คอมพิวเตอร์เพื่อการเรียนการสอน

องค์ประกอบของระบบคอมพิวเตอร์

1. ฮาร์ดแวร์ (Hardware) หมายถึง อุปกรณ์ต่างๆ ที่ประกอบเข้าเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์

2. ซอฟแวร์ (Software) คือ โปรแกรมที่เขียนขึ้น เพื่อกำหนดให้ฮาร์ดแวร์ของระบบคอมพิวเตอร์ทำงานตามที่ต้องการ โดยซอฟแวร์ตัวหนึ่ง ๆ อาจจะประกอบด้วยโปรแกรมหลายโปรแกรม เกี่ยวเนื่องและตัวโปรแกรมต้องประกอบด้วย คำสั่งที่จะสั่งให้ส่วนต่าง ๆ ของฮาร์ดแวร์ทำงาน

3. บุคลากร (Peopleware) การทำงานของคอมพิวเตอร์จำเป็นต้องมีบุคลากร ในการควบคุมการทำงานของคอมพิวเตอร์ และจัดทำโปรแกรมซึ่งแบ่งออกได้เป็น
1) พนักงานเตรียมข้อมูล (data entry operator) ทำหน้าที่บันทึกข้อมูลลงในอุปกรณ์ต่าง ๆ เช่น บัตรเจาะรู เทปแม่เหล็ก ฯลฯ
2) พนักงานควบคุมคอมพิวเตอร์ (computer operator) ทำหน้าที่บรรจุโปรแกรมและข้อมูลเข้าเครื่องคอมพิวเตอร์ เตรียมและติดตั้งอุปกรณ์ในการใช้งานคอมพิวเตอร์ ตรวจสอบ/แก้ไข การทำงานของระบบคอมพิวเตอร์
3) นักโปรแกรมคอมพิวเตอร์ (programmer) เขียนโปรแกรมที่จะสั่งให้คอมพิวเตอร์ทำงานต่าง ๆ ตามต้องการ
4) นักวิเคราะห์ระบบ (systerm analysis) มีหน้าที่วิเคราะห์และออกแบบงานที่จะนำคอมพิวเตอร์เข้าไปใช้

ความหมายของคอมพิวเตอร์ช่วยสอน

คอมพิวเตอร์ช่วยสอน (Computer Assisted Instruction : CAI) เป็นกระบวนการเรียนการสอน โดยใช้สื่อคอมพิวเตอร์ ในการนำเสนอเนื้อหาเรื่องราวต่างๆ มีลักษณะเป็นการเรียนโดยตรง และเป็นการเรียน แบบมีปฏิสัมพันธ์ (Interactive) คือสามารถโต้ตอบระหว่างผู้เรียนกับคอมพิวเตอร์ได้

ประเภทของคอมพิวเตอร์ช่วยสอน

1.ประเภทการฝึกหัด (Drill and Practive)วัตถุประสงค์คือ ฝึกความแม่นยำ หลังจากที่เรียนเนื้อหาจากในห้องเรียนมาแล้ว โปรแกรมจะไม่เสนอเนื้อหา แต่ใช้วิธีสุ่มคำถามที่นำมาจากคลังข้อสอบ มีการเสนอคำถามซ้ำแล้วซ้ำอีกเพื่อวัดความรู้จริง มิใช่การเดา จากนั้นก็จะประเมินผล

2.ประเภทสถานการณ์จำลอง (Simulation)เพื่อให้ผู้เรียนได้ทดลองปฏิบัติกับสถานการณ์จำลอง ที่มีความใกล้เคียงกับเหตุการณ์จริง เพื่อฝึกทักษะและเรียนรู้ โดยไม่ต้องเสี่ยงหรือเสียค่าใช้จ่ายมาก มักเป็นโปรแกรมสาธิต(Demostration) เพื่อให้ผู้เรียนทราบถึงทักษะที่จำเป็น

3.ประเภทเกมการสอน (Instruction Games)ประเภทนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อ กระตุ้นความสนใจของผู้เรียน มีการแข่งขัน เราสามารถใช้เกมในการสอน และเป็นสื่อที่ให้ความรู้แก่ผู้เรียนได้ ในแง่ของกระบวนการ ทัศนคติ ตลอดจนทักษะต่างๆ ทั้งยังช่วยเพิ่มบรรยากาศในการเรียนรู้ให้มากขึ้นด้วย

4.ประเภทการค้นพบ (Discovery)เพื่อให้ผู้เรียน ได้มีโอกาสทดลองกระทำสิ่งต่างๆ ก่อน จนกระทั่งสามารถหาข้อสรุปได้ด้วยตนเอง โปรแกรมจะเสนอปัญหาให้ผู้เรียนได้ลองผิดลองถูก และให้ข้อมูลแก่ผู้เรียน เพื่อช่วยผู้เรียนในการค้นพบนั้น จนกว่าจะได้ข้อสรุปที่ดีที่สุด

5.ประเภทการแก้ปัญหา (Problem-Solving)เพื่อฝึกให้นักเรียนรู้จักการคิด การตัดสินใจ โดยจะมีเกณฑ์ ที่กำหนดให้แล้วผู้เรียนพิจารณาตามเกณฑ์นั้นๆ6.ประเภทเพื่อการทดสอบ (Test)ประเภทนี้ไม่ได้มีวัตถุประสงค์เพื่อการสอน แต่เพื่อใช้ประเมินการสอนของครู หรือการเรียนของนักเรียน คอมพิวเตอร์จะประเมินผลในทันที ว่านักเรียนสอบได้หรือสอบตก และจะอยู่ในลำดับที่เท่าไร ได้ผลการสอบกี่เปอร์เซ็นต์
ข้อดี ข้อจำกัดของคอมพิวเตอร์ช่วยสอน

1) ทำให้ผู้เรียนสามารถเรียนช้าหรือเร็วได้ ตามระดับความสามารถของตนเอง เนื่องจากคอมพิวเตอร์เป็นสื่อการสอนรายบุคคลที่ดียิ่ง ดังนั้นผู้เรียนจะใช้เวลาเรียนแตกต่างกัน ตามความสามารถของผู้เรียนแต่ละคน

2) ไม่จำกัดสถานที่เรียน ผู้เรียนไม่จำเป็นจะต้องมายังสถานศึกษา ผู้เรียนอาจจะเรียนอยู่กับบ้านผ่านเครือข่ายคอมพิวเตอร์ได้

3) สามารถเรียนจากสื่อประสม (Multi media) ความก้าวหน้าของคอมพิวเตอร์ ทำให้ผู้เรียนสามารถอ่านข้อความ ดูรูปภาพ ภาพเคลื่อนไหว (animation) วีดิทัศน์ (Video) และฟังเสียงได้

4) การทราบผลการเรียนทันที คอมพิวเตอร์สามารถแจ้งและบันทึกผลการปฏิบัติได้ทันที ทำให้ผู้เรียนสามารถตรวจสอบความเข้าใจของตนเองว่าถูกต้องหรือไม่ อย่างไร ข้อจำกัดของ CAI ในการนำเอาคอมพิวเตอร์มาใช้ในการเรียนการสอนนั้น
มีข้อจำกัดบางประการ ทำให้เกิดปัญหาในการนำมาใช้ ซึ่งพอจะสรุปได้ดังนี้

1) ขาดซอฟแวร์บทเรียนที่มีคุณภาพ เนื่องจากการผลิตซอฟแวร์บทเรียนที่เหมาะสมและมีคุณภาพจำเป็นต้องอาศัยทั้งโปรแกรมเมอร์ นักเทคโนโลยีการศึกษา และนักประเมินผลดังนั้นบทเรียนที่มีอยู่โดยทั่วไปจึงด้อยคุณภาพ ทำให้ไม่เกิดแรงจูงใจในการเรียนแก่ผู้เรียน

2) ขาดบุคลากรที่มีความรู้ด้านคอมพิวเตอร์ เนื่องจากคอมพิวเตอร์เป็นนวัตกรรม ดังนั้น จึงขาดบุคลากรที่มีความรู้ทั้งการใช้ การผลิตซอฟแวร์ ตลอดจนผู้วางระบบการใช้งานของคอมพิวเตอร์ทำให้ภาพที่ใช้ไม่เหมาะสมกับการเรียนการสอน

3) ครุภัณฑ์มีราคาสูง แม้จะมีการพัฒนาคอมพิวเตอร์ไปอย่างมากจนทำให้ราคาต่ำลงกว่าเมื่อหลายปีที่ผ่านมาแต่ราคาก็ยังคงสูง และค่าบำรุงรักษาค่อนข้างแพง ดังนั้นสถานศึกษาโดยทั่วไปจึงยังคงมีปัญหา

4)ใช้วิธีการเร้าความสนุกมากเกินไป ซึ่งบทเรียนบางบทเรียนที่เน้นความสนุก โดยนำเข้าไปแทรกในบทเรียน บางทีอาจจะไม่มีสาระต่อการเรียนรู้ก็ได้
5)การออกแบบโปรแกรมของคอมพิวเตอร์ใช้ในการเรียนการสอนนั้น ยังพัฒนาไปได้ไม่มากนัก เมื่อเทียนกับการออกแบบโปรแกรมเพื่อใช้ในวงการด้านอื่น ๆ และยังไม่มีการนำมาใช้อย่างแพร่หลาย
6)เนื้อหาไม่ตรงกับสาระวิชาหรือหลักสูตร ซึ่งอาจจะยังไม่เป็นโปรแกรมคอมพิวเตอร์ช่วยสอนที่แท้จริง ที่จะสามารถนำมาสอนได้
7) การที่จะให้ครูผู้สอนเป็นผู้ออกแบบโปรแกรมบทเรียนเองนั้น นับว่าเป็นงานที่ต้องอาศัยเวลา สติปัญญา ความชำนาญและความสามารถเป็นพิเศษ ทำให้เป็นการเพิ่มภาระของครูผู้สอนให้มีมากยิ่งขึ้น
8) ผู้เรียนบางคน โดยเฉพาะอย่างยิ่งผู้เรียนที่เป็นผู้ใหญ่ อาจจะไม่ชอบโปรแกรมที่เรียนตามขั้นตอน ทำให้เป็นอุปสรรคในการเรียนรู้ได้
9)โปรแกรมคอมพิวเตอร์ช่วยสอนจำนวนมาก ไม่มีความเป็นธรรมชาติเหมือนอยู่ในห้องเรียน
การออกแบบและพัฒนาบทเรียนคอมพิวเตอร์ช่วยสอนบทเรียนคอมพิวเตอร์ช่วยสอน

ควรมีลักษณะการนำเสนอเป็นตอน ตอนสั้นๆ ที่เรียกว่า เฟรม หรือ กรอบ เรียงลำดับไปเรื่อยๆ เพื่อให้ผู้เรียนสามารถศึกษาได้ด้วยตนเอง (Self Learning) และควรจัดทำปุ่มควบคุม หรือรายการควบคุมการทำงาน เพื่อให้ผู้เรียนสามารถโต้ตอบกับคอมพิวเตอร์ได้ เช่น มีส่วนที่เป็นบททบทวน หรือแบบฝึกปฏิบัติ แบบทดสอบ หลังจากที่มีการนำเสนอไปแต่ละตอน หรือแต่ละช่วง ควรตั้งคำถาม เพื่อเป็นการทบทวน หรือเพื่อตรวจสอบความเข้าใจ ในเนื้อหาใหม่ที่นำเสนอแก่ผู้เรียน สำหรับการตอบสนองต่อการตอบคำถาม ควรใช้เสียง หรือคำบรรยาย หรือภาพกราฟิก เพื่อสร้างแรงจูงใจ ความมั่นใจในการเรียนรู้ โดยเฉพาะเนื้อหาสำหรับเด็กเล็ก นอกจากนี้ควรมีส่วนที่เสริมความเข้าใจ ในกรณีที่ผู้เรียนตอบคำถามผิด ไม่ควรข้ามเนื้อหา โดยไม่ชี้แนะแนวทางที่ถูกต้อง เกี่ยวกับเรื่องเวลาในการเรียน ควรให้อิสระต่อผู้เรียน ไม่ควรจำกัดเวลา เพื่อเปิดโอกาสให้เรียนตามความต้องการของผู้เรียนเอง เนื้อหาบทเรียนควรมีทางเลือกหลากหลาย เช่น ถ้าผู้เรียนรับรู้ได้เร็ว ก็สามารถข้ามเนื้อหาบางช่วงได้ เป็นต้น

ขั้นตอนการออกแบบการสอนในคอมพิวเตอร์ช่วยสอน
ประกอบไปด้วย 9 ขั้นตอนดังนี้
ขั้นตอนที่ 1. ดึงดูดความสนใจ เป็นการกระตุ้นและจูงใจให้ผู้เรียนมีความต้องการที่จะเรียน
ขั้นตอนที่ 2. บอกวัตถุประสงค์ เพื่อให้ผู้เรียนได้ทราบถึงเป้าหมายในการเรียนโดยรวม
ขั้นตอนที่ 3. ทบทวนความรู้เดิม
ขั้นตอนที่ 4. การเสนอเนื้อหาใหม่ เพื่อช่วยให้การรับรู้เป็นไปอย่างมีประสิทธิภาพ
ขั้นตอนที่ 5. ชี้แนวทางในการเรียนรู้ ใช้การสอนแบบค้นพบ หรือการสอนแบบอุปมา ถือได้ว่าเป็นการชี้แนวทางการเรียนรู้ เพื่อให้ผู้เรียนพยายามวิเคราะห์หาคำตอบได้ด้วยตนเอง
ขั้นตอนที่ 6. กระตุ้นการตอบสนอง ออกมาในรูปของกิจกรรมต่างๆ ที่ผู้เรียนได้มีส่วนร่วมในการคิด และปฏิบัติในเชิงโต้ตอบ
ขั้นตอนที่ 7. ให้ผลป้อนกลับ คือ การให้ข้อมูลย้อนกลับไปยังผู้เรียนเกี่ยวกับความถูกต้อง
ขั้นตอนที่ 8. ทดสอบความรู้ เป็นการประเมินว่า ผู้เรียนเกิดการเรียนรู้ตามที่ได้ตั้งเป้าหมายหรือไม่
ขั้นตอนที่ 9. การจำและนำไปใช้
การใช้และการประเมินผลการประยุกต์

การคอมพิวเตอร์ช่วยสอนการนำคอมพิวเตอร์ช่วยสอน มาใช้งาน สามารถกระทำได้หลายลักษณะ ได้แก่

1. ใช้สอนแทนผู้สอน ทั้งในและนอกห้องเรียน ทั้งระบบสอนแทน, บททบทวน และสอนเสริม

2. ใช้เป็นสื่อการเรียนการสอนทางไกล ผ่านสื่อโทรคมนาคม เช่น ผ่านดาวเทียม เป็นต้น

3. ใช้สอนเนื้อหาที่ซับซ้อน ไม่สามารถแสดงข้องจริงได้ เช่น โครงสร้างของโมเลกุลของสาร

4. เป็นสื่อช่วยสอน วิชาที่อันตราย โดยการสร้างสถานการณ์จำลอง เช่น การสอนขับเครื่องบิน การควบคุมเครื่องจักรกลขนาดใหญ่

5. เป็นสื่อแสดงลำดับขั้น ของเหตุการณ์ที่ต้องการให้เห็นผลอย่างชัดเจน และช้า เช่น การทำงานของมอเตอร์รถยนต์ หรือหัวเทียน

6. เป็นสื่อฝึกอบรมพนักงานใหม่ โดยไม่ต้องเสียเวลาสอนซ้ำหลายๆ หน สร้างมาตรฐานการสอน