฉพาะบุคคล (Personalized Learning) ช่วยให้ผู้เรียนสามารถเรียนรู้ได้ตามความต้องการ นอกจากนี้ AI ยังสามารถวิเคราะห์ข้อมูลเพื่อระบุจุดอ่อนของนักเรียน และเสนอแนวทางปรับปรุงที่เหมาะสมได้แบบเรียลไทม์ ซึ่งช่วยเพิ่มแรงจูงใจในการเรียนรู้และพัฒนาทักษะการคิดวิเคราะห์และการแก้ปัญหาของผู้เรียนได้

           จากสถานการณ์ดังกล่าว การพัฒนารูปแบบการเรียนรู้ตามหลักการออกแบบของ ADDIE MODEL ร่วมกับเทคโนโลยีปัญญาประดิษฐ์(AI) เพื่อส่งเสริมทักษะการแก้ปัญหาด้วยกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม รายวิชาออกแบบและเทคโนโลยี สำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 จะช่วยส่งเสริมให้นักเรียนสามารถเรียนรู้และเข้าใจเนื้อหาได้อย่างมีประสิทธิภาพ อีกทั้งยังสามารถพัฒนาทักษะการคิดวิเคราะห์และ การแก้ปัญหา ซึ่งเป็นทักษะที่จำเป็นต่อการเรียนรู้ในศตวรรษที่ 21 โดยนักเรียนจะได้รับการสนับสนุนทั้งในด้านการเรียนรู้แบบเป็นระบบ การแก้ปัญหาอย่างสร้างสรรค์ และการใช้เทคโนโลยีเพื่อเพิ่มพูนศักยภาพของตนเอง

           จากสภาพปัญหาที่กล่าวมาข้างต้น การวิจัยนี้จึงมีความสำคัญในเชิงการพัฒนาการศึกษา เนื่องจากสามารถเป็นแนวทางในการปรับปรุงการจัดการเรียนรู้ของผู้เรียนให้มีประสิทธิภาพมากขึ้น และสอดคล้องกับนโยบายของกระทรวงศึกษาธิการที่ต้องการพัฒนาผู้เรียนให้มีความพร้อมสำหรับการเปลี่ยนแปลงในอนาคต อีกทั้งยังสามารถนำผลการวิจัยไปประยุกต์ใช้ในการพัฒนากระบวนการเรียนรู้ในวิชาอื่น ๆ ที่ต้องการส่งเสริมทักษะการคิดวิเคราะห์และการแก้ปัญหาได้อีกด้วย

วิธีการดำเนินการให้บรรลุผลสามารถดำเนินการตามขั้นตอนต่อไปนี้

          1. การวางแผนการวิจัย (Research Planning)

              - กำหนดวัตถุประสงค์การวิจัย: เพื่อพัฒนารูปแบบการเรียนรู้ตามหลักการออกแบบของ ADDIE MODEL ร่วมกับเทคโนโลยีปัญญาประดิษฐ์(AI) เพื่อส่งเสริมทักษะการแก้ปัญหาด้วยกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม

              - กำหนดสมมติฐานการวิจัย: การเรียนรู้รูปแบบการเรียนรู้ตามหลักการออกแบบของ ADDIE MODEL ร่วมกับเทคโนโลยีปัญญาประดิษฐ์(AI) จะช่วยเพิ่มทักษะการแก้ปัญหาด้วยกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรมได้

              - กำหนดประชากรและกลุ่มตัวอย่าง

           2. การออกแบบรูปแบบการจัดการเรียนรู้ (Learning Design)

              พัฒนารูปแบบการเรียนรู้ตามหลักการออกแบบของ ADDIE MODEL ร่วมกับเทคโนโลยีปัญญาประดิษฐ์(AI) โดยการออกแบบการเรียนรู้ตามขั้นตอนของ ADDIE MODELทั้ง 5 ขั้นตอน และใช้เทคโนโลยีปัญญาประดิษฐ์ (AI) เข้ามาช่วยบรูณาการด้วย โดยเน้นเนื้อหาและกิจกรรมเกี่ยวกับการแก้ปัญหาด้วยกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม

          3. การพัฒนาเครื่องมือที่ใช้ในการวิจัย (Tool Development)

              - แผนการจัดการเรียนรู้ เรื่อง กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม

              - แบบทดสอบก่อนและหลังเรียน (Pre-test และ Post-test): เพื่อวัดผลสัมฤทธิ์ทาง
การเรียน ทักษะการแก้ปัญหาด้วยกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม

              - แบบสอบถามความพึงพอใจ: เพื่อประเมินความพึงพอใจของผู้เรียนที่ใช้รูปแบบ
การเรียนรู้ที่ออกแบบตามหลักการออกแบบของ ADDIE MODEL ร่วมกับเทคโนโลยีปัญญาประดิษฐ์(AI) ใน
การจัดการเรียนรู้

          4. การทดลองใช้ (Implementation)

              - นำรูปแบบการจัดการเรียนรู้ที่พัฒนาแล้ว ไปใช้กับกลุ่มทดลอง เพื่อเปรียบเทียบผลลัพธ์ที่เกิดขึ้น

          5. การเก็บรวบรวมข้อมูล (Data Collection)

              - การทดสอบก่อนและหลังเรียน: เพื่อวัดความแตกต่างของผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน

              - แบบสอบถามและการสัมภาษณ์: เพื่อประเมินความพึงพอใจของผู้เรียนที่มีต่อการใช้ เทคโนโลยีปัญญาประดิษฐ์ (AI) ในการจัดการเรียนรู้

              - การวิเคราะห์ข้อมูลจาก AI-based Assessment: ดูพัฒนาการของผู้เรียนในด้านทักษะการแก้ปัญหาด้วยกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม

          - วิเคราะห์เชิงปริมาณ: ใช้สถิติในการวิเคราะห์ข้อมูลผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน
(คะแนน Pre-test และ Post-test) และแบบสอบถามความพึงพอใจ เช่น ค่าเฉลี่ย ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน และการทดสอบสมมติฐาน (t-test)

              - วิเคราะห์เชิงคุณภาพ: วิเคราะห์จากการสัมภาษณ์และการสังเกตพฤติกรรมการเรียนรู้ของผู้เรียน

          6. การสรุปผลและการรายงาน (Conclusion and Reporting)

              - สรุปผลการวิจัย เพื่อดูว่ารูปแบบการเรียนรู้ที่พัฒนาขึ้น ช่วยพัฒนาทักษะการแก้ปัญหาด้วยกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรมได้อย่างมีประสิทธิภาพหรือไม่

              - จัดทำรายงานผลการวิจัย และนำเสนอผลที่ได้ในการประชุมหรือสัมมนาทางวิชาการ

              - นำเสนอแนวทางในการพัฒนาต่อยอด รูปแบบการเรียนรู้ที่พัฒนาขึ้น ให้ครอบคลุมเนื้อหาวิชาอื่น ๆ

          - เผยแพร่ผลการวิจัยผ่านสื่อออนไลน์ บทความวิชาการ หรือวารสารการศึกษา

เชิงปริมาณ

    - นักเรียนในกลุ่มทดลองที่เรียนรู้ผ่านรูปแบบการเรียนรู้ตามหลักการออกแบบของ ADDIE MODEL ร่วมกับเทคโนโลยีปัญญาประดิษฐ์(AI) ร้อยละ 80 มีทักษะการแก้ปัญหาด้วยกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม และผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนสูงขึ้น

     - นักเรียนมีความพึงพอใจต่อการจัดการเรียนรู้ด้วยรูปแบบการเรียนรู้ตามหลักการออกแบบของ ADDIE MODEL ร่วมกับเทคโนโลยีปัญญาประดิษฐ์(AI) ที่สร้างขึ้น อยู่ในระดับดีขึ้นไป

เชิงคุณภาพ

           ได้รูปแบบการเรียนรู้แบบใหม่ที่พัฒนาขึ้นตามหลักการออกแบบของ ADDIE MODEL ร่วมกับเทคโนโลยีปัญญาประดิษฐ์(AI) เพื่อส่งเสริมการทักษะการแก้ปัญหาด้วยกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม สำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4

          การวิจัยครั้งนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อการพัฒนารูปแบบการเรียนรู้ตามหลักการออกแบบของ ADDIE MODEL ร่วมกับเทคโนโลยีปัญญาประดิษฐ์(AI) เพื่อส่งเสริมทักษะการแก้ปัญหาด้วยกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม รายวิชาออกแบบและเทคโนโลยี สำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 กลุ่มตัวอย่างที่ใช้ในการวิจัย เป็นนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 ภาคเรียนที่ 2 ปีการศึกษา 2567 โรงเรียนเพ็ญพิทยาคม อำเภอเพ็ญ จังหวัดอุดรธานี จำนวนนักเรียน 39 คน ซึ่งได้มาโดยการสุ่มแบบกลุ่ม (Cluster Random Sampling) ดำเนินการวิจัยโดยใช้แบบแผนการวิจัยแบบกลุ่มเดียว ทดสอบก่อนเรียนและหลังเรียน เครื่องมือที่ใช้ในการวิจัยประกอบด้วย 1) แผนการจัดการเรียนรู้ เรื่อง กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม จำนวน 6 แผน รวม 12 ชั่วโมง 2) แบบทดสอบวัดการคิดวิเคราะห์ 3) แบบทดสอบผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน และ 4) แบบสอบถามความพึงพอใจของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 ที่มีผลต่อรูปแบบการเรียนรู้ตามหลักการออกแบบของ ADDIE MODEL ร่วมกับเทคโนโลยีปัญญาประดิษฐ์(AI) เพื่อส่งเสริมทักษะการแก้ปัญหาด้วยกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม รายวิชาออกแบบและเทคโนโลยี สำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4  จำนวน 15 ข้อ สถิติที่ใช้ในการวิเคราะห์ข้อมูล ได้แก่ ร้อยละ ค่าเฉลี่ย ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน และt - test (Dependent Samples) 

ผลการศึกษาพบว่า  

1. นักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 มีกษะการแก้ปัญหาด้วยกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรมหลังเรียนสูงกว่าก่อนเรียนอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติที่ระดับ .01

2. นักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 ที่ มีผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนหลังเรียนสูงกว่าก่อนเรียนอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติที่ระดับ .01

3. ความพึงพอใจของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 ที่มีต่อรูปแบบการเรียนรู้ตามหลักการออกแบบของ ADDIE MODEL ร่วมกับเทคโนโลยีปัญญาประดิษฐ์(AI) เพื่อส่งเสริมทักษะการแก้ปัญหาด้วยกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม รายวิชาออกแบบและเทคโนโลยี สำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4  มีค่าเฉลี่ยโดยรวมอยู่ในระดับมากที่สุด เท่ากับ 4.75 และส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน เท่ากับ 0.45

ผลลัพธ์การเรียนรู้ของผู้เรียนที่คาดหวัง

เชิงปริมาณ

         1. นักเรียนที่เรียนรู้ผ่านรูปแบบการเรียนรู้ตามหลักการออกแบบของ ADDIE MODEL ร่วมกับเทคโนโลยีปัญญาประดิษฐ์(AI) ร้อยละ 80 มีทักษะการแก้ปัญหาด้วยกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรมเพิ่มขึ้น
2. นักเรียนที่เรียนรู้ผ่านรูปแบบการเรียนรู้ตามหลักการออกแบบของ ADDIE MODEL ร่วมกับเทคโนโลยีปัญญาประดิษฐ์(AI) มีผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนหลังเรียนสูงกว่าก่อนเรียนอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติที่ระดับ .01
3. ความพึงพอใจของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 ที่มีต่อนักเรียนที่เรียนรู้ผ่านรูปแบบการเรียนรู้ตามหลักการออกแบบของ ADDIE MODEL ร่วมกับเทคโนโลยีปัญญาประดิษฐ์(AI) มีค่าเฉลี่ยโดยรวมอยู่ในระดับมากที่สุด เท่ากับ 4.75 และส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน เท่ากับ 0.45

เชิงคุณภาพ

           ได้รูปแบบการเรียนรู้แบบใหม่ที่พัฒนาขึ้นตามหลักการออกแบบของ ADDIE MODEL ร่วมกับเทคโนโลยีปัญญาประดิษฐ์(AI) เพื่อส่งเสริมการทักษะการแก้ปัญหาด้วยกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม สำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4