เว็บช่วยสอนเชิงวิศวกรรม
Web-Based Instruction for Engineering

ปรัชญนันท์ นิลสุข

บทความวิชาการตีพิมพ์ในวารสารพัฒนาเทคนิคศึกษา ปีที่ 11 ฉบับที่ 29 มกราคม-มีนาคม 2542

          คงไม่มีมหาวิทยาลัยใดในประเทศที่ยังไม่ติดตั้งระบบอินเทอร์เน็ต ระบบคอมพิวเตอร์ที่มีเครือข่ายเชื่อมโยงถึงกันทั่วโลก นำข้อมูลข่าวสารและความรู้ต่าง ๆ มากมายมหาศาลที่ไม่สามารถเรียนรู้ได้หมดบรรจุไว้ ยิ่งสถานศึกษาใดเปิดสอนในสาขาวิชาทางด้านวิทยาศาสตร์เทคโนโลยี หรือวิศวกรรมศาสตร์ ยิ่งพลาดไม่ได้ที่ต้องเรียนรู้และเข้าใจถึงระบบอันทรงคุณประโยชน์ยิ่งนี้ โดยเฉพาะเมื่อเราสามารถนำเอามาใช้ในทางการศึกษา โดยการออกแบบเว็บไซต์ในรูปของเครื่องมือในการเรียนการสอนที่เรียกว่า เว็บช่วยสอน (Web-Based Instruction)

          รูปแบบของการใช้เว็บเพื่อการสอนเชิงวิศวกรรม ก็จะมีแนวคิดการออกแบบเพื่อการสอนในลักษณะเดียวกับการออกแบบระบบการสอนทั่วไป แต่มีลักษณะที่เน้นไปเฉพาะทางวิศวกรรม จึงควรมีกรอบแนวคิดที่ประกอบด้วยศาสตร์ในสองสาขามาผนวกกันนั่นคือ ศาสตร์ในมุมมองทางการศึกษากับศาสตร์ในมุมมองทางด้านวิศวกรรม สามารถแสดงแนวคิดนี้ในรูปของแบบจำลองแนวคิดการใช้เว็บช่วยสอนเชิงวิศวกรรม ที่ผู้เขียนได้ออกแบบตามรูปที่ 1 โดยแบ่งโครงสร้างของแบบจำลองเป็นสองส่วนคือ

          ส่วนที่ 1 ส่วนที่เป็นมุมมองด้านการศึกษา (Education) มีองค์ประกอบ 4 ประการคือ

          1. เว็บเบสการสอน (Web-Based Instruction : WBI) ถือเป็นเครื่องมืออย่างหนึ่งที่จะนำมาใช้ในการจัดการเรียนการสอนทางด้านการศึกษา เรียกได้ว่า เว็บช่วยสอน แต่มีลักษณะที่แตกต่างไปจากคอมพิวเตอร์ช่วยสอนหรือสื่อการสอนแบบอื่น ๆ เพราะเว็บช่วยสอนก็มีคุณลักษณะเฉพาะของตนเอง แต่เว็บช่วยสอนเองก็อยู่ในขอบเขตของเวิลด์ไวด์เว็บในมุมมองทางการศึกษา
          2. เวิลด์ไวด์เว็บ (World Wide Web : WWW) ซึ่งหมายถึงเครื่องมือในการสืบค้นภายในระบบเครือข่ายหรืออินเตอร์เน็ต ซึ่งในมุมมองทางการศึกษาถือว่าเป็นระบบสื่อสารทางไกลในแบบเครือข่ายประเภทหนึ่ง ที่นักการศึกษาสามารถนำมาใช้เพื่อประโยชน์ทางการศึกษาได้ แต่ตัวระบบไม่ได้มีเนื้อหาหรือวิธีการเพื่อการสอนโดยตรง ดังนั้นเว็บเบสจึงเป็นส่วนหนึ่งของเวิลด์ไวด์เว็บที่ทำหน้าที่ในการจัดการสอนภายในเครือข่ายนี้
          3. การศึกษาทางไกล (Distance Education) ในเมื่อเครื่องมือที่ใช้เป็นระบบเครือข่ายที่เชื่อมโยงไปยังส่วนต่าง ๆ ที่อยู่ไกลออกไปได้ทั่วโลก นักการศึกษาจึงจัดรูปแบบของการใช้เครื่องมือเพื่อจัดการศึกษาในลักษณะนี้ว่า เป็นการจัดการศึกษาทางไกลโดยมีเวิลด์ไวด์เว็บเป็นสื่อในการนำข้อมูลข่าวสารไปยังผู้รับ
          4. การพัฒนาระบบการเรียนการสอน (Instructional Development) เมื่อเราต้องการใช้เว็บเพื่อการเรียนการสอนเชิงวิศวกรรม ในมุมมองของนักเทคโนโลยีการศึกษา เว็บเป็นเครื่องมือหนึ่งที่ต้องสื่อสารในระบบเครือข่ายเวิลด์ไวด์เว็บในลักษณะที่เป็นการศึกษาทางไกล แต่เว็บจะกลายเป็นสื่อในการเรียนรู้ได้ก็ต่อเมื่อได้ออกแบบและจัดระบบให้เกิดการเรียนรู้ขึ้นภายในเว็บนั้น สภาพของเว็บจึงจะเรียกได้ว่า เว็บการสอน องค์ประกอบสุดท้ายในการบ่งบอกความเป็นเว็บเพื่อการสอนคือ เว็บนั้นต้องได้รับการออกแบบและพัฒนาเพื่อใช้ในการเรียนการสอน

          ส่วนที่ 2 ส่วนที่เป็นมุมมองทางด้านวิศวกรรม ก็มีองค์ประกอบ 4 ส่วนเช่นกันคือ

          1. เว็บช่วยสอน ซึ่งก็จะมีมุมมองในลักษณะที่เป็นการใช้เว็บ เพื่อนำมาใช้ในการเรียนการ สอนเช่นกันกับนักการศึกษา
          2. เทคโนโลยีสารสนเทศ (Information Technology) เป็นมุมมองที่เห็นได้ว่าลักษณะของ เว็บเพื่อใช้ในการสอนเป็นการนำเอาระบบอินเทอร์เน็ตมาใช้ในการสืบค้นข้อมูล โดยมุ่งประเด็นเป็นในแนวทางของเทคโนโลยีสารสนเทศ ซึ่งเป็นเทคโนโลยีที่นำคอมพิวเตอร์เข้ามาใช้ในการจัดการศึกษาผ่านระบบอินเทอร์เน็ต
          3. การเรียนโดยการทำโครงการ (Project-Based Learning) การเรียนรู้ในเชิงวิศวกรรมย่อมที่ จะเน้นให้ผู้เรียนมีทักษะในเชิงวิศวกรรมในสาขาต่าง ๆ ที่แตกต่างกันไป แต่ในมุมมองของทุกสาขาก็จะเน้นในผู้เรียนได้เรียนในลักษณะที่ทำจริง รู้จริง แก้ปัญหาจริง โดยพยายามให้เครื่องมือต่าง ๆ ได้ฝึก ผู้เรียนอย่างแท้จริง
          4. การจัดการศึกษาในแนวคิดของคอนสตัคชั่นนิสซึ่ม (Constructionism) เป็นแนวคิดการจัด การศึกษาในแนวคิดของคอนสตัคติวิซึ่ม (Contructivism) ที่แยกตัวมาให้ชัดเจนโดยเน้นถึงการสร้างที่เป็นแนวคิดหลักสอดคล้องกับการสอนเชิงวิศวกรรม โดยมุ่งที่การเรียนรู้จะต้องเกิดขึ้นภายในตัวของผู้เรียนเอง เป็นการเรียนรู้ในแบบ Learning by doing ของจอห์น ดิวอี้ ผู้เรียนจะเป็นศูนย์กลางของการเรียนรู้ แนวคิดนี้จะจัดการสอนแบบโครงการ (Project-Based Learning)

ลักษณะที่พบของ WBI เชิงวิศวกรรม

          การออกแบบบทเรียนโดยการใช้เว็บในการสอนเชิงวิศวกรรม จะมีลักษณะคล้ายคลึงกับการออกแบบในคอมพิวเตอร์ช่วยสอน แต่จะมีรูปแบบที่แตกต่างกันออกไปตามคุณลักษณะของเว็บ โดยแบ่งลักษณะที่พบของเว็บการสอนในเชิงวิศวกรรม ได้แก่
          1. บทเรียนรายวิชา (Course ware) เป็นลักษณะทั่วไปของเว็บเพื่อการสอนโดยจะจัดทำเป็นบทเรียนให้ผู้เรียนสามารถเข้ามาเรียนบนเวิลด์ไวด์เว็บได้ โดยทั่วไปบทเรียนประเภทนี้จะมีรหัสผ่านของแต่ละเว็บเพื่อให้เฉพาะผู้เรียนที่อยู่ในชั้นเรียนของผู้ออกแบบเท่านั้น
          2. แบบห้องปฏิบัติการ (Laboratory) เป็นลักษณะเฉพาะประการหนึ่ง ของเว็บในเชิง วิศวกรรมที่จะออกแบบการเรียนการสอนบนเว็บโดยเน้นในรูปของห้องปฏิบัติการ (Laboratory) เพื่อให้นักศึกษาเข้ามาใช้เว็บเป็นเหมือนห้องทดลอง มีการกำหนดสถานการณ์ในการทดลองหรือกำหนดสูตรให้นักศึกษาได้ทดลอง
          3. แบบจำลองสถานการณ์ (Simulation) การเรียนการสอนเชิงวิศวกรรมย่อมขาดไม่ได้ที่จะ ต้องให้ผู้เรียนได้เข้ามาเรียนในสถานการณ์จำลองที่ผู้สอนได้ออกแบบขึ้นบนเว็บ ซึ่งอาจจะมีลักษณะเป็นการจำลองการทำงานของเครื่องมือหรือเครื่องจักรกลประเภทใดประเภทหนึ่ง อันเป็นเครื่องจักรที่มีราคาสูงมาก ไม่สามารถซื้อมาใช้ในการฝึกหรือไม่สามารถแสดงการทำงานในโครงสร้างที่ซับซ้อนให้กับผู้เรียนได้เห็น จึงต้องอาศัยการจำลองสถานการณ์จริงเอาไว้บนเว็บ
          4. แบบฐานข้อมูล (Data Based) เป็นการใช้เว็บเพื่อเป็นที่เก็บของข้อมูลต่าง ๆ ในเชิง วิศวกรรมแต่ออกแบบให้ผู้เรียนได้เข้าไปใช้ฐานข้อมูลเหล่านี้ประกอบการเรียน โดยออกแบบเป็นเว็บ ลิงก์ เพื่อเชื่อมโยงหรือกระโดดไปยังข้อมูลที่ต้องการ ในขณะเดียวกันก็ออกแบบให้ผู้เรียนได้เข้าไปใช้ฐานข้อมูลในการสืบค้นหาคำตอบของคำถามภายในบทเรียนด้วย

มุมมองของเว็บเบสเพื่อการสอนเชิงวิศวกรรม

          ในระยะเวลาไม่นานที่ระบบอินเทอร์เน็ตได้เข้ามามีบทบาทสำคัญในทุกวงการ มหาวิทยาลัยต่าง ๆ ได้ติดตั้งระบบอินเทอร์เน็ตของตนเอง โดยเฉพาะมหาวิทยาลัยที่เปิดสอนในคณะวิศวกรรมศาสตร์ทุกแห่งย่อมติดตั้งระบบอินเทอร์เน็ตทั้งสิ้น แนวคิดการใช้อินเทอร์เน็ตในรูปแบบของเว็บการสอนจึงได้เกิดขึ้นในหลายลักษณะ รศ.ยืน ภู่วรวรรณ (2541) ในมุมมองของผู้อำนวยการศูนย์คอมพิวเตอร์ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ ซึ่งมีประสบการณ์กับการใช้คอมพิวเตอร์มายาวนาน เป็นอาจารย์ประจำคณะวิศวกรรมศาสตร์และวางระบบเครือข่ายอินเทอร์เน็ตให้กับมหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ มีมุมมองของการใช้เว็บเพื่อการสอนเชิงวิศวกรรมที่น่าสนใจสามารถประมวลได้ดังต่อไปนี้

- การสอนโดยการใช้เว็บเป็นการสอนที่ไม่ใช่ text book
- รูปแบบของการเรียนรู้อยู่ที่ตัวของผู้เรียนเอง
- ความเชื่อมั่นในกฎของมัวร์ (Gordon Moor) ว่า ประสิทธิภาพของคอมพิวเตอร์เพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า ทุก ๆ 12 เดือน
- การใช้เว็บจะต้องเป็น Decentralized
- Education on Demand สอนในสิ่งที่ผู้เรียนอยากเรียน จัดหาให้ในสิ่งที่เขาต้องการ
- จะต้องมีการประยุกต์ความคิดในแนวทาง Machine Intellegence
- เป็นการจัดเรียนการสอนแบบ Asynchronous Leaning (anywhere - anytime)

รูปที่ 2 แนวคิดการใช้เว็บในการสอนเชิงวิศวกรรมของ รศ.ยืน ภู่วรวรรณ (2541)

การใช้เว็บการสอนเชิงวิศวกรรม

          การใช้คอมพิวเตอร์ในการเรียนการสอนเชิงวิศวกรรม เป็นสิ่งที่นำมาใช้อย่างกว้างขวางโดยเฉพาะการจำลองแบบของเครื่องมือหรืออุปกรณ์จริง ซึ่งมีขนาดใหญ่และมีราคาแพงไม่สามารถนำมาแสดงหรือให้นักศึกษาสามารถฝึกใช้งานได้ เพราะนักศึกษาอาจไม่สามารถเข้าไปเกี่ยวข้องโดยตรงกับเครื่องมืออุปกรณ์เหล่านั้น ดังนั้นเครื่องจำลองแบบ (Simulator) จึงเป็นอุปกรณ์สำคัญในการสอนอย่างในภาควิศวกรรมเครื่องกล ในสาขาวิศวกรรมอุตสาหการ ของมหาวิทยาลัยโทโลโด (University of Toledo) มลรัฐโอไฮโอ สหรัฐอเมริกา ได้พัฒนาเครื่องจำลองการทำงานของเครื่องเทอร์บาย ซึ่งไม่ สามารถแสดงการทำงานให้เห็นได้โดยตรง โดยจำลองแบบด้วยการเขียนด้วยโปรแกรม JAVA แแสดงอยู่บนอินเทอร์เน็ตให้นักศึกษาได้ศึกษาการทำงาน (Reed and Afjeh, 1998) ซึ่งเว็บไซด์ดังกล่าวสามารถดูได้ใน http://www.utoledo.edu

          มหาวิทยาลัยโคโรราโด มหาวิทยาลัยจอร์จเมสัน และมหาวิทยาลัยไรซ ได้ร่วมมือกันจัดหลักสูตรระดับปริญญาตรีวิศวกรรมไฟฟ้า สาขาการประมวลสัญญาณดิจิทัล (Digital signal processing) แบบทางไกล โดยจัดเป็นภาคปฏิบัติให้นักศึกษาได้ฝึกทดลอง ทั้งนี้เพื่อแบ่งปันทรัพยากรบุคคลและเครื่องมือ นอกจากนี้ยังมีการใช้เทคโนโลยีเพื่อการสอนทางไกลโดยอาศัยระบบเครือข่ายอินเทอร์เน็ต เพื่อช่วยประหยัดค่าใช้จ่ายเทคโนโลยีดังกล่าว ประกอบด้วย

          1. ไปรษณีย์อิเล็กทรอนิกส์และกลุ่มข่าวสาร (E-mail and Newsgroups) เพื่อการส่งคำถาม ตอบคำถาม ระหว่างอาจารย์กับนักศึกษา ตลอดจนการถาม-ตอบกันเองระหว่างนักศึกษา
          2. โฮมเพจ (Homepage) โดยใช้บราวเซอร์ (Browser) ที่ชื่อ โมเซอิก (Mosaic) เป็นซอฟแวร์ที่เกิดก่อนเนตสแคป (Netscape) และเอ็กซ์พลอเรอร์ (Explorer) เพื่อสนับสนุนการสอนโดยเน้นรายละเอียดภาคปฏิบัติ ฐานข้อมูล เอกสารการเรียนการสอน, แนวการเขียนรายงานและรายการคำตอบของคำถามที่นักศึกษามักจะถาม (FAQ : Frequently Asked Question)
          3. การใช้ซอฟต์แวร์ชื่อ แมทแล็ป (Matlab) ซึ่งเป็นโปรแกรมสำเร็จรูปมาตรฐาน สำหรับการศึกษาและวิจัยด้านการประมวลสัญญาณดิจิตัลในการฝึกภาคปฏิบัติ

          ในการสอนนักศึกษาจะถูกจัดแบ่งเป็นกลุ่ม ซึ่งโดยปกติจะเป็นการรวมกลุ่มนักศึกษาต่าง มหาวิทยาลัย และก่อนการลงมือปฏิบัติจะมีเทปบันทึกภาพอธิบายให้เข้าใจถึงทฤษฎีและแนวทางการทดลอง (ไพรัช ธัชยพงษ์. 2540 : 5)

          ข้อสังเกตในการสำรวจเฉพาะลงไปถึง WWW ในกิจกรรมการศึกษาของมหาวิทยาลัยแห่งรัฐวอชิงตัน ในคณะวิศวกรรมศาสตร์ ภาควิชาวิศวกรรมไฟฟ้าและภาควิชาวิทยาการคอมพิวเตอร์ สังเกตได้ว่าจะมีการเย้าแหย่กลั่นแกล้งกัน เพราะในวิศวกรรมไฟฟ้าและวิทยาการคอมพิวเตอร์ จะมีผู้ที่มีประสบการณ์สูง มีความรู้ความสามารถเกี่ยวกับคอมพิวเตอร์อยู่เป็นจำนวนมากที่สุดในมหาวิทยาลัยที่เข้าใจวิธีการและกระบวนการของเทคโนโลยีสารสนเทศ ในขณะเดียวกันภายในภาควิชาวิศวกรรมไฟฟ้าและวิทยาการคอมพิวเตอร์ก็เป็นภาคที่มี WWW ที่มีเนื้อหาในทางการศึกษามากที่สุด และในมหาวิทยาลัยต่าง ๆ คณะวิศวกรรมก็มีการใช้อินเตอร์เน็ตมากและโดดเด่นกว่าสาขาอื่น ๆ (Rada and the others, 1996)

          การใช้ระบบอินเทอร์เน็ตในงานวิศวกรรมอย่างการทดลองในห้องปฏิบัติการ ซึ่งในการทดลองหลาย ๆ อย่างที่อาจเกิดอันตราย เช่น การทดลองทางเคมี ที่อาจเกิดการระเบิด หรือต้องใช้อุปกรณ์ราคาแพงและมีการชำรุดได้ง่าย หรือมีการสูญเสีย (วุฒิพงศ์ พงศ์สุวรรณ, 2540) ดังนั้นในการใช้เว็บสำหรับการสอนเชิงวิศวกรรมจึงได้มีเว็บที่ให้ผู้เรียนได้ศึกษาเครื่องมืออุปกรณ์ในลักษณะที่เป็นการจำลองสถานการณ์ เพื่อให้ผู้เรียนได้ฝึกการใช้เครื่องมือต่าง ๆ ที่ไม่สามารถกระทำได้จริงในห้องปฏิบัติการหรือมีสภาพที่อันตรายไม่สามารถทดลองให้เห็นจริงได้

บทสรุป

          การใช้เว็บเพื่อการเรียนการสอนในเชิงวิศวกรรมแม้ว่าจะเป็นนวัตกรรมใหม่ ที่นำเข้ามาใช้ในการเรียนการสอนเชิงวิศวกรรมได้เป็นอย่างดี แต่การจะนำไปใช้เพื่อเรียนรู้หรือไม่ก็ขึ้นอยู่กับอาจารย์ผู้สอนหรือนักการศึกษาที่มีวิสัยทัศน์และให้ความสำคัญต่อการใช้เว็บเพื่อการสอน มิฉะนั้นก็จะทำให้ไม่มีใครนำเว็บไปใช้เพื่อการสอน ซึ่งลดโอกาสการเรียนรู้ของผู้เรียน โดยเฉพาะเชิงวิศวกรรมที่ควรจะต้องนำหน้าในด้านเทคโนโลยี เป็นการแสดงให้เห็นถึงการนำเทคโนโลยีมาใช้ในเชิงวิศวกรรมในทุกสาขา อันจะเกิดประโยชน์สูงสุดโดยตรงกับผู้เรียนเอง และส่งผลให้เกิดประสิทธิภาพในการเรียนการสอนเชิงวิศวกรรมสูงสุด

ปรัชญนันท์ นิลสุข
อาจารย์ 1 ระดับ 5 วิทยาลัยเทคนิคสมุทรสงคราม
e-mail : prachyanun@hotmail.com
URL : http://www.geocities.com/collegepark/field/8210

บรรณานุกรม

ไพรัช ธัชยพงษ์. อุดมศึกษาผ่านสื่อทางไกล : โอกาสทางการศึกษา คุณภาพ ความคุ้มทุน และความ เป็นไปได้. Information Research. 1(9), มกราคม-กุมภาพันธ์ 2540 : 1-50.

ยืน ภู่วรวรรณ. การพัฒนาเทคโนโลยีมัลติมีเดีย. เอกสารประกอบการสัมมนา อิทธิพลและทิศทาง มัลติมีเดียกับสังคมไทย ณ วันที่ 15 ธันวาคม 2540. ศูนย์เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์และ คอมพิวเตอร์แห่งชาติ, 2540.

วุฒิพงศ์ พงศ์สุวรรณ. มัลติมีเดีย : มุมมองของผู้ที่พัฒนาระบบและผู้ที่ให้การศึกษา. เอกสารประกอบ การสัมมนา อิทธิพลและทิศทางมัลติมีเดียกับสังคมไทย ณ วันที่ 15 ธันวาคม 2540. ศูนย์เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์แห่งชาติ, 2540.

Rada, Roy and the other. World Wide Web Activity and the University. Educational Technology. Setember-October, 1996 : 49-51.

Reed, J.A. and Afjeh, A.A. Developing Interactive Educational Engineering Software for the World Wild Web with JAVA. Computers and Education. 30(3/4), 1998 : 183-194.

Best viewed with Microsoft Internet Explorer 5 or higher with 800x600 screen resolution
copyright(C) 2000-2001  by Prachyanun Nilsook : comments to : email  prachyanun@hotmail.com
ICQ110759076
Last update : 21/05/44 01:59:27
ปรับปรุงครั้งล่าสุด  21/05/44    เว็บมาสเตอร์  ปรัชญนันท์  นิลสุข