กระบวนการคิดเชิงออกแบบ
ขั้นที่ 1 Empathize การทำความเข้าใจกลุ่มเป้าหมาย
1. กำหนดกลุ่มเป้าหมาย ที่เกี่ยวข้องกับการการจัดกิจกรรมการเรียนการสอนวิชาฟิสิกส์ ได้แก่ ครู นักเรียน
2. เก็บรวบรวมข้อมูลจากกลุ่มเป้าหมาย ด้วย Empathy Map ด้วยแบบสอบถาม Five Why? โดยใช้ Google form และสัมภาษณ์นักเรียนเชิงลึก
3. ผลการทำความเข้าใจปัญหาพบว่า
-นักเรียนบางส่วนมีความรู้สึกไม่ชอบวิชาฟิสิกส์ เนื่องจากเนื้อหาที่เรียนมีทฤษฎีที่ค่อนข้างเข้าใจได้ยาก มองภาพไม่ออก ไม่เข้าใจในการใช้สูตรและการคำนวณ
-นักเรียนได้รับรู้จากรุ่นพี่ว่าเป็นเนื้อหาวิชาที่ยากขึ้นมากกว่าตอนเรียนชั้น ม.5 บางเรื่องเข้าใจได้ยาก ซับซ้อน สูตรเยอะ ต้องทำโจทย์มาก ๆ เพราะมีแนวโจทย์ปัญหาที่หลากหลาย
-นักเรียนเรียนไม่รู้เรื่อง เนื่องจากไม่เข้าใจในเนื้อหา จึงเบื่อ ไม่อยากเรียน ขาดแรงจูงใจ
-นักเรียนต้องการให้มีการทดลอง ปฏิบัติมากขึ้น ไม่ต้องการฟังการบรรยายติดต่อกันในเวลานาน ๆ ให้มีมีสื่อการสอนที่สนุกสนาน สามารถทำให้มองเห็นภาพตามเนื้อหาได้ คิดตามได้
-นักเรียนต้องการเรียนรู้จากทดลอง ปฏิบัติด้วยตนเอง สอนเทคนิคการแก้โจทย์ปัญหา ใช้สื่อการสอนที่น่าสนใจสามารถทำให้นักเรียนเข้าใจเนื้อหาได้ดีขึ้น
ขั้นที่ 2 Define การระบุปัญหา สังเคราะห์ปัญหาของตนเองแล้วว่าจะเลือกอะไรมาแก้ปัญหา โดยเป็นสภาพปัญหาจริงในห้องเรียน
การสังเคราะห์ข้อมูลที่ได้จากขั้นที่ 1 Empathize พบว่านักเรียนไม่เข้าใจในเนื้อหาที่เป็นทฏษฎีเพราะมองไม่เห็นภาพ จินตนาการไม่ออก และไม่สามารถเชื่อมโยงความรู้จากห้องเรียนไปสู่ชีวิตประจำวันได้
จึงสรุปปัญหาของการจัดการเรียนการสอนวิชาฟิสิกส์ คือ นักเรียนไม่เข้าใจในเนื้อหาที่เป็นทฏษฎี จินตนาการภาพไม่ออก และไม่สามารถเชื่อมโยงความรู้จากห้องเรียนไปสู่ชีวิตประจำวันได้
ขั้นที่ 3 Ideate การสร้างความคิดเพื่อแก้ปัญหา
ปัญหา คือ นักเรียนไม่เข้าใจในเนื้อหาที่เป็นทฏษฎี จินตนาการภาพไม่ออก และไม่สามารถเชื่อมโยงความรู้จากห้องเรียนไปสู่ชีวิตประจำวันได้ ที่เลือกได้ในขั้นที่ 2 Define มาหาแนวทางการแก้ปัญหา โดยใช้แผนผังความคิด เพื่อให้ได้แนวคิดสำหรับแก้ปัญหาอย่างหลากหลายแล้วพิจารณาเลือกแนวทาง/แนวคิดเพื่อแก้ปัญหา ที่เป็นไปได้ เหมาะสมกับบริบทของครู นักเรียน โดยเน้นวิธีการใหม่ ๆ คือ รูปแบบการสอนฟิสิกส์ตามแนวคิดสะเต็มศึกษาและความคิดสร้างสรรค์จากกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม เรื่อง สนามแม่เหล็กและแรงแม่เหล็ก
ขั้นที่ 4 Prototype การสร้างต้นแบบ
1. สืบค้นข้อมูลเกี่ยวกับแนวทางในการแก้ปัญหา จากเอกสารและงานวิจัยที่เกี่ยวข้อง
2. ร่างต้นแบบ/แนวทาง/วิธีการ สําหรับการแก้ปัญหา
3. นําต้นแบบที่พัฒนาขึ้นปรึกษา/ขอคําชี้แนะจากผู้เชี่ยวชาญ แล้วปรับปรุงแก้ไข ตามข้อเสนอ
4. นําตัวอย่างต้นแบบแผนการจัดการเรียนรู้ที่ปรับปรุงแล้วไป ทดลองใช้กับนักเรียนกลุ่มเล็กๆ เพื่อสอบถามความเหมาะสมของต้นแบบพัฒนาขึ้น แล้วปรับปรุง แก้ไข ต้นแบบ ตามข้อเสนอแนะ
ขั้นที่ 5 Test การทดสอบ นำสิ่งที่ได้ออกแบบสร้างแบบ Prototype ไปทดลองในห้องเรียน
1. นำต้นแบบที่พัฒนาไปทดลองจัดกิจกรรมการเรียนการสอนจริงในห้องเรียน
2. หลังการทดลอง ดำเนินการทดสอบนักเรียน และนำคะแนนจากการทดสอบมาวิเคราะห์ทางสถิติ