E-book-MBL 2

การเรยี นร้โู ดยใช้แบบจาลองเปน็ ฐาน



คานา

หนังสืออิเล็กทรอนิกส์ เรื่อง การเรียนรู้โดยใช้แบบจาลอง
เป็นฐาน (Model-Based Learning) เป็นส่วนหน่ึงของรายวิชา
266-411 Education Innovations for Elementary School
Teachers มีเน้ือหาเก่ียวกับความหมายของแบบจาลอง บทบาทท่ี
สาคญั ของแบบจาลอง ประเภทของแบบจาลอง ลกั ษณะการจัดการ
เรียนรู้โดยใช้แบบจาลองเป็นฐาน ลักษณะและข้อจากัดของ
แบบจาลอง หลักการเรียนรู้ของการใช้แบบจาลองเป็นฐาน และ
ตวั อย่างกจิ กรรมการจัดการเรียนการสอนโดยมแี บบจาลองเป็นฐาน

ผู้จัดทาหวังเป็นอย่างยิ่งว่า หนังสืออิเล็กทรอนิกส์เล่มนี้จะ
เป็นประโยชน์กบั ผู้อา่ นท่ีกาลงั หาขอ้ มูลเรอ่ื งน้ีอยู่ หากมขี ้อผดิ พลาด
ประการใด ผู้จดั ทาขออภัยมา ณ ท่ีน้ีด้วย

นิซัลมา หะยีแวสะแลแม

สารบญั

เร่อื ง หนา้

ความหมายของแบบจาลอง 1

บทบาทท่ีสาคญั ของแบบจาลอง 3

ประเภทของแบบจาลอง 5

ลักษณะและขอ้ จากัดของแบบจาลอง 7

การเรียนรู้โดยใชแ้ บบจาลอง 8

แนวคิดสาคัญทอี่ ธิบายกระบวนการเรียนรู้ 10

หลกั การเรียนรขู้ องการใช้แบบจาลองเปน็ ฐาน 12

ลักษณะการจัดการเรียนรูโ้ ดยใช้แบบจาลองเปน็ ฐาน 13

ตวั อยา่ งกิจกรรมการจดั การเรยี นการสอนโดยมแี บบจาลองเปน็ ฐาน 15

แบบจาลอง
คอื อะไร

1

ความหมายของแบบจาลอง

แบบจาลอง หมายถึง ส่ิงที่สร้างขึ้นเพ่ือใช้เป็น
ตวั แทนของปรากฏการณ์เหตุการณห์ รือระบบความคิด
ท่ีอยู่บนพ้ืนฐานของความรู้วิทยาศาสตร์ โดยสามารถ
นาแบบจาลองมาใช้เพ่ือการเรียนรู้ของนักเรียน ได้แก่
สิ่งทเ่ี ปน็ รูปธรรม รูปภาพ แผนภาพ คาพดู สตู รสมการ
เคมี และสมการทางคณติ ศาสตร์ เป็นตน้

2

บทบาทท่ีสาคัญ
ของแบบจาลอง

3

บทบาทท่สี าคัญของแบบจาลองและการสร้าง
แบบจาลองในการศกึ ษาวทิ ยาศาสตร์

Justi and Gilbert (2002) ได้สรุปบทบาทที่สาคัญของแบบจาลอง
และการสร้างแบบจาลองในการศกึ ษาวิทยาศาสตร์ไวค้ ือ
1) เป็นตวั แทนของเอกลักษณ์ในการบรรยายปรากฏการณ์ทซ่ี บั ซ้อนใหเ้ ข้าใจ
ไดง้ ่ายข้นึ
2) ทาใหเ้ อกลักษณ์ท่ีมีความเปน็ นามธรรมมคี วามชัดเจนมากขึน้
3) เปน็ พ้นื ฐานสาหรบั การตคี วามหมายจากผลการทดลอง
4) ทาใหค้ าอธิบายได้รบั การพัฒนา
5) เป็นพื้นฐานท่ีใช้สาหรับการทานาย ซ่ึงแบบจาลองนั้นเป็นสิ่งท่ีเช่ือมโยง
ระหวา่ งทฤษฎที างวทิ ยาศาสตรก์ ับความจรงิ โดยในการสร้างแบบจาลองจะมี
วัตถุประสงค์ท่ีเฉพาะเจาะจง แบบจาลองที่สร้างขึ้นอาจมีขนาดเล็กกว่า
เป้าหมาย (เช่นแบบจาลองรถไฟ) หรือมีขนาดใกล้เคียงกับเป้าหมาย (เช่น
แบบจาลองอวัยวะของมนุษย์) หรือมีขนาดใหญ่กว่าเป้าหมายก็ได้ (เช่น
แบบจาลองไวรัส) (Gilbert et al., 2000)

4

ประเภทของแบบจาลอง

Gilbert (2005) ; Gilbert et al. (2000) ได้จาแนกประเภทของ
แบบจาลอง ดงั นี้
1. ประเภทของแบบจาลองแบ่งตามพ้ืนฐานของหลักภววิทยา (Ontology)
หรือแบ่งตามวัตถุประสงค์และหน้าที่ของแบบจาลองท่ีใช้ในการสอนและการ
เรียนรู้ในบทเรยี นทางวิทยาศาสตร์แบง่ ไดเ้ ป็น 5 ประเภทดังนี้

1.1 แบบจาลองทางความคิด (Mental model) คือ แบบจาลองเฉพาะ
ของแตล่ ะบคุ คลท่อี าจจะสร้างโดยตัวบุคคลเองหรอื สร้างร่วมกนั เปน็ กลุ่ม

1.2 แบบจาลองที่แสดงออก (Expressed model) คือ แบบจาลองทาง
ความคิดที่ถกู นาเสนอหรอื แสดงออกให้ผู้อื่นได้รับรู้ในรูปแบบต่าง ๆ เช่นคาพูด
ภาพวาดและทา่ ทางเปน็ ต้น

1.3 แบบจาลองมติของกลุม่ (Consensus model) คือ แบบจาลองท่ีได้รับ
การยอมรับภายในกล่มุ ซง่ึ แบบจาลองของแต่ละกลุ่มอาจจะแตกต่างกันขึ้นอยู่
กับการทดลองประสบการณ์และการอภิปรายของแตล่ ะกลุม่

1.4 แบบจาลองทางวิทยาศาสตร์ (Scientific model) คือ แบบจาลองที่
ได้รับการทดสอบอย่างเป็นทางการมีการเผยแพร่ในวารสารต่าง ๆ และได้รับ
การยอมรับจากประชาคมวิทยาศาสตร์

1.5 แบบจาลองทางประวัติศาสตร์ (Historical model) คือ แบบจาลองท่ี
เคยได้รับการยอมรับว่าเป็นแบบจาลองทางวิทยาศาสตร์ เช่น แบบจาลอง
โครงสรา้ งอะตอมที่แสดงววิ ฒั นาการของการสร้างแบบจาลอง

5

2. ประเภทของแบบจาลองแบ่งตามเกณฑ์ของการเป็นตัวแทนในการ
แสดงออกแบ่งได้เป็น 5 ประเภท ดงั นี้

2.1 แบบจาลองเชิงรูปธรรม (Concrete model) คือ แบบจาลอง
ของวัตถุ 3 มิติ เป็นตัวแทนในการอธิบาย เช่น ใช้พลาสติกเป็นตัวแทนของ
โมเลกุล เป็นตน้

2.2 แบบจาลองเชิงคาพูด (Verbal model) คือ แบบจาลองคาพูด
หรือภาษาในการบรรยาย อธิบาย เล่าเรื่องเ ปรียบเทียบหรืออุปมาอุปไมย
ปรากฏการณต์ า่ ง ๆ

2.3 แบบจาลองเชิงคณิตศาสตร์ (Mathematical model) คือ
แบบจาลองทีเ่ ปน็ สัญลกั ษณ์ สูตร หรือสมการแสดงความสมั พนั ธ์เชิงปริมาณ
เช่น สมการของไอนสไตน์แสดงความสัมพันธ์ของพลังงานและมวลต่อ
ความเร็วในการเคล่ือนท่ีของวัตถุ เขียนเป็นแบบจาลองเชิงคณิตศาสตร์ได้
เป็น E = m 2

2.4 แบบจาลองเชิงรูปภาพ (Visual or diagrammatic model)
คือ แบบจาลองที่มองเห็นได้ในลักษณะ 2 มิติท่ีอยู่ในรูปแบบต่าง ๆ เช่น
กราฟ แผนผัง แผนภาพ ผงั ความคิด และรูปภาพภาพเคล่อื นไหว เป็นตน้

2.5 แบบจาลองเชิงลักษณะท่าทาง (Gestural model) คือ
แบบจาลองท่ีใช้การเคลื่อนไหวส่วนต่าง ๆ ของร่างกายเพื่อจาลองถึง
สถานการณ์ตา่ ง ๆ เชน่ การเคลื่อนทีข่ องผ้เู รียนรอบเพือ่ น ๆ เพื่อจาลองการ
เคล่อื นที่ของดาวเคราะหใ์ นระบบสุรยิ ะ เป็นตน้

6

ลักษณะและขอ้ จากัดของแบบจาลอง

ถึงแม้ว่าแบบจาลองจะแบ่งออกเป็นหลายประเภทดังกล่าวข้างต้น แต่
อย่างไรก็ตามแบบจาลองเหล่าน้ีมีลักษณะที่สาคัญดังท่ี Gilbert and Ireton
(2003) เสนอไว้ ดังนี้
1. ไม่เป็นของจรงิ (Artificial) เพราะแบบจาลองทกุ ชนิดเป็นสิ่งท่ีมนุษย์สร้างขึ้น
(ไม่ได้เกิดข้ึนเองตามธรรมชาติ) เพ่ือใช้เป็นตัวแทนของส่ิงอื่น ๆ ซึ่งคาว่า“ ไม่
เป็นของจรงิ ” ในที่นี้ไมไ่ ดห้ มายความวา่ “ เปน็ ของปลอม ”
2. คานึงถึงประโยชน์เป็นหลัก (Utitliarian) แบบจาลองถูกสร้างข้ึนเพื่อ
วัตถุประสงค์บางอย่าง กล่าวคือ มักจะใช้เป็นตัวแทนบางส่วนของเป้าหมาย
แทนที่จะใช้เป็นตัวแทนของเป้าหมายท้ังหมด เช่น แบบจาลองของโลกจะใช้
ประโยชน์ เพ่ืออธบิ ายลักษณะทางภูมิศาสตร์แต่จะไม่ใช้เพ่ือศึกษากระบวนการ
ทางธรณวี ิทยา เปน็ ต้น
3. ง่าย (Simplified) แบบจาลองท่ีถูกสร้างขึ้นจะต้องมีกระบวนการสร้างแบบ
ง่าย ๆ ไมซ่ ับซ้อนและมีข้อมลู หรอื รายละเอยี ดน้อยกวา่ เปา้ หมาย
4. ต้องตีความหมาย (Interpreted) แบบจาลองจะต้องมีความหมายเพื่อทา
ความเขา้ ใจในสง่ิ ท่ีเปน็ เปา้ หมาย การตีความหมายของแบบจาลองจะยากง่ายไม่
เท่ากันขน้ึ อย่กู บั ประเภทของแบบจาลอง
5. มีความไม่สมบูรณ์ (Imperfect) แบบจาลองทุกชนิดจะไม่มีความสมบูรณ์ใน
การเป็นตัวแทนของเป้าหมาย เน่ืองจากมีเฉพาะเป้าหมายเท่านั้นที่ถือว่า
สมบูรณ์ทส่ี ุด

7

การเรยี นรู้โดยใช้
แบบจาลองเปน็ ฐาน

8

การเรียนรู้โดยใช้แบบจาลองเป็นฐาน หมายถึง กระบวนการที่
นักเรยี นใช้เพื่อทาความเข้าใจและอธิบายปรากฏการณ์ต่าง ๆ โดยผ่าน
การสรา้ งและปรบั ปรุงแบบจาลองของปรากฏการณน์ ัน้ ๆ อย่างต่อเนื่อง
โดยหลักการในจัดการเรียนรู้น้ันเร่ิมต้นด้วยการตรวจสอบความรู้เดิม
ของนักเรียนเพื่อสร้างแบบจาลองทางความคิด (Produce mental
model) เก่ียวกับปรากฏการณ์ที่ศึกษา จากน้ันนักเรียนจึงแสดงออก
แบบจาลอง (Express model) ท่ีสร้างขึ้นในรูปแบบต่าง ๆ เช่น ส่ิงท่ี
เป็นรูปธรรม คาพูด สัญลักษณ์ และรูปภาพ เป็นต้น ต่อมานักเรียนทา
การทดสอบ (Test) และประเมิน (Evaluate) แบบจาลองโดยการนาไป
ทดลองใช้เพื่อนาไปสู่การปรับปรุง (Revision) และแก้ไขแบบจาลอง
เพ่ือให้อธิบายปรากฏการณ์ที่ศึกษาได้ดีขึ้น รวมท้ังขยายแบบจาลอง
(Elaboration) เพ่ือขยายแนวคิดให้กว้างขึ้น (Buckley et al., 2004.
p. 24 Gober & Buckley, 2002, p. 892) จะเห็นได้ว่าการจัดการ
เรยี นรดู้ ว้ ยวิธกี ารดังกล่าวสนองกับธรรมชาตขิ องการเรียนรู้ของนักเรียน
คือจัดการเรียนรู้ที่คานึงถึงความรู้เดิมท่ีมีอยู่แล้วของนักเรียนเน้นให้
นักเรียนได้มีส่วนร่วมในการเรียนรู้นักเรียนได้ลงมือปฏิบัติจริง และมี
ปฏิสมั พันธ์กับบุคคลอื่น

9

แนวคดิ สาคญั ทีอ่ ธบิ ายกระบวนการเรยี นรู้

วิ ธี ก า ร จั ด ก า ร เ รี ย น ก า ร ส อ น โ ด ย มี แ บ บ จ า ล อ ง เ ป็ น ฐ า น
(Model-Based Teaching and learning : MBTL) หรอื การเรียนรู้ที่
มีแบบจาลองเป็นฐาน (Model-Based Learning) ซ่ึงมีแนวคิดสาคัญ
ทอี่ ธิบายกระบวนการเรยี นรู้ ( โกเมศ นาแจ้ง ; 2554 ) ดงั นี้

1. ความเขา้ ใจเกิดจากการสร้างแบบจาลองทางความคิดจาก
ปรากฏการณ์ท่ีได้ศึกษา หลังจากได้แก้ปัญหา ลงข้อสรุป หรือให้
เหตผุ ลด้วยแบบจาลอง

2. บุคคลจะสร้างแบบจาลองจากความรู้เดิมและสารสนเทศ
ใหม่ทไี่ ด้รบั ระหวา่ งการสร้างแบบจาลองเพ่ือสรา้ งเปน็ แบบจาลองทาง
ความคิดของปรากฏการณ์

3. เมือ่ บุคคลประเมนิ แบบจาลองแล้วพบว่ามขี ้อบกพรอ่ ง อาจ
ปรับปรุงแกไ้ ข หรอื สรา้ งแบบจาลองข้ึนใหม่ แต่ถ้าแบบจาลองมีความ
ถกู ตอ้ งจะคงแบบจาลองไว้

10

“เม่ือบุคคลรับรู้ปรากฏการณ์ บุคคลจะสร้าง
ค ว า ม คิ ด ข้ึ น ม า ภ า ย ใ น ต น ท่ี เ รี ย ก ว่ า แ บ บ จ า ล อ ง ท า ง
ความคิด จากน้ันบุคคลจะแสดงแบบจาลองออกมาเป็น
สัญลกั ษณ์ทเี่ ป็นตวั แทนความคิด ความเข้าใจของบุคคลที่
อยูบ่ นพืน้ ฐานทางวทิ ยาศาสตรอ์ อกมาเป็นแบบจาลองเชิง
มโนทัศน์ท่ีแสดงลักษณะทางวิทยาศาสตร์ ซ่ึงสะท้อน
โครงสร้างทางปัญญาของบคุ คล”

11

หลักการเรยี นรขู้ องการใชแ้ บบจาลองเปน็ ฐาน

พรเทพ จันทราอุกฤษฎ์ ; 2556 ได้กล่าวเกี่ยวกับ
หลกั การเรียนรู้ของการใช้แบบจาลองเปน็ ฐานไว้ ดงั นี้

1. แบบจาลองเป็นเคร่ืองมือท่ีช่วยให้ผู้เรียนเข้าใจ
ปรากฏการณท์ ่ีซับซ้อนไดง้ ่ายข้ึน

2. การสร้างแบบจาลองช่วยให้ผู้เรียนได้ฝึก
กระบวนการทางวทิ ยาศาสตร์ ทาให้ค้นพบข้อความรู้ และ
เขา้ ใจในธรรมชาติของวทิ ยาศาสตร์

12

ลักษณะการจัดการเรยี นรู้โดยใช้แบบจาลองเปน็ ฐาน

การจดั การเรยี นรู้โดยใช้แบบจาลองเปน็ ฐาน เปน็ การจดั กิจกรรมการ
เรียนการสอนทางวิทยาศาสตร์ท่ีบูรณาการบนพ้ืนฐานระหว่างแนวคิดพุทธิ
ปัญญา (Cognitive psychology) และการศึกษาวิทยาศาสตร์ (Science
education) (Buckley et al., 2004, p. 169) โดยมีแนวคิดหลักว่า“ ความ
เข้าใจเกิดจากการสร้างแบบจาลองทางความคิดจากปรากฏการณ์ท่ีศึกษา
หลังจากนักเรียนได้มีการแก้ปัญหา (Problem-solving) การลงข้อสรุป
(Inferencing) หรือการใช้เหตุผล(Reasoning) "(Johnson-Laird, 1983
cited in Buckley et al., 2004, p. 23) และนักเรียนจะเกิดการเรียนรู้เมื่อ
นกั เรียนได้ใช้ความรเู้ ดมิ บรู ณาการเข้ากบั สารสนเทศใหม่และได้ขยายความรู้
ต่อไป (Gobert & Buckley. 2002, p. 892)

Gobert and Buckley (2002, p. 892) ไดเ้ สนอแนวทางการจัดการ
เรียนรู้โดยใช้แบบจาลองไวต้ ามลาดับ ดังน้ี

1. นักเรียนสร้างแบบจาลองทางความคิดเกี่ยวกับปรากฏการณ์ที่
ศกึ ษา

2. ครปู ระเมินและทบทวนแนวคิดที่นักเรียนจาเป็นจะต้องใช้ในการ
สร้างแบบจาลองเพ่ือสรุปอ้างอิงแบบจาลองทางความคิดของนักเรียนจาก
เหตุผลทนี่ กั เรยี นใช้ในการอธบิ ายปรากฏการณ์ทศ่ี กึ ษา

13

3. นักเรียนลงมือสร้างแบบจาลอง ในช้ันน้ีนักเรียนรวบรวมข้อมูล
ต่าง ๆ เขา้ ดว้ ยกนั ท้ังข้อมูลเกี่ยวกับโครงสร้าง หน้าท่ีการทางาน พฤติกรรม
และสาเหตุการเกิดขึ้นของปรากฏการณ์นั้น ๆ เขียนเป็นแผนผังแนวคิด
(Concept mapping) โดยเปรียบเทียบจากปรากฏการณ์ที่คล้ายคลึง
(Analogous system) ท่ีนักเรียนทราบจากน้ันตรวจสอบข้อมูลแล้วจึงลงมือ
สร้างแบบจาลอง

4. นาแบบจาลองไปใช้และประเมิน ในข้ันน้ีนักเรียนอาจจะพบว่า
แบบจาลองท่นี กั เรยี นสร้างขนึ้ ถกู ปฏิเสธ เนอ่ื งจากใชอ้ ธิบายปรากฏการณ์ ที่
ศึกษาได้ไม่ดีพอ นักเรียนต้องกลับไปปรับปรุง (Revision) และแก้ไข
แบบจาลองเพือ่ ให้สามารถอธบิ ายปรากฏการณท์ ่ศี กึ ษาไดด้ ขี นึ้

5. ขยายแบบจาลอง (Elaboration) ในขั้นนี้นักเรียนอาจจะนา
แบบจาลองเดิมไปสร้างเพิ่มเติมหรือนาไปรวมกับแบบจาลองอ่ืนเพ่ือขยาย
แนวคดิ ใหก้ วา้ งขึน้

14

ตวั อยา่ งกิจกรรมการ
จัดการเรยี นการสอนโดย
มีแบบจาลองเป็นฐาน

15

ตัวอยา่ งกจิ กรรมการจดั การเรยี นการสอนโดยมแี บบจาลองเปน็ ฐาน
ในวิชาโลก ดาราศาสตร์และอวกาศ

ตัวอยา่ งท่ี 1
การศึกษาเรื่องวิถีการเคล่ือนท่ีปรากฏของดวงอาทิตย์เม่ือผู้สังเกต

อยทู่ ่ตี าแหน่งละตจิ ูดต่าง ๆ บนโลก ในวันทก่ี ลางวันเท่ากับกลางคืน (วสันต
วิษุวัตและศารทวิษุวัต) วันที่กลางวันยาวนานที่สุดในซีกโลกเหนือ
(ครีษมายัน) และวันที่กลางวันส้ันท่ีสุดในซีกโลกเหนือ (เหมายัน) โดย
นักเรยี นใชอ้ ปุ กรณท์ รงกลมทอ้ งฟ้าในการศึกษาเสน้ ทางการเคลื่อนท่ีปรากฏ
ของดวงอาทิตย์ ดังภาพ 1.1 จากน้ันแสดงเส้นทางปรากฏดังกล่าวโดยใช้
แบบจาลอง ดัง

ภาพ 1.1

16

ภาพ 1.2

17

ตัวอย่างท่ี 2
นกั เรียนนาอุปกรณใ์ กล้ตวั ต่าง ๆ มาทดลองเพื่อจาลองปรากฏการณ์ท่ี

เกิดข้ึนในบรรยากาศและในมหาสมุทร ซ่ึงนักเรียนจะสังเกตปรากฏการณ์ท่ี
เกิดขึ้นในชุดการทดลอง แล้วอธิบายเหตุผลทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับผลที่
เกิดขึ้นจากการทดลอง จากน้ันเช่ือมโยงคาอธิบายนั้นไปยังปรากฏการณ์ที่
เกิดขึ้นในธรรมชาติจริง ๆ โดยอภิปรายถึงข้อแตกต่าง ข้อจากัดของชุดการ
ทดลองด้วยว่ามขี อบเขตในการนาไปเปรยี บเทียบกบั ปรากฏการณ์จริงอย่างไร
ดังภาพท่ี 1 การจาลองการเกิดน้าผุด ภาพท่ี 2 การจาลองเกี่ยวกับการเกิด
เมฆ และภาพที่ 3 การจาลองปจั จัยทสี่ ง่ ผลตอ่ อตั ราเร็วลม

ภาพที่ 1

18

ภาพท่ี 2

ภาพที่ 3

19

อ้างองิ
วิทยา อินโท. (2559). การจัดการเรยี นรโู้ ดยใช้แบบจาลอง (ออนไลน์).

สบื ค้นจาก: http://earthscience.ipst.ac.th/wp-
content/uploads/sites [19 สงิ หาคม 2563]
อารยา ควัฒน์กุล. (2558). Model Based Learning (ออนไลน์)
สบื ค้นจาก:http://digital_collect.lib.buu.ac.th/dcms/
files/56910197.pdf [19 สิงหาคม 2563]

20

จดั ทาโดย
นางสาวนิซัลมา หะยีแวสะแลแม

รหัสนักศึกษา 6020117083
คณะศึกษาศาสตร์ สาขาวชิ าการประถมศึกษา
มหาวทิ ยาลัยสงขลานครนิ ทร์ วิทยาเขตปตั ตานี