Coding & หุ่นยนต์สนุก ๆ กับ Arduino เบื้องต้น

1. ชื่อโครงการ

โครงการอบรม “Coding & หุ่นยนต์สนุก ๆ กับ Arduino เบื้องต้น” สำหรับนักเรียนชั้นประถมศึกษาปีที่ 4–6

2. หลักการและเหตุผล

ในยุคดิจิทัลที่ก้าวหน้าอย่างรวดเร็วของปี พ.ศ. 2569 เทคโนโลยีปัญญาประดิษฐ์ (AI) อินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่ง (IoT) และหุ่นยนต์ได้กลายเป็นส่วนสำคัญของชีวิตประจำวันและการทำงานในทุกสาขาอาชีพ การพัฒนาทักษะด้านวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี วิศวกรรมศาสตร์ และคณิตศาสตร์ (STEM) ตั้งแต่ระดับประถมศึกษาจึงเป็นสิ่งจำเป็นอย่างยิ่ง เพื่อเตรียมความพร้อมให้เยาวชนไทยสามารถแข่งขันและปรับตัวเข้ากับโลกที่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว กระทรวงศึกษาธิการ โดยสำนักงานคณะกรรมการการศึกษาขั้นพื้นฐาน (สพฐ.) ได้ผลักดันนโยบาย “Coding for All” และการบูรณาการ STEM เข้ากับหลักสูตรการศึกษาขั้นพื้นฐาน เพื่อส่งเสริมการเรียนรู้แบบ Active Learning การคิดวิเคราะห์เชิงระบบ และการแก้ปัญหาอย่างสร้างสรรค์ ซึ่งเด็กประถมศึกษาปีที่ 4–6 (อายุประมาณ 10–12 ปี) เป็นช่วงวัยที่เหมาะสมที่สุดในการเริ่มฝึกทักษะเหล่านี้ เนื่องจากสมองอยู่ในวัยพัฒนาการสูงสุดของการคิดเชิงตรรกะและความคิดสร้างสรรค์

อย่างไรก็ตาม โรงเรียนประถมในเขตเทศบาลนครราชสีมาหลายแห่งยังขาดโอกาสและทรัพยากรในการจัดกิจกรรมอบรมด้านการเขียนโปรแกรมและหุ่นยนต์อย่างเป็นระบบ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับนักเรียนชั้นประถมศึกษาปีที่ 4–6 ซึ่งเป็นระดับที่เริ่มสามารถเข้าใจแนวคิดเชิงตรรกะขั้นสูงขึ้น เช่น การวนซ้ำ (Loops) เงื่อนไข (Conditionals) และการใช้ตัวแปร (Variables) การขาดบุคลากรผู้เชี่ยวชาญและอุปกรณ์ที่เหมาะสม เช่น บอร์ด Arduino และซอฟต์แวร์ mBlock หรือ Arduino IDE ทำให้เด็กจำนวนมากพลาดโอกาสในการเรียนรู้ทักษะดิจิทัลพื้นฐานที่จำเป็นในศตวรรษที่ 21 นอกจากนี้ การเรียนรู้แบบทฤษฎีในห้องเรียนปกติยังไม่เพียงพอต่อการพัฒนาทักษะปฏิบัติจริงและความมั่นใจในการใช้เทคโนโลยี การจัดอบรมเวิร์กช็อปฟรีโดยใช้เครื่องมือที่เข้าถึงง่ายและราคาไม่สูงอย่าง Arduino Uno/ESP32 จึงเป็นแนวทางที่เหมาะสมในการชดเชยข้อจำกัดดังกล่าว

โครงการอบรม “Coding & หุ่นยนต์สนุก ๆ กับ Arduino เบื้องต้น” จึงถูกออกแบบขึ้นเพื่อตอบโจทย์ดังกล่าว โดยมุ่งส่งเสริมให้เด็กประถมศึกษาปีที่ 4–6 ในเขตเทศบาลนครราชสีมาได้เรียนรู้หลักการเขียนโปรแกรมพื้นฐานผ่านการปฏิบัติจริงกับฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ที่เป็นที่นิยมในระดับสากล (mBlock สำหรับ block-based coding และ Arduino IDE สำหรับ text-based coding) การเรียนรู้ผ่านโปรเจกต์ที่เชื่อมโยงกับชีวิตจริง เช่น หุ่นยนต์ตามเส้น ระบบแจ้งเตือนอัตโนมัติ หรือไฟจราจรจำลอง จะช่วยกระตุ้นความสนใจและสร้างความมั่นใจให้เด็ก พร้อมทั้งพัฒนาทักษะการคิดเชิงคำนวณ (Computational Thinking) การทำงานเป็นทีม และการแก้ปัญหา โครงการนี้ยังสอดคล้องกับนโยบาย Thailand 4.0 และแผนพัฒนาการศึกษาจังหวัดนครราชสีมา ซึ่งเน้นการยกระดับคุณภาพการศึกษาและการพัฒนาทรัพยากรมนุษย์ด้านเทคโนโลยีดิจิทัล โดยหวังว่าจะเป็นจุดเริ่มต้นของความร่วมมือระหว่างมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลอีสานกับโรงเรียนประถมในพื้นที่ เพื่อสร้างโอกาสทางการศึกษาที่เท่าเทียมและยั่งยืนต่อไป

3. วัตถุประสงค์

3.1 เพื่อส่งเสริมทักษะการเขียนโปรแกรมเบื้องต้นและการประดิษฐ์หุ่นยนต์ให้กับนักเรียน ป.4–6 ในเขตเทศบาลนครราชสีมา

3.2 เพื่อพัฒนาการคิดวิเคราะห์ การแก้ปัญหา และการทำงานเป็นทีมผ่านกิจกรรมปฏิบัติจริง โดยเน้นหลักการ coding พื้นฐาน (Sequence, Loops, Conditionals, Variables, Functions, Input/Output, Debugging) 3.3 เพื่อสร้างความสนใจในสาขา STEM และเชื่อมโยงกับหลักสูตรการศึกษาขั้นพื้นฐาน (โดยเฉพาะกลุ่มสาระวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี)

3.4 เพื่อสร้างเครือข่ายความร่วมมือระหว่างมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลอีสานกับโรงเรียนประถม สำหรับกิจกรรมต่อยอด (เช่น คอร์สออนไลน์หรือแข่งขันหุ่นยนต์)

3.5 เพื่อรวบรวมข้อมูลและรีวิวจากผู้เข้าร่วม เพื่อปรับปรุงโครงการในรุ่นถัดไป

4. กลุ่มเป้าหมาย

• นักเรียนหลัก: นักเรียนชั้นประถมศึกษาปีที่ 4–6 (อายุประมาณ 10–12 ปี) จำนวน 15–25 คนต่อรุ่น (คัดเลือกจากเด็กที่มีความสนใจด้านวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี หรือจากชุมนุม STEM/วิทย์คอมของโรงเรียน)
• ครู/ผู้ปกครอง: ครูที่ปรึกษาหรือผู้ปกครองจำนวน 5–10 คนต่อรุ่น เพื่อสังเกตการณ์และนำความรู้ไปต่อยอดในห้องเรียน
• จำนวนรุ่น: เริ่มต้น 3 รุ่น (1 รุ่นต่อโรงเรียน) โดยเลือกโรงเรียนในเขตเทศบาลนครราชสีมา
• รวมทั้งสิ้น: นักเรียนประมาณ 45–75 คน จาก 3 โรงเรียน

5. ระยะเวลาและสถานที่

• ระยะเวลาโครงการทั้งหมด: มกราคม – มีนาคม 2569 (3 เดือน)
• ระยะเวลาการอบรมต่อรุ่น: 2–3 ชั่วโมง (จัดวันเสาร์หรือวันหยุดนักขัตฤกษ์ เพื่อไม่รบกวนเวลาเรียนปกติ)
  • รุ่นที่ 1: กุมภาพันธ์ 2569
  • รุ่นที่ 2: กุมภาพันธ์ 2569
  • รุ่นที่ 3: มีนาคม 2569
• สถานที่: ห้องปฏิบัติการคอมพิวเตอร์/วิทยาศาสตร์ หรือห้องเรียนของโรงเรียนที่เข้าร่วม ในเขตเทศบาลนครราชสีมา

6. กิจกรรมและเนื้อหาการอบรม
รูปแบบการอบรมเป็นการเรียนรู้แบบ Active Learning เน้นปฏิบัติจริง (Hands-on) โดยผู้จัดนำอุปกรณ์ไปให้ยืมระหว่างอบรมทุกครั้ง การอบรมแบ่งออกเป็น 2 คอร์สหลัก ได้แก่

1. คอร์ส mBlock (Block-based Coding พื้นฐาน) – ใช้สำหรับผู้เริ่มต้น เน้นการเข้าใจหลักการเขียนโปรแกรมผ่านการลากบล็อก (คล้าย Scratch) โดยไม่ต้องกังวลเรื่อง syntax
2. คอร์ส Arduino IDE (Text-based Coding พื้นฐาน) – เน้นการเขียนโค้ดภาษา C/C++ จริง เพื่อฝึกการคิดเชิงตรรกะและการแก้ไขข้อผิดพลาด (Debugging)

ทั้งสองคอร์สเน้น หลักการเขียนโปรแกรมพื้นฐานที่ควรรู้ สำหรับนักเรียนชั้นประถมศึกษาปีที่ 4–6 ได้แก่

• Sequence (ลำดับคำสั่ง)
• Loops (การวนซ้ำ)
• Conditionals (เงื่อนไข if-else)
• Variables (ตัวแปร)
• Functions (ฟังก์ชัน)
• Input/Output (รับ-ส่งข้อมูลจากเซนเซอร์และแสดงผล)
• Debugging (การตรวจสอบและแก้ไขข้อผิดพลาด)

โครงสร้างกิจกรรมและเนื้อหาโดยรวมของแต่ละรุ่น (รวม 4 วัน หรือ 4 ครั้ง)

การอบรมแต่ละรุ่นใช้เวลา 4 วัน (วันเสาร์) วันละ 08.30–12.00 น. โดยแบ่งเป็น

คอร์ส 1: mBlock (วัน 1 และ วัน 2)

• วัน 1
  • 08.30–09.00 น. : ลงทะเบียน + Ice-Breaking + แนะนำโครงการและเครื่องมือ (mBlock & Arduino)
  • 09.00–10.30 น. : พื้นฐานการเขียนโปรแกรมด้วยบล็อก – Sequence, Loops, Variables
    • กิจกรรม: ทำให้ LED กระพริบ + สร้างไฟจราจรจำลอง (แดง-เหลือง-เขียว)
  • 10.30–10.45 น. : พักเบรก
  • 10.45–12.00 น. : Conditionals + Input/Output
    • กิจกรรม: ระบบแจ้งเตือนด้วยปุ่มกด + Buzzer ดังเมื่อกด หรือใช้เซนเซอร์สัมผัส
• วัน 2
  • 08.30–09.30 น. : ทบทวนเนื้อหาวันก่อน + Functions
    • กิจกรรม: สร้างฟังก์ชัน “เต้น” หรือ “เล่นเพลง” ด้วย Buzzer และ LED
  • 09.30–10.30 น. : โปรเจกต์จบของคอร์ส mBlock
    • กิจกรรม: หุ่นยนต์ตามเส้นเบื้องต้น (ใช้ IR Sensor)
  • 10.30–10.45 น. : พักเบรก
  • 10.45–11.45 น. : แข่งขันเล็ก ๆ + Debugging โปรเจกต์ + นักเรียนนำเสนอผลงาน
  • 11.45–12.00 น. : สรุปคอร์ส mBlock + แจกใบประกาศนียบัตรคอร์ส mBlock + ถ่ายภาพกลุ่ม

คอร์ส 2: Arduino IDE (วัน 3 และ วัน 4)

• วัน 3
  • 08.30–09.00 น. : ลงทะเบียน + ทบทวนจาก mBlock → แนะนำ Arduino IDE และการเขียนโค้ด C/C++ เบื้องต้น
  • 09.00–10.30 น. : พื้นฐานการเขียนโค้ดจริง – Sequence, Setup/Loop, Variables
    • กิจกรรม: Blink LED + แสดงผลผ่าน Serial Monitor
  • 10.30–10.45 น. : พักเบรก
  • 10.45–12.00 น. : Loops & Conditionals
    • กิจกรรม: LED กระพริบตามจำนวนครั้ง + ใช้ if-else จากปุ่มกดหรือเซนเซอร์
• วัน 4
  • 08.30–09.30 น. : Functions & Input/Output
    • กิจกรรม: สร้างฟังก์ชัน buzzer เตือน + ใช้ Ultrasonic วัดระยะ
  • 09.30–10.30 น. : โปรเจกต์จบของคอร์ส Arduino IDE
    • กิจกรรม: หุ่นยนต์หลบสิ่งกีดขวาง + ระบบเซนเซอร์แจ้งเตือน (Mini Smart Device)
  • 10.30–10.45 น. : พักเบรก
  • 10.45–11.45 น. : Debugging + แข่งขันหุ่นยนต์ + นักเรียนนำเสนอผลงาน
  • 11.45–12.00 น. : สรุปโครงการทั้งหมด + แจกใบประกาศนียบัตรคอร์ส Arduino IDE + ถ่ายภาพกลุ่ม + แนะนำคอร์สต่อยอดออนไลน์

อุปกรณ์และซอฟต์แวร์ที่ใช้

• ฮาร์ดแวร์: Arduino Uno / ESP32 DevKit, Breadboard, LED, Buzzer, Button, IR Sensor, Ultrasonic Sensor, LDR, สายจัมเปอร์ (ยืมให้เด็กใช้ระหว่างอบรม)
• ซอฟต์แวร์: mBlock 5 (ฟรี) และ Arduino IDE 2.x (ฟรี)
• คอมพิวเตอร์/แล็ปท็อป: ใช้ของโรงเรียนหรือยืมจากผู้จัด (จำนวนเพียงพอต่อกลุ่มย่อย)

วิธีการสอน

• แบ่งกลุ่มย่อย 4–5 คนต่อกลุ่ม เพื่อให้เด็กทุกคนได้ปฏิบัติจริง
• ผู้จัดและผู้ช่วยเดินตรวจ + ช่วยแก้ปัญหาแบบตัวต่อตัว
• เน้นการทดลองและแก้ไขข้อผิดพลาด (Debugging) เป็นส่วนสำคัญ
• ทุกวันมี Pre/Post-test สั้น ๆ เพื่อวัดความเข้าใจหลักการ coding