การอบรมเชิงปฏิบัติการ123userdocs.s3-website-eu-west-1.amazonaws.com/d/... · เหตุเป็นผล/...

STEAM based Algorithming & Coding for Creative Problem Solving Unplugged

การอบรมเชงปฏบตการ

โดย รศ. ดร. วรรณพงษ เตรยมโพธ

2

รศ. ดร. วรรณพงษ เตรยมโพธภาควชาฟสกส คณะวทยาศาสตร มหาวทยาลยมหดล

[email protected], [email protected], 08-4004269

Many of the following figures or pictures are copiedfrom open sources at the Web or Else. I do not claimany intellectual property for the following materials.

4

ค ำถำมหลก

กำรจดกำรเรยนร อยำงไรทท ำใหผ เรยน

เรยนร ไดเตมศกยภำพ และมประสทธภำพ

สงสด

5

“ครควรสอนอยางไร”

“ครควรเรยนรอยางไร”

ครรไดอยางไรวานกเรยนไดเรยนรตามเปาววางไว

“ครควรเปนอะไร”

สอนดคออะไร

แผนการจดการเรยนรทดคออะไร

พระราชบญญตการศกษาแหงขาต พ.ศ. 2542 หมวดว 4 แนวางการจดการศกษา มาตรา 22

“การจดการศกษาตองยดหลกวา ผเรยนกคนมความสามารถเรยนรและพฒนาตนเองได และถอวา ผเรยนมความส าคญวสด กระบวนการจดการศกษาตองสงเสรมใหผเรยนสามารถ พฒนาตามธรรมชาตและเตมศกยภาพ”

Teach Less Learn More

2549

8

กำรศกษำวนวำน กำรศกษำวนน

9

คร = ???

10

คร = โอกาส

11

โรงสอน ≠ โรงเรยน

12

13

= +

++

Learning = Change

15

We are naturally born scientists

นกคดคน

นกวจย

นกวทยาศาสตร

นกสรางสรรค

นกประดษฐ

นกนวตกร

“ RESEARCHER”

โรงเรยนจะเปน “โรงแหงการเรยนร” ไมใช “โรงสอน” ครผสอนตองสามารถ

ตงประเดนใหเดกคดสะกดเราใหเดกถามจงใจใหเดกตดตาม

สรางความสขเมอไดเรยน

3ส. ส าหรบการเรยนร ทครผสอนตอง “ Must Do”

ส. สงสยส. สนใจส. สบเสาะ

Wannapong Triampo, Ph.D.

STEM กบการปรบเปลยนกระบวนการจดการการเรยนร ส าหรบผเรยนในศตวรรษท 21

32

ลกษณะของการคดเชงระบบคดแบบเหนภาพรวมรวม

Big picture

Holistic

Integration

คดครอบคลมทกปจจยและองคประกอบ

Hide & Seek Algorithm to save her: ตามลาหาเธอ

โจทยสถานการณ

ลปดาและเพอนๆอาสาเปนไกดพานกองเวยว เดนชมสตว 3 ชนด จากางเขา ไปยงางออกอยางปลอดภย

การเขยนโปรแกรมเบองตน

การเขยนโปรแกรมเบองตน

เปนเขยนโปรแกรมโดยใชบตรค าสง เพอสรางความรความเขาใจในการเขยนโปรแกรมเบองตน ชดบตร

ค าสงสถานการณ

ตวอยางการเขยนโปรแกรมดวยบตรค าสง

38

ความคดเชงระบบ ทมงเนนในการมองภาพรวม มองใหเหนความสมพนธของสงตาง ๆ แทนทจะมองแตสงใดสงหนง มองใหเหนรปแบบการเปลยนแปลงแทนทจะมองเฉพาะจด

Systems Thinking

39

แนวทางในการคดเชงระบบ

คดแบบเหนภาพรวมรวม / คดครอบคลมทกปจจย และองคประกอบ / การเชอมโยงสอดคลองกนทงระบบ คดเชงโครงสราง / คดเปนล าดบขนตอน แผนงาน ตนจนจบ / การจดเปนหมวดหม ล าดบความส าคญ / การวเคราะหแยกแยะองคประกอบ / คดเชงตรรกะเปนเหตเปนผล/ คดอยางเปนรปแบบมแบบแผนเพอใหการท างานบรรลเปาหมายไดอยางมประสทธภาพ และประสทธผล

40

วถเชงระบบ (systems Approach) มงทจะท าใหบรรลผลส าเรจอยางมประสทธภาพและประสทธผลตอผลลพธทก าหนดซงอยบนพนฐานหลกการความตองการเปนรปแบบหนงของการแกปญหา เชงตรรถวทยา เชนเดยวกบวธการทางวทยาศาสตร

41

ระบบพนฐาน

42

43

ตามลาหา Algorithm Unplugged

ค าวา คร มกค า อยตรงไหนบาง

ALGORITHM DESIGN

คนหาค าวา ALGORITHM

ตวอยางล าดบการแกปญหา

1+2+3+...+98+99+100 = ?

1+2+3+...48+49+50+51+…+98+99+100 = ?

(1+99)+(2+98)+(3+97)+...(48+52)+(49+51)+50+100 = ?

(100x49)+50+100 = ?

Unplugged- Machine learning: เครองจกรเรยนรไดอยางไร

สมองซกซาย

การใชเหตใชผล ตรรกะ

การค านวณเปรยบเทยบ

การแจงนบ

การท างานเชงระบบ

การวเคราะหเจาะลก

ANALYTICAL

สมองซกขวา

ความคดเชงสรางสรรค

อารมณ

จตใจ

สญชาตญาณ

ลางสงหรณ

CREATIVE

Categorize Thinking

สองภาพนตางกนอยางไร

59

60

“Expected” Value

Categorize Thinking

Bits & Bytes Game for Life

การสรางสรรค Algorithm & Coding อยางมประสทธภาพ

ระบบและรปแบบการคดแบบตางๆ• Logical Thinking การคดอยางมตรรกะ• Analytic Thinking การคดเชงวเคราะห• Creative Thinking การคดสรางสรรคประยกตจากประสบการณ • Critical Thinking การคดอยางมวจารณญาณ• Positive Thinking การคดเชงบวก• Ethical Thinking การคดเชงจรยธรรม• Visionary Thinking การคดเชงวสยทศน• Strategic Thinking การคดเชงยทธศาสตร• Vertical Thinking การคดแนวตรงจากขาวสารทไดรบ• Lateral Thinking การคดแบบแตกแขนง เปนการคดนอกกรอบ

75

ประเภทของการคด

76

77

ดสอบความคดสรางสรรค

84

ขอใดแตกตางจากขออน

ก ข ค ง จ85

46

PATTERN RECOGNITION

เทคนคการสอนการคดเชงค านวณ (Computational Thinking) ทมประสทธภาพ

สาระเทคโนโลย ในกลมสาระการเรยนรวทยาศาสตร

มาตรฐาน ว 4.1การออกแบบและ

เทคโนโลย(ม.1 – ม.5)

มาตรฐาน ว 4.2วทยาการค านวณ

(ป.๑ – ม.6)

กลมสาระการเรยนร

วทยาศาสตร

สาระท 5

ชววทยาสาระท 6

เคม

สาระท 7

ฟสกส

สาระท 8

โลก ดาราศาสตร และ

อวกาศ

สาระท 1

วทยาศาสตรชวภาพ

สาระท 2วทยาศาสตร

กายภาพสาระท 3

วทยาศาสตรโลกและอวกาศ

สาระท 4

เทคโนโลย

ท าไมตองเรยนวชาวทยาการค านวณ

เรยนเพอเปนพนฐานของความคดอยางเปนระบบ (Systematic) มจนตนาการ มความคดสรางสรรค คดแบบนามธรรม

วทยาการค านวณ สอนใหคดเปน ใชเปน และรเทาทนเทคโนโลย โดยมขอบเขตของการเรยน ทเนน 3 องคความร ดงน

การคดเชงค านวณ (computational thinking)

พนฐานความรดานเทคโนโลยดจทล (digital technology)

พนฐานการรเทาทนสอและขาวสาร (media and information literacy)

การคดเชงค านวณ = คดวเคราะห เพอแกปญหา

อยางเปนขนตอนและเปนระบบ

STEM + CT = Creative Complex Problem Solving

ตองคด คดไดแลวยงไมพอ ตองท าทส าคญ คอ เรยนร

การท าความเขาใจปญหา

การวเคราะหและก าหนดรายละเอยดของปญหา

การวางแผนในการแกปญหา

การด าเนนการแกปญหาตามแนวทางทวางไว

การตรวจสอบ

แนวคดส าหรบกระบวนการแกปญหา

จดบานใหนาอย

1+2+3+...+98+99+100 = ?

การใชแนวคดเชงค านวณในการแกปญหาการท าความเขาใจปญหา

การวเคราะหและก าหนดรายละเอยดของปญหา

การวางแผนในการแกปญหา

การด าเนนการแกปญหาตามแนวทางทวางไว

การตรวจสอบ

DECOMPOSITION

ALGORITHM DESIGN

ABSTRACTION

PATTERN RECOGNITION

แนวคดส าหรบกระบวนการแกปญหา

จะกนชางใหหมดจานไดอยางไร

DECOMPOSITION

ABSTRACTION = เอารายละเอยดทไมส าคญออก เหลอแตทส าคญหลกไว

ท าใหเขาใจระบบหรอสถานการณทซบซอนผานปจจยจ าเปนหลก

ABSTRACTION

Things Change

การใชแนวคดเชงค านวณในการแกปญหาการท าความเขาใจปญหา

การวเคราะหและก าหนดรายละเอยดของปญหา

การวางแผนในการแกปญหา

การด าเนนการแกปญหาตามแนวทางทวางไว

การตรวจสอบ

DECOMPOSITION

ALGORITHM DESIGN

ABSTRACTION

PATTERN RECOGNITION

แนวคดส าหรบกระบวนการแกปญหา

เปรยบเทยบขนตอนการแกปญหาขนตอนการแกปญหาหลกสตรแกนกลางป51) ใชแนวคดเชงค านวณแกปญหา

ฉบบปรบปรง

การพจารณาปญหา

การวางแผนการแกไขปญหา

การด าเนนการแกปญหา

ตรวจสอบผลลพธ

แบงแยกปญหา

หารปแบบของปญหา

หาสาระส าคญของปญหา

แสดงขนตอนการแกปญหา

ระบบและรปแบบการคดแบบตางๆ• Logical Thinking การคดอยางมตรรกะ• Analytic Thinking การคดเชงวเคราะห• Creative Thinking การคดสรางสรรคประยกตจากประสบการณ • Critical Thinking การคดอยางมวจารณญาณ• Positive Thinking การคดเชงบวก• Ethical Thinking การคดเชงจรยธรรม• Visionary Thinking การคดเชงวสยทศน• Strategic Thinking การคดเชงยทธศาสตร• Vertical Thinking การคดแนวตรงจากขาวสารทไดรบ• Lateral Thinking การคดแบบแตกแขนง เปนการคดนอกกรอบ

112

ประเภทของการคด

คดอยางไร ไดอยางนนThe Pygmalion Effect

Fishbone diagram

เครองมอในการชวยวเคราะหหาเหตผล

114

115

Step 1Let a = b (1)

Then a+a = a+b (2)2a = a + b (3)2a-2b = a + b -2b (4)2(a-b) = a-b (5)

2(a-b)/(a-b) = (a-b)/(a-b) (6)2(1) = 1 (7)

2 = 1

บรรทดไหนผด

1

3

4

5

6

2

การออกแบบกจกรรมการเรยนร Coding Unplugged

ไตรยางคการศกษา

ObjectiveLearning experienceEvaluation

ไตรยางคการศกษาObjective

Learning

Experience

Evaluation

Outcomes

Assessment

สรางบรรยกาศ “รกแรกพบ”

121

122

สงสย สงเกต สงสย สงเกต สงสย สงเกต

123

124

หนเรยนรไดดถาหนปลอดภยทงกายและใจ

125

หนเรยนรไดดถาหนรสกสนก

126

หนเรยนรไดดถาหนเหนวา นาเรยนร

127

หนเรยนรไดดถามคนชวยอธบาย

128

หนเรยนรไดดถา กจกรรมสรางสรรค ไมนาเบอย

129

หนเรยนรไดดถาหนมความ รบผดชอบและมรางวล

โรงเรยนจะเปน “โรงแหงการเรยนร” ไมใช “โรงสอน” ครผสอนตองสามารถ

ตงประเดนใหเดกคดสะกดเราใหเดกถามจงใจใหเดกตดตาม

สรางความสขเมอไดเรยน

3ส. ส าหรบการเรยนร ทครผสอนตอง “ Must Do”

ส. สงสยส. สนใจส. สบเสาะ

องคประกอบส าคญของการจดกจกรรมการเรยนร STEM

1. การกระตนความมสวนรวม โดยค านงถงความแตกตาง ความรและประสพกาณเดมของผเรยน

2. การเชอมโยงเนอหาสาระกบประสพการณหรอปญหาทพบในชวตประจ าวน และ/หรอ อาชพทเกยวของ

3. ความถกตองเหมาะสมของเนอหาตามวตถประสงคการเรยนร

4. การบรณาการเชอมโยงระหวางศาสตรตางๆของ STEM

5. การบรณาการเชอมโยงกบศาสตรตางๆของ NON-STEM

6. การมงสงเสรมการใช Technology

7. การมงสงเสรมการใชทกษะและกระบวนการทาง Engineering

8. การมงสงเสรมการเรยนรแบบสบเสาะและการคดขนสง

9. การใชรปแบบการวดประเมนทหลากหลายมงสอดคลองกบบทการเรยนรแหง ศตวรรษท 21

133

ก าหนดตวชวด

ระบความรและกษะ

โยงเหตการณหรอปญหา

กระตนสงเสรมกษะการคดและ

แกปญหา

สรางเกณฑวดและประเมน

STEM process

For STEM What You Need to do …

DESIGN

& PLAN PERFORM

Build or Made

CHECK

For STEM+ Entrepreneur What You Need to do …

Design

136

GAME BASED LEARNING

BRAIN BASED LEARNING

PROJECT BASED LEARNING

STEM BASED LEARNING

INQUIRY BASED LEARNING

137

To Be Student-Centred Teaching Approach

ปรบทศนคตและกระบวนทศน(Learning ≠Teaching)

ปรบพฤตกรรมการสอน(Teach Less Learn more)

พฒนาทกษะการสอสาร(Native Listener)

สรางความสมพนธ(Relationship First)

กระตนใหลงมอท า(Learning By Doing)

สงเสรมบรรยากาศเชงบวก(Failure = Learning)

บรรยำย ด VDOHands-On

Activity

สรป

กจกรรม

138

สถาณภาพปจจบนของการจดการเรยนการสอนในหองเรยนของานเปนอยางไร

139

ก ำหนดตวชวด

ระบควำมรและทกษะ

โยงเหตกำรณหรอปญหำ

กระตนสงเสรมทกษะกำรคดและ

แกปญหำ

สรำงเกณฑวดปละประเมน

140

องคประกอบแผนการจดการเรยนร

1. ชอหนวยการเรยนร/ชอกจกรรม2. มาตรฐานการเรยนร/ตวชวด3. สาระส าคญ/ความคดรวบยอด4. จดประสงคเชงพฤตกรรม5. กระบวนการเรยนร/กจกรรม6. สอการเรยนรและแหลงการเรยนร7. การวดประเมนผล8. บนทกการเรยนร/กจกรรม

1. ชอหนวยการเรยนร/ชอกจกรรม

เปนเรวองใกลตว สอดคลองกบชวตประจ าวน

STEM CHALLENGE จรวจขวดน ำ

2. มาตรฐานการเรยนร/ตวชวด

ตองเชวอมโยงกน และอาจมาจากตางกลมสาระเชน S หรอ T

3. สาระส าคญ/ความคดรวบยอด

เปนเรวองใกลตว สอดคลองกบชวตประจ าวน

4.จดประสงคเชงพฤตกรรม

สมรรถนะ + ลกษณะอนพงประสงค21st Century skills & Competency

ความสามารถในการคด ความสามารถในการใชเคโนโลย มงผลสมฤธของงาน

5. กระบวนการเรยนร/กจกรรม

ธรรมชาตวชา ธรรมชาตการเรยนรของผเรยน

เขาสบเรยน กจกรรมพฒนาผเรยน กจกรรมสรปการเรยนร

6. สอการเรยนรและแหลงการเรยนร

เคโนโลย สวงรอบตว สวงประดษฐ สวงแวดลอม

7. การวดประเมนผล

เชวอมโยงกบตวชวด กคนมสวนรวมในการสราง

8. บนทกการเรยนร/กจกรรม

สอดคลองกบกจกรรม การวประเมน และ นาสนใจ