การพัฒนาสภาพแวดล้อมความจริงเสมือนสำหรับการเรียนรู้การทดลอง ทดสอบในห้องปฏิบัติการ และการใช้เครื่องจักร ระยะที่ 2

โครงการวิจัยนี้ เป็นการพัฒนาเทคโนโลยีการสอนทางไกล ในกลุ่มวิชาการปฏิบัติการทางวิศวกรรมโยธา วิศวกรรมธรณี และวิศวกรรมแหล่งน้ำ โดยใช้เทคโนโลยีความเป็นจริงเสมือน และการจำลองการปฏิบัติการด้วยคอมพิวเตอร์ พัฒนาเป็นโปรแกรมที่ผู้เรียนสามารถใช้งาน ทำการทดลองการปฏิบัติการได้ด้วยตนเอง แบบเสมือนจริง สามมิติ เสมือนกับว่าผู้เรียนได้ทำการใช้งานกับอุปกรณ์ปฏิบัติการนั้นจริงๆ โดยอุปกรณ์จำลองเหล่านี้ มีรูปร่าง หน้าตา การตอบสนองและพฤติกรรมเสมือนกับอุปกรณ์ของจริง

นอกจากนี้ ความสามารถสำคัญของโปรแกรมที่พัฒนาขึ้น คือ สามารถเชื่อมต่อกันแบบออนไลน์ได้ ทำให้ผู้เรียนหลายๆคน และผู้สอน สามารถพูดคุยกัน ใช้งานอุปกรณ์จำลองร่วมกัน ผู้สอนสามารถอธิบายการใช้งานอุปกรณ์ จัดการเรียนการสอนร่วมกันได้ เสมือนอยู่ด้วยกันในห้องปฏิบัติการจำลองจริงๆ 

โปรแกรมปฏิบัติการทางวิศวกรรมความเป็นจริงเสมือนนี้ สามารถตอบโจทย์ การจัดการศึกษาในอนาคต ที่มีแนวโน้มที่จะดำเนินการจัดการศึกษาแบบทางไกลมากขึ้น และเป็นแบบที่ผู้เรียนสามารถเรียนได้ด้วยตนเองตามการจัดเวลาที่ผู้เรียนสะดวก หรือนัดเวลากับผู้สอนเพื่อทำการเรียนพร้อมกันได้ ทั้งยังแก้ปัญหาการจัดการเรียนการสอน ในปัญหาสถานการณ์การระบาดของเชื้อ COVID-19 ที่ผู้สอนและผู้เรียน ไม่สามารถเข้ามาใช้อุปกรณ์ในมหาวิทยาลัยได้ ทำให้การสอนวิชาปฏิบัติการต้องหยุดการจัดการเรียนการสอนไป

การจัดการเรียนการสอนด้วยโปรแกรมจำลองความเป็นจริงเสมือนนี้ ยังช่วยแก้ปัญหา การที่มหาวิทยาลัยมีจำนวนอุปกรณ์ที่จำกัด ไม่เพียงพอให้ผู้เรียนทุกคนได้ใช้งาน หรือ ประเด็นการเกิดอุบัติเหตุ อันตรายในการใช้งานเครื่องจักรอุปกรณ์ต่างๆ ซึ่งในการที่ผู้เรียนใช้โปรแกรมจำลองนี้ ผู้เรียนสามารถ เล่นทดลองได้อย่างไม่ต้องกลัวอันตราย กล้าที่จะทำการทดลอง และเห็นผลลัพธ์ของการทดลองในรูปแบบต่างๆ ได้มากขึ้น

การทำการทดลองด้วยโปรแกรมจำลองนี้ สามารถบันทึก ขั้นตอนการใช้งานของผู้เรียนกับตัวเครื่องจักรอุปกรณ์ได้ ตลอดเวลาที่ผู้เรียนใช้โปรแกรม บันทึกการทดลองทุกๆครั้งที่ผู้เรียนได้ทดลอง และสรุปข้อมูลการใช้งานของผู้เรียนทุกคนได้ ซึ่งข้อมูลนี้ จะเป็นประโยชน์อย่างมากต่อผู้สอน ในการวิเคราะห์ ปัญหาของผู้เรียน จุดที่ผู้เรียนติดขัด ความเข้าใจของผู้เรียน ขณะปฏิบัติงาน ซึ่งในการสอนปกติ ผู้สอนอาจจะไม่สามารถสังเกตผู้เรียนได้ทุกคน ทำให้ผู้สอนได้เห็นข้อมูลการเรียนรู้ ของผู้เรียนนอกเหนือจากแบบทดสอบหรือผลลัพธ์สุดท้ายที่ผู้เรียนต้องปฏิบัติ และนำข้อมูลเหล่านี้มาพัฒนาการเรียนการสอนได้

กลุ่มเป้าหมายของโครงการวิจัยนี้ ได้แก่ ผู้สอนและผู้เรียน วิชาปฏิบัติการทางวิศวกรรมโยธา วิศวกรรมธรณี และวิศวกรรมแหล่งน้ำ ในรายวิชาที่เปิดสอนอยู่ในปัจจุบัน โดยโครงการวิจัยจะทยอยพัฒนา การปฏิบัติการในแต่ละหัวข้อการทดลอง ตลอดระยะเวลาของโครงการ 3 ปี ซึ่งใน ปีแรก จะมี 8 หัวข้อการปฏิบัติการ ปีที่สอง จะมีเพิ่ม 9 หัวข้อการปฏิบัติการ และปีที่สาม จะมีเพิ่ม 9 หัวข้อการปฏิบัติการ   รูปแบบการทำงานของโปรแกรม จะถอดแบบจากใบงานการทดลอง ที่ใช้สอนอยู่จริงในปัจจุบัน

รูปแบบการประเมินผลของโครงการ จะแบ่งการประเมินเป็น สองส่วน ส่วนแรก คือ ความสมจริงของโปรแกรมความเป็นจริงเสมือน และความสมจริงของรูปร่าง หน้าตาและพฤติกรรมของอุปกรณ์จำลองในโปรแกรม โดยจะเป็นการประเมินจากผู้สอนและผู้เรียนที่มีประสบการณ์การใช้อุปกรณ์เหล่านี้มาก่อน ส่วนที่สอง คือการประเมินเปรียบเทียบระหว่าง รูปแบบการจัดการเรียนการสอนแบบดั้งเดิมในสถานที่จริง กับ รูปแบบการจัดการเรียนการสอนออนไลน์ด้วยโปรแกรมความจริงเสมือน ในด้านที่ผู้เรียนสามารถบรรลุผลการเรียนรู้ได้เทียบเท่ากับการเรียนการสอนแบบดั้งเดิมหรือไม่ มากน้อยเพียงใด

การต่อยอดของโครงการ หลังจากการใช้งาน การประเมินผลและปรับปรุงโปรแกรมจนเป็นที่น่าพอใจแล้ว ตัวโปรแกรมสามารถเผยแพร่ให้สถาบันการศึกษาอื่นๆ นำไปปรับใช้กับรายวิชาปฏิบัติการวิศวกรรมของตนได้ เพื่อประโยชน์ในการจัดการเรียนการสอนของประเทศในวงกว้าง เพิ่มโอกาสทางการศึกษาของผู้เรียนในวิชาปฏิบัติการทางวิศวกรรม ที่ต้องใช้ต้นทุนในการซื้อและการบำรุงอุปกรณ์ที่มีมูลค่าสูง