Virtual StudioLab ห้องเรียนวิทยาศาสตร์เสมือนจริง บ่มเพาะเด็กไทยสู่นักสร้างสรรค์นวัตกรรมวิทยาศาสตร์ ผลงานนิสิต ป.เอก ครุฯ จุฬาฯ คว้ารางวัลระดับโลก

นิสิต ป.เอก จุฬาฯ พัฒนา Virtual StudioLab ห้องเรียนวิทยาศาสตร์เสมือนจริง นวัตกรรมรางวัลเหรียญทองจากประเทศเกาหลีใต้ จุดประกายความคิดสร้างสรรค์ทางวิทยาศาสตร์ ฝึกเด็กไทย ให้เรียนรู้แบบไตร่ตรอง และมีส่วนร่วมในโลกแห่งความเป็นจริง

ห้องเรียนวิทยาศาสตร์เป็นพื้นที่บ่มเพาะทักษะและความคิดสร้างสรรค์เชิงนวัตกรรมได้เป็นอย่างดี แต่น่าเสียดายที่ห้องปฏิบัติการทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีในหลายโรงเรียนมีพื้นที่จำกัด เครื่องไม้เครื่องมือในการทดลองไม่พร้อมและไม่พอสำหรับการสร้างสรรค์นวัตกรรม อีกทั้งบรรยากาศและกระบวนการสอนแบบเดิม ๆ ที่ทำให้ผู้เรียนขาดแรงจูงใจ และไม่กล้าที่จะทดลองเพราะกลัวพลาดทำชิ้นงานผิด

จุดเริ่มต้นของนวัตกรรม

ปัญหาเหล่านี้จุดประกายให้คุณกุลชญา พิบูลย์ นิสิตปริญญาเอก จากภาควิชาเทคโนโลยีและสื่อสารการศึกษา คณะครุศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย เกิดแนวคิดในการพัฒนาแพลตฟอร์มการเรียนรู้รูปแบบใหม่ในโลกเสมือน Virtual StudioLab

“pain point ของการเรียนในห้องเรียนคือการทดลอง บางอย่างทําได้ บางอย่างก็ทําไม่ได้ แต่ว่าในโลกเสมือนจริง เราทําได้เกือบทุกอย่าง ซึ่งจะช่วยให้นักเรียนกล้าที่จะทดลองและแลกเปลี่ยนเรียนรู้มากขึ้น” คุณกุลชญากล่าวถึงจุดตั้งต้นในการพัฒนาแพลตฟอร์ม Virtual StudioLab ร่วมกับอาจารย์ที่ปรึกษา ศาสตราจารย์ ดร.จินตวีร์ คล้ายสังข์ (อาจารย์ที่ปรึกษาหลัก) และ รองศาสตราจารย์ ดร.ประกอบ กรณีกิจ (อาจารย์ที่ปรึกษาร่วม)

นวัตกรรมนี้ได้รับสนใจจากแวดวงการศึกษาในระดับนานาชาติ โดยเมื่อกลางปี 2567 ที่ผ่านมา“Virtual StudioLab: Igniting Scientific Creativity: Fostering Scientific Creativity through STEAM Tools, Reflective Learning, and Real-World Engagement” ได้คว้ารางวัลเหรียญทองจากการประกวดสิ่งประดิษฐ์และนวัตกรรมในงาน 13th 2024 World Invention Creativity Olympics & Conference ซึ่งจัดโดย Korea University Invention Association (KUIA) and World Invention Intellectual Property Association (WIIPA) ณ กรุงโซล สาธารณรัฐเกาหลี “เมตาเวิร์ส virtual tour ต่าง ๆ เป็นสิ่งที่คณะกรรมการเห็นบ่อยแล้วในการประกวด แต่สิ่งที่ทำให้ Virtual StudioLab โดดเด่นจากนวัตกรรมอื่น ๆ คือ STEAM Tools ที่คณะกรรมการค่อนข้างสนใจ เพราะไม่เคยมีใครทำมาก่อนในลักษณะที่เป็นห้องเรียนวิทยาศาสตร์ออนไลน์แบบนี้” คุณกุลชญากล่าว

Virtual Studio Lab คืออะไร  

Virtual StudioLab คือแพลตฟอร์มที่นำเสนอแนวทางและกระบวนการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ที่ดีกว่าและต่างจากเดิม ด้วยการออกแบบสภาพแวดล้อมที่เปิดโอกาสให้ผู้เรียนลองผิดลองถูก ผ่านการใช้เครื่องมือและอุปกรณ์ออนไลน์ที่หลากหลายเพื่อออกแบบและสร้างสรรค์ผลงานในโลกเสมือนออนไลน์

“Virtual StudioLab เป็นนวัตกรรมเชิงแนวคิดกับกระบวนการ ใน Virtual StudioLab เราพัฒนากระบวนการเรียนรู้ทั้งหมด 6 ขั้นตอน และใส่ลงไปในแพลตฟอร์มซึ่งมีการพัฒนาเป็นเว็บไซต์ ผู้เรียนจะได้ทํากิจกรรมการเรียนรู้ผ่านกระบวนการดังกล่าว อธิบายง่าย ๆ คือ เป็นห้องเรียนเสมือนจริงออนไลน์ที่อยู่บนเว็บไซต์นั่นเอง”

คุณกุลชญาอธิบายว่ากระบวนการเรียนรู้ 6 ขั้นตอนเริ่มตั้งแต่การสืบค้นข้อมูลเพื่อกำหนดปัญหา คิดหาวิธีแก้ปัญหาด้วยการแลกเปลี่ยนความคิดเห็นออกแบบและวางแผนการแก้ปัญหาด้วยการบูรณาการองค์ความรู้จากหลายสาขาวิชา วิเคราะห์และสังเคราะห์ข้อมูล การพัฒนานวัตกรรมที่มีคุณค่าต่อตนเองและสังคม  

“กระบวนการเรียนรู้แบบนี้จะช่วยกระตุ้นและส่งเสริมความคิดสร้างสรรค์ทางวิทยาศาสตร์ ผู้เรียนจะได้เรียนรู้ผ่านการปฏิบัติ แลกเปลี่ยนความคิดเห็นกับเพื่อนคนอื่น ๆ และผู้สอน เพื่อปรับปรุงผลงานหรือแนวคิดของตนเอง”

STEAM tools จุดเด่นของ Virtual StudioLab

คุณกุลชญากล่าวว่าสิ่งที่ทำให้ Virtual StudioLab โดดเด่นจากนวัตกรรมอื่น ๆ ที่เข้าประกวดนวัตกรรมการเรียนรู้ มาจากการนำเครื่องมือสตีม (STEAM) มาใช้ในการออกแบบการเรียนการสอนและการสร้างสรรค์ผลงานของผู้เรียนในโลกเสมือนออนไลน์ (STEAM ย่อมาจาก Science, Technology, Engineering, Arts, Mathematics)

“ปัจจุบันเครื่องมือนี้ยังไม่เป็นที่แพร่หลายมากนักและยังใช้ประโยชน์ไม่เต็มที่ เราจึงรวบรวมเครื่องมือ STEAM ที่หลากหลายบนแพลตฟอร์มหรือเว็บไซต์ “My Studio” เพื่อให้ผู้เรียนได้เลือกใช้และพัฒนาเป็นตัวผลงานหรือนวัตกรรมได้อย่างเปิดกว้าง” คุณกุลชญาอธิบาย และยกตัวอย่างการสอนวิชาชีววิทยา ที่ผู้สอนให้โจทย์นักเรียนเรื่องปัญหาทรัพยากรธรรมชาติ “ในการเรียนการสอนทั่วไป คุณครูอาจจะให้เด็กเลือกปัญหาที่ต้องการหาแนวทางแก้ไข เท่านั้นก็จบ แต่เราอยากจะส่งเสริมความคิดสร้างสรรค์มากขึ้นกว่านี้ ดังนั้น เมื่อนักเรียนคิดหัวข้อมาแล้ว ก็ต้องพัฒนาเครื่องมือแก้ปัญหาให้กับสอดคล้องด้วย ซึ่งเครื่องมือที่เด็ก ๆ คิดค้นนี่แหละ มาจากการใช้ STEAM tools และโปรแกรมหรือเว็บข้างนอก เช่น Metaverse หรือ Spatial Analysis 3D”

เรียนจริง สนุกจริง สร้างสรรค์บนโลกเสมือน

ในฐานะผู้สอนรายวิชาชีววิทยา คุณกุลชญาได้ลองนำ Virtual StudioLab ไปฝึกสอนนักเรียนในระดับมัธยมชั้นปีที่ 6 เป็นเวลาหนึ่งภาคเรียน พบว่าผู้เรียนมีความคิดสร้างสรรค์สูงขึ้น และยังมีการค้นหาเครื่องมือเพิ่มเข้ามาในแพลตฟอร์มเพื่อใช้งานเองอีกด้วย ซึ่งเป็นเรื่องที่ค่อนข้างเกินความคาดหมาย สะท้อนให้เห็นถึงความเข้าใจในการใช้งานเทคโนโลยีและความคิดสร้างสรรค์ของเด็ก ๆ

“เรื่องหลัก ๆ ที่เด็ก ๆ ชอบคือการดีไซน์ชิ้นงานผ่านเกม ยกตัวอย่าง ปัญหาการจัดการขยะในแหล่งน้ำ หรือปัญหาเกี่ยวกับผังเมือง เด็ก ๆ ก็จะเอาโปรแกรมหรือเกมสร้างเมืองมาใช้ในการจัดการพื้นที่เพื่อสร้างผังเมืองใหม่ โดยเป็นเครื่องมือที่เด็กเพิ่มเข้ามาเอง อย่างนี้เป็นต้น” และด้วยความที่เป็นแพลตฟอร์มออนไลน์ ผู้เรียนจึงสามารถเรียนรู้ได้ทุกที่ทุกเวลา ไม่จำเป็นต้องอยู่เฉพาะในคาบเรียน ซึ่งโดยปกติ นักเรียนจะได้รับภาระงานให้ไปศึกษาเพิ่มเติมอยู่แล้ว พวกเขาจึงสามารถเข้าไปศึกษา ใช้งานแพลตฟอร์มและเครื่องมือต่าง ๆ นอกเวลาเรียนได้อย่างง่ายดาย เพียงใช้อุปกรณ์ที่มีอยู่แล้วอย่างมือถือหรือไอแพด

Virtual StudioLab เติมคุณค่าและทักษะการเรียนรู้

คุณกุลชญาสรุปประโยชน์ที่ผู้เรียนได้รับจากการเรียนรู้ด้วย Virtual StudioLab ดังนี้

• Virtual StudioLab เปิดโอกาสให้ผู้เรียนได้รับผลป้อนกลับ (feedback) และด้วยความยืดหยุ่นในการเรียนรู้ของแพลตฟอร์ม จึงทำให้ผู้เรียนสามารถปรับแก้ผลงานให้มีความสมบูรณ์มากที่สุด และนำประสบการณ์ดังกล่าวไปใช้ในชีวิตประจำวัน
• ผู้เรียนได้เรียนรู้จากสถานการณ์และความท้าทายจากปัญหาในชีวิตจริง ผ่านการลงมือปฏิบัติอย่างรอบด้านทั้งในด้านวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยีและศิลปะ
• การนำ STEAM tools มาใช้ในการออกแบบและทำกิจกรรม ทำให้ผู้เรียนได้ฝึกฝนการสะท้อนคิด (reflections) ซึ่งช่วยลดความกลัวที่จะทำผิดพลาดในการพัฒนาผลงาน และส่งเสริมความคิดสร้างสรรค์ทางวิทยาศาสตร์ของผู้เรียน
• การทำงานเดี่ยวช่วยให้ผู้เรียนเกิดการตระหนักรู้ในตนเอง และส่งผลให้เกิดการเรียนรู้ในการปรับตัวและยืดหยุ่นในการทำงานกลุ่ม ซึ่งเป็นทักษะที่จำเป็นสำหรับอนาคต

ต่อยอดการเรียนรู้ในรายวิชาอื่น ๆ

จากความสำเร็จในการฝึกสอน คุณกุลชญาวางแผนจะขยายการทดลองการเรียนรู้ด้วย Virtual StudioLab ไปใช้ในรายวิชาอื่น ๆ ในระดับมัธยมศึกษา โดยในระยะแรกจะยังคงอยู่ในรายวิชาที่จัดอยู่ใน STEAM กล่าวคือวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี วิศวกรรมศาสตร์ ศิลปะ และคณิตศาสตร์

“จริง ๆ แล้ว เราสามารถนำนวัตกรรมนี้ไปใช้กับการเรียนการสอนสายไหนก็ได้ เพราะแพลตฟอร์มนี้ดำเนินการด้วย 6 ขั้นตอนอย่างที่กล่าวไปแล้ว สามารถเปลี่ยนสถานการณ์หรือหัวข้อตามอาจารย์ผู้สอนได้” นอกจากการทดลองการเรียนรู้ในรายวิชาอื่น ๆ คุณกุลชญากล่าวถึงความตั้งใจในอนาคตว่า “ที่สุดแล้ว อยากให้มีชุมชนความร่วมมือทางด้าน STEAM เพื่อทำงานร่วมกัน ไม่เฉพาะกับแพลตฟอร์มนี้เท่านั้น แต่รวมถึงเครื่องมืออื่น ๆ ที่น่าสนใจด้วย เพื่อพัฒนากระบวนการและแนวทางการเรียนรู้ที่สร้างเสริมความคิดสร้างสรรค์และนวัตกรรมให้นักเรียน”

6 กระบวนการเรียนรู้บน Virtual StudioLab

1. Situation (สถานการณ์): ครูผู้สอนแนะนำการใช้งานเว็บแอปพลิเคชัน Studio Lab ที่ประกอบด้วยเมนู My studio, My module และ Show case จากนั้นให้ผู้เรียนสืบค้นข้อมูล เพื่อกำหนดปัญหา เน้นการเรียนรู้ในสถานการณ์จริงหรือที่เกี่ยวข้องกับชีวิตประจำวันของผู้เรียน ซึ่งขั้นตอนนี้จะอยู่ใน My studio
2. Task (ภาระงาน): การสำรวจสืบค้นข้อมูลสารสนเทศเพื่อนำไปใช้ในการแก้ปัญหา โดยผู้เรียนสามารถศึกษาเนื้อหาได้จากเมนู My module และใน My studio จะแบ่งขั้นตอนการทำกิจกรรม ที่ครูผู้สอนจะกำหนดหัวข้อให้ผู้เรียน เพื่อคิดหาวิธีแก้ปัญหาในรูปแบบการอภิปรายแลกเปลี่ยนความคิดเห็นอย่างเท่าเทียม
3. Uniqueness (การวางแผนในการแก้ปัญหา): ออกแบบและวางแผนการแก้ปัญหาด้วยการบูรณาการองค์ความรู้จากหลากหลายสาขาวิชา เพื่อสร้างแนวคิดที่หลากหลายและไม่ซ้ำใครสำหรับการอภิปรายแลกเปลี่ยนความคิดเห็น
4. Design (การออกแบบและการวางแผนในการแก้ปัญหา): ร่วมกันวิเคราะห์และสังเคราะห์ข้อมูลเพื่อออกแบบการแก้ไขปัญหาที่ดีที่สุดด้วยเครื่องมือสตีม (STEAM Tools) เช่น Tinkercad(Autodesk) spatial SketchUp เป็นต้น
5. Illustration (การพัฒนานวัตกรรม): การพัฒนานวัตกรรม ชิ้นงานหรือแนวความคิดที่มีประโยชน์หรือมีคุณค่าต่อตนเองและสังคม ซึ่งอาจเป็นแนวคิด หรือชิ้นงาน ที่มีการประยุกต์ใช้ความรู้และทักษะเฉพาะในบริบทเฉพาะทางวิทยาศาสตร์ กระบวนการทางวิทยาศาสตร์ และความคิดสร้างสรรค์ในบริบททั่วไป
6. Open-minded (การนำเสนอผลงาน): เพื่อให้ผู้เรียนสามารถนำความคิดเห็นมาปรับปรุงพัฒนาผลงานของตนเอง ผ่านแพลตฟอร์ม Metaverse เพื่อรับฟังความคิดเห็นจากอาจารย์และเพื่อน ๆ อย่างเปิดกว้าง เพื่อเป็นแนวทางในการปรับปรุงให้ผลงานหรือนวัตกรรมดีขึ้น และนำเสนอผลงานที่สมบูรณ์ใน Showcase

• Facebook
• Twitter
• Line