รายละเอียด

จำนวนผู้เข้าชม: 1277

คู่มือการใช้รูปแบบการเรียนการสอน MECA เพื่อฝึกทักษะการคิดแก้โจทย์ปัญหา

วิชาฟิสิกส์และสร้างเสริมมโนทัศน์ ของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 

บทนำ

สภาพปัญหาและความสำคัญ

                   สภาพการเรียนการสอนรายวิชาฟิสิกส์ในปัจจุบันยังคงสอนในรูปแบบการสอนตามตำราที่เน้นการท่องจำ  ผู้สอนไม่สามารถออกแบบกิจกรรมการเรียนการสอนที่กระตุ้นให้นักเรียนได้ใช้ปฏิบัติการทางความคิดขั้นสูง  และครูผู้สอนยังมีลักษณะเป็นศูนย์กลางในการจัดการเรียนการสอนเน้นการบอกความรู้  การใช้สมการทางคณิตศาสตร์สอน  จึงทำให้นักเรียนขาดความเข้าใจในมโนทัศน์ที่สำคัญทางฟิสิกส์  ไม่สามารถทำให้นักเรียนเข้าใจในหลักการ  แนวคิดและทฤษฎีต่าง ๆ  และไม่สามารถแก้โจทย์ปัญหาแบบประยุกต์ได้  จากการศึกษา  พบว่ารูปแบบการเรียนการสอนที่ใช้ในการจัดกิจกรรมการเรียนการสอนเป็นปัจจัยสำคัญประการหนึ่งในการทำให้นักเรียนสามารถบรรลุวัตถุประสงค์ทางการเรียนได้  ซึ่งรูปแบบการเรียนการสอนที่ดีนั้น  ต้องมีลักษณะที่ดึงดูดความสนใจของนักเรียนทำให้นักเรียนมีส่วนร่วมในการเรียนรู้มากที่สุด  สามารถทำให้นักเรียนรู้สึกได้ว่าสิ่งที่เรียนไม่ใช่เรื่องไกลตัว  ทำให้การเรียนรู้เกิดขึ้นที่ตัวนักเรียน  เพื่อให้นักเรียนสามารถสร้างความรู้ได้ด้วยตนเองโดยใช้กระบวนการสืบค้น  เสาะหา  ตรวจสอบ  และค้นคว้าด้วยวิธีการต่าง ๆ  โดยนักเรียนมีปฏิสัมพันธ์ร่วมกับผู้อื่น  มิใช่เรียนอย่างโดดเดี่ยว  และครูผู้สอนต้องเปลี่ยนบทบาทเป็นผู้อำนวยความสะดวก  คือ  เป็นผู้จัดประสบการณ์  และเตรียมสื่อการเรียนการสอนที่เหมาะสม  เพื่อให้นักเรียนใช้เป็นแนวทางในการสร้างความรู้ด้วยตนเอง  และทำให้นักเรียนคิดเป็น  ทำเป็น  และแก้ปัญหาเป็น  ได้เกิดการพัฒนาความรู้  มีมโนทัศน์ฟิสิกส์ที่ถูกต้อง  สามารถแก้ปัญหาในสถานการณ์ต่าง ๆ  ได้

แนวคิดพื้นฐาน

                แนวคิดพื้นฐานของรูปแบบการเรียนการสอน MECA เพื่อฝึกทักษะการคิดแก้โจทย์ปัญหา

วิชาฟิสิกส์และสร้างเสริมมโนทัศน์ ของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 ประกอบด้วยแนวคิดที่สำคัญ  คือ  แนวคิดทฤษฎีสรรคนิยม  และแนวคิดการเรียนรู้แบบวัฏจักรการเรียนรู้  ซึ่งนำมาใช้เป็นแนวทางในการจัดกิจกรรมในชั้นเรียนอย่างเป็นขั้นตอน  โดยจัดการเรียนการสอนที่มุ่งเน้นให้นักเรียนเป็นศูนย์กลาง  ใช้วิธีการสืบเสาะหาความรู้ผ่านกระบวนการทางวิทยาศาสตร์เพื่อให้ได้มาซึ่งการค้นพบความรู้ด้วยตนเอง  และสามารถนำความรู้ที่ได้มาประยุกต์ใช้ผ่านกระบวนการแก้โจทย์ปัญหาฟิสิกส์

หลักการ

หลักการของรูปแบบการเรียนการสอน MECA เพื่อฝึกทักษะการคิดแก้โจทย์ปัญหา

วิชาฟิสิกส์และสร้างเสริมมโนทัศน์ของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4  มีดังนี้

                         1.  เป็นการจัดการเรียนรู้ที่นักเรียนมีบทบาทสำคัญในการเรียนรู้  โดยครูผู้สอนทำหน้าที่ดำเนินกิจกรรมให้เป็นไปในทางส่งเสริมให้นักเรียนในการสืบเสาะหาความรู้ได้ด้วยตนเอง

                         2.  เป็นการส่งเสริมให้นักเรียนเกิดการค้นพบมโนทัศน์ที่สำคัญทางฟิสิกส์  และสามารถนำไปประยุกต์ใช้ในสถานการณ์ต่าง ๆ

                         3.  เป็นการจัดการเรียนรู้ที่ส่งเสริมนักเรียนให้ได้ร่วมกันแลกเปลี่ยนความคิดเห็นในความรู้ที่ค้นพบจากการดำเนินกิจกรรม

                         4.  เป็นการส่งเสริมให้นักเรียนมีกระบวนการคิดแก้ปัญหาที่เป็นระบบ  แบบแผนโดยผ่านขั้นตอนการแก้ปัญหาทางฟิสิกส์

วัตถุประสงค์ของรูปแบบการเรียนการสอนฯ

                   การจัดการเรียนรู้ตามรูปแบบการเรียนการสอน  มีจุดมุ่งหมายหลักดังนี้

                         1.  เพื่อให้นักเรียนเรียนได้มีโอกาสศึกษาค้นคว้า  ลงมือปฏิบัติหาความรู้ได้ด้วยตนเอง

                         2.  เพื่อให้นักเรียนมีความรู้ความเข้าใจในมโนทัศน์ทางฟิสิกส์ที่ถูกต้อง

                         3.  เพื่อให้นักเรียนได้มีโอกาสได้นำเสนอและแลกเปลี่ยนแนวความคิดของตนเองกับผู้อื่น

                         4.  เพื่อส่งเสริมให้นักเรียนมีขั้นตอนการคิดแก้ปัญหาอย่างเป็นระบบแบบแผน

                         5.  เพื่อส่งเสริมให้นักเรียนมีเจตคติที่ดีต่อวิชาฟิสิกส์

รูปแบบการเรียนการสอน MECA เพื่อฝึกทักษะการคิดแก้โจทย์ปัญหา

วิชาฟิสิกส์และสร้างเสริมมโนทัศน์ ของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4

                รูปแบบการเรียนการสอน MECA เพื่อฝึกทักษะการคิดแก้โจทย์ปัญหาวิชาฟิสิกส์และสร้างเสริมมโนทัศน์ ของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 เป็นการจัดการเรียนการสอนที่ประกอบด้วยด้วย  4 ขั้นตอน  ได้แก่  1)  ขั้นสร้างแรงจูงใจ  (Motivation : M)  2)  ขั้นกระตุ้นความสนใจ  (Engage : E)  3)  ขั้นค้นหาและกระจ่างมโนทัศน์  (Conceptualize : C)  ซึ่งประกอบด้วย  3  ขั้นย่อย  คือ  3.1 ขั้น สร้างมโนทัศน์  3.2  ขั้นแลกเปลี่ยนมโนทัศน์  3.3  ขั้นกระจ่างมโนทัศน์  4)  ขั้นประยุกต์ใช้

มโนทัศน์ ( Apply : A)  ซึ่งประกอบด้วย  3  ขั้นย่อย  ได้แก่  ขั้นที่  1  วิเคราะห์และวางแผน  ขั้นที่  2  ปฏิบัติการแก้ปัญหา  ขั้นที่  3  ตรวจสอบคำตอบโดยรายละเอียดของแต่ละขั้นตอนของรูปแบบ

การเรียนการสอนแบบ  MECA  มีดังนี้

                   ขั้นตอนที่  1  สร้างแรงจูงใจ  (Motivation: M)

                         เป็นขั้นตอนที่ผู้สอนสร้างแรงจูงใจเพื่อนำเข้าสู่บทเรียน และทบทวนความรู้เดิมในเรื่องที่ผ่านมา  หรือความรู้เดิมที่มีความสัมพันธ์กับเรื่องที่ต้องเรียนรู้ใหม่ให้กับนักเรียน  โดยให้นักเรียนดูคลิปสื่อที่เกี่ยวข้องกับเนื้อหา ใช้วิธีการตั้งคำถาม  หรือทดสอบย่อยและให้นักเรียนร่วมกัน  แสดงความคิดเห็นตามประสบการณ์เดิมของนักเรียน   พร้อมทั้ง  ชี้แจงจุดประสงค์ในการเรียนรู้ในแต่ละครั้ง  ในเนื้อหานั้น

                   ขั้นตอนที่  2  กระตุ้นความสนใจ  (Engage : E )

                         เป็นขั้นการกระตุ้นและท้าทายให้นักเรียนเกิดความสงสัย  อยากรู้อยากเห็น  อยากเรียนรู้ โดยผู้สอนจัดหาสื่อการสอน  หรือกิจกรรมการสาธิตที่น่าสนใจ  ตั้งคำถาม  แลกเปลี่ยนความคิดเห็นระหว่างครูผู้สอนและนักเรียนในประเด็นที่ศึกษา  เพื่อกระตุ้นให้นักเรียนเกิดความสนใจในเรื่องที่เรียน

                   ขั้นตอนที่  3  ขั้นค้นหาและกระจ่างมโนทัศน์  (Conceptualize : C)

                         เป็นขั้นที่ครูผู้สอนดำเนินกิจกรรมการเรียนการสอน  เพื่อให้นักเรียนเกิดมโนทัศน์  ประกอบด้วย  3  ขั้นย่อย  ดังนี้

                         3.1  ขั้นสร้างมโนทัศน์

                                ครูผู้สอนชี้แจงจุดประสงค์การเรียนรู้  พร้อมนำเสนอกิจกรรมที่ส่งเสริมให้นักเรียนได้สร้างมโนทัศน์ด้วยตนเองโดยการลงมือปฏิบัติ  ซึ่งครูผู้สอนจะอำนวยความสะดวก  สร้างบรรยากาศการเรียนรู้  และเป็นที่ปรึกษาที่ดีให้นักเรียน  และหลังกิจกรรม  ในแต่ละกลุ่มย่อยร่วมกันสรุปสาระสำคัญที่ได้จากการลงมือปฏิบัติกิจกรรมที่ได้รับมอบหมาย

                         3.2  ขั้นแลกเปลี่ยนมโนทัศน์

                                ครูผู้สอนและนักเรียนร่วมกันอภิปราย  แลกเปลี่ยนความคิดเห็นร่วมกันในชั้นเรียน  เพื่อให้ได้ข้อสรุป  ข้อค้นพบมโนทัศน์ฟิสิกส์ที่ถูกต้อง

                         3.3  ขั้นกระจ่างมโนทัศน์

                                ครูผู้สอนอธิบายกฎ  นิยาม  และหลักการเพิ่มเติมเพื่อให้นักเรียนในชั้นเรียน  เกิดความเข้าใจที่ถูกต้อง  และสามารถนาความรู้ที่ได้ไปประยุกต์ใช้ในการแก้โจทย์ปัญหาทางฟิสิกส์

                   ขั้นตอนที่  4  ขั้นประยุกต์ใช้มโนทัศน์  ( Apply : A )

                         เป็นขั้นที่นำมโนทัศน์มาประยุกต์ใช้  โดยผ่านกระบวนการแก้โจทย์ปัญหาฟิสิกส์ เพื่อที่จะช่วยให้นักเรียนสามารถสร้างแนวทางการแก้โจทย์ปัญหา  ซึ่งประกอบด้วย  3  ขั้นย่อย ดังนี้

                   ขั้นที่  1  วิเคราะห์และวางแผน  :  เป็นขั้นการอ่านเพื่อทำความเข้าใจ  คิดวิเคราะห์โจทย์  เพื่อให้มีความชัดเจนมากขึ้น  โดยพิจารณาจากคำสำคัญทางฟิสิกส์  การเขียนแผนภาพที่ระบุตัวแปรทางฟิสิกส์  และวางแผนเพื่อเลือกมโนทัศน์  ทฤษฎี  หลักการ  สูตรต่าง ๆ ทางฟิสิกส์ที่ต้องนำมาใช้เพื่อเป็นแนวทางสำหรับการแก้ปัญหาในขั้นถัดไป  โดยสามารถทำได้ดังนี้

                         1.1  ค้นหาคำสำคัญ  ขีดเส้นใต้คำสำคัญทางฟิสิกส์  ส่วนที่โจทย์ต้องการทราบส่วนที่โจทย์กำหนดมาให้  พร้อมแทนคำสำคัญนั้นด้วย  สัญลักษณ์ทางฟิสิกส์

1. q กับแนวระดับ  พร้อมระบุสัญลักษณ์  ตัวแปรกำกับไว้ในกรอบข้างแผนภาพ  การใช้เวกเตอร์แสดงทิศทางการเคลื่อนที่  หรือเขียนแผนภาพวัตถุอิสระ  (Free Body Diagram )  เพื่อที่จะทำให้ได้แนวการได้มาซึ่งคำตอบของโจทย์ปัญหา

                         1.3  หลักการทางฟิสิกส์  ก่อนการคำนวณหาคำตอบ  ต้องวางแผนการแก้โจทย์ปัญหาโดยรวบรวมสูตร  กฎ  สมการ  นิยาม  ทฤษฎีหลักการทางฟิสิกส์ที่เป็นประโยชน์ในการแก้ปัญหา  เช่น  สมการการเคลื่อนที่แนวตรงด้วยความเร่งคงที่  กฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน  กฎการอนุรักษ์พลังงาน  กฎการอนุรักษ์โมเมนตัม  แล้วอธิบายหลักการทางฟิสิกส์ที่เลือกไว้ว่าสอดคล้องเหมาะสมกับโจทย์ปัญหาหรือไม่  โดยพิจารณาสูตร  กฎ  นิยาม  สมการ  หลักการ  ที่นำมาใช้นั้นเกี่ยวข้องกับตัวแปรที่ไม่ทราบค่าอย่างไร

                   ขั้นที่  2  ปฏิบัติการคิดแก้ปัญหา  :  เป็นขั้นที่สอดคล้องและต่อเนื่องมาจากขั้นที่  1  โดยมีเป้าหมายสำคัญคือเป็นการนำความสัมพันธ์จากการหลักการทางฟิสิกส์  ไปใช้ในการคิดแก้โจทย์ปัญหาเพื่อหาค่าของตัวแปรที่ต้องการ  โดยสามารถทำได้  ดังนี้

                         2.1  การแก้สมการ  ดำเนินการแก้สมการที่เกี่ยวข้องกับโจทย์ปัญหา  ซึ่งหากมีการแก้สมการมากกว่า  1  สมการ  เพื่อความเข้าใจในการแก้โจทย์ปัญหา  ควรจะกำหนดให้เป็นสมการที่  1 , 2  หรือ  3  ตามลำดับ  หากการแก้โจทย์ปัญหานั้นต้องอาศัยหลักคณิตศาสตร์สำหรับฟิสิกส์มาใช้ก็ควรเขียนสูตรสมการทางคณิตศาสตร์กำกับไว้ด้านข้างของกระดาษ

                         2.2  ตรวจสอบหน่วย  ก่อนที่จะแทนค่าตัวเลขในสมการให้ทำการตรวจสอบหน่วย  (Check Unit)  ทั้งสองข้างของสมการว่าถูกต้องหรือไม่  แล้วจึงค่อยทำการแทนตัวเลขในสมการสุดท้ายของการแก้ปัญหา  หากพบปัญหาสามารถกลับไปยังขั้นที่ผ่านมา  หรืออาจปรับปรุงแผนการที่วางไว้

                   ขั้นที่  3  ตรวจสอบคำตอบ  :  เป็นขั้นตอนสุดท้ายหลังจากลงมือปฏิบัติแก้โจทย์ปัญหาเมื่อนักเรียนได้คำตอบของปัญหาที่ต้องการแล้ว  ต้องมีการตรวจสอบคำตอบที่ได้  เพื่อหาความผิดพลาดที่อาจเกิดขึ้นได้  โดยคำนึงถึงความสมเหตุสมผล  เพื่อให้แน่ใจว่าคำตอบนั้นมีความถูกต้องโดยสามารถทำได้ ดังนี้

                         3.1  พิจารณาความสมเหตุสมผล  ตรวจสอบคำตอบที่ได้ว่ามีความถูกต้อง  สมเหตุสมผลหรือไม่  หน่วยที่ได้สอดคล้องกับตัวแปรที่ต้องการทราบหรือไม่  คำตอบที่ได้ความเป็นไปได้มากน้อยเพียงใด

                         3.2  ทบทวนการหาคำตอบ  หากคำตอบที่ได้ไม่สมเหตุสมผล  หรือไม่ถูกต้องให้กลับไปทบทวนพร้อมแก้ไขให้ถูกต้อง  โดยพิจารณาจากการเลือกใช้สูตรหรือหลักการว่ามีความถูกต้องหรือไม่  คณิตศาสตร์ที่ใช้ในการแก้ปัญหาผิดหรือไม่  ลืมการเปลี่ยนหน่วยหรือไม่  หรือดูคำสำคัญที่ขีดเส้นใต้ไว้ที่โจทย์ว่า  คำตอบนั้นตรงกับสิ่งที่โจทย์ถามหรือไม่