สอน IoT Feat. เกษตร "เรียนได้ แม้ไม่มีอุปกรณ์"

   ในรายวิชาวิทยาการคำนวณ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 3 นั้น มีตัวชี้วัดในการให้นักเรียนพัฒนาแอปพลิเคชันที่มีการบูรณาการร่วมกับวิชาอื่นอย่างสร้างสรรค์ โดยมีการระบุสาระการเรียนรู้แกนกลาง เรื่อง อินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่ง หรือ IoT (Internet of Things) ด้วย

ที่มา : สำนักงานคณะกรรมการการศึกษาขั้นพื้นฐาน. 2560. ตัวชี้วัดและสาระการเรียนรู้แกนกลาง กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ (ฉบับปรับปรุง พ.ศ.2560) ตามหลักสูตรแกนกลางการศึกษาขั้นพื้นฐาน พุทธศักราช 2551. กรุงเทพ : ชุมนุมสหกรณ์การเกษตรแห่งประเทศไทย.

บางคนอาจถึงขั้นปวดหัวเมื่อรู้ว่าต้องสอน นอกจากจะต้องปวดหัวเรื่องเนื้อหา แล้วยังต้องปวดหัวเกี่ยวกับอุปกรณ์อีก แต่เมื่อท่านได้อ่านบทความนี้แล้ว ท่านจะสบายใจขึ้นเมื่อท่านได้รู้จักกับ KidBright Simulator ที่สามารถจำลองการทำงานของอุปกรณ์ IoT ต่าง ๆ ได้

ที่มา : https://www.kid-bright.org/simulator/home

การใช้งานโปรแกรมก็แสนง่ายเพียงลาก Block คำสั่งวางตามต้องการ และกดปุ่ม Upload สีม่วง เพื่อพบกับอุปกรณ์จำลองที่ท่านสามารถเลือกมาใช้ได้ตามต้องการ ไม่ว่าจะเป็นเซนเซอร์ มอเตอร์ หลอดไฟ รวมไปถึงแอปพลิเคชันบนมือถืออย่าง "Line" ด้วย เพียงเท่านี้ทุกท่านก็จะไม่ต้องกังวลเรื่องวัสดุการสอน IoT อีกต่อไป

ที่มา : kid-bright.org/simulator/home

ในโปรแกรม KidBright Simulator นั้นจะมีอุปกรณ์ให้เลือกใช้อยู่หลากหลาย และสิ่งที่ผู้เขียนจะนำมาแบ่งปันคือ การประยุกต์ใช้ในการสอนเรื่อง "IoT กับการเกษตร" นั่นเอง

แผนการจัดการเรียนรู้ (CBE Canvas)

(สามารถดาวน์โหลดไฟล์นี้ได้ด้านล่าง)

แนวทางการปฏิบัติ

1. คุณครูอาจมีคลิปวิดีโอเกี่ยวกับอุปกรณ์อินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่งรอบตัว ให้นักเรียนชมก่อน เพื่อร่วมกันอภิปราย หากไม่มีคุณครูอาจจะยกตัวอย่างกรณีศึกษาขึ้นมาก็ได้ อาทิ "การล็อครถด้วยแอปพลิเคชัน" "แอปพลิเคชันพยากรณ์อากาศ" "การตรวจสอบสภาพแวดล้อมในป่าลึก"

2. คุณครูเปิดโอกาสให้นักเรียนมีส่วนร่วมในการแสดงความคิดเห็น หรือค้นหาข้อมูลเพิ่มเติมจากแหล่งข้อมูลต่าง ๆ เพื่อประกอบการเรียนรู้กรณีศึกษาที่ยกตัวอย่างขึ้นมาได้ ในขั้นตอนนี้นักเรียนจะเข้าใจเนื้อหามากขึ้น หรือครูอาจแทรกคำถามชวนคิดให้นักเรียนคิดต่อยอด เพื่อเปิดโลกทัศน์นักเรียนหรือกระตุ้นให้นักเรียนคิดนอกกรอบมากขึ้น

ที่มา : อนุสรณ์ ปิติวงษ์, การัณย์ภัทร กังวานพณิชย์ และอภิชาติ โง้วซุ่นเฮง. 2564. เอกสารประกอบการสอน วิชา วิทยาการคำนวณ 3 หน่วยที่ 1 ตอนที่ 5 อินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่ง. ชลบุรี : โรงเรียนพนัสพิทยาคาร

3. คุณครูให้ความรู้เกี่ยวกับโครงสร้าง การทำงาน และส่วนประกอบของ IoT เพื่อให้นักเรียนมองภาพออก ข้อสำคัญคือ จะต้องอธิบายให้เข้าใจง่าย ไม่ใช้ศัพท์เทคนิค หรือศัพท์เฉพาะทางมากเกินไป

ที่มา : อนุสรณ์ ปิติวงษ์, การัณย์ภัทร กังวานพณิชย์ และอภิชาติ โง้วซุ่นเฮง. 2564. เอกสารประกอบการสอน วิชา วิทยาการคำนวณ 3 หน่วยที่ 1 ตอนที่ 5 อินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่ง. ชลบุรี : โรงเรียนพนัสพิทยาคาร

4. ให้นักเรียนปฏิบัติการพัฒนาอุปกรณ์ IoT ด้วยโปรแกรม KibBright Simulator โดยมุ่งเน้นให้นักเรียนสร้างผลงานเกี่ยวกับด้านการเกษตร เนื่องด้วยอุปกรณ์ในโปรแกรมที่มีให้มีความสอดคล้องกับบริบทของอาชีพเกษตรกร เช่น การวัดความชื้นในดิน การวัดอุณหภูมิ ปั๊มน้ำ กังหันลม เป็นต้น

มาถึงจุดนี้หลายท่านอาจคิดว่าเหตุใดจึงไม่ออกแบบก่อนแล้วจึงให้ลองปฏิบัติ ผู้เขียนคิดว่าในโปรแกรมมีอุปกรณ์ให้เลือกใช้อย่างจำกัด ส่งผลให้นักเรียนถูกจำกัดความคิด หรือบางอย่างที่นักเรียนออกแบบมาจะใช้ไม่ได้ จึงเห็นว่าควรนำโปรแกรมมาใช้ในการเรียนรู้พื้นฐาน ก่อนนำไปต่อยอดออกแบบระบบใหญ่ต่อไป

5. ให้นักเรียนออกแบบและนำเสนอผลงาน "เกษตรอัจฉริยะ" โดยเปิดโอกาสให้นักเรียนเลือกพืชผลหรือสัตว์ได้ตามความสนใจ เพื่อประสิทธิภาพในการปฏิบัติงานของนักเรียน นักเรียนบางคนอาจเลือกจากอาชีพของครอบครัว นักเรียนบางคนอาจได้แรงบันดาลใจจากสื่อออนไลน์ หรือนักเรียนบางคนอาจจะคิดแนวทางการทำเกษตรแบบใหม่ ๆ ขึ้นมาก็ได้

ตัวอย่างผลงาน

ข้อสังเกตผลตอบรับจากนักเรียน

1. นักเรียนให้ความสนใจในการทำงาน กล้าที่จะนำความคิดของตนเองมาถ่ายทอด และพร้อมรับคำแนะนำจากครูไปพัฒนางานของตนเองให้ดียิ่งขึ้น

2. นักเรียนสนุกสนาน เพลิดเพลินกับการเรียนรู้ และการได้ลงมือปฏิบัติจริง

3. นักเรียนเกิดการแลกเปลี่ยนเรียนรู้ระหว่างกัน มีการช่วยเหลือกันระหว่างการทำปฏิบัติการ

ผู้เขียนหวังเป็นอย่างยิ่งว่า การแบ่งปันประสบการณ์ในครั้งนี้จะเป็นประโยชน์ต่อทุก ๆ ท่าน และเป็นแรงบันดาลใจที่จะทำให้ทุกท่านพัฒนาวิธีการจัดการเรียนรู้ให้มีความเหมาะสมกับนักเรียนยุค 4.0 และทันต่อสถานการณ์ปัจจุบันต่อไป

การัณย์ภัทร กังวานพณิชย์

โรงเรียนพนัสพิทยาคาร