ความคืบหน้าการปฏิรูปฟิสิกส์ศึกษาไทยอย่างยั่งยืน

8 มีนาคม 2561

 

                โปรแกรมวิจัยการปฏิรูปฟิสิกส์ศึกษาอย่างยั่งยืนมีระยะเวลาโครงการตั้งแต่ 1 ตุลาคม พ.ศ. 2559 ถึง 30 กันยายน พ.. 2562 โดยมีเป้าหมายในการดำเนินงานวิจัยด้านฟิสิกส์ศึกษาที่ทำให้เกิดการปฏิรูปการเรียนการสอนฟิสิกส์ในประเทศเน้นไปที่การทำวิจัยพื้นฐานเกี่ยวกับความเข้าใจฟิสิกส์ของนักเรียนในระดับก่อนอุดมศึกษาจนถึงนักศึกษาในระดับปริญญาตรี เพื่อนำองค์ความรู้ที่ได้ไปพัฒนาสื่อการสอนฟิสิกส์เชิงรุกที่เหมาะกับนักเรียนและนักศึกษาไทย พร้อมทั้งเผยแพร่ผลการวิจัยตลอดจนการผลิตบุคลากรทางด้านฟิสิกส์ศึกษา ในสองปีที่ผ่านมาโปรแกรมวิจัยนี้มีความก้าวหน้าในการดำเนินงานวิจัยดังนี้

 

1) โครงการวิจัยฟิสิกส์ศึกษาระดับพื้นฐาน

                คณะนักวิจัยในโครงการได้รวบรวมและเรียบเรียงลักษณะความเข้าใจคลาดเคลื่อนทางฟิสิกส์ของผู้เรียนในประเทศไทยและอยู่ในระหว่างการทำรูปเล่มเพื่อเผยแพร่แก่ครูและผู้สอนวิชาฟิสิกส์ นอกจากนี้ทางนักวิจัยในโครงการได้ทำการสำรวจความเข้าใจฟิสิกส์ที่คลาดเคลื่อนเพิ่มเติมเกี่ยวกับการสั่นทางกลศาสตร์และในวงจรไฟฟ้า กลศาสตร์ควอนตัมพื้นฐาน และเวกเตอร์ นอกจากนี้ได้พัฒนาแบบประเมินความเข้าใจด้านการวัดและความคลาดเคลื่อนและนำไปประเมินนักศึกษาสาขาวิชาฟิสิกส์ระดับปริญญาตรีพบว่านักศึกษาฟิสิกส์ส่วนใหญ่ประสบปัญหาเกี่ยวกับการวิเคราะห์กราฟและสมการถดถอยเชิงเส้น รวมถึงการจัดการกับค่าผิดปกติ ในโครงการนี้ยังเน้นสำรวจทัศนคติและความคาดหวังในการเรียนฟิสิกส์กับครูฟิสิกส์และนักเรียนในโรงเรียนที่มีห้องเรียนพิเศษวิทยาศาสตร์ตามแนวทาง สสวท. และ สอวน. พบว่านักเรียนส่วนใหญ่ประสบปัญหาในการทำโจทย์ฟิสิกส์ และครูส่วนใหญ่ให้ความคิดเห็นว่านักเรียนมีพื้นฐานคณิตศาสตร์ที่ไม่เพียงพอทำให้เป็นปัญหาในการเรียนฟิสิกส์ ผลงานวิจัยเหล่านี้ได้ถูกเผยแพร่ในรูปบทความทางวิชาการ [1-4]  ขณะนี้ทางคณะผู้วิจัยอยู่ในระหว่างจัดทำเว็บไซต์เพื่อเป็นแหล่งเผยแพร่ความรู้ในการเรียนการสอนวิชาฟิสิกส์ในประเทศไทย

 

 

รูปที่ 1.1 นักศึกษาทำแบบสำรวจความเข้าใจวงจร RLC

 

 

 

รูปที่ 1.2 ตัวอย่างคำถามในแบบสำรวจความเข้าใจการเคลื่อนที่แบบฮาร์มอนิกอย่างง่าย

 

 

2) โครงการวิจัยการพัฒนาสื่อการสอนฟิสิกส์

                ในระยะสองปีที่ผ่านมานักวิจัยในโครงการฯ ได้ผลิตต้นแบบสื่อการสอนสำหรับวิชาฟิสิกส์และวิชาปฏิบัติการฟิสิกส์ ได้แก่ สื่อการสอนเรื่องเวกเตอร์ ของไหล ชุดการสอนปฏิบัติการฟิสิกส์แบบสืบเสาะ (Inquiry Lab) ระบบเก็บข้อมูลและควบคุมอุปกรณ์ทดลอง (LabKit) รวมทั้งสื่อการสอนประเภทคอมพิวเตอร์ช่วยสอน  นอกจากนี้แล้วระหว่างการดำเนินโครงการยังได้ผลลัพธ์ในรูปแบบอื่นด้วย เช่น ความเข้าใจพื้นฐานและความเข้าใจที่คลาดเคลื่อนของนักเรียนนักศึกษาไทยในหัวข้อต่างๆของวิชาฟิสิกส์ การนำต้นแบบสื่อการสอนไปทดลองสอนในชั้นเรียนและนำไปเผยแพร่ผ่านการอบรมครูได้แก่ การอบรมครูฟิสิกส์ระดับมัธยมศึกษาตอนปลาย จำนวน 10 คน ในหัวข้อเวกเตอร์และองค์ประกอบของเวกเตอร์ ครูได้ลองนำสื่อการสอนไปจัดการเรียนการสอนแบบเชิงรุกแทนการบรรยายแบบดั้งเดิมในชั้นเรียน  สำหรับสื่อการสอน Inquiry Lab มีกระบวนการพัฒนาชุดการสอน ผ่านการนำไปใช้สอนในชั้นเรียนจริงและนำไปอบรมครู โดยได้ใช้สอนในวิชาปฏิบัติการสำหรับนักศึกษาปริญญาตรีสาขาฟิสิกส์ และนักศึกษาสาขาวิทยาศาสตร์ คณะครุศาสตร์ ที่จะจบไปเป็นครูวิทยาศาสตร์ จำนวนรวมกว่า 100 คน รวมทั้งการอบรมครูระดับชั้นมัธยมต้น ณ School for Gifted and Ethnic Students, National University ของสาธารณรัฐประชาธิปไตยประชาชนลาว (สปป. ลาว) จำนวน 20 คน ผลจากการนำต้นแบบสื่อการสอนไปใช้สอนและอบรมครู ทำให้นักวิจัยได้รับความเห็นตอบกลับจากผู้เรียนและผู้อบรม สามารถนำไปพัฒนาสื่อการสอนต่อไปได้

 

 

รูปที่ 2.1 ชุดสื่อการสอน เรื่อง เวกเตอร์และองค์ประกอบของเวกเตอร์

 

 

 

รูปที่ 2.2 นำสื่อการสอน เรื่อง เวกเตอร์และองค์ประกอบของเวกเตอร์ไปอบรมครู

 

 

 

รูปที่ 2.3 การติดตามครูที่เข้าอบรมในการสอนเชิงรุกในหัวข้อ เวกเตอร์และองค์ประกอบเวกเตอร์

 

 

 

รูปที่ 2.4 นำชุดการสอนปฏิบัติการฟิสิกส์แบบสืบเสาะเรื่อง การหาค่าความจุความร้อนจำเพาะของเหรียญ ไปอบรมครูระดับชั้นมัธยมต้น ณ School for Gifted and Ethnic Students, National University ของสปป. ลาว เมื่อวันที่ 22 ธันวาคม พ.ศ. 2560

 

 

 

รูปที่ 2.5  นำชุดการสอนปฏิบัติการฟิสิกส์แบบสืบเสาะ ไปอบรมนักศึกษาระดับปริญญาตรีชั้นปีที่ 3 สาขาวิทยาศาสตร์ คณะครุศาสตร์ มหาวิทยาลัยราชภัฏบ้านสมเด็จเจ้าพระยา จำนวน 80 คน (แบ่งการอบรมเป็น 3 กลุ่ม กลุ่มละ 25-30 คน)

 

 

 

3) โครงการวิจัยการส่งเสริมศักยภาพครูฟิสิกส์

                 ในการดำเนินงานในส่วนแรก ได้ผลลัพธ์เป็นการสำรวจความต้องการของครูฟิสิกส์ (need analysis) เกี่ยวกับการอบรมครู โดยในการทำการสำรวจทำให้ทราบถึงความต้องการในการอบรมครูทั้งในแง่กระบวนการและเนื้อหาฟิสิกส์ การอบรมครูในโครงการเน้นการอบรมในรูปแบบเชิงรุกเพื่อให้ครูได้ลงมือปฏิบัติจริงในทุกครั้งที่จัดการอบรม 8ครั้ง   ครูรวมทั้งหมดประมาณ  300 คน  ได้ชุมชนการเรียนรู้ของครูที่เข้ารับการอบรม  นอกจากนี้ยังได้คัดเลือกครูบางส่วนเพื่อไปติดตามผลการอบรมครูที่โรงเรียน 8 แห่ง การอบรมครูทำให้ครูสามารถนำไปจัดการห้องเรียนแบบเชิงรุกได้ซึ่งจะเป็นการพัฒนานักเรียนให้มีความรู้จริงและมีความคิดสร้างสรรค์ที่เป็นจุดเริ่มต้นสำคัญของการสร้างสังคมนวัตกรรมตามนโยบายไทยแลนด์ 4.0 ส่วนอุปสรรคในส่วนของการจัดอบรมเชิงรุกนั้นคือการที่ต้องจำกัดจำนวนผู้เข้าอบรม ทั้งนี้เพื่อประสิทธิผลในการอบรม

 

 

รูปที่ 3.1 การจัดการอบรมครูเพื่อการจัดการเรียนรู้สะเต็มศึกษา

 

 

 

รูปที่ 3.2 การติดตามครูที่เข้าอบรมในการสอนเชิงรุกในหัวข้อวงจรไฟฟ้าอย่างง่ายแก่นักเรียนชั้นประถม

 

 

 

รูปที่ 3.3 อบรมครูที่ สปป. ลาว เมื่อวันที่ 23 ธันวาคม พ.ศ. 2560

 

 

                  สำหรับแผนการดำเนินงานในปีสุดท้ายของทั้งสามโครงการจะได้รวบรวมผลงานวิจัยและสื่อการสอน รวมถึงกรณีศึกษาจากการจัดอบรมครู เพื่อนำมาเรียบเรียงและเผยแพร่ความรู้ทางการวิจัยฟิสิกส์ศึกษาของประเทศไทยในเว็บไซต์ที่จัดทำโดยโครงการที่ 1 เพื่อให้เป็นแหล่งความรู้เกี่ยวกับการเรียนการสอนฟิสิกส์แก่ครูและผู้สนใจทางด้านฟิสิกส์ศึกษาต่อไป

 

เอกสารอ้างอิง

[1] C. Kamcharean and P. Wattanakasiwich, “Revisiting the fog bottle experiment”, European Journal of Physics37 (6) (2016) 065105-13.

[2] U. Wutchana and N. Emarat, “A worksheet to enhance students’ conceptual understanding in vector components”, J. Phys.: Conf. Ser. 901 (2017) 012127.

[3] S. Somroob and P. Wattanakasiwich, “Investigating student understanding of simple harmonic motion”, J. Phys.: Conf. Ser. 901 (2017) 012123.

[4] S. Jirungnimitsakul and P. Wattanakasiwich, “Assessing student understanding of measurement and uncertainty”, J. Phys.: Conf. Ser. 901 (2017) 012121.

 

รายงานโดย

ผศ. ดร. พรรัตน์  วัฒนกสิวิชช์ 1),  ผศ. ดร. นฤมล เอมะรัตต์ 2) และ ผศ. ดร. ขวัญ อารยะธนิตกุล 2)

1)ห้องปฏิบัติการวิจัยฟิสิกส์ศึกษา ภาควิชาฟิสิกส์และวัสดุศาสตร์  คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยเชียงใหม่

E-mail: pwattanakasiwich@gmail.com

2)ห้องปฏิบัติการวิจัยฟิสิกส์ศึกษา ภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล

E-mail: narumon.ema@mahidol.ac.th และ kwan.ara@mahidol.ac.th