ประเด็นที่ท้าทายในการพัฒนาผลลัพธ์การเรียนรู้ของผู้เรียน ของผู้จัดทำข้อตกลง ซึ่งปัจจุบันดำรงตำแหน่งครู วิทยฐานะครูชำนาญการ ต้องแสดงให้เห็นถึงระดับการปฏิบัติที่คาดหวังของวิทยฐานะชำนาญการ คือ การแก้ไขปัญหา การจัดการเรียนรู้และพัฒนาคุณภาพการเรียนรู้ของผู้เรียน ให้เกิดการเปลี่ยนแปลงไปในทางที่ดีขึ้นหรือมีการพัฒนามากขึ้น
การเขียนโปรแกรมเป็นการเรียนรู้ที่ทำให้ผู้เรียนมีทักษะการคิดวิเคราะห์ และการแก้ปัญหา (critical thinking and problem solving) ซึ่งเป็นหนึ่งในทักษะที่จำเป็นสำหรับการเรียนรู้ในศตวรรษที่ 21 ทำให้ผู้เรียนมีการคิดแบบมีเหตุผล เป็นระบบ มีความคิดสร้างสรรค์ สามารถนำไปใช้ในการแก้ไขปัญหา การสร้างงานที่ดี และดำรงชีวิตอยู่ได้ในปัจจุบัน ทั้งเกิดการเรียนรู้แบบยั่งยืนในอนาคต ผู้สอนจะต้องสอนให้ผู้เรียนได้เรียนรู้ขั้นตอนวิธีที่หลากหลาย ชี้แนะแนวทางในการแก้ปัญหาให้ผู้เรียนสามารถเลือกใช้ขั้นตอนวิธีที่ดีที่สุดในการแก้ปัญหา การสอนกระบวนการคิดแก้ปัญหานั้นจะต้องสอนให้ผู้เรียนได้ใช้เหตุผลในการการหาคำตอบ อาจจะใช้การลองผิดลองถูก การแยกคำตอบที่ไม่ต้องการ หรือใช้วิธีการอื่น ๆ ที่สามารถเลือกใช้ให้เหมาะสมกับตัวปัญหาและประสบการณ์ของผู้แก้ปัญหาเอง วิธีการเหล่านี้มีขั้นตอนหลักที่คล้ายคลึงกัน ซึ่งประกอบด้วย 4 ขั้นตอน ได้แก่ 1 การวิเคราะห์และกำหนดรายละเอียดของปัญหา 2) การเลือกเครื่องมือและออกแบบขั้นตอนวิธีในการแก้ปัญหา 3) การดำเนินการแก้ปัญหา 4) การตรวจสอบและปรับปรุงวิธีการ การฝึกให้ผู้เรียนมีทักษะกระบวนการคิดแก้ปัญหานั้นผู้สอนจะต้องหารูปแบบของปัญหาที่หลากหลายเพื่อสร้างประสบการณ์ในการแก้ปัญหาให้กับผู้เรียน และฝึกให้ผู้เรียนได้ใช้วิธีการแก้ปัญหาให้ครบตามหลักและวิธีการแก้ปัญหา จะทำให้ผู้เรียนมีทักษะด้านการคิดที่สูงขึ้นซึ่งวิธีการเหล่านี้จะนำไปใช้ในการฝึกเขียนโปรแกรมได้อย่างมีประสิทธิภาพ
โรงเรียนหนองกรดพิทยาคม ได้มีการจัดการเรียนการสอนวิชาวิทยาการคำนวณ โดยมุ่งหวังให้ผู้เรียนมีความสามารถใช้ทักษะการคิดเชิงคำนวณในการคิดวิเคราะห์ แก้ปัญหาอย่างเป็นขั้นตอนและเป็นระบบ มีทักษะในการค้นหาข้อมูลหรือสารสนเทศ ประเมิน จัดการ วิเคราะห์ สังเคราะห์ และนำสารสนเทศไปใช้ในการแก้ปัญหา สามารถประยุกต์ใช้ความรู้ด้านวิทยาการคอมพิวเตอร์ สื่อดิจิทัล เทคโนโลยีสารสนเทศและการสื่อสาร ในการแก้ปัญหาในชีวิตจริง การทำงานร่วมกันอย่างสร้างสรรค์เพื่อประโยชน์ต่อตนเองหรือสังคม และสามารถใช้เทคโนโลยีสารสนเทศและการสื่อสารอย่างปลอดภัย รู้เท่าทัน มีความรับผิดชอบมีจริยธรรม
จากปัญหาดังกล่าวผู้วิจัยในฐานะครูผู้สอนจึงมีความสนใจที่จะแก้ไขปัญหาผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนเรื่อง การโปรแกรมด้วย Scratch ด้วยชุดกิจกรรมการเรียนรู้ รายวิชาวิทยาการคํานวณ 1 ระดับชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 เพื่อช่วยให้นักเรียนสามารถพัฒนาทักษะการเขียนโปรแกรม อีกทั้งยังเป็นแนวทางในการจัดการเรียนการสอนให้บรรลุผลตามเป้าหมายของหลักสูตร และส่งเสริมให้นักเรียนเป็นบุคลากรที่มีคุณภาพในศตวรรษที่ 21 ต่อไป
การวางแผน (Plan)
1. วิเคราะห์หลักสูตรแกนกลางการศึกษาขั้นพื้นฐาน พุทธศักราช 2551 (ฉบับปรับปรุงพุทธศักราช 2561) และหลักสูตรสถานศึกษาโรงเรียนหนองกรดพิทยาคม ฉบับปรับปรุง พุทธศักราช 2563 ในเรื่องของมาตรฐานการเรียนรู้ และตัวชี้วัดรายวิชาวิทยาการคำนวณ 1
2. ศึกษาเอกสารและงานวิจัยที่เกี่ยวข้องกับการแก้ปัญหาทางวิทยาศาสตร์และการสอนด้วยกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม เพื่อหาแนวทางการจัดการเรียนรู้
3. นำจุดประสงค์การเรียนรู้และเนื้อหามาสร้างเป็นการจัดการเรียนรู้ด้วยกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม เพื่อส่งเสริมความสามารถความคิดริเริ่มสร้างสรรค์ของนักเรียน ซึ่งประกอบด้วย หน่วยการจัดการเรียนรู้และแผนการจัดการเรียนรู้
4. หาคุณภาพของหน่วยการจัดการเรียนรู้และแผนการจัดการเรียนรู้ด้วยกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม เพื่อส่งเสริมความสามารถความคิดริเริ่มสร้างสรรค์ของนักเรียน โดยให้คุณครูในกลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีพิจารณาประเมินคุณภาพของแผนการจัดการเรียนรู้โดยพิจารณาจากความเหมาะสมของภาษาและเวลาที่ใช้ในการเรียนเพื่อนำมาปรับปรุงและแก้ไข
การปฏิบัติ (Do)
นำหน่วยการจัดการเรียนรู้และแผนการจัดการเรียนรู้ด้วยกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม เพื่อส่งเสริมความคิดริเริ่มสร้างสรรค์ของนักเรียน ไปจัดกิจกรรมการเรียนรู้ กับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 โดยปรับกิจกรรมให้เหมาะสมกับบริบทและสถานการณ์ในปัจจุบัน
การตรวจสอบ (Check)
1. บันทึกผลการจัดการเรียนรู้ของนักเรียนที่เกิดขึ้นจากการกิจกรรมการเรียนรู้ด้วยกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม ในโปรแกรม Microsoft Excel
2. วิเคราะห์ความสามารถในการแก้ปัญหาทางวิทยาศาสตร์ของนักเรียนที่เกิดขึ้นจากการกิจกรรมการเรียนรู้ด้วยกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม และสะท้อนผลการเรียนรู้ให้นักเรียนทราบเป็นระยะ
การปรับปรุงแก้ไข (Act)
1. รวบรวมข้อมูลของแบบสอบถามความพึงพอใจของนักเรียนที่มีต่อหน่วยการเรียนรู้การโปรแกรมด้วย Scratch เพื่อนำมาวิเคราะห์และปรับปรุงแก้ไขในประเด็นต่าง ๆ
2. นำผลการวิเคราะห์ความพึงพอใจของนักเรียนที่มีต่อหน่วยการเรียนรู้ การโปรแกรมด้วย Scratch เข้าร่วมชุมชนการเรียนรู้ทางวิชาชีพของกลุ่มสาระ เพื่อแลกเปลี่ยนข้อมูลและหาแนวทางการพัฒนา
3.1 เชิงปริมาณ
- นักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 ร้อยละ 70 ผ่านแบบทดสอบหลังเรียน เรื่อง การโปรแกรมด้วย Scratch
- นักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 ร้อยละ 70 มีความพึงพอใจต่อการเรียนรู้
3.2 เชิงคุณภาพ
- นักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 สามารถเขียนโปรแกรมด้วยด้วย Scratch ได้
- นักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 มีความพึงพอใจต่อการเรียนรู้