1) Problem-based Learning : PBL คือ การจัดการเรียนรู้โดยใช้ปัญหาเป็นฐาน โดยปัญหานั้นเป็นเรื่องที่ใกล้ตัวและเกี่ยวข้องสัมพันธ์กับผู้เรียน อาจเป็นเรื่องที่ผู้เรียนสนใจ หรือมีความหมายกับผู้เรียนที่สามารถนำมาสร้างกระบวนการเรียนรู้ได้โดยปัญหา แบ่งเป็น 2 ลักษณะ คือ
1.1) ปัญหาไม่ซับซ้อนสามารถค้นคว้าและคิดหาคำตอบในระยะสั้น กระบวนการเรียนรู้ด้วย Problem-based Learning ก็จะสามารถหาคำตอบของปัญหาหรือประเด็นที่สนใจ
1.2) ปัญหาที่ซับซ้อน ต้องศึกษาค้นคว้า พัฒนา ตรวจสอบ เน้นให้ผู้เรียนลงมือปฏิบัติ ฝึกทักษะการคิด เผชิญสถานการณ์ปัญหา วางแผนการเรียนรู้ และตรวจสอบกำกับการเรียนรู้และนอกจากนี้ อาจกล่าวได้ว่า ภาระงานที่ท้าท้าย ช่วยสร้างทักษะการคิดและแก้ปัญหาได้ดี ดังนั้น การเรียนรู้ด้วย PBL จึงเป็น การใช้ปัญหาทำให้เกิดปัญญา ซึ่งการสร้างปัญญาภายนอกเป็นเรื่องของ การพัฒนาวิธีคิด ทักษะการเรียนรู้ให้กับผู้เรียน โดยมีการปรับวิธีเรียนเปลี่ยนวิธีสอนจากเดิม
ซึ่งการเรียนรู้โดยการมีส่วนร่วมแบบ PBL เป็นการเรียนรู้ที่ใช้ปัญหาเป็นตัวกระตุ้นให้เกิดการเรียนรู้ เน้นให้ผู้เรียนพัฒนาทักษะการคิด การแสวงหาความรู้ การเรียนรู้ร่วมกัน การบูรณาการความรู้ ส่งเสริมให้ผู้เรียนควบคุม กำกับตนเอง และประเมินกระบวนการเรียนรู้ ซึ่งล้วนแล้วเป็นลักษณะของการจัดการเรียนรู้ที่เน้นผู้เรียนเป็นสำคัญ ครูเป็นเพียงผู้อำนวยความสะดวก (Facilitator) โดยการวางแผน ออกแบบการเรียนรู้ และเตรียมการสิ่งที่จำเป็นในการเรียนรู้ จัดเตรียมสื่อ แหล่งเรียนรู้สำหรับผู้เรียน เป็นผู้ชี้แนะ (Coach) โดยการกระตุ้นและให้คำแนะนำเพื่อส่งเสริมให้ผู้เรียน เกิดการเรียนรู้ การเป็นพี่เลี้ยง (Mentor) การเป็นผู้ร่วมเรียนรู้ (Teacher as Learner) ซึ่งการเรียนรู้ดังกล่าวส่งเสริมให้ผู้เรียน เป็นผู้รับผิดชอบต่อการเรียนรู้ของตนเองและเสริมสร้างการเรียนรู้ตลอดชีวิต
2) จากการศึกษาแนวคิดและทฤษฎีที่เกี่ยวข้องครูผู้สอนจึงได้ออกแบบแนวทางในการพัฒนาการจัดการเรียนรู้ด้วยนวัตกรรม KIDBUAK Model เพื่อใช้ในการดำเนินกิจกรรมการเรียนการสอน ดังนี้
K = Knowledge Exploration (การสำรวจความรู้) ผู้เรียนเริ่มต้นด้วยการศึกษาและทำความเข้าใจเนื้อหาพื้นฐานเกี่ยวกับหุ่นยนต์ เทคโนโลยี และแนวคิดด้านวิทยาการคำนวณ ใช้สื่อการเรียนรู้ เช่น วิดีโอ บทความ และการทดลองสั้น ๆ เพื่อสร้างฐานความรู้ที่มั่นคงก่อนลงมือปฏิบัติ
I = Identify Problem (การระบุปัญหา) ครูผู้สอนนำเสนอปัญหา เช่น จะออกแบบหุ่นยนต์อย่างไรให้สามารถทำภารกิจได้สำเร็จตามเกณฑ์ที่กำหนด
D = Design Solution (การออกแบบแนวทางแก้ปัญหา) ผู้เรียนระดมความคิดและออกแบบหุ่นยนต์เพื่อให้สามารถทำภารกิจ เช่น การเคลื่อนที่ตามเป้าหมาย หรือการตรวจจับสี
B = Build Prototype (การสร้างต้นแบบ) ผู้เรียนลงมือสร้างหุ่นยนต์จากชุดอุปกรณ์หุ่นยนต์ของ LEGO หรือ micro bit
U = Understand & Use (การทำความเข้าใจและการประยุกต์ใช้) ทดสอบหุ่นยนต์ภายใต้สถานการณ์จำลอง
A = Apply & Appraisal (การประยุกต์ใช้และประเมินผล) ผู้เรียนประยุกต์สิ่งที่เรียนรู้ ในการสร้างโครงงานหรือแก้โจทย์ปัญหาจริง ครูและเพื่อนร่วมชั้นช่วยประเมินผล พร้อมสะท้อนข้อดีข้อด้อยเพื่อพัฒนาต่อไป
K = Knowledge Sharing (การแลกเปลี่ยนความรู้) ผู้เรียนแบ่งปันแนวคิด ผลลัพธ์ และประสบการณ์กับเพื่อน ครู หรือชุมชน อาจจัดเป็นการนำเสนอผลงาน โชว์โครงงาน
ซึ่งแต่ละขั้นตอนมุ่งเน้นให้ผู้เรียนใช้ความคิดสร้างสรรค์ ฝึกแก้ปัญหา และเรียนรู้จากการลงมือปฏิบัติจริง ผ่านกระบวนการเรียนรู้เชิงระบบ 7 ขั้นตอน ประกอบด้วย 1) สำรวจและสร้างความรู้พื้นฐาน 2) ระบุปัญหา 3) ออกแบบแนวทางแก้ปัญหา 4) สร้างต้นแบบ 5) ทำความเข้าใจและประยุกต์ใช้ 6) ประเมินผล และ 7) แลกเปลี่ยนความรู้
ทั้งนี้เพื่อให้เกิดการเรียนรู้อย่างยั่งยืนแก่ผู้เรียน ผู้สอนต้องมีความรู้ ความเข้าใจ หลักสูตร กระบวนการจัดการเรียนการสอนโดยการมีส่วนร่วมแบบ PBL และมีปฏิสัมพันธ์ที่ดีกับผู้เรียน ผ่านกระบวนการฝึกฝน การระดมความคิด การอภิปรายร่วมกันอย่างมีเหตุผล เน้นให้ผู้เรียนลงมือปฏิบัติด้วยตนเอง เพื่อการสร้างสรรค์นวัตกรรมใหม่ ๆ และมีจิตสาธารณะในการแบ่งปัน แลกเปลี่ยนเรียนรู้ ทั้งในรูปแบบ Onsite และ Online
3) NORA Framework (Novelty, Ownership, Resilience, Action) เป็นกรอบสมรรถนะผู้เรียนที่ช่วยส่งเสริมพัฒนาการอย่างรอบด้าน ได้แก่
Novelty = ความคิดริเริ่มและนวัตกรรม
Ownership = ความรับผิดชอบและการเรียนรู้ด้วยตนเอง
Resilience = ความอดทน ยืดหยุ่นต่ออุปสรรค
Action = การลงมือปฏิบัติจริงและประยุกต์ใช้ความรู้
การบูรณาการทั้งสามแนวคิดนี้เข้าด้วยกัน ทำให้ผู้เรียนสามารถพัฒนาได้ทั้งด้านเทคโนโลยี (หุ่นยนต์) ความคิดสร้างสรรค์ และจิตสำนึกในคุณค่าทางวัฒนธรรม เกิดเป็นกระบวนการเรียนรู้ที่สมดุลระหว่าง นวัตกรรมและวัฒนธรรม ส่งเสริมให้ผู้เรียนเป็นทั้งนักคิด นักสร้าง และผู้สืบสานภูมิปัญญาไทยในยุคดิจิทัล