การจัดการเรียนรู้ในปัจจุบันกำลังเผชิญกับความท้าทายใหม่ ๆ ในยุคที่เทคโนโลยีดิจิทัลมีบทบาทสำคัญต่อการดำเนินชีวิตของมนุษย์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกระบวนการศึกษา เพื่อพัฒนาศักยภาพของผู้เรียนให้สามารถปรับตัวและเติบโตในสังคมที่มีการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว ดังนั้นการนำเทคโนโลยีดิจิทัลมาใช้ในการจัดการเรียนรู้จึงเป็นแนวทางหนึ่ง          ที่สามารถยกระดับประสิทธิภาพการเรียนรู้ให้สูงขึ้นได้อย่างมีนัยสำคัญ

จากประสบการณ์ในการจัดการเรียนรู้ในช่วงหลายปีที่ผ่านมา พบว่านักเรียนส่วนใหญ่ยังขาดทักษะในการคิดวิเคราะห์และการแก้ปัญหา ซึ่งเป็นทักษะที่จำเป็นต่อการ        ประสบความสำเร็จในชีวิต และการทำงานในอนาคต โดยเฉพาะอย่างยิ่งในวิชาวิทยาศาสตร์ที่ต้องอาศัยการคิดอย่างเป็นระบบ และการประยุกต์ใช้ความรู้ในการแก้ปัญหาที่ซับซ้อน    เรื่อง บรรยากาศ  ถือเป็นหัวข้อที่สำคัญในวิชาวิทยาศาสตร์

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

         จากสถานการณ์ดังกล่าว การพัฒนารูปแบบการเรียนรู้ด้วยเทคโนโลยีปัญญาประดิษฐ์ (AI) จึงมีความสำคัญอย่างยิ่งในการส่งเสริมการเรียนรู้ในวิชาวิทยาศาสตร์ เรื่อง บรรยากาศ ที่ต้องใช้ทักษะการคิดวิเคราะห์และการประยุกต์ใช้ความรู้ การวิจัยนี้จึงมุ่งเน้นการพัฒนารูปแบบการเรียนรู้ที่นำ AI มาใช้เพื่อช่วยสนับสนุนการเรียนรู้ของนักเรียนในระดับชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 ให้สามารถเรียนรู้และเข้าใจเนื้อหาได้อย่างมีประสิทธิภาพ อีกทั้งยังสามารถพัฒนาทักษะการคิดวิเคราะห์และการแก้ปัญหา ซึ่งเป็นทักษะที่จำเป็นต่อการเรียนรู้ในศตวรรษที่ 21

   จากสภาพปัญหาที่กล่าวมาข้างต้น การวิจัยนี้จึงมีความสำคัญในเชิงการพัฒนาการศึกษา เนื่องจากสามารถเป็นแนวทางในการปรับปรุงการจัดการเรียนรู้ของผู้เรียนให้มีประสิทธิภาพมากขึ้น และสอดคล้องกับนโยบายของกระทรวงศึกษาธิการที่ต้องการพัฒนาผู้เรียนให้มีความพร้อมสำหรับการเปลี่ยนแปลงในอนาคต อีกทั้งยังสามารถนำผลการวิจัยไปประยุกต์ใช้ในการพัฒนากระบวนการเรียนรู้ในวิชาอื่น ๆ ที่ต้องการส่งเสริมทักษะการคิดวิเคราะห์และการแก้ปัญหาด้วยเทคโนโลยีปัญญาประดิษฐ์ (AI) ได้อีกด้วย

                   วิธีการดำเนินการให้บรรลุผลสามารถดำเนินการตามขั้นตอนต่อไปนี้

           1. การวางแผนการวิจัย (Research Planning)

                   - กำหนดวัตถุประสงค์การวิจัย: เพื่อพัฒนารูปแบบการเรียนรู้ที่ใช้ AI ในการส่งเสริมทักษะการคิดวิเคราะห์และการแก้ปัญหา

                   - กำหนดสมมติฐานการวิจัย: การเรียนรู้ผ่าน AI จะช่วยเพิ่มผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนเรื่อง งานและพลังงาน และพัฒนาทักษะการคิดวิเคราะห์และการแก้ปัญหาได้

                   - กำหนดประชากรและกลุ่มตัวอย่าง

           2. การออกแบบรูปแบบการจัดการเรียนรู้ (Learning Design)

                  พัฒนารูปแบบการเรียนรู้โดยใช้เทคโนโลยีปัญญาประดิษฐ์ (AI) ในการจัดการเรียนรู้ เช่น AI Chatbot เพื่อช่วยตอบคำถามและทบทวนบทเรียน, PhET Simulations เพื่อให้ผู้เรียนทำการทดลองเสมือนจริงเกี่ยวกับชั้นบรรยากาศ, Gamification เช่น การใช้ Kahoot หรือ Quizizz เพื่อเสริมสร้างแรงจูงใจ และ AI-based Assessment เพื่อวิเคราะห์ผลการเรียนรู้และให้คำแนะนำเฉพาะบุคคล

           3. การพัฒนาเครื่องมือที่ใช้ในการวิจัย (Tool Development)

               - แผนการจัดการเรียนรู้ เรื่อง บรรยากาศ

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

                  - แบบสอบถามความพึงพอใจ: เพื่อประเมินความพึงพอใจของผู้เรียนที่ใช้เทคโนโลยีปัญญาประดิษฐ์ (AI) ในการจัดการเรียนรู้

           4. การทดลองใช้ (Implementation)

                  - นำรูปแบบการจัดการเรียนรู้ที่พัฒนาแล้ว ไปใช้กับกลุ่มทดลอง เพื่อเปรียบเทียบผลลัพธ์ที่เกิดขึ้น

           5. การเก็บรวบรวมข้อมูล (Data Collection)

                  - การทดสอบก่อนและหลังเรียน: เพื่อวัดความแตกต่างของผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน

                  - แบบสอบถามและการสัมภาษณ์: เพื่อประเมินความพึงพอใจของผู้เรียนที่มีต่อการใช้ เทคโนโลยีปัญญาประดิษฐ์ (AI) ในการจัดการเรียนรู้

                  - 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