เผยแพร่	วันจันทร์ที่ 4 เมษายน พ.ศ.2565

วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ทำให้เราได้ค้นพบสิ่งมหัศจรรย์ต่างๆ มากมายที่เกิดขึ้นบนโลกใบนี้ การศึกษาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีให้เกิดความเข้าใจอย่างถ่องแท้ จนสามารถต่อยอดให้เกิดการใช้ประโยชน์ต่อไปได้ จำเป็นต้องมีความรู้ความเข้าใจอย่างสมบูรณ์ ทั้งด้านทฤษฎีและปฏิบัติ โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากได้อุปกรณ์ หรือสื่อการเรียนการสอนที่เอื้อต่อการเรียนรู้แล้ว จะยิ่งทำให้ผู้เรียนสามารถออกสตาร์ทไปถึงจุดหมายได้อย่างถูกทาง

ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร. ทัศนียา รัตนฤาทัย นพรัตน์แจ่มจำรัส รองผู้อำนวยการฝ่ายวิจัยและวิชาการ หอสมุดและคลังความรู้ มหาวิทยาลัยมหิดล และอาจารย์ประจำศูนย์ความเป็นเลิศด้านการศึกษาวิทยาศาสตร์สุขภาพ คณะแพทยศาสตร์ศิริราชพยาบาล มหาวิทยาลัยมหิดล ในฐานะแกนนำผู้วิจัยและคิดค้น “โปรแกรมจำลองเสริมการเรียนรู้ลอจิกเกต” (Arduino-based Logic Gate Emulator) ซึ่งเป็นผลงานที่สามารถคว้ารางวัลการวิจัยแห่งชาติ รางวัลผลงานประดิษฐ์คิดค้น ประเภทรางวัลประกาศเกียรติคุณ ประจำปี 2563 จาก สำนักงานการวิจัยแห่งชาติ (วช.) โดย ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร. ทัศนียา รัตนฤาทัย นพรัตน์แจ่มจำรัส ได้กล่าวถึงจุดเด่นของผลงานว่า สามารถกระตุ้นการเรียนรู้ให้กับผู้เรียนด้วยการทดลองสร้างเงื่อนไขคำสั่งวงจรดิจิทัลกับตัวโปรแกรมที่ออกแบบให้มีไดอะแกรมเวลา (Timing Diagram) ที่แสดงผลได้ทั้งรูปแบบการติด-ดับของแสงและตัวเลข 0 หรือ 1 ซึ่งผู้เรียนสามารถเลือกฝึกปฏิบัติด้วยตัวเอง ในโหมดการเรียน (Study Mode) หรือทดสอบความรู้ของตนเอง ในโหมดการทดสอบ (Test Mode) ก่อนลงมือจริงในการต่อวงจรดิจิทัล ทำให้โปรแกรมจำลองเสริมการเรียนรู้ลอจิกเกตใช้งานง่าย แม้แต่ในผู้ใช้ที่ไม่ถนัดด้านอิเล็กทรอนิกส์

ซึ่งในเบื้องต้นทีมวิจัยได้ออกแบบโดยใช้วัสดุที่มีต้นทุนไม่สูงมาก แต่คุณภาพดีทนทาน เหมาะกับการใช้งานในงบประมาณที่จำกัด และสามารถใช้ได้กับทั้งไฟจากแบตสำรอง (power bank) หรือต่อจากคอมพิวเตอร์ผ่านพอร์ตแบบ USB จึงหมดปัญหาเรื่องการต่างศักย์ไฟฟ้า หรือเต้าเสียบปลั๊กไฟที่แตกต่างกันในแต่ละประเทศ

ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร. ทัศนียา รัตนฤาทัย นพรัตน์แจ่มจำรัส เล่าว่า ตนมีลูกศิษย์อยู่หลายประเทศ และในทีมวิจัยประกอบด้วยนักศึกษาชาวเมียนมา ซึ่งได้สร้างสรรค์โปรแกรมขึ้นจากปัญหาและอุปสรรคในการเรียนรู้เรื่องลอจิกเกตที่ประสบกับตัวนักศึกษาเอง ในเบื้องต้นจึงได้นำไปทดลองใช้แล้วกับนักศึกษา จำนวน 85 ราย ในมหาวิทยาลัย 3 แห่งในประเทศเมียนมา

นอกจากนี้ ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร. ทัศนียา รัตนฤาทัย นพรัตน์แจ่มจำรัส ยังได้ให้คำแนะนำถึงแนวทางการต่อยอดผลงานการประดิษฐ์ดังกล่าวสำหรับผู้สนใจจะนำไปใช้เป็นสื่อประกอบการเรียนการสอนในกรณีที่มีงบประมาณไม่มาก ว่า อาจต้องปรับวิธีการเรียนการสอน จากการลงมือปฏิบัติด้วยตนเองรายบุคคล เป็นการแบ่งกลุ่มให้นักศึกษาได้ใช้เครื่องมือร่วมกัน เช่น ในชั้นเรียนที่มีนักศึกษาทั้งหมด 50 คน อาจให้ใช้ 1 เครื่อง ต่อนักศึกษา 5 คน ก็จะทำให้ต้องจัดหาทั้งหมดเพียง 10 เครื่อง หรือกรณีที่มีงบประมาณจำกัดมาก สามารถทำให้ประหยัดได้มากขึ้นไปอีก หากใช้วิธีการสอนแบบสาธิตเชิงปฏิสัมพันธ์ โดยผู้สอนทำการถามเพื่อให้ผู้เรียนคาดเดาคำตอบสำหรับกรณีต่างๆ ก่อนที่จะทำการทดลองหน้าชั้นประกอบกับ visualizer เพื่อให้ผู้เรียนทั้งชั้นได้สังเกตผลลัพธ์ที่เกิดขึ้นพร้อมกัน

อีกจุดเด่นของการพัฒนา “โปรแกรมจำลองเสริมการเรียนรู้ลอจิกเกต” เกิดจากการที่ทีมวิจัยสามารถเขียนโปรแกรมได้เอง จึงสามารถปรับเปลี่ยนฟังก์ชั่นได้ตามการใช้งานจริง โดย ผู้ช่วยศาสตราจารย์ สุชัย นพรัตน์แจ่มจำรัส อาจารย์ประจำกลุ่มวิชาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีการศึกษา สถาบันนวัตกรรมการเรียนรู้ มหาวิทยาลัยมหิดล ในฐานะผู้วิจัยฝ่ายเทคนิคของทีม ได้กล่าวเพิ่มเติมถึงเหตุผลที่ใช้ Arduino UNO R3 มาประยุกต์ใช้กับผลงานดังกล่าว เนื่องจากเป็นบอร์ดไมโครคอนโทรลเลอร์สำเร็จรูปราคาประหยัดที่สถานการศึกษาส่วนใหญ่ใช้เป็นสื่อการเรียนรู้พื้นฐานการเขียนโปรแกรมเพื่อควบคุมการทำงานของอุปกรณ์ต่างๆ

ในส่วนของการขยายผลสู่ตลาดในอนาคต อาจต้องมีการปรับปรุงรูปแบบการใช้งาน และเพิ่มความน่าสนใจด้านรูปลักษณ์ของเครื่อง ซึ่งความรู้ความเข้าใจพื้นฐานทางดิจิทัลอิเล็กทรอนิกส์ จะเป็นก้าวสำคัญสู่การสร้างสรรค์พัฒนานวัตกรรมต่างๆ ได้ต่อไปอีกมากมาย