การศึกษาการนำ Virtual Reality มาใช้ในผู้สูงอายุ

cover-VR-elderly

Applying VR technology for elderly people

เทคโนโลยีจำลองสภาพแวดล้อมเสมือนจริงสามมิติ Virtual Reality (VR)

เทคโนโลยี Virtual Reality (VR) หรือ เทคโนโลยีจำลองสภาพแวดล้อมเสมือนจริงสามมิติ เป็นเทคโนโลยีการสร้างสื่อปฏิสัมพันธ์ระหว่างผู้ใช้งานกับระบบคอมพิวเตอร์ที่จำลองสภาพแวดล้อมเสมือนจริงสามมิติ ทำให้ผู้ใช้งานระบบเสมือนว่าตนเองอยู่ในสภาพแวดล้อมจำลองนั้นจริงๆ (Immersive environment) โดยผ่านอุปกรณ์แสดงผลภาพและเสียงต่างๆ เช่นแว่นตาสวมศรีษะ (Head-mounted Display) หรือห้องจำลองสภาพแวดล้อม (Cave Automatic Virtual Environment: CAVE)

ในปี 1992 เทคโนโลยี VR ได้มีการกำหนดความหมายว่า “วิธีการที่มนุษย์สามารถมองเห็น ควบคุม และมีปฏิสัมพันธ์กับข้อมูลที่ซับซ้อนกับระบบคอมพิวเตอร์ได้” [6] คำจำกัดความที่สำคัญของระบบ VR ประกอบไปด้วย 1) การมีปฏิสัมพันธ์ (Interaction) ผู้ใช้งานสามารถโต้ตอบ ควบคุมกับระบบได้ด้วยตนเองในสิ่งแวดล้อมสามมิติ  และ 2) การมีส่วนร่วม (Immersion) เหมือนตัวผู้ใช้งานเข้าไปอยู่ในสถานที่ที่ถูกคอมพิวเตอร์จำลองขึ้นมานั้นจริงๆ

ในช่วงแรกของการพัฒนาเทคโนโลยี VR ปี 1990-1970 ได้ให้ความสนใจกับการพัฒนาเทคโนโลยีเพื่อ การแพทย์ การทหาร การจำลองการบิน และยานยนต์ ในปี 2000 เป็นต้นมา เทคโนโลยี Virtual Reality (VR) ได้ถูกพัฒนาเพื่อตอบสนองต่อผู้ใช้งานทั่วไปทางด้านความบันเทิง เช่นเกมคอมพิวเตอร์ หรือภาพยนตร์สามมิติ ในปี 2016 เฟสบุค Facebook และบริษัทเทคโนโลยีชั้นนำของโลกได้ประกาศผลิตสื่อคอนเทน และอุปกรณ์ ที่สนับสนุนเทคโนโลยี VR อย่างเป็นทางการ

ความเป็นจริงเสมือนออกตามวิธีการติดต่อกับผู้ใช้งาน สามารถแบ่งออกเป็น 5 ประเภท [9] ดังนี้

  • Desktop VR or Window on World Systems (WoW) : เป็นการใช้จอภาพธรรมดา(จอคอมพิวเตอร์ทั่วไป) ในการแสดงภาพเสมือนจริง
  • Video Mapping: เป็นการนำวีดีโอมาเป็นอุปกรณ์นำเข้าข้อมูล และใช้เทคนิคคอมพิวเตอร์ในการแสดงผลกราฟิกแบบ WoW ซึ่งมีทั้งแบบสองมิติและสามมิติ ทำให้ผู้ใช้สามารถเห็นตัวเอง และการเปลี่ยนแปลงของตนเองจากจอภาพได้
  • Immersive Systems: เป็นเทคโนโลยีความเป็นจริงเสมือนสำหรับส่วนบุคคล โดยใช้จอภาพสวมศีรษะ ในการแสดงภาพและเสียงของโลกเสมือน
  • Telepresence: เป็นระบบเสมือนจริงที่มีการติดตั้งอุปกรณ์ตรวจจับสัญญาณระยะไกลไว้ที่อุปกรณ์หนึ่ง ซึ่งอาจจะเป็นหุ่นยนต์ หรืออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อื่น เพื่อให้เชื่อมต่อการใช้งานเข้ากับผู้ใช้
  • Augmented/Mixed Reality Systems: การรวมกันของ Telepresence กับ Virtual Reality Systems โดยใช้ Telepresence เป็นตัวนำเข้าข้อมูล และ Virtual Reality Systems ในการแสดงผลภาพเสมือนจริงให้กับผู้ใช้ได้เห็น เช่นการแสดงภาพเสมือนจริงสมองของคนไข้ให้กับ ศัลยแพทย์ชม

 การนำเทคโนโลยี VR มาใช้ประโยชน์ทางการแพทย์ [6]

  1. การวิเคราะห์ความสามารถทักษะทางสติปัญญา (Assessment of Cognitive Abilities) เทคโนโลยี VR มีความสามารถที่จะสร้างสภาพแวดล้อมจำลองเพื่อช่วยให้แพทย์ทดสอบความสามารถทักษะทางสติปัญญา เพิ่มความแม่นยำ และถูกต้องมากกว่าการตรวจสอบแบบดั้งเดิม
  2. การฟื้นฟูสมรรถภาพร่างกาย (Rehabilitation Intervention and Training) เทคโนโลยี VR สามารถช่วยให้ผู้ใช้งานมีความสนุกไม่เบื่อหน่ายในการออกกำลัง และเป็นเครื่องมือที่มีราคาถูกสามารถนำไปใช้ในบ้านเรือนได้ด้วยตนเอง ผู้ใช้งานสามารถทำกิจกรรมซ้ำๆได้ และสามารถลดภาระของนักบำบัด
  3. การฝึกปฏิบัติ (Vocational and Social Retraining) การฝึกปฎิบัติกับผู้เชียวชาญ หรือในสถานที่มีความเฉพาะอาจจะเป็นเรื่องยาก หรือจำเป็นต้องใช้งบประมาณมาก เทคโนโลยี VR สามารถเข้ามามีบทบาทในการจำลองสถานที่หรือสถานการณ์เพื่อให้ผู้ใช้งานระบบใช้ฝึกประสบการณ์ และความเชี่ยวชาญได้ อีกทั้งเทคโนโลยี VR สามารถช่วยให้ผู้ใช้งานฝึกพัฒนาตนเองในการอยู่ร่วมกันในสังคม Social interaction สำหรับผู้ที่มีอาการกลัวในการเข้าร่วมกับผู้อื่นในสังคม
  4. การสาธิตและส่งเสริมการเรียนรู้ (Client and Family Education) เทคโนโลยี VR ช่วยให้ผู้ใช้งานสามารถเรียนรู้เข้าใจในสถานการณ์ต่างๆที่เกี่ยวข้องกับการรักษาตนเอง ครอบครัว หรือกิจกรรมมีความเสี่ยงหลักจากการรักษา อีกทั้งเทคโนโลยี VR สามารถสร้างความเห็นอกเห็นใจกันในครอบครัวที่ต้องมีการดูแลรักษาผู้ป่วยอัมพาต หรือผู้ป่วยเด็กที่มีบกพร่องด้านการเคลื่อนไหวของร่างกาย

การศึกษาการนำ Virtual Reality มาใช้ในผู้สูงอายุ

นอกเหนือจากการนำเทคโนโลยี VR มาใช้เพื่อการบันเทิงเป็นหลักแล้ว ในปัจจุบันได้มีการศึกษานำเทคโนโลยีจำลองสภาพแวดล้อมเสมือนจริงสามมิติ Virtual Reality (VR) มาประยุกต์ใช้ในเรื่องของการดูแลสุขภาพกับผู้สูงอายุ [1] เทคโนโลยีนี้สามารถช่วยในการสนับสนุน ส่งเสริมในกิจกรรมการเคลื่อไหว ออกกำลังกาย (Physical activity) ทั้งในบ้านและนอกบ้านได้ (indoor and outdoor) การจำลองสภาพแวดล้อมเสมือนจริงที่มีประสิทธิภาพสามารถปรับเปลี่ยนทัศนคติในแง่ลบ และพฤติกรรมต่อต้านการเคลื่อนไหวร่างกาย หรือการออกกำลังกายของผู้สูงอายุได้ [1]

 การส่งเสริมในกิจกรรมการเคลื่อนไหว ออกกำลังกายด้วย เทคโนโลยีจำลองสภาพแวดล้อมเสมือนจริงสามมิติ Virtual Reality

การให้ความสำคัญในการส่งเสริมกิจกรรมการเคลื่อนไหวในผู้สูงอายุเป็นสิ่งที่สำคัญ การเดินเป็นการเคลื่อนไหวที่จำเป็นและต้องมีการฝึกฝนอยู่ตลอดเวลาในผู้สูงอายุมิฉะนั้นแล้วจะทำให้ผู้สูงอายุเกิดการถดถอยทางการย่างก้าว และเพิ่มโอกาสเสี่ยงของการล้มได้ (Gait variability and fall risk) [2] การออกแบบกิจกรรมการเคลื่อนไหวในกลุ่มผู้สูงอายุควรคำนึงถึงการทรงตัวและปรับสมดุลของร่างกายในสถาณการณ์ที่หลากหลาย การส่งเสริมกิจกรรมการเคลื่อนไหวด้วยเทคโนโลยี VR นั้นสามารถเข้ามามีบทบาทได้ โดยการสร้างสถาณการณ์ สิ่งแวดล้อมจำลองให้ผู้สูงอายุได้ทำการพัฒนาประสิทธิภาพทางด้านการเคลื่อนไหวของร่างกาย และระบบการตัดสินใจ (Brain functions) อีกด้วย

จากการศึกษานำเทคโนโลยี VR มาใช้ในการฟื้นฟูสุขภาพ และระบบการตัดสินใจ [3,4] ระบุว่าเทคโนโลยี VR มีประสิทธิภาพเหนือกว่าการฟื้นฟูสุขภาพแบบดั้งเดิม ดังนี้

  • สามารถจำลองสภาพแวดล้อมที่เสมือนจริงและมีความปลอดภัย สามารถทำได้ในบ้าน ลดความเสี่ยงในการเดินทาง สภาพอากาศแปรปรวน หรือทำกิจกรรมในพื้นที่ที่มีการรบกวน หรือเป็นอันตราย
  • สภาพแวดล้อมที่เสมือนจริงสามารถทำให้ผู้ใช้งานระบบมีความเป็นอิสระ สามารถควบคุมประสบการณ์ในกิจกรรมการฟื้นฟูสุขภาพได้ด้วยตนเอง
  • ระบบ VR สามารถทำการติดตาม และบันทึกผลการเคลื่อนไหว และปฏิสัมพันธ์ของผู้ใช้งานได้ในรูปแบบดิจิทัลบนพื้นฐานของเวลาจริง (Real-time)
  • สามารถสร้างสถานการณ์ในรูปแบบเกม ที่สามารถทำให้ผู้ใช้งานเกิดความสนุกเพลิดเพลิน และกระตุ้นการทำกิจกรรมต่างๆได้ดี

แม้ว่าเทคโนโลยี VR จะมีการนำมาศึกษากันอย่างแพร่หลายแต่ก็ยังมีข้อจำกัดที่จะต้องทำการศึกษาเพิ่มเติม โดย [5] ได้เสนอแนวทางพัฒนาไว้ดังนี้

  • การศึกษาในการนำเทคโนโลยี VR มาใช้ปฏิบัติจริง โดยมุ่งเน้นในการศึกษาการพัฒนากระบวนการทดลอง และนำไปใช้งานจริงกับผู้ใช้งาน (Testing and training methodology)
  • การศึกษาที่เน้นทางด้านการออกแบบส่วนที่ต้องมีการปฏิสัมพันธ์ระหว่างผู้ใช้งานและเทคโนโลยี VR (Human-VR Interaction) เช่น การออกแบบหน้าจอ (User experience/User interface) การออกแบบสภาพแวดล้อมจำลอง และสถาณการณ์ที่สอดคล้องกับผู้ใช้งานระบบที่มีความแตกต่างกันออกไป เพื่อการยกระดับ ส่งเสริมข้อจำกัดและการต่อต้านของารใช้งานเทคโนโลยี VR ในกลุ่มผู้สูงอายุ
  • การศึกษาการยกระดับการมีส่วนร่วมของผู้ใช้งานระบบกับสภาพแวดล้อมจำลอง โดยการนำเสนอในรูปแบบของเกม หรือการสร้างประสบการณ์เสริมแบบอื่นเพิ่มเติม เช่นการใช้เสียงกระตุ้นการรับรู้

 

เอกสารอ้างอิง References

  1. De Bruin, E. D., Schoene, D., Pichierri, G., & Smith, S. T. (2010). Use of virtual reality technique for the training of motor control in the elderly. Zeitschrift für Gerontologie und Geriatrie43(4), 229-234.
  2. Hausdorff, J. M., Rios, D. A., & Edelberg, H. K. (2001). Gait variability and fall risk in community-living older adults: a 1-year prospective study. Archives of physical medicine and rehabilitation82(8), 1050-1056.
  3. Zelinski, E. M., & Reyes, R. (2009). Cognitive benefits of computer games for older adults. Gerontechnology: international journal on the fundamental aspects of technology to serve the ageing society8(4), 220.
  4. Van Schaik, P., Blake, J., Pernet, F., Spears, I., & Fencott, C. (2008). Virtual augmented exercise gaming for older adults. CyberPsychology & Behavior11(1), 103-106.
  5. Rizzo, A. S., & Kim, G. J. (2005). A SWOT analysis of the field of virtual reality rehabilitation and therapy. Presence: Teleoperators & Virtual Environments14(2), 119-146.
  6. Schultheis, M. T., & Rizzo, A. A. (2001). The application of virtual reality technology in rehabilitation. Rehabilitation psychology46(3), 296.
  7. พจน์ ศิริ นท ร์ ลิ ม ปิ นันทน์. เทคโนโลยี ความเป็นจริงเสริมส่งเสริมความคงทนในการจำคำศัพท์ภาษาอังกฤษ.Journal of Information Technology Management and Innovation4(2), 7-16.
  8. Pantae Reporter, http://pantae.com/content/532/เจาะลึก+VR+เทคโนโลยีที่น่าจับตามองแห่งปี+2018

เขียนโดย

profile5
อ.พฤทธิ์ พุฒจร
สำนักวิชาเทคโนโลยีสารสนเทศ มหาวิทยาลัยแม่ฟ้าหลวง
Google Scholar: https://scholar.google.co.th/citations?user=TPJONrYAAAAJ&hl=en

Advertisements

ตอนที่5 ปรับปรุงต้นแบบ EP5: The refinement of the prototype

กลับมาเขียน blog อีกครั้งหลังจากห่างหายกันไปนาน (เตรียมสอนวนไปครับ) #อาจารย์ไหวไหม
ครั้งนี้กลับมา เรามาเล่าถึงผลการทดลองครั้งสุดท้ายของงานวิจัยที่ได้ทำการปรับปรุงตัวต้นแบบ Prototype ของเราหลังจากที่นำไปทดลองกับกลุ่มนักเรียน จำนวน 11 คน และคุณครู 2 คน ใน 2 โรงเรียน (โรงเรียนในเมือง และชนบท) สามารถย้อนไปดูได้ที่นี่ครับ

small-scale-evaluation

จากการทดลองกับนักเรียนและครูกลุ่มเล็ก Small-scale evaluation study เราก็ได้แนวทางในการพัฒนาตัวต้นแบบเพื่อให้สมบูรณ์ พร้อมกับการทดลองครั้งสุดท้าย โดยมีประเด็นในการปรับปรุงสองเรื่องคือ

  1. การพัฒนากิจกรรมการเรียนการสอน (Learning activity improvement)
    1. เราค้นพบว่านักเรียนต้องการใช้งาน OBSY ในตอนกลางคืน หรือตอนที่ไม่ได้อยู่ในห้องเรียน เพื่อเฝ้าดูการเติบโต หรือการเปลี่ยนแปลงของพืช
    2. คุณครูต้องการให้ OBSY สามารถรองรับการสอนที่หลากหลาย รองรับเนื้อหาการเรียนการสอนมากขึ้น เช่นการตรวจสอบค่าต่างๆจากวัตถุที่เด็กๆเฝ้าสังเกตการณ์อยู่อื่นๆเพิ่มเติมได้
  2. การพัฒนาความสามารถในการใช้งานของ OBSY (Usability improvement)
    1. ปรับปรุง UI การออกแบบหน้าจอของแอพพลิเคชั่น เช่นปรับขนาดของ icon ตัวอักษร รูปแบบการนำเสนอข้อมูลให้เหมาะสำหรับนักเรียนชั้นประถมมากขึ้น
    2. เสริมการโต้ตอบกับผู้เรียน เช่นการใช้เสียงเข้ามาประกอบ หรือการใช้แอนิเมชั่น

การพัฒนาปรับปรุง prototype ของเราก็สนุกสนานตื่นเต้นต้องแข่งกับเวลา เพราะเราวางแผนที่จะกลับไปทำการทดลองครั้งสุดท้ายช่วงต้นปี 2017 และตอนนี้ที่มหาวิทยาลัยก็จะหนาวๆหน่อย เงียบเหงาเป็นที่สุด

20160108_12265420160108_124555

1453207997214

ภาพนี้เป็นน้ำแข็งที่เกาะก่อตัวกันตอนกลางคืนที่กระจกหลังบ้าน

ส่วนอาจารย์ที่ปรึกษาก็บอกยูเอาเครื่องปรินท์สามมิติกลับไปบ้านเลย เราก็เลยปรินท์กันทั้งกลางวันกลางคืน เสียบ้าง ทิ้งบ้าง เริ่มใหม่บ้าง วนไป… ระหว่างรอปรินท์งานสามมิติ ก็นั่งแก้ UI ของแอพ OBSY และระบบต่างๆ

20160117_223043

02-11-2015 10-03-01

กลางวันที่คณะก็มาทำวงจร ประกอบ OBSY เจาะ ไส กัด เบิร์นกันไป

FB_IMG_145268077153220160108_113311

ที่โหดคือเราต้องทำ OBSY จำนวน 8 ตัว เพื่อไปใช้ทดลองกับนักเรียนที่บ้านเราจำนวนประมาณ 100 คน!!!

เมื่อเวลาผ่านไป……………………Crows……………………………

และแล้ว OBSY ของเรา จากเวอร์ชั่น 1.0 –> เป็น 2.0 ก็สำเร็จดังภาพด้านล่างนี้

Captureหหห

จะเห็นได้ว่าเราได้เพิ่มความสามารถในการมองเห็นให้กับ OBSY ให้สามารถมองเห็นในเวลากลางคืนได้ และได้เพิ่ม เซนเซอร์ตรวจจับความชื้นในดิน เข้าไปอีกสองตัวที่สามารถเปรียบเทียบผลกันได้

Figure1

รูป diagram ด้านบนแสดงภาพรวมของระบบ IoET (Internet of Education Things) โดยใช้เจ้า OBSY ของเราเป็นพระเอกของระบบ โดย OBSY จะทำการเก็บข้อมูลต่างๆรอบตัว และใน V.2.0 เราก็เพิ่มการตรวจจับความชื้น Soil moisture sensor อีกสองตัวเข้าไปด้วย OBSY จะทำการสื่อสารกับ Tablet ที่ใช้เป็นตัวควบคุมและแสดงผลการบันทึกข้อมูล Observations ต่างๆ

Figure2

สำหรับ UI ใหม่ก็มีการปรับปรุงให้มีการแสดงผลข้อมูลของเซนเซอร์แต่ละชุดให้ชัดเจน นักเรียนสามารถกดเข้าไปดูรายละเอียดได้ จะขยายใหญ่ขึ้น พร้อมมีแอนิเมชั่นเคลื่อนไหวแสดงผลให้ดู และอีกจุดที่เพิ่มขึ้นมาที่สำคัญคือ หน้าจอนาฬิกาตั้งเวลาในการบันทึกผลในเวลากลางคืนตอนที่นักเรียนไม่อยู่ในชั้นเรียน หรือกลับบ้านไปแล้ว ส่วนหน้าจอแสดงขอมูลที่บันทึกไว้แล้วนั้นจะแสดงภาพที่บันทึกให้ใหญ่ขึ้นเห็นชัดมากขึ้น แสดงผลเป็นรูปภาพหรือกราฟิกมากขึ้น

timer

การปรับปรุง content ในการเรียนการสอนถูกออกแบบให้มีรายละเอียดมากขึ้น นอกเหนือจากการสังเกตุการเติบโตของถั่วงอกในการทดลองครั้งที่ผ่านมา ในครั้งนี้เราจะเชื่อมโยงการใช้ประโยชน์จากความสามารถรอบด้านของ OBSY โดยประกอบไปด้วย 3 การทดลอง (รายละเอียดบทเรียนจะถูกอธิบายภายหลัง)

  1. สวัสดีเจ้าเชื้อรา Hello Mouldy
  2. เห็ดน้อยของฉัน My Little Mushroom
  3. แสงไฟบอกผ่าน Light Up

Captureหหหถ้ากล่าวถึงการค้นพบตั้งแต่การเก็บข้อมูลครั้งแรก User context study และการทดลองกับกลุ่มทดลองขนาดเล็ก Small-scale evaluation study เราสามารถจะสรุปหลักการ concept ของการออกแบบระบบ IoET ได้ดังนี้

  1. Provide active learning with augmented information.

เครื่องมือต้องสามารถสนับสนุนจัดการเรียนการสอนแบบ Active learning ที่ผู้เรียนได้ลงมือกระทำ และได้ใช้กระบวนการคิดเกี่ยวกับสิ่งที่เขาได้กระทำลงไป โดยทำให้การเรียนรู้นั้นเชื่อมโยงกับสิ่งต่างที่อยู่รอบตัวผู้เรียนให้ได้มากที่สุด สอดคล้องกับการพัฒนาผู้เรียนให้มีทักษะแห่งศตวรรษที่ 21 (21st Century Skills) มิใช่เพียงเรียนเนื้อหาจากในตำรา หรือ e-book เพียงอย่างเดียว

  1. Provide an affordable learning system capable of integration with the local education environment.

เครื่องมือต้องมีราคาไม่แพงเหมาะสมกับบริบทของโรงเรียนขนาดเล็ก หรือชนบท ที่มีงบประมาณ และทรัพยากรทางการศึกษาที่จำกัด อีกทั้งเครื่องมือจำเป็นที่จะต้องเหมาะสมกับผู้เรียนในสิ่งแวดล้อมที่หลากหลายเข้ากับบริบทของประเทศไทย

  1. Provide a child-friendly learning system to reduce anxiety and motivate learning.

เครื่องมือต้องถูกออกแบบให้เอื้ออำนวยต่อการเรียนรู้ของเด็กนักเรียนชั้นประถมศึกษา โดยมีลักษณะเป็นมิตร เหมาะสมกับวัย เพื่อกระตุ้นให้เกิดการอยากที่จะเรียนรู้ สืบเสาะหาความรู้จากเครื่องมือ ส่งเสริมเจตคติเชิงบวกกับการเรียนการสอนทางด้านวิทยาศาสตร์ และเทคโนโลยี อีกทั้งการออกแบบที่เป็นมิตรนี้ยังสามารถลดความกังวล Technology anxiety ในการใช้เทคโนโลยีในผูเรียนได้ และจะส่งผลให้การเรียนรู้ของผู้เรียนดีขึ้นไปด้วยตามลำดับ

ioet-design-diagram-01

ใกล้เวลาที่เราจะต้องเดินทางกลับไปเก็บข้อมูลกับ OBSY จำนวน 8 ตัว ที่เมืองไทยกันแล้ว….

FB_IMG_1453217636482

DSCF6393

ก่อนกลับไปเก็บข้อมูล ที่คณะมีงาน Conference ประจำปีโดยปีนี้มีการประกวดคลิปVDOงานวิจัยยอดเยี่ยมด้วย (ครั้งที่แล้วเคยพรีเซนต์งานตัวเองไปแล้ว oral presentation) ครั้งนี้อาจารย์ที่ปรึกษาบอกยูทำVDOส่งหน่อยซิก่อนกลับไทย เราก็เลยรับปากทำครับผม

20160115_152055

ในงานจะมีการเปิด VDO ของผู้ที่ส่งประกวดให้กับผู้เข้าร่วมสัมมนาชมและให้โหวตลงคะแนน

ผลการให้คะแนนประกาศว่าผลงานของเรา………..ชนะเลิศ!!!

Screenshot_2016-01-16-01-06-07

วิดีโอนี้ได้ตัดต่อเพิ่มเติมภาพจากการทดลองครั้งสุดท้ายเข้าไปด้วยครับ

และแล้วเราก็พร้อมลุยกับการเก็บข้อมูลครั้งสุดท้าย the final study เก็บ OBSY ยัดใส่กระเป๋า…..พร้อมรบ

IMG_20160122_101140

ตอนต่อไปเราจะมาดูว่าการเก็บข้อมูลครั้งสุดท้ายของเราจะเป็นอย่างไรกันบ้าง และผลจากการทดลองจะเป็นอย่างไร

***ถ้ารอไม่ไหว*** cite paper ผมซิครับ!!!! (tie-in กันตรงๆเลยฮะ ฮา…)

Putjorn, P., Siriaraya, P., Ang, C. S., & Deravi, F. (2017, September). Designing a ubiquitous sensor-based platform to facilitate learning for young children in Thailand. In Proceedings of the 19th International Conference on Human-Computer Interaction with Mobile Devices and Services (p. 30). ACM.

Pruet, P., Ang, C. S., & Farzin, D. (2016). Understanding tablet computer usage among primary school students in underdeveloped areas: Students’ technology experience, learning styles and attitudes. Computers in Human Behavior55, 1131-1144.

Pruet, P., Ang, C. S., Farzin, D., & Chaiwut, N. (2015, June). Exploring the Internet of “Educational Things”(IoET) in rural underprivileged areas. In Electrical Engineering/Electronics, Computer, Telecommunications and Information Technology (ECTI-CON), 2015 12th International Conference on (pp. 1-5). IEEE.

 

เขียนโดย

profile5
อ.พฤทธิ์ พุฒจร
สำนักวิชาเทคโนโลยีสารสนเทศ มหาวิทยาลัยแม่ฟ้าหลวง
Google Scholar: https://scholar.google.co.th/citations?user=TPJONrYAAAAJ&hl=en

 

 

 

 

 

ทำความรู้จัก “Physical Computing” ฟิสซิเคิลคอมพิวติง การเชื่อมโยงคอมพิวเตอร์กับสิ่งรอบตัว

cover

ทำความรู้จัก “Physical Computing” ฟิสซิเคิลคอมพิวติง การเชื่อมโยงคอมพิวเตอร์กับสิ่งรอบตัว

เยาวชนรุ่นใหม่ในปัจจุบันให้ความสำคัญกับการศึกษาองค์ความรู้ทางด้านคอมพิวเตอร์ และเทคโนโลยี น้อยลงอย่างต่อเนื่อง ซึ่งสวนทางกับยอดขายมือถือและการใช้งานอินเตอร์เน็ตที่มากขึ้นอย่างรวดเร็ว (ติดเฟสบุค ติดเกมส์) ปัญหานี้เกิดขึ้นทั่วโลกทั้งประเทศที่พัฒนาแล้ว หรือในประเทศกำลังพัฒนา อย่างประเทศไทยของเรา

กล่าวถึงทั่วโลก หลากหลายหน่วยงาน องค์กร หรือภาครัฐ เข้ามาให้ความสำคัญในเรื่องนี้กันมากขึ้น การเรียนการสอนด้านคอมพิวเตอร์ และเทคโนโลยีให้กับเยาวชน ที่เราเห็นกันอยู่ ก็จะมีการสอนความรู้พื้นฐานทางด้านคอมพิวเตอร์ และการเขียนพื้นฐานการโปรแกรม (computer programming) มีการสอดแทรกกิจกรรมที่น่าสนใจอื่น เช่น การสร้างโรบอต สร้างกราฟิก แอนิเมชั่น จากการเขียนโปรแกรม และอื่นๆ

“Physical Computing” ฟิสซิเคิล คอมพิวติง คืออะไร? นำมาใช้ในการศึกษาอย่างไร?

ถ้าแปลตรงตัวจะหมายความว่าระบบคอมพิวเตอร์ทางกายภาพ (งงเด้ๆ) ดังนั้นเรามาแปลแบบอ้อมๆดูบ้าง Physical Computing จะหมายถึงการศึกษาการใช้ระบบคอมพิวเตอร์ หรืออาศัยการประมวลผลของคอมพิวเตอร์ เพื่อเชื่อมโยง สร้างปฏิสัมพันธ์กับมนุษย์ หรือสิ่งต่างๆที่อยู่รอบตัวเรา เบื้องต้นเราศึกษาวิธีการที่จะควบคุมระบบคอมพิวเตอร์ด้วยการเคลื่อนไหวอวัยวะต่างๆของร่างกายเรา เพื่อให้คอมพิวเตอร์ทำงานอย่างที่เราต้องการ เช่นการสร้างอุปกรณ์อินพุต (Input) ใช้คีย์บอร์ดพิมพ์ตัวอักษร การใช้มือเคลื่อนที่เมาส์และนิ้วกดปุ่มสั่งงานคอมพิวเตอร์ อีกทั้งเรายังสร้างอุปกรณ์เอาท์พุต (output) เพื่อให้เราติดต่อและเข้าใจคอมพิวเตอร์มากขึ้น เช่นมองเห็นจากจอภาพแสดงผล ได้ยินเสียงจากลำโพง

ปัจจุบันเราขยายขอบเขตการสร้างปฏิสัมพันธ์ของ Physical Computing ไปยังสิ่งต่างๆรอบตัวเรา สร้างระบบนิเวศในการเชื่อมต่อ ทำให้มนุษย์รับรู้ ควบคุมถึงสิ่งต่างๆรอบตัว หรือกำหนดให้คอมพิวเตอร์ควบคุมสั่งงานการทำงานของตนเองได้โดยไม่ต้องอาศัยมนุษย์อยู่ตลอดเวลา เช่นควบคุมระบบขับเคลื่อนยานยนต์อัตโนมัติ ระบบควบคุมการปิดเปิดประตูระบายน้ำตามระดับความสูงของน้ำ ระบบฟาร์มอัจฉริยะ (Smart farm) เป็นต้น

เราสามารถกำหนดการทำงานของ Physical computing ด้วยการเขียนโปรแกรม และรับข้อมูลทางกายภาพที่เป็น Analog ซึ่งข้อมูลที่มีการเปลี่ยนแปลงไม่แน่นอน เช่นรับข้อมูลจากอุณหภูมิที่แตกต่างกันไปในทุกๆนาที หรือเป็นข้อมูลแบบ Digital ที่มีค่าที่แน่นอน เช่นการปิดเปิดสวิตช์ไฟ ข้อมูลเหล่านี้เราสามารถใช้เซนเซอร์ Sensor ในรูปแบบต่างๆรับค่าเข้ามาประมวลผล ซึ่งความเที่ยงตรงจะขึ้นอยู่กับคุณภาพของเซนเซอร์นั้น

Physical_computing.svg

https://en.wikipedia.org/wiki/Physical_computing

จากภาพจะเห็นว่า Physical computing จะเป็นระบบที่สามารถโต้ตอบ (Interactive System) กับสิ่งต่างๆที่อยู่รอบตัวเรา (Real world) รับข้อมูลผ่านทางเซนเซอร์ (Sensors) และสร้างปฏิสัมพันธ์ที่เป็นผลลัพธ์ทางด้านกายภาพผ่านทางตัวกระตุ้น (Actuators) ที่มีหน้าที่ตอบสนองและปรับเปลี่ยนรูปร่าง ตำแหน่ง ความถี่ธรรมชาติ หรือลักษณะเฉพาะทางกลอื่นๆ

ประยุกต์ใช้ Physical Computing ในด้านใดได้บ้าง

  • ระบบการศึกษา (Education): ใช้ในการเรียนการสอนคอมพิวเตอร์เบื้องต้น ให้ผู้เรียนเข้าใจถึงการทำงานของระบบคอมพิวเตอร์ที่เป็นรูปธรรมและเข้าใจอย่างแท้จริง เช่นเขียนโปรแกรมเพื่อบอกให้คอมพิวเตอร์สั่งเปิดสวิตช์ไฟเมื่อไม่มีแสงสว่าง หรือเราใช้ Physical Computing เพื่อจำลองปรากฎการณ์บางอย่างให้นักเรียนเข้าใจบทเรียนง่ายขึ้น โดยให้ผู้เรียนมีส่วนร่วมในการสร้างปฏิสัมพันธ์นั้นๆด้วย เช่นโบกมือไปที่เซนเซอร์เพื่อช่วยให้กังหันลมหมุนให้เร็วขึ้นและเห็นผลลัพธ์ของกำลังไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นจากกราฟิกแสดงผล หรือความสว่างของหลอดไฟ
  • ศิลปะ (Arts): ศิลปินรุ่นใหม่ได้มีการประยุกต์ใช้ Physical Computing กับศิลปะมากขึ้น เช่นให้ผู้ที่ชมศิลปะสร้างปฏิสัมพันธ์กับเซนเซอร์เพื่อมีส่วนร่วมกับงานศิลปะ (Interactive Media Arts) หรือ การสร้างศิลปะจากข้อมูลที่ดึงมาจากฐานข้อมูลต่างๆทั่วโลก (Data Visualization)
  • การออกแบบผลิตภัณฑ์ (Production Design): Physical Computing สามารถนำมาใช้ในการสร้างต้นแบบของผลิตภัณฑ์ Prototype ได้เพื่อประหยัดเวลา และต้นทุน
  • เชิงพาณิชย์ (Commercial Applications): ไม่เพียงเราสามารถนำ Physical Computing มาสร้างต้นแบบแล้ว เรายังสามารถนำมาพัฒนางานเพื่อใช้ในเชิงพาณิชย์ได้เช่นกัน เนื่องจาก Physical Computing ก็มีความสมารถเพียงพอและเหมาะสมในหลายๆงาน เช่น Sony Eyetoy, Smart switch, Desktop 3D printer, Media hub, Game
  • ด้านวิทยาศาสตร์ (Scientific Applications): Physical Computing สามารถนำมาประยุกต์สร้างเป็นเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์ที่ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ใช้เก็บข้อมูล วิเคราะห์ ประมวลผลข้อมูล หรือทำนายผล จากข้อมูลเซนเซอร์ รูปภาพ หรือ แหล่งข้อมูลจากฐานข้อมูล

ในส่วนของบทความนี้เราจะเน้นการนำเสนอข้อมูลของการนำ Physical Computing มาใช้ในการจัดการเรียนการสอนกันครับ

Physical Computing for Education ใช้ในการจัดการเรียนการสอน

Physical Computing ได้ถูกพัฒนาและนำมาใช้ในการเรียนการสอนตั้งแต่ปี 1990 เริ่มต้นโดยใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ Microcontroller-based (ระบบสมองกลฝังตัว) เป็นวงจรรวมที่เราเรียกว่าไอซี ICs ที่บรรจุคำสั่งต่างๆให้เราสามารถเขียนโปรแกรมสั่งงานได้ เทคโนโลยีนี้ส่วนใหญ่จะมีการสอนในระดับมหาวิทยาลัยในหัวข้อทางด้าน หุ่นยนต์ Robotic environmental sensing, scientific experimentation, and interactive art.

pic1DEC24

Z80 Microcontroller Kit

ถ้ากล่าวถึงการพัฒนาเทคโนโลยีนี้ที่ให้ความสำคัญกับเยาวชนนั้น ในปี 1960 นักวิจัยได้ศึกษาและนำภาษา Logo http://www.calormen.com/jslogo/ มาใช้ในการเรียนการสอนสำหรับเด็กประถมศึกษาและมัธยมศึกษา เป็นการเขียนโปรแกรมง่ายๆเพื่อให้กราฟิกรูปเต่าลากเส้นเป็นรูปแบบต่างๆ ผู้เรียนจะสามารถพัฒนาทักษะการคิดอย่างมีระบบ Logical thinking และพื้นฐานทางคอมพิวเตอร์ แต่ลักษณะแบบนี้จะเป็นการเน้นการเรียนการสอนเน้นทางด้าน Digital ยังไม่ถูกปรับเปลี่ยนมาทางด้าน Physical มากนัก ทาง MIT Media Lab https://www.media.mit.edu/  จึงได้ทำการศึกษาและพัฒนานวัตกรรมการศึกษาทางด้าน Physical Computing ขึ้น

การพัฒนาเครื่องมือที่สามารถนำมาใช้ในการเรียนการสอนทางด้านคอมพิวเตอร์และการเขียนโปรแกรมที่สามารถให้ผู้เรียนเห็นภาพและสามารถเชื่อมต่อกับสิ่งต่างๆได้นั้น สามารถแบ่งได้เป็น 4 เจนเนอเรชั่น ดังนี้

ในยุคแรก Tangible Physical Computing คอมพิวเตอร์ที่จับต้องได้ เริ่มจาก LEGO/Logo ถูกพัฒนาในราวๆปี 1980-1990 ช่วงเวลาเดียวกันนั้นนักวิจัยที่ MIT Media Lab ได้ทำการพัฒนาโดยใช้ชื่อ Programmable Brick (ก้อนอิฐที่ใช้เขียนโปรแกรมได้ สงสัยจะตั้งชื่อตามลักษณะรูปร่างเป็นก้อนๆสี่เหลี่ยม) เด็กๆสามารถเขียนโปรแกรมควบคุมการทำงานของก้อนอิฐนี้ด้วยภาษา Logo

Figure-1-Progression-of-Programmable-Bricks-Counter-clockwise-from-upper-left-MIT-Logo

ในยุคที่สอง มีการวิจัยพัฒนาเพิ่มเติมความสามารถ โดยเพิ่มการเชื่อมต่อเซนเซอร์ใหม่ๆเข้าไป นอกจากเป็นที่นิยมนำมาใช้ในการเรียนการสอนแล้ว นักประดิษฐ์และนักออกแบบสื่อปฏิสัมพันธ์ก็ให้ความสนใจนำมาศึกษาเช่นกัน

RCX-ConnectionsLEGO_Plotter

รูป LEGO/Logo platform ที่มีการเพิ่มเซนเซอร์ต่างๆเข้าไป

ในยุคที่สาม ช่วงปี 2001 Physical Computing ขยายความสามารถให้มีความเหมาะสมสำหรับผู้ใช้งานมากขึ้น เช่นเด็กเล็ก เด็กในกลุ่มประเทศด้อย/กำลังพัฒนา อีกทั้งได้มีการออกแบบที่สามารถนำมาเพิ่มประสิทธิภาพในการเรียนการสอนด้านคณิตศาสตร์ และวิทยาศาสตร์ อีกด้วย

ตัวอย่างเช่นโปรเจค curlybot เป็นของเล่นที่สร้างเพื่อพัฒนาทักษะการเรียนรู้ของเด็กวัยสี่ขวบขึ้นไป มีลักษณะเป็นทรงกลมมีล้อทำให้เคลื่อนที่ได้อยู่ด้านล่าง เด็กสามารถกำหนด(โปรแกรม) ให้หุ่นยนต์จดจำการเคลื่อนที่โดยการลากเลื่อนไปมา หลังจากนั้นสามารถกดปุ่มให้หุ่นยนต์นี้เคลื่อนที่ตามที่เรากำหนดไว้ก่อนหน้านี้ได้ งานวิจัยนี้พบว่าผู้เรียนสามารถเข้าใจหลักการของคณิตศาสตร์โดยการเล่นกับหุ่นยนต์นี้  เช่นการให้ผู้เรียนสร้างรูปทรงเรขาคณิตจากการเคลื่อนที่ซ้ำ การเรียนรู้จากการสร้างเงื่อนไขในการเคลื่อนที่ เรียนรู้จากการสร้างเรื่องราว Story telling จากการกำหนดการเคลื่อนไหวของหุ่นยนต์

Capture

รูป curlybot

ในยุคที่สี่ (ถึงปัจจุบัน) ได้มีการพัฒนาอย่างก้าวกระโดด ทั้งในด้านรูปร่าง โครงสร้าง สถาปัตยกรรม ออกแบบเพื่อเป็นอุตสาหกรรมที่ชัดเจนมากขึ้น  เราสามารถแบ่งได้สามกลุ่มใหญ่ดังนี้

LEGO_31313_box5_in_v24_1488

  • กลุ่มที่หนึ่ง Lego Mindstorms https://en.wikipedia.org/wiki/Lego_Mindstorms ชุดเลโก้ต่อประกอบเป็นหุ่นยนต์ เด็กๆสามารถเขียนโปรแกรมควบคุมได้โดยต้องผ่านคอมพิวเตอร์ หรือแอพบนแทปเล็ท ผลิตภัณฑ์นี้ถือได้ว่ามี DNA ของ Physical Computing ในยุคแรกๆมากที่สุด หัวใจสำคัญของระบบอยู่ที่กล่องควบคุม (Brick) ซึ่งจริงๆแล้วก็เป็น Microcontroller ARM7 ที่อยู่ด้านในนั้นเอง (Lego Mindstormes Teardown : https://youtu.be/jqTpRHEfmic)

howitworks

http://mindstormsnxt.blogspot.co.uk/2006/08/whats-inside-nxt-brick.html

  • กลุ่มที่สอง จะเป็นแบบ breakout board ที่มีลักษณะเป็นแผงวงจรอิเล็กทรอนิกส์ เช่น Basic Stamp, Arduino, Raspberry Pi, Arduino, ESP8266, Micro:bit, Crumble

Capture2

http://redfernelectronics.co.uk/crumble/

1471260835673cover

https://www.raspberrypi.org/learning/physical-computing-with-python/

microbit

http://microbit.org/start/

lilyPadSimple_a

https://www.arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardLilyPad

  • กลุ่มที่สาม จะเป็นประเภทที่ไม่จำเป็นต้องต้องเชื่อมกับคอมพิวเตอร์เพื่อทำการโปรแกรม เราสามารถโปรแกรมสั่งงานได้ในตัวของอุปกรณ์ ซึ่งการสร้างโปรแกรมบนตัวอุปกรณ์มีความแตกต่าง หลากหลาย ไม่เหมือนกับสองกลุ่มที่กล่าวมา (เข้มข้นฉีกความจำเจ) อุปกรณ์ในกลุ่มนี้ถือว่าเป็นการสร้างกระบวนทัศใหม่ของ Physical Computing ตัวอย่างเช่น

Topobo http://www.topobo.com/ เป็นอุปกรณ์ที่เราสามารถนำชิ้นส่วนต่างๆมาประกอบกัน แล้วทำการบิดหมุน เพื่อโปรแกรมการเคลื่อนไหว (kinetic memory) เช่นเรานำมาต่อเป็นสัตว์ (ประหลาด) แล้วทำการขยับชิ้นส่วนที่ส่วนขาไปมาเพื่อให้ส่วนควบคุมจดจำลักษณะการเคลื่อนไหว หลังจากนั้นสัตว์ของเราก็จะเดินอย่างที่เราโปรแกรมไว้

งานชิ้นนี้เป็นงานวิจัยของ MIT Media Lab http://tangible.media.mit.edu/project/topobo/ โดยปัจจุบันได้พัฒนาเป็นผลิตภัณฑ์เชิงพาณิชย์แล้ว http://secure.topobo.com/

17-67-thickboxtopobo-2

รูป Topobo http://www.topobo.com/

Cubelets http://www.modrobotics.com/cubelets/ เป็นนวัตกรรมการพัฒนา Physical Computing ทางด้านกายภาพ Form factor ที่สามารถให้เด็กๆสามารถนำก้อนสี่เหลี่ยมแม่เหล็กทรงลูกบาศก์มาต่อเป็นหุ่นยนต์ Modular Robot ทำงานเป็นแขนกล เคลื่อนไหวได้ โดยแต่ละก้อนจะมีความสามารถที่แตกต่างกันไป เช่น แบตเตอรี่ ลำโพง เซนเซอร์ มอเตอร์ ล้อเคลื่อนที่ ฯลฯ

                      8020319_robotics-for-kids-with-cubelets--imagination_t24b5dcb0ab3-headercubelets-6

ข้อดีในการนำ Physical Computing มาใช้ในการเรียนการสอน

  • ผู้เรียนสามารถเข้าใจหลักการทำงานและการสื่อสารระหว่างมนุษย์กับคอมพิวเตอร์ หรือระหว่างคอมพิวเตอร์กับสิ่งต่างๆรอบตัวเรา
  • สร้างประสบการณ์การเรียนรู้ของผู้เรียน Designing learning experience และพัฒนาทักษะทางด้าน ซอฟสกิล Soft skills หรือทักษะในการแก้ปัญหา การสื่อสาร การบริหารจัดการ การทำงานร่วมกัน โดยทักษะเหล่านี้จะเกิดได้จากการที่เราให้ผู้เรียนได้ช่วยกันคิด ประดิษฐ์และแก้ไขโจทย์ปัญหาร่วมกันโดยใช้ Physical Computing เป็นเครื่องมือ
  • การให้พื้นที่ในการเรียนรู้ด้วยตนเอง Student-centred ผู้เรียนสามารถทำงานร่วมกันและสามารถสร้างสรรค์ผลงานได้ด้วยตนเองร่วมกับเพื่อน ทำให้ผู้เรียนมีความสุขในการเรียนมากกว่า การที่ครูผู้สอนเป็นคนกำหนดทิศทางในการเรียน Teacher centred approach โดยจะสอดคล้องที่เน้นผู้เรียนเป็นศูนย์กลาง
  • สนับสนุนการจัดเรียนรู้ และหลักสูตรแบบบูรณาการ Integrated management & curriculum ผู้สอนสามารถจัดประสบการณ์การเรียนรู้ของผู้เรียนได้ตามความสนใจ โดยสามารถเชื่อมโยงเนื้อหาสาระของศาสตร์ หรือหลักสูตรต่างๆที่เกี่ยวข้องสัมพันธ์กันให้ผู้เรียน

ต่อไปเราจะมาดูกันว่า เราสามารถที่จะส่งเสริมการเรียนรู้ทางด้านเทคโนโลยีของเยาวชนได้อย่างไรให้เกิดประสิทธิภาพสูงสุด

  • ออกแบบเทคโนโลยีแฟชั่น ชิกๆคูลๆ (Wearable computing)

Lilypad เป็นเครื่องมือที่ถูกนำมาใช้ในการเรียนการสอนในการออกแบบแฟชั่นอิเล็กทรอนิกส์ที่ได้รับความนิยมสูง เนื่องจากมีราคาไม่แพง เรียนรู้ง่าย สามารถโปรแกรมได้โดยใช้พื้นฐานภาษา C ผ่าน Arduino IDE

1

Capture1

https://learn.adafruit.com/chameleon-scarf?view=all

เราลองมาดูตัวอย่างหลักสูตรเวิร์คชอป 5 วันกับการสอนเด็กอายุ7-9ขวบ ประกอบไปด้วย 4 บทเรียน แต่ละบทเรียนมีงานย่อยให้ทำเพื่อประเมินความเข้าใจในการเรียนรู้ของผู้เรียน (อ้างอิงจากงานวิจัยของ Lau, W. W., Ngai, G., Chan, S. C., & Cheung, J. C. (2009, March))

บทเรียน

ชื่อบทเรียน กิจกรรม

ผลสัมฤทธิ์

1

ความรู้พื้นฐานด้านวงจรอิเล็กทรอนิกส์ Electronic Circuit Theory สร้างวงจรแบบง่ายด้วยสายไฟและหลอดไฟ LED ผู้เรียนเข้าใจพื้นฐานอิเล็กทรอนิกส์ เช่น แรงดัน และกระแสไฟฟ้า ความต้านทาน ตัวนำไฟฟ้า

2

ออกแบบวงจรสำหรับเสื้อยืด T-Shirt Circuit Design ออกแบบและสร้างวงจรที่ซับซ้อนขึ้นกับหลอดไฟ LED หลายๆหลอดบนเสื้อยืด ผู้เรียนเข้าใจการสร้างวงจรพื้นฐาน และการใช้งานเบรดบอร์ด breadboard

3

ความรู้พื้นฐานของวงจรรวม ICs เชื่อมต่ออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กับ ICs ได้ ผู้เรียนเข้าใจการทำงานของ ICs และผลลัพธ์

4

การประยุกต์ใช้ไมโครคอนโทรเลอร์ในการกำหนดการแสดงผลบนเสื้อยืด เขียนโปรแกรม รับค่าจากเซนเซอร์ เพื่อกำหนดการแสดงผลของหลอดไฟLED บนเสื้อยืด ผู้เรียนสามารถเขียนโปรแกรมและควบคุมการแสดงผลจากการรับค่าจากเซนเซอร์ได้

ผลการวิจัยในการนำหลักสูตรนี้ไปทดลองกับเด็กนักเรียน ปรากฏว่าผู้เรียนมีแรงจูงใจ (Motivation) ในการเรียนทางด้านวิทยาศาสตร์ และคอมพิวเตอร์สูงขึ้น อย่างไรก็ตามนักเรียนรู้สึกว่าการเขียนโปรแกรมควบคุมไมโครคอนโทรเลอร์มีความซับซ้อน และต้องใช้ความพยายาม แต่สุดท้ายก็สามารถทำได้สำเร็จ นอกเหนือจากนั้นนักวิจัยเห็นว่า การสอนดังกล่าวสามารถเปิดโอกาสให้ผู้เรียนได้ฝึกฝนใช้ความคิดสร้างสรรค์ ควบคู่กับการเรียนการสอนด้านเทคโนโลยี และการเขียนโปรแกรมเบื้องต้น

  • ดีเจ แร๊ปโย่วๆๆ (Digital Music Creation)

การสร้างเสียงดนตรีก็สามารถนำมาประยุกต์เพื่อพัฒนาการเรียนการสอนได้ สามารถทำให้ผู้เรียนเพลิดเพลินกับเสียงดนตรีควบคู่กับทักษะในการคิด การทำงานร่วมกัน และทักษะในการเขียนโปรแกรม

sonic pi

Sonic Pi Lessons https://www.raspberrypi.org/learning/sonic-pi-lessons/

โปรแกรม Sinic Pi ที่สามารถติดตั้งบนระบบปฏิบัติการบน Raspberry Pi หรือ PC ทั่วไป ได้ถูกนำมาใช้ในการพัฒนาทักษะทางการเขียนโปรแกรมคอมพิวเตอร์ของเด็กนักเรียนในประเทศอังกฤษ ผ่านทางการประพันธ์ทำนองดนตรี สร้างเสียงเพลง ด้วยการเขียนโค้ด โปรแกรม Sonic Pi ถูกพัฒนโดย Sam Aaron ที่คอมพิวเตอร์แล็ปที่มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ อังกฤษ  ผลจากงานวิจัยพบว่าผู้เรียนมีความสนใจเพิ่มขึ้นมากในการเรียนทางด้านวิทยาการคอมพิวเตอร์ ผู้เรียนเห็นความสำคัญของดนตรีกับชีวิตประจำวัน และมีความสนุกในการประพันธ์ดนตรีด้วยตนเอง และมองเห็นการเขียนโปรแกรมเป็นสิ่งที่สนุกไม่เหมือนการเขียนโปรแกรมด้วยเครื่องมืออื่นๆ หรือการต่อบล็อกของโปรแกรม Scratch

sonic-pi-summer-4

https://www.raspberrypi.org/blog/sonic-pi-live-summer-school/

 

สรุป

เราจะเห็นได้ว่าปัจจุบันเราได้มองคอมพิวเตอร์ในมุมมองที่แตกต่างออกไปจากเดิมที่ใช้พิมพ์งาน และมีขนาดใหญ่ การนำ Physical Computing มาใช้งานและนำมาพัฒนาการเรียนรู้ของเยาวชนเป็นอีกหนึ่งทางเลือกสอดคล้องกับความต้องการของตลาดแรงงานในอนาคตและพฤติกรรมของผู้เรียนในปัจจุบัน

image_39561493919803

สิ่งที่เราต้องศึกษาวิจัยกันต่อไปไม่เพียงแค่การสร้างนวัตกรรมการเรียนรู้โดยการขาดการศึกษาพฤติกรรมของผู้เรียน การเปิดโอกาศให้ผู้เรียนได้ใช้ความคิดสร้างสรรค์ ได้ลงมือทำในสิ่งที่เค้าเองมีส่วนร่วมและคิดค้น จะทำให้เกิดการเรียนรู้อย่างมีความสุขและยั่งยืน Physical Computing จะนำพาผู้เรียนกลับไปสู่ช่วงเวลาแห่งการสร้างสรรค์และเรียนรู้อย่างสนุกสนาน

อ้างอิง