- รายละเอียด
- จำนวนผู้เข้าชม: 815
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
- 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