เป้าหมายของการจัดการเรียนการสอนกลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ตามมาตรฐานการศึกษาขั้นพื้นฐาน  สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี  ได้กำหนด ไว้ว่า  การจัดการเรียนการสอนนั้น เพื่อให้เข้าใจหลักการ ทฤษฎีที่เป็นพื้นฐานในวิทยาศาสตร์เข้าใจขอบเขต  ธรรมชาติและข้อจำกัดของวิทยาศาสตร์ มีทักษะที่สำคัญในการศึกษาค้นคว้าคิดค้นทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี พัฒนากระบวนการคิด จินตนาการ  ความสามารถในการแก้ปัญหาและการจัดการ  ทักษะการสื่อสาร ความสามารถในการตัดสินใจและตระหนักถึงความสัมพันธ์ระหว่างวิทยาศาสตร์  เทคโนโลยี  มวลมนุษย์และสิ่งแวดล้อมในเชิงที่มีอิทธิพลและผลกระทบซึ่งกันและกัน พร้อมทั้งนำความรู้ความเข้าใจในเรื่องวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีไปใช้ให้เกิดประโยชน์สูงสุดตอสังคมและการดำกรงชีวิต และเป็นคนมีจิตวิทยาศาสตร์ มีคุณธรรมจริยธรรมและค่านิยมในการใช้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีอย่างสร้างสรรค์

        จากการสอนวิชาฟิสิกส์ 5 ว30204 ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5 ที่ผ่านมา พบปัญหาเกี่ยวกับนักเรียนที่เรียนอ่อนไม่สามารถแก้โจทย์ปัญหาและวิเคราะห์โจทย์ทางฟิสิกส์ได้ ถ้าครูฟิสิกส์สอนโดยวิธีเดิม  ไม่มีความหลากหลายในวิธีการสอน  นักเรียนที่เรียนเก่งก็สามารถเข้าใจได้อย่างรวดเร็ว  และไม่มีปัญหามากนัก  แต่นักเรียนที่เรียนอ่อนอาจไม่เข้าใจ นักเรียนเข้าใจผิดเกี่ยวกับปริมาณต่าง ๆ เกี่ยวกับของแข็งและของไหล  ไม่เข้าใจการคำนวณหา ความเค้น ความเครียด    ค่ามอดูลัสของยัง ความหนาแน่น ความดัน แรงพยุง   รวมถึงปริมาณอื่น ๆ ที่เกี่ยวกับของแข็งและของไหล ส่งผลให้ผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนอยู่ในเกณฑ์ที่ไม่น่าพอใจ จึงจำเป็นต้องหาวิธีสอน  เทคนิคการสอน  และสื่อที่จะทำให้นักเรียนทุกคนสามารถเข้าใจได้  และตอบสนองต่อความแตกต่างทางสติปัญญา  การจัดการเรียนการสอนที่ดีควรมุ่งไปที่ตัวผู้เรียนได้มีส่วนร่วม  และเปิดโอกาสให้ผู้เรียนได้เรียนรู้ด้วยตนเองมากขึ้น และในปัจจุบันเทคโนโลยีปัญญาประดิษฐ์ (AI) ได้รับการพัฒนาให้มีศักยภาพในการปรับปรุงกระบวนการเรียนรู้อย่างมีประสิทธิภาพ โดย AI สามารถนำมาใช้เพื่อสนับสนุนการเรียนรู้แบบเฉพาะบุคคล (Personalized Learning) ช่วยให้ผู้เรียนสามารถเรียนรู้ได้ตามความต้องการ นอกจากนี้ AI ยังสามารถวิเคราะห์ข้อมูลเพื่อระบุจุดอ่อนของนักเรียน และเสนอแนวทางปรับปรุงที่เหมาะสมได้แบบเรียลไทม์ ซึ่งช่วยเพิ่มแรงจูงใจในการเรียนรู้และพัฒนาทักษะการคิดวิเคราะห์และการแก้ปัญหาของผู้เรียนได้

            ด้วยเหตุผลและความสำคัญดังกล่าวข้างต้น การพัฒนารูปแบบการเรียนรู้ด้วยเทคโนโลยีปัญญาประดิษฐ์ (AI) จึงมีความสำคัญอย่างยิ่งในการส่งเสริมการเรียนรู้ในวิชาฟิสิกส์ ทำให้ผู้รายงานสนใจที่จะพัฒนาแบบฝึกทักษะฟิสิกส์ เรื่อง ของแข็งและของไหล โดยใช้เทคโนโลยีปัญญาประดิษฐ์ (AI) เพื่อส่งเสริมการคิดวิเคราะห์และทักษะการแก้โจทย์ปัญหา สำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6  รวมทั้งผู้รายงานมีความคาดหวังว่าวิธีการดังกล่าวจะทำให้ผู้เรียนมีผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนที่สูงขึ้น และมีความเชื่อว่าจะสามารถแก้ไขปัญหาการเรียนการสอนในวิชาฟิสิกส์  ของโรงเรียนเพ็ญพิทยาคม ได้เป็นอย่างดี รวมถึงการมีทักษะกระบวนการที่สามารถนำไปประยุกต์ใช้ในชีวิตประจำวันได้

    1. การวางแผนการวิจัย (Research Planning)

          - ศึกษาและวิเคราะห์หลักสูตรแกนกลางการศึกษาขั้นพื้นฐาน พุทธศักราช 2551 

ตัวชี้วัดและสาระการเรียนรู้แกนกลาง กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ และหลักสูตรสถานศึกษา โรงเรียนเพ็ญพิทยาคม ฉบับปรับปรุง พุทธศักราช 2567 เกี่ยวกับมาตรฐานการเรียนรู้ และตัวชี้วัดที่จะนำมาพัฒนาทักษะความคิดสร้างสรรค์ ระดับชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6

         - จัดทำหลักสูตรระดับชั้นเรียน รายวิชาฟิสิกส์ 5 ว30205 ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6  โดยการศึกษาหลักสูตรสถานศึกษา ศึกษาหลักสูตรกลุ่มสาระการเรียนรู้  ความสำคัญ ธรรมชาติและลักษณะเฉพาะของกลุ่มสาระ สมรรถนะสำคัญของผู้เรียน

- กำหนดวัตถุประสงค์การวิจัย: เรื่อง การพัฒนาแบบฝึกทักษะฟิสิกส์ โดยใช้ AI ในการส่งเสริมทักษะการคิดวิเคราะห์และการแก้โจทย์ปัญหา สำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6 โดยใช้ AI ในการช่วยกำหนดวัตถุประสงค์ 

- กำหนดสมมติฐานการวิจัย: การเรียนรู้ผ่าน AI ที่จะช่วยเพิ่มผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนเรื่อง ของแข็งและของไหล และพัฒนาทักษะการคิดวิเคราะห์และการแก้โจทย์ปัญหาได้

- กำหนดประชากรและกลุ่มตัวอย่าง

    2. การออกแบบรูปแบบการจัดการเรียนรู้ (Learning Design)

-พัฒนาแบบฝึกทักษะฟิสิกส์ เรื่อง ของแข็งและของไหล โดยใช้เทคโนโลยีปัญญาประดิษฐ์ (AI) เพื่อส่งเสริมการคิดวิเคราะห์และทักษะการแก้โจทย์ปัญหา สำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6  และ AI-based Assessment เพื่อวิเคราะห์ผลการเรียนรู้และให้คำแนะนำเฉพาะบุคคล

     3. การพัฒนาเครื่องมือที่ใช้ในการวิจัย (Tool Development)

        - แผนการจัดการเรียนรู้ เรื่อง ของแข็งและของไหล

- แบบทดสอบก่อนและหลังเรียน (Pre-test และ Post-test): เพื่อวัดผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน ทักษะการคิดวิเคราะห์และการแก้ปัญหาของผู้เรียน

    4. การทดลองใช้ (Implementation)

- นำแบบฝึกทักษะฟิสิกส์ เรื่อง ของแข็งและของไหล โดยใช้เทคโนโลยีปัญญาประดิษฐ์ (AI) ที่พัฒนาแล้ว ไปใช้กับกลุ่มทดลอง เพื่อเปรียบเทียบผลลัพธ์ที่เกิดขึ้น

     5. การเก็บรวบรวมข้อมูล (Data Collection)

- การทดสอบก่อนและหลังเรียน: เพื่อวัดความแตกต่างของผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน

- การวิเคราะห์ข้อมูลจาก AI-based Assessment: ดูพัฒนาการของผู้เรียนในด้านทักษะการคิดวิเคราะห์และการแก้ปัญหา

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

- วิเคราะห์เชิงคุณภาพ: วิเคราะห์จากการสัมภาษณ์และการสังเกตพฤติกรรมการเรียนรู้ของผู้เรียน

6. การสรุปผลและการรายงาน (Conclusion and Reporting)

- สรุปผลการวิจัย เพื่อดูว่าการใช้เทคโนโลยีปัญญาประดิษฐ์ (AI) ในการเรียนรู้ช่วยพัฒนาทักษะการคิดวิเคราะห์และการแก้ปัญหาได้อย่างมีประสิทธิภาพหรือไม่

- จัดทำรายงานผลการวิจัย และนำเสนอผลที่ได้ในการประชุมหรือสัมมนาทางวิชาการ

- นำเสนอแนวทางในการพัฒนาต่อยอด รูปแบบการเรียนรู้ที่ใช้เทคโนโลยีปัญญาประดิษฐ์ (AI) ให้ครอบคลุมเนื้อหาวิชาอื่น ๆ

- เผยแพร่ผลการวิจัยผ่านสื่อออนไลน์ บทความวิชาการ หรือวารสารการศึกษา