คอมพิวเตอร์ช่วยสอน(Computer Assisted Instruction)

คอมพิวเตอร์ช่วยสอน(Computer Assisted Instruction)
หรือที่นิยมเรียกกันสั้นๆ ว่า CAIจะเป็นเรื่องธรรมดาสำหรับผู้ที่อยู่ในวงการการศึกษาเพราะปัจจุบันมีผู้สนใจศึกษาและพัฒนา โปรแกรมคอมพิวเตอร์ช่วยสอนกันเป็นอย่างมาก ตั้งแต่ระดับโรงเรียนจนถึงระดับมหาวิทยาลัยตลอดจนหน่วยงานต่างๆ บริษัทคอมพิวเตอร์ หลายแห่งได้มีการลงทุนพัฒนาในเรื่องนี้ นอกจากนี้ยังมีผลงานวิจัยอีกจำนวนมากที่ทำการศึกษาวิจัย และพัฒนาเกี่ยวกับคอมพิวเตอร์ช่วยสอน ในการประชุมวิชาการเรื่อง การนำเสนอคอมพิวเตอร์ไปใช้ในการเรียนการสอนวิทยาศาสตร์และคณิตศาสตร์" ซึ่งสถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (สสวท.) จัดเป็นประจำทุกปี ได้พบว่ามีผู้สนใจเข้าร่วมประชุมและเสนอผลงานอย่างมากมาย จึงเป็นนิมิตหมายอันดีสำหรับวงการการศึกษาที่จะมีการพัฒนาสื่อการเรียนการสอนโดยใช้เทคโนโลยีสมัยใหม่อีกรูปแบบหนึ่ง คือคอมพิวเตอร์

นักการศึกษาพยายามที่จะนำคอมพิวเตอร์ช่วยสอนมาใช้เป็นสื่อในการเรียนการสอน (Instructional Computing Material) การพัฒนาสื่อการสอนคอมพิวเตอร์นี้ส่วนใหญ่เน้นที่การจัดทำโปรแกรมคอมพิวเตอร์ช่วยสอน (CAI Software) การทำงานโดยใช้โปรแกรมควบคุม ทำให้คอมพิวเตอร์สามารถเป็นสื่อการสอน ที่มีความยืดหยุ่นมากกว่าสื่อการสอนประเภทอื่นๆ การพัฒนาโปรแกรมคอมพิวเตอร์ช่วยสอน มีลักษณะใกล้เคียงกับการพัฒนาสื่อการสอนทั่วไป คือมีขั้นตอนในการพัฒนาเพื่อให้ผลงานที่ได้ตรงกับจุดประสงค์ที่ตั้งไว้และคุ้มค่าใช้จ่ายที่ลงทุน

ปัจจุบันในประเทศไทยถึงแม้ว่าจะมีการพัฒนาโปรแกรมคอมพิวเตอร์ช่วยสอนจำนวนมากแต่เนื้อหายังซ้ำๆ และวนเวียนอยู่ในเฉพาะวิชาคณิตศาสตร์และฟิสิกส์ ปัญหาสำคัญคือ คุณภาพของโปรแกรมไม่ดีเท่าที่ควร จึงไม่สามารถประยุกต์ใช้แบบต่อเนื่องในการเรียนการสอนสาเหตุใหญ่ที่ทำให้โปรแกรม ไม่มีคุณภาพ คือ ขาดการวางแผนขั้นตอนการพัฒนาโปรแกรม ซึ่งเป็นจุดที่สำคัญควรแก้ไขโดยเร่งด่วน

ดังนั้นบทความนี้จึงจะกล่าวถึงขั้นตอนการพัฒนาโปรแกรมคอมพิวเตอร์ช่วยสอนที่จะเป็นแนวทางอันหนึ่ง ในการวางแผน และเตรียมการในการเขียนและปรับปรุงโปรแกรมคอมพิวเตอร์ช่วยสอน

ลำดับขั้นการพัฒนาโปรแกรมคอมพิวเตอร์ช่วยสอน

แบ่งออกเป็น 8 ขั้นตอน ดังนี้
1. ระบุเหตุผล
2. กำหนดวัตถุประสงค์
3. ลำดับขั้นตอนการทำงาน
4. สร้างโปรแกรม
5. ทดสอบการทำงาน
6. ปรับปรุงแก้ไข
7. ประยุกต์ใช้ในห้องเรียน
8. ประเมินผล

ลำดับขั้นตอนที่ 1,2 และ 3 เป็นการกำหนดคุณลักษณะและรูปแบบการทำงานของโปรแกรม คอมพิวเตอร์ช่วยสอนเป็นหน้าที่ของนักการศึกษาหรือผู้สอนเพราะมีความรอบรู้ ในเรื่องเนื้อหาวิชาที่จะสอนหลักจิตวิทยาการศึกษา วิธีการสอน และการวัดผลประเมินผลการศึกษาส่วนลำดับขั้นตอนที่ 4,5 และ 6 เป็นการสร้างและทดสอบและปรับปรุงแก้ไขโปรแกรมคอมพิวเตอร์ช่วยสอนเป็นหน้าที่ของนักคอมพิวเตอร์ หรือโปรแกรมเมอร์ผู้มีความสามารถ และประสบการในการเขียนโปรแกรมและใช้อุปกรณ์คอมพิวเตอร์อย่างมี อย่างมีประสิทธิภาพ สำหรับลำดับขั้นตอนที่ 7 และ 8 เป็นการประยุกต์ใช้ในการเรียนการสอน และประเมินผลการใช้ ในช่วงนี้เป็นการประสานงานระหว่างนักการศึกษากับนักคอมพิวเตอร์ เพราะมีส่วนที่เกี่ยวข้องกับการออกแบบและการสร้างโปรแกรม สำหรับการประเมินผลเป็นลำดับขั้นตอนสุดท้ายที่จะตัดสินใจว่า โปรแกรมคอมพิวเตอร์ช่วยสอน ที่พัฒนาขึ้น เป็นอย่างไร สมควรจะใช้ในการเรียนการสอนหรือไม่

1. ระบุเหตุผล

หลังจากที่เลือกเนื้อหาวิชาที่จะทำโปรแกรมคอมพิวเตอร์ช่วยสอนแล้ว จะต้องสามารถตอบคำถามต่อไปนี้ให้ได้
 • ทำไมเลือกเนื้อหานี้ มีปัญหาในการสอนหรือไม่และมีเนื้อหาที่เร่งด่วนกว่านี้หรือไม่
 • ทำไมต้องใช้คอมพิวเตอร์ช่วยสอน ใช้สื่อประเภทอื่นที่ราคาถูกกว่าได้หรือไม่

ถ้าตอบคำถามทั้งสองคำถามไม่ได้หรือน้ำหนักของคำตอบไม่หนักแน่นพอ ควรยกเลิกการทำโปรแกรมดังกล่าว

ตัวอย่างการระบุเหตุผล
โปรแกรมสาธิตการทดลองของทอมสัน(Thomson's Experiment)
การสอนเรื่อง "ทางเดินของลำอิเล็กตรอนในสนามแม่เหล็กและสนามไฟฟ้า" เป็นเนื้อหาที่ค่อนข้างจะสอนยาก เนื่องจากนักเรียน ไม่สามารถมองเห็นภาพจริงแม้จะมีอุปกรณ์ทดลอง คือหลอดรังสีแคโทด แต่มีราคาแพงและอันตราย เนื่องจากใช้ไฟฟ้าแรงสูง โปรแกรมสาธิตการทดลองของทอมสันจะทำหน้าที่จำลองการทำงานของหลอดรังสีแคโทด โดยแสดงทางเดินและความเร็วของ ลำอิเล็กตรอนเมื่อเปลี่ยนขนาดและทิศทางของสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก

2. กำหนดวัตถุประสงค์

เป็นการกำหนดคุณสมบัติและสิ่งที่คาดหวังจากผู้เรียนก่อนและหลังการใช้โปรแกรมคอมพิวเตอร์ช่วยสอน การกำหนดวัตถุประสงค์ ควรจะระบุสิ่งต่อไปนี้
 • ความรู้พื้นฐานของผู้เรียน ก่อนที่จะใช้โปรแกรม
 • สิ่งที่คาดหวังจากผู้เรียน หลังจากที่ใช้โปรแกรมว่า นักเรียนควรรู้อะไร

วัตถุประสงค์นี้ควรบอกให้ผู้เรียนทราบก่อนจะให้ผู้เรียนได้เตรียมตัวและทราบจุดหมายปลายทางในการใช้โปรแกรม

ตัวอย่างการกำหนดวัตถุประสงค์
โปรแกรมนี้เหมาะสำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาตอนปลายซึ่งมีความรู้ในเรื่องต่อไปนี้
1. มวลและความเร็ว
2. อนุภาคของสสาร
3. สนามแม่เหล็กและสนามไฟฟ้า
โปรแกรมออกแบบสำหรับใช้สอนเสริมให้นักเรียนที่ยังไม่เข้าใจบทเรียนจากการเรียนในห้องเรียน หรือครูผู้สอนอาจจะใช้เป็นสื่อการสอนสาธิตเรื่องนี้ หลังจากนักเรียนได้เรียนจากโปรแกรมแล้วควร จะรู้สิ่งต่อไปนี้
1. สามารถบอกทิศทาง และความเร็วของลำอิเล็กตรอน เมื่อผ่านสนามแม่เหล็กไฟฟ้าลักษณะต่างๆ
2. สามารถอธิบายผลกระทบต่อการเคลื่อนที่ของลำอิเล็กตรอนที่เกิดจากสนามแม่เหล็กและสนาม ไฟฟ้า

3. ลำดับขั้นตอนการทำงาน

เป็นการกำหนดรูปแบบการทำงานของโปรแกรมคอมพิวเตอร์ช่วยสอน โดยเขียนเป็นต้นแบบที่เรียกว่า "Story Board" ซึ่งจะใช้ในการสร้างต้นแบบ ควรบอกลักษณะและลำดับการทำงานของโปรแกรม เพื่อผู้ที่จะนำโปรแกรมไปใช้จะได้เตรียมอุปกรณ์และสภาพการทำงานในการใช้โปรแกรม

ตัวอย่างลำดับขั้นตอนการทำงาน
โปรแกรมนี้สามารถใช้กับเครื่องไมโครคอมพิวเตอร์ตระกูล IBM/PC และควรใช้จอภาพสีเพื่อแสดงรายละเอียด ภาพได้ชัดเจน ส่วนวิธีการ ควบคุมการทำงานของโปรแกรมอธิบายไว้ในโปรแกรม ลำดับการทำงานของโปรแรม มีดังต่อไปนี้
1. แสดงชื่อโปรแกรม "การทดลองของทอมสัน" และมีภาพหลอดรังสีแคโทดประกอบ
2. อธิบายจุดประสงค์วิธีการใช้และควมคุมการทำงานของโปรแกรม
3. ระบุเนื้อหา ที่ผู้เรียนควรจะรู้ก่อนจะใช้โปรแกรมนี้ เช่น
 • มวล ความเร็ว อนุภาคของสสาร อะตอม อิเล็กตรอน
 • สนามไฟฟ้าและแรงไฟฟ้า
 • สนามแม่เหล็กและแรงแม่เหล็ก
4. ทดสอบความรู้พื้นฐานของผู้เรียน ตามที่ระบุไว่ในข้อ 3 อาจทำให้ผู้เรียนทำข้อสอบชนิด 4 ตัวเลือกจำนวน 10 ข้อ ผู้เรียนจะต้องตอบถูกอย่างน้อย 8 ข้อ จึงสามารถเรียนต่อได้ มิฉะนั้นโปรแกรมจะหยุดทำงาน และแนะนำให้ผู้เรียนไป ศึกษาเนื้อหาในข้อ 3 ใหม่
5. เข้าสู่บทเรียน โดยจะมีรายการคสบคุม (Menu) ให้ผู้เรียนเลือกหัวข้อที่ต้องการ ดังนี้
 • ความรู้เกี่ยวกับอิเล็กตรอน
 • ความรู้เกี่ยวกับการทดลองของทอมสัน
 • ลำอิเล็กตรอนในสนามแม่เหล็ก
 • ลำอิเล็กตรอนในสนามไฟฟ้า
6. ประเมินผลการเรียน หลังจากผู้เรียนศึกษาบทเรียนจนเป็นที่พอใจแล้ว จะมีแบบทดสอบชนิด 4 ตัวเลือกจำนวน 20 ข้อ ให้ผู้เรียนทำโดย ผู้เรียนจะต้องทำถูกอย่างน้อย 14 ข้อ (70%) จึงถือว่าผ่านบทเรียนนี้

สำหรับคู่มือประกอบการใช้ ควรจะมีรายละเอียดดังต่อไปนี้
 • อุปกรณืคอมพิวเตอร์ที่ต้องการใช้
 • มีเอกสารปรระกอบการใช้โปรแกรมหรือไม่
 • วิธีการควบคุมการทำงานของโปรแกรม เช่นหยุดการทำงานของโปรแกรม เช่นหยุดการทำงาน ข้ามและย้อนกลับบทเรียนขออธิบายเป็นต้น
 • สามารถกลับไปทบทวนบทเรียนก่อนๆ ได้หรือไม่
 • มีการบันทึก และรายงานผลการเรียนหรือไม่

4. สร้างโปรแกรม

เป็นการแปลต้นแบบที่กระดาษให้เป็นชุดคำสั่งที่คอมพิวเตอร์เข้าใจ โดยใช้ภาษาคอมพิวเตอร์ภาษาใดภาษาหนึ่ง การเขียนโปรแกรมจะต้องมีการตรวจแก้ไขข้อผิดพลาดเนื่องจากสาเหตุดังต่อไปนี้
 • รูปแบบคำสั่งผิดพลาด เป็นการใช้คำสั่งไม่ถูกต้องตามข้อกำหนด
 • แนวความคิดผิดพลาด เป็นข้อผิดพลาดอันเนื่องจากผู้เขียนขั้นตอนการทำงานคลาดเคลื่อน เช่น กำหนด สูตรคำนวณผิดพลาด เป็นต้น

หลังจากตรวจและแก้ไข ข้อผิดพลาดต่างๆ เป็นที่เรียบร้อย และโปรแกรมสามารถทำงานตามต้นแบบที่กำหนด ก็เป็นอันสิ้นสุดขั้นตอนการสร้างโปรแกรม

5. ทดสอบการทำงาน

เป็นการนำโปรแกรมที่สร้างไปทดสอบกับกลุ่มตัวอย่างผู้เรียนในสภาพใช้งานจริง เพื่อทดสอบการทำงานของโปรแกรม และหาข้อบกพร่องที่ผู้ออกแบบคาดไม่ถึง เพื่อนำข้อมูลเหล่านั้นกลับมาปรับปรุงแก้ไขต่อไป

6. ปรับปรุงแก้ไข

หลังจากทราบข้อบกพร่อง จากการนำโปรแกรมไปทดสอบการทำงาน ก็จะทำการปรับปรุงแก้ไขโปรแกรม การปรับปรุงจะต้องปรับปรุงที่ตัวต้นแบบก่อน แล้วตามด้วยตัวโปรแกรม หลังจากแก้ไขเรียบร้อย จะต้องนำกลับไปทดสอบการทำงานใหม่ และถ้ายังมีข้อบกพร่องก็จะต้องปรับปรุงแก้ไขอีก ฉะนั้นขั้นตอนการทดสอบการทำงานและปรับปรุงจะกระทำวนเวียนกันซ้ำๆ จนได้โปรแกรมที่ไม่มีข้อบกพร่องหรือมีข้อบกพร่องน้อยที่สุด และเป็นที่พอใจของผู้ออกอแบบ คือนักการศึกษาจึงจะนำไปใช้งาน

7. ประยุกต์ใช้ในห้องเรียน

การนำโปรแกรมไปใช้ในการเรียนการสอนจะต้องทำตามข้อกำหนดสำหรับการใช้โปรแกรมเช่นโปรแกรมสำหรับการออกแบบ สำหรับส่งเสริมการเรียนรู้ควรจะมีชั่วโมงกิจกรรมสำหรับการใช้โปรแกรม โปรแกรมที่ออกแบบสำหรับสาธิตการทดลอง ควรจะให้นักเรียนได้ใช้โปรแกรมก่อนจะเข้าห้องทดลองจริง เป็นต้น

8. ประเมินผล

การประเมินผลเป็นขั้นตอนสุดท้ายสำหรับการพัฒนาโปรแกรมคอมพิวเตอร์ช่วยสอน จะเป็นการสรุปว่า โปรแกรมที่สร้างเป็นอย่างไร สมควรจะนำไปใช้ในการเรียนการสอนหรือไม่ การประเมินผลแบ่งออกเป็น 2 ส่วน
ส่วนที่ 1 ประเมินว่า หลังจากนักเรียนใช้โปรแกรมนี้แล้วบรรลุวัตถุประสงค์ที่ตั้งไว้หรือไม่ วิธีการประเมินผลส่วนนี้กระทำโดยผู้เรียนทำแบบทดสอบ ก่อนและหลังการใช้โปรแกรม เพื่อวัดความก้าวหน้าของผู้เรียน ถ้าผลการทดสอบออกมาติดลบแสดงว่าหลังจากการ ใช้โปรแกรมผู้เรียนไม่งได้พัฒนาขึ้นเลย จำเป็นต้องมีการปรับปรุงต้นแบบหรือวัตถุประสงค์ใหม่ เพราะ วัตถุประสงค์ใหม่เพราะโปรแกรมที่สร้างไม่บรรลุวัตถุประสงค์ตามที่ตั้งไว้
ส่วนที่ 2 ประเมินในส่วนของโปรแกรมและการทำงานว่า การใช้โปรแกรมกับเนื้อหารวิชานี้เหมาะสมหรือไม่ เจตคติของผู้เรียนต่อการใช้โปรแกรมเป็นอย่างไร วิธีการใช้โปรแกรมง่ายยากอย่างไร วิธีการสอนบทเรียน ความถูกต้องของเนื้อหา เอกสารประกอบ การติดต่อกับผู้เรียน เป็นอย่างไรการประเมินผลเป็นอย่างไรการประเมินผลส่วนนี้จะใช้แบบสอบถาม

จากขั้นตอนการพัฒนาโปรแกรมคอมพิวเตอร์ช่วยสอนที่กล่าวมาทั้งหมดข้างต้รนี้ จะเห็นว่าการออกแบบซึ่งได้แก่ระบุเหตุผล กำหนดวัตถุประสงค์และลำดับขั้นตอนที่มีความสำคัญมาก เพราะจะเป็นตัวกำหนดความสำเร็จของงานแต่ผู้พัฒนาโปรแกรมคอมพิวเตอร์ช่วยสอนส่วนใหญ่ละเลย ขั้นตอนเหล่านี้หรือให้ความสนใจในส่วนนี้น้อยมาก กลับไปสนใจโปรแกรมทำให้วงขยายกว้างขึ้นเกินไป และมักจะล้มเหลวในที่สุดเพราะไม่มีแผนหรือต้นแบบควบคุมการทำงาน

แนวทางการพัฒนาโปรแกรมคอมพิวเตอร์ช่วยสอนที่กล่าวมาทั้งหมด เป็นการเสนอให้ผู้ที่เกี่ยวข้องกับงานคอมพิวเตอร์ช่วยสอน ได้ตระหนังถึงแนวทางที่ถูกต้องในการพัฒนาและประยุกต์ใช้สื่อการสอน ได้ตระหนักถึงแนวทางที่ถูกต้องในการพัฒนาประยุกต์ใช้ สื่อการสอนคอมพิวเตอร์ เพื่อให้เกิดประโยชน์สูงสุดในวงการการศึกษาและเป็นการส่งเสริมคอมพิวเตอร์ช่วยสอน เริ่มงานโปรแกรมคอมพิวเตอร์ช่วยสอนด้วยลำดับขั้นตอนการทำงานที่ถูกต้อง เพื่อให้ได้โปรแกรมคอมพิวเตอร์ที่ถูกต้อง เพื่อให้ได้โปรแกรมคอมพิวเตอร์ช่วยสอนที่ตรงตามวัตถุประสงค์ และมีประสิทธิภาพ