การพัฒนาโปรแกรมห้องปฏิบัติการจำลองเพื่อใช้สอนการเขียนโปรแกรมซีเอ็น ซี ในรายวิชาพื้นฐานทางคณิตศาสตร์วิทยาศาสตร์

(1)

รายงานการวิจัย เรือง

การพัฒนาโปรแกรมห้องปฏิบัติการจําลองเพือใช้สอนการเขียนโปรแกรมซีเอ็นซี

ในรายวิชาพืนฐานทางคณิตศาสตร์-วิทยาศาสตร์

โดย

พงศ์ระพี แก้วไทรฮะ คณะเทคโนโลยีอุตสาหกรรม

ได้รับทุนอุดหนุนจากมหาวิทยาลัยราชภัฏสวนสุนันทา ปีงบประมาณ 2554

(2)

บทคัดย่อ

ชือรายงานการวิจัย: การพัฒนาโปรแกรมห้องปฏิบัติการจําลองเพือใช้สอนการเขียนโปรแกรมซีเอ็นซี

ในรายวิชาพืนฐานทางคณิตศาสตร์-วิทยาศาสตร์

ชือผู้วิจัย: พงศ์ระพี แก้วไทรฮะ ปีทีทําการวิจัย: 2554

………

การวิจัยครังนีมีวัตถุประสงค์เพือพัฒนาโปรแกรมห้องปฏิบัติการจําลอง (Virtual Lab) มาใช้

ประกอบการจัดกิจกรรมการเรียนรู้ในรายวิชาพืนฐานทางคณิตศาสตร์-วิทยาศาสตร์ เพือให้ผู้เรียนได้เห็นถึง ความเชือมโยงระหว่างเนือหาวิชาทีเรียนกับการนําไปประยุกต์ใช้ในการควบคุมเครืองจักรซีเอ็นซีทาง อุตสาหกรรม โดยโปรแกรมทีพัฒนาขึนสร้างด้วยภาษาจาวา (Java) มีขนาดเล็ก ใช้งานง่าย มีประสิทธิภาพ ในการแสดงผลลัพธ์เป็นภาพกราฟิกสองมิติจากรหัสควบคุม (G-Code) ทีป้ อนโดยผู้ใช้ โปรแกรมที

พัฒนาขึนนอกจากจะสามารถตรวจสอบความถูกต้องของรหัสควบคุมแล้ว ยังช่วยส่งเสริมการเรียนรู้ในเชิง สร้างสรรค์ อีกทังยังมีค่าใช้จ่ายไม่มากเมือเทียบกับโปรแกรมจําลองการทํางาน (Simulator) หรือเครืองจักร จริง

(3)

Abstract

Research Title: The Development of Virtual Laboratory Software for CNC Programming Training in a General Math-Science Course

Author: Pongrapee Kaewsaiha Year: 2011

………

The purpose of this research is to develop a virtual lab software to use as a part of learning activities in a general math-science course. With the developed software and the designed learning activity, students will realize that course materials they learnt can be applied to a CNC programming which is world-wide used in manufacturing industries. The developed software (Java application) can display the result of user-input code (G-Code) in 2D graphics. It is not only able to verify the correctness of input codes, but also enhance students’ creative. The virtual lab software has a very small size and much cheaper than a simulator software or a real machine.

(4)

กิตติกรรมประกาศ

การวิจัยในครังนีสําเร็จลุล่วงได้ด้วยความกรุณาอย่างยิงจากอาจารย์ ดร.นารีนาถ รักสุนทร และ นักศึกษาสาขาเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์ทีได้ให้ความร่วมมือในการปฏิบัติงานซีเอ็นซีและเก็บข้อมูลในการ ทําวิจัยครั งนีขอบคุณสถาบันวิจัยและพัฒนา มหาวิทยาลัยราชภัฏสวนสุนันทาทีได้ให้โอกาสผู้วิจัยในการทํา วิจัยครั งนี

พงศ์ระพี แก้วไทรฮะ

(5)

สารบัญ

หน้า

บทคัดย่อ i

Abstract ii

กิตติกรรมประกาศ iii

บทที 1 บทนํา 1

- ความเป็นมาและความสําคัญของปั ญหา 1

- วัตถุประสงค์ของโครงการวิจัย 6

- ขอบเขตของโครงการวิจัย 6

- ทฤษฎี สมมุติฐาน และกรอบแนวความคิดของโครงการวิจัย 6

- ประโยชน์ทีคาดว่าจะได้รับ 7

- นิยามปฏิบัติการ 7

บทที 2 เอกสารและงานวิจัยทีเกียวข้อง 8

- แนวคิด ทฤษฎี และงานวิจัยทีเกียวกับห้องปฏิบัติการจําลอง 8

บทที 3 วิธีดําเนินการวิจัย 10

- แบบแผนการทดลอง 10

- กลุ่มทดลอง 10

- เครืองมือทีใช้ในการวิจัย 10

- วิธีเก็บรวบรวมข้อมูล 11

- การวิเคราะห์ข้อมูล 16

- สถิติทีใช้ 16

บทที 4 ผลการวิเคราะห์ข้อมูล 17

- ผลการใช้งานโปรแกรมห้องปฏิบัติการจําลอง 17

- ผลการประเมินความพึงพอใจ 18

บทที 5 สรุป อภิปรายผล และข้อเสนอแนะ 19

- สรุปผลการวิจัย 19

- อภิปรายผลการวิจัย 19

- ข้อเสนอแนะ 19

เอกสารอ้างอิง 20

ภาคผนวก 21

- ตารางรหัสควบคุมเครืองจักร (G-Code) 22

- ภาพชินงานทีผู้เรียนออกแบบและลงมือปฏิบัติ 24

(6)

สารบัญรูปภาพ

รูปที หน้า

1 เครืองจักรซีเอ็นซีทีใช้ในโรงงานอุตสาหกรรม (เครืองกัด) และชินงานทีสร้าง 1 2 ปฏิบัติการสร้างชินงานด้วยเครืองกัดซีเอ็นซีชนิด 3 แกน 2 3 ซอฟต์แวร์จําลองการทํางาน (Simulator) และอุปกรณ์ควบคุมลิขสิทธ์(Hardlock) 3 4 ผังแสดงขั นตอนปฏิบัติการสร้างชินงานด้วยเครืองกัดซีเอ็นซีชนิด 3 แกน ก่อนใช้ Virtual Lab 4 5 ผังแสดงขั นตอนปฏิบัติการสร้างชินงานด้วยเครืองกัดซีเอ็นซีชนิด 3 แกน หลังใช้ Virtual Lab 5 6 แนวคิดของโปรแกรมห้องปฏิบัติการจําลอง (Virtual Lab) 6 7 ตัวอย่างหน้าต่างแสดงผลของโปรแกรมห้องปฏิบัติการจําลอง 11 8 ตัวอย่างสไลด์ประกอบการบรรยายเรืองเครืองจักรซีเอ็นซี 11 9 ตัวอย่างสไลด์ประกอบการบรรยายเรืองระบบพิกัดของเครืองซีเอ็นซี 12 10 โจทย์ป ั ญหาเรืองระบบพิกัดของเครืองซีเอ็นซี พร้อมเฉลย 12

11 ตัวอย่างรหัสควบคุมเครืองซีเอ็นซี 13

12 ตัวอย่างโจทย์ป ั ญหาเรืองการเขียนรหัสควบคุมเครืองซีเอ็นซี 13

13 กระดาษกริดสําหรับการออกแบบชินงาน 14

14 ตัวอย่างชินงานทีผ่าน (ซ้าย) และไม่ผ่านการตรวจสอบ (ขวา) 14 15 ตัวอย่างการสร้างขินงานด้วยโปรแกรมจําลองการทํางาน (Simulator) 15

16 ชินงานทีสร้างจากเครืองกัดซีเอ็นซีชนิด 3 แกน 15

(7)

สารบัญตาราง

ตารางที หน้า

1 ผลการทดสอบด้วยโปรแกรมจําลองการทํางาน 17

(8)

บทนํา

ความเป็นมาและความสําคัญของปัญหา

ป ั จจุบันเทคโนโลยีซีเอ็นซี (Computerized Numerical Control: CNC) ได้เข้ามามีบทบาทสําคัญใน กระบวนการผลิตทางอุตสาหกรรม ไม่ว่าจะเป็นงานกัด (Milling) งานกลึง (Turning) ชินส่วนรถยนต์ อะไหล่

อุปกรณ์เครืองมือต่างๆ รวมถึงการสร้างต้นแบบหรือแม่พิมพ์พลาสติกล้วนแล้วแต่อาศัยเครืองจักรซีเอ็นซีใน การสร้าง การเขียนโปรแกรมซีเอ็นซี (G-Code) นันอาศัยหลักการพืนฐานทางคณิตศาสตร์-วิทยาศาสตร์

ได้แก่เรืองเรขาคณิตวิเคราะห์ ระบบพิกัด เส้นตรง วงกลม เส้นโค้ง แรง ความเร็ว การเคลือนที เป็นต้น นอกจากนันยังต้องอาศัยการคิดเชิงริเริมสร้างสรรค์ การคิดเชิงเหตุผล และจินตนาการอีกด้วย

รูปที 1 เครืองจักรซีเอ็นซีทีใช้ในโรงงานอุตสาหกรรม (เครืองกัด) และชินงานทีสร้าง

การเรียนการสอนเรืองการเขียนโปรแกรมและการควบคุมเครืองซีเอ็นซีนัน มีปรากฎในหลักสูตร ระดับอุดมศึกษาและประกาศนียบัตรวิชาชีพในสาขาวิชาด้านเครืองกล โรงงานอุตสาหกรรม ระบบอัตโนมัติ

และระบบควบคุมในอุตสาหกรรม รวมถึงการจัดเป็นโครงการฝึกอบรมให้กับพนักงานผู้ปฎิบัติงานในโรงงาน อุตสาหกรรม ผู้วิจัยเล็งเห็นว่าเทคโนโลยีซีเอ็นซีเป็นสิงทีมีความน่าสนใจในด้านทีสามารถสร้างชินงานตามที

ได้ออกแบบเอาไว้ได้ อีกทังยังสะท้อนให้เห็นถึงความสําคัญของเนือหาวิชาพืนฐานทางคณิตศาสตร์- วิทยาศาสตร์ ทีมีต่อการปฏิบัติงานจริงในโรงงานอุตสาหกรรม ในการปฏิบัติงานในฐานะอาจารย์ผู้สอนที

ผ่านมา ผู้วิจัยได้รวมเอาปฏิบัติการสร้างชินงานด้วยเครืองกัดซีเอ็นซีชนิด 3 แกน (3-Axis CNC Milling) เข้าเป็นกิจกรรมหนึงในรายวิชาระบบอัตโนมัติในงานอุตสาหกรรม และวิชาคอมพิวเตอร์ในงานอุตสาหกรรม ซึงเป็นรายวิชาสําหรับนักศึกษาชั นปีที 3 เพือเตรียมความพร้อมในการฝึกปฏิบัติงานในโรงงานอุตสาหกรรม ซึงผู้วิจัยได้กําหนดขันตอนการปฏิบัติงานของผู้เรียนดังนี

1) ขั นตอนการออกแบบ ผู้เรียนจะต้องออกแบบชินงานของตนเอง เพือนําไปสร้างด้วยเครืองกัด ซีเอ็นซี โดยใช้วัสดุทีกําหนดให้

(9)

2) ขั นตอนการตรวจสอบแบบโดยอาจารย์ผู้สอน ในขั นตอนนีผู้สอนจะทําการตรวจแบบทีผู้เรียนได้

ออกแบบไว้ โดยพิจารณาความเป็นไปได้ในการนําไปสร้างเป็นชินงานจริง แบบงานทีไม่ผ่านการตรวจสอบ และต้องออกแบบใหม่ เช่น มีความละเอียดมากเกินไป การวาดไม่ถูกต้องตามหลักเรขาคณิต ไม่สามารถหา พิกัดทางเรขาคณิตได้ แบบมีความง่ายเกินไปไม่เหมาะทีจะทํา เป็นต้น

3) ขั นตอนการเขียนโปรแกรมซีเอ็นซี โดยหลังจากผ่านการตรวจแบบโดยอาจารย์ผู้สอนแล้ว ผู้เรียน จะต้องเขียนโปรแกรมสําหรับควบคุมเครืองจักรให้สร้างชินงานตามทีออกแบบไว้

4) ขันตอนการตรวจสอบด้วยซอฟต์แวร์จําลองการทํางาน (Simulator) ผู้เรียนนําไฟล์โปรแกรม ซีเอ็นซีทีเขียนขึนไปตรวจสอบด้วยซอฟต์แวร์จําลองการทํางาน โดยซอฟต์แวร์จะทําหน้าทีเปรียบเสมือน เครืองจักรจําลองทีผู้ใช้สามารถสั งให้เคลือนที ติดตังอุปกรณ์ กําหนดค่าต่างๆ เขียนและโหลดโปรแกรม ซีเอ็นซี จากนันซอฟต์แวร์จะแสดงการสร้างชินงานเป็นภาพเคลือนไหวเสมือนว่าเครืองจักรกําลังทํางานอยู่

ทังนีเพือให้ผู้ใช้ได้ทดลองสร้างชินงานในคอมพิวเตอร์ก่อนการลงมือปฏิบัติกับเครืองจักรจริง ป้ องกัน อันตรายและป ั ญหาทีอาจเกิดขึนจากการใช้งานเครืองจักรจริงหากการเขียนโปรแกรมซีเอ็นซี หรือการ กําหนดค่าต่างๆ ไม่ถูกต้อง ซึงในขันตอนนีหากพบป ั ญหาผู้เรียนจะต้องทําการแก้ไขโปรแกรมและนํามา ตรวจสอบใหม่จนกว่าจะถูกต้อง

5) ขั นตอนการใช้งานเครืองจักร ผู้เรียนนําเอาไฟล์ทีผ่านการตรวจสอบด้วยซอฟต์แวร์จําลองการ ทํางานแล้ว ไปปฏิบัติการสร้างชินงานด้วยเครืองกัดซีเอ็นซีภายใต้การควบคุมดูแลโดยอาจารย์ผู้สอน

รูปที 2 ปฏิบัติการสร้างชินงานด้วยเครืองกัดซีเอ็นซีชนิด 3 แกน

ในบางครังผู้วิจัยได้รับมอบหมายให้จัดกิจกรรมเดียวกันนีในรายวิชาพืนฐานทางคณิตศาสตร์- วิทยาศาสตร์ เช่น วิชาคณิตศาสตร์ ฟิสิกส์ หรือจัดเป็นกิจกรรมต่อเนืองจากโครงการฝึกอบรมหรือศึกษาดู

งานต่างๆ และในบางครังเกิดจากความสนใจของผู้เรียนเอง ซึงผู้วิจัยก็เล็งเห็นว่ากิจกรรมดังกล่าวเป็น ประโยชน์กับผู้เรียน และเป็นกิจกรรมทีสะท้อนให้เห็นถึงความเชือมโยงและประโยชน์ของการเรียนวิชา พืนฐานทางคณิตศาสตร์-วิทยาศาสตร์ กับกระบวนการผลิตในอุตสาหกรรม แต่การปฏิบัติงานผู้วิจัยพบ ป ั ญหาในการอย่างมากในขันตอนการตรวจสอบด้วยซอฟต์แวร์จําลองการทํางาน เนืองจากผู้เรียนทีเป็น นักศึกษาชั นปีที 1 ยังไม่คุ้นเคยกับเครืองจักรในอุตสาหกรรม และยังไม่มีทักษะด้านการเขียนโปรแกรม เมือ นําโปรแกรมซีเอ็นซีทีผู้เรียนเขียนมาตรวจสอบด้วยซอฟต์แวร์จําลองการทํางานแล้ว พบว่าการเขียน โปรแกรมซีเอ็นซีมีความผิดพลาดมากในช่วงแรก โดยพบว่าผู้เรียนมากกว่าร้อยละ 90 เขียนโปรแกรม

(10)

ผิดพลาดในครั งแรก ซึงผู้เรียนจะต้องทําการแก้ไขตรวจสอบใหม่จนกว่าจะถูกต้อง ซึงใช้เวลามากและต้อง ทําการแก้ไขหลายครั ง นอกจากนันการใช้งานซอฟต์แวร์จําลองการทํางานยังมีความยากเทียบเท่ากับการใช้

งานเครืองจักรเนืองจากเป็นการจําลองการทํางานทีเหมือนจริง ซึงผู้ใช้งานต้องปฏิบัติตังแต่ขันตอนการตัง ชินงาน ติดตั งอุปกรณ์ กําหนดค่าต่างๆ เขียนโปรแกรม โหลดโปรแกรม ทดลองรันโปรแกรม ตรวจสอบและ แก้ไขซึงใช้เวลามากสําหรับผู้ทียังไม่ชํานาญ ส่งผลให้การจัดกิจกรรมใช้เวลานาน

ป ั ญหาทีสําคัญนอกเหนือจากนันคือซอฟ์ แวร์จําลองการทํางานมีราคาสูง บางรุ่นอาจมีราคา เทียบเท่ากับเครืองจักรจริง และเป็นซอฟต์แวร์ทีมีการควบคุมลิขสิทธิ จํากัดจํานวนการใช้งาน ทําให้ผู้เรียน ไม่สามารถใช้งานพร้อมกันได้ครั งละหลายๆ คน ในทีนีซอฟต์แวร์ทีใช้อยู่มีการจํากัดให้สามารถใช้ได้ภายใน ห้องปฏิบัติการเท่านัน แม้ว่าจะอาศัยการบริหารเวลาให้ผู้เรียนมาปฏิบัติงานในเวลาต่างๆกันแล้วก็ตาม ผู้วิจัยพบว่าการปฏิบัติงานในแต่ละครั งนันใช้เวลาอย่างน้อย 3 สัปดาห์ผู้เรียนจึงสามารถปฏิบัติงานได้ครบ ตามขันตอนทุกคน ซึงใช้เวลาจัดกิจกรรมมากเกินไปสําหรับวิชาพืนฐานทางคณิตศาสตร์-วิทยาศาสตร์

กระทบต่อการเรียนการสอนในหัวข้ออืนๆ และเมือผู้เรียนต้องแก้ไขโปรแกรมซีเอ็นซีบ่อยครั งและต้องนํามา ตรวจสอบบ่อยครั งส่งผลให้ผู้เรียนเสียขวัญและกําลังใจ ทําให้ในช่วงหลังผู้เรียนปฏิบัติงานโดยไม่ละเอียด รอบคอบเท่าทีควรเพือให้งานเสร็จ เป็นการเสริมสร้างทัศนคติทีไม่ดีต่อการปฏิบัติงานกับเครืองจักร และยิง ส่งผลให้โอกาสเกิดความผิดพลาดเพิมขึนมากกว่าเดิมอีก

รูปที 3 ซอฟต์แวร์จําลองการทํางาน (Simulator) และอุปกรณ์ควบคุมลิขสิทธ์(Hardlock)

ด้วยเหตุนีผู้วิจัยจึงมีแนวคิดในการพัฒนาโปรแกรมห้องปฏิบัติการจําลอง (Virtual Lab) เพือให้

ผู้เรียนได้ทดลองออกแบบชินงานและเขียนโปรแกรมซีเอ็นซี โดยเป็นโปรแกรมคอมพิวเตอร์กราฟฟิกซึง พัฒนาด้วยภาษาซี (C++) การทํางานของโปรแกรมจะรับค่าอินพุททีเป็นโปรแกรมซีเอ็นซีจากผู้ใช้ จากนัน โปรแกรมจะทําการวิเคราะห์และแสดงผลเป็นเส้นทางการเคลือนทีของอุปกรณ์ (Tool Path) โดยแสดงเป็น ลักษณะของเส้นกราฟบนระนาบซึงผู้เรียนสามารถใช้ตรวจสอบความถูกต้องของโปรแกรมซีเอ็นซีทีเขียนได้

โปรแกรมห้องปฏิบัติการจําลองทีจะพัฒนาขึนมีจุดเด่นคือใช้งานง่ายเนืองจากมุ่งเน้นแก้ป ั ญหาเฉพาะโจทย์

ภายใต้เงือนไขทีผู้วิจัยกําหนดและผู้เรียนจะต้องลงมือปฏิบัติเท่านัน ผู้เรียนทีไม่มีพืนฐานด้านการเขียน โปรแกรม การใช้งานเครืองจักรในโรงงานอุตสาหกรรม หรือการใช้โปรแกรมจําลองการทํางานมาก่อนก็

สามารถใช้งานได้ นอกจากนันยังสามารถใช้งานได้จากทุกที ทุกเวลา ลดป ั ญหาและข้อจํากัดของการใช้งาน ซอฟต์แวร์จําลองการทํางานได้

(11)

อย่างไรก็ตามในการปฏิบัติสําหรับผู้ทีเรียนในรายวิชาพืนฐานทางคณิตศาสตร์-วิทยาศาสตร์นัน ขั นตอนการตรวจสอบโปรแกรมซีเอ็นซีด้วยซอฟต์แวร์จําลองการทํางานและการปฏิบัติงานโดยใช้เครืองจักร จริงนันยังคงมีความสําคัญอยู่ ซึงผู้วิจัยจะจัดหานักศึกษาช่วยงานทีมีประสบการณ์ในการใช้ซอฟต์แวร์

จําลองการทํางานและการใช้งานเครืองจักรเป็นผู้สาธิตและลงมือปฏิบัติ โดยให้ผู้เรียนเป็นผู้สังเกต อธิบาย และซักถาม เพือให้การปฏิบัติสามารถทําได้ง่าย ประหยัดเวลา และบรรลุจุดประสงค์การเรียนรู้ทีกําหนดไว้

ได้ โดยผู้วิจัยได้วางแผนการจัดกิจกรรมการเรียนรู้ด้วยปฏิบัติการสร้างชินงานด้วยเครืองกัดซีเอ็นซีชนิด 3 แกนดังแผนภาพต่อไปนี

รูปที 4 ผังแสดงขันตอนปฏิบัติการสร้างชินงานด้วยเครืองกัดซีเอ็นซีชนิด 3 แกน ก่อนใช้ Virtual Lab

(12)

รูปที 5 ผังแสดงขันตอนปฏิบัติการสร้างชินงานด้วยเครืองกัดซีเอ็นซีชนิด 3 แกน หลังใช้ Virtual Lab

(13)

วัตถุประสงค์ของโครงการวิจัย

เพือพัฒนาโปรแกรมห้องปฏิบัติการจําลองเพือใช้สอนการเขียนโปรแกรมซีเอ็นซีในรายวิชาพืนฐาน ทางคณิตศาสตร์-วิทยาศาสตร์

ขอบเขตของโครงการวิจัย

1. ประชากรทีใช้ในการศึกษาเป็นนักศึกษาหลักสูตรปริญญาตรี คณะเทคโนโลยีอุตสาหกรรม มหาวิทยาลัยราชภัฏสวนสุนันทา ทีลงทะเบียนในรายวิชาพืนฐานทางคณิตศาสตร์-วิทยาศาสตร์ ในภาค เรียนที 1 ปีการศึกษา 2554 จํานวน 25 คน

2. เครืองซีเอ็นซีทีใช้ในการปฏิบัติการ และเป็นต้นแบบของงานวิจัย เป็นเครืองกัดซีเอ็นซี 3 แกน ชนิดแยกชุดอุปกรณ์ควบคุมความเร็วสปินเดิลและใช้การเปลียนอุปกรณ์ด้วยมือ

3. การเขียนโปรแกรมซีเอ็นซี ใช้รหัสจี (G-Code) ของชุดควบคุม FANUC

4. ห้องปฏิบัติการจําลอง (Virtual Lab) เป็นโปรแกรมคอมพิวเตอร์กราฟฟิกสร้างด้วยภาษาซี (C++) ทํางานบนระบบปฏิบัติการวินโดวส์ (Windows)

5. ตัวแปรในการวิจัย ประกอบด้วย

5.1 ตัวแปรต้น คือ โปรแกรมห้องปฏิบัติการจําลอง (Virtual Lab)

5.2 ตัวแปรตาม ได้แก่ ร้อยละของผู้เรียนทีทดสอบด้วยโปรแกรมจําลองการทํางานผ่านในครั งแรก

ทฤษฎี สมมุติฐาน และกรอบแนวความคิดของโครงการวิจัย

โปรแกรมห้องปฏิบัติการจําลองทีจะพัฒนาขึน มีหลักการทํางานคือการวิเคราะห์โปรแกรมควบคุม เครืองซีเอ็นซี (G-Code) ทีผู้ใช้ป้ อนเข้ามา โปรแกรมจะทําการประมวลผลและแสดงผลเป็นเส้นทางการ เคลือนทีของอุปกรณ์ (Tool Path) โดยแสดงในลักษณะของเส้นกราฟบนระนาบ เพือให้ผู้ใช้งานได้

ตรวจสอบความถูกต้องของโปรแกรมซีเอ็นซีทีเขียน และให้ผู้เรียนได้เห็นถึงความเชือมโยงระหว่าง เนือหาวิชาพืนฐานทางคณิตศาสตร์-วิทยาศาสตร์ทีเรียนกับระบบการผลิตในโรงงานอุตสาหกรรม

รูปที 6 แนวคิดของโปรแกรมห้องปฏิบัติการจําลอง (Virtual Lab)

เมือนําโปรแกรมห้องปฏิบัติการจําลองทีพัฒนาขึนไปใช้ในการจัดกิจกรรมการเรียนรู้ด้วยปฏิบัติการ สร้างชินงานด้วยเครืองกัดซีเอ็นซีชนิด 3 แกนแล้ว ผู้วิจัยคาดหวังว่าผู้เรียนจะใช้โปรแกรมดังกล่าวในการ ตรวจสอบและแก้ไขโปรแกรมซีเอ็นซีทีตนเองเขียนซึงสามารถปฏิบัติโดยใช้เครืองคอมพิวเตอร์เครืองใดก็ได้

และเมือนําโปรแกรมซีเอ็นซีมาทดสอบด้วยโปรแกรมจําลองการทํางานแล้ว จะทดสอบผ่านได้ในครังแรก มากกว่าร้อยละ 90 ของจํานวนผู้เรียนกลุ่มทดลองทั งหมด

(14)

ประโยชน์ทีคาดว่าจะได้รับ

1. ผู้เรียนสามารถใช้โปรแกรมห้องปฏิบัติการจําลองทีพัฒนาขึน เพือตรวจสอบความถูกต้องของ โปรแกรมซีเอ็นซีได้ด้วยตนเอง

2. การจัดกิจกรรมการเรียนการสอนเรืองการเขียนโปรแกรมซีเอ็นซีมีความสะดวกและกระชับขึน ผู้เรียนทีไม่มีพืนฐานมาก่อนสามารถเรียน เข้าใจ และลงมือปฏิบัติได้

3. ผู้เรียนได้เห็นถึงประโยชน์และความสําคัญของการเรียนวิชาพืนฐานทางคณิตศาสตร์- วิทยาศาสตร์ ทีมีต่อกระบวนการผลิตในโรงงานอุตสาหกรรม

4. ได้ผลงานวิจัยเพือนําไปเผยแพร่ในการประชุมวิชาการหรือวารสารวิชาการ

นิยามปฏิบัติการ

ห้องปฏิบัติการจําลอง (Virtual Lab) หมายถึง โปรแกรมคอมพิวเตอร์ทีสร้างขึนเพือให้ผู้เรียนได้ฝึก ปฏิบัติการเสมือนกับได้ลงมือปฏิบัติกับเครืองมือทีใช้ทดลองจริง โดยอาจเป็นลักษณะของการแสดงผลลัพธ์

แบบภาพนิง ภาพเคลือนไหว หรือข้อความตัวอักษร ซึงเปลียนแปลงตามข้อมูลทีผู้ใช้ป้ อนเข้า ประกอบกับ เงือนไขต่างๆทีได้วางไว้

(15)

เอกสารและงานวิจัยทีเกียวข้อง

แนวคิด ทฤษฎี และงานวิจัยทีเกียวกับห้องปฏิบัติการจําลอง

นฤดล ดามพ์สุกรี, รังสรรค์ วงศ์สรรค์, และ ทิพย์วรรณ ฟั งสุวรรณรักษ์ (2542) ได้กล่าวว่า การ ปฏิบัติการทดลองในห้องปฏิบัติการถือเป็นส่วนหนึงของการเรียนการสอนทางด้านวิทยาศาสตร์และ เทคโนโลยี ทีผู้เรียนต้องมีความรู้ทางทฤษฏีและทักษะในการทดลองจริง แต่บางรายวิชานันมีผู้เรียนจํานวน มาก สถานศึกษาจะต้องลงทุนในการจัดการเรียนการสอนสูงทําให้อุปกรณ์ในห้องปฏิบัติการไม่เพียงพอ จึง จําเป็นต้องมีการพัฒนารูปแบบของการปฏิบัติการทดลองทีนอกเหนือจากการปฏิบัติในห้องทดลอง ซึง Tuttas J.และ Wagner B. (2001) ได้แบ่งลักษณะของการปฏิบัติการทดลองไว้ 3 รูปแบบ ได้แก่

1) การทดลองในห้องทดลอง (Local Labs) ผู้เรียนจะต้องปฏิบัติการทดลองในห้องทดลองของ สถานศึกษา ใช้อุปกรณ์ทีมีอยู่ในห้องทดลองร่วมกับเพือนในกลุ่มโดยมีพนักงานห้องทดลองและอาจารย์

ประจําวิชาเป็นผู้ดูแล

2) การปฏิบัติการทดลองเสมือนจริง (Virtual Labs) เป็นการใช้ซอฟต์แวร์จําลองเลียนแบบอุปกรณ์

การทดลองจริง เช่น เครืองมือวัดต่าง ๆ หรือจําลองสถานการณ์การทดลอง สร้างการเคลือนไหวด้วย คอมพิวเตอร์ (Computer Animation) จะสามารถสร้างปฏิสัมพันธ์ระหว่างบทเรียนและผู้เรียนได้ดีในการ เรียนด้วยตนเองทีบ้าน หรือสถานทีทีผู้เรียนต้องการ

3) การปฏิบัติการทดลองออนไลน์ (Online Labs) เป็นการนําเทคโนโลยีการสือสารข้อมูลผ่าน เครือข่าย เช่น อินเทอร์เน็ต อินทราเน็ต มาใช้ร่วมกับเครืองมือปฏิบัติการทดลองจริง ผู้เรียนจะควบคุม เครืองมือทดลองทางคอมพิวเตอร์ผ่านเครือ ข่าย การปฏิบัติการทดลองแบบนีเป็นการผสมผสานระหว่าง ความรู้สึกในการปฏิบัติการทดลองจริงและความยืดหยุ่นเรืองสถานทีเรียนของการปฏิบัติการทดลอง

อาจารย์ประจําภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล ได้แก่ อ.สุจินต์ วังสุยะ, อ.ดร.

วิศิษฐ์ สิงห์สมโรจน์ และ อ.ดร.วิทูร ชืนวชิรศิริ ได้ร่วมกันจัดทําสือการสอนฟิสิกส์ เรือง ห้องทดลอง วิทยาศาสตร์เสมือน: การทดลองฟิสิกส์ (Virtual Lab: Physics Laboratory) (ธัญญ์ณัช บุษบงค์, 2552) เพือ เป็นทางเลือกหนึงในการเรียนรู้ของนักเรียน ช่วยแก้ปั ญหาเรืองการขาดแคลนเครืองมือสําหรับทําการ ทดลอง โดยให้นักเรียนได้เรียนรู้ล่วงหน้าถึงวิธีการทดลองทีถูกต้อง ทําให้ลดเวลาในการใช้ห้องทดลองจริง เพือให้ห้องทดลองจริงถูกใช้งานได้อย่างทั วถึง ลดความเสียงทีจะทําให้เกิดความเสียหาย ให้เกิดแก่อุปกรณ์

การทดลอง ลดภาระของครูในการอธิบายให้นักเรียนและเปิดโอกาสให้ นักเรียนได้มีการเรียนรู้ด้วยตนเอง ซึงเป็นป ั จจัยสําคัญในการพัฒนาศักยภาพของนักเรียน

สมนึก บุญพาไสว (2552) ได้กล่าวถึงความสําคัญของเทคโนโลยีซีเอ็นซีทีมีต่ออุตสาหกรรมการ ผลิต โดยเฉพาะการผลิตแบบอัตโนมัติทีต้องการความละเอียด ความถูกต้อง ความเทียงตรงของชินงาน ความน่าเชือถือ และความยืดหยุ่นในกระบวนการสูง ความผิดพลาดทีเกิดขึนจากคนมีน้อย สามารถผลิต ชินงานได้สมําเสมอทั งด้านเวลา ปริมาณ และคุณภาพ โรงงานหรือบริษัทมีระบบการผลิตแบบซีเอ็นซีและมี

(16)

บุคลากรทีมีความรู้ความชํานาญในระบบจะได้เปรียบในแข่งขันกับผู้ผลิตรายอืน แต่ป ั ญหาทีสําคัญอย่างหนึง ของอุตสาหกรรมการผลิตในประเทศไทยก็คือการขาดแคลนบุคลากรทีมีทักษะทางด้านนี ซึงส่วนหนึงเกิด จากการจัดการเรียนการสอนเรืองเทคโนโลยีซีเอ็นซีทําได้ยาก เนืองจากเครืองจักรมีราคาแพง แม้ว่าจะมี

ซอฟต์แวร์ทีใช้ฝึกปฏิบัติแทนการใช้เครืองจักรจริง แต่ซอฟต์แวร์ก็ยังคงมีราคาแพงอยู่สถานศึกษาไม่

สามารถจัดหามาเพือใช้ในการเรียนการสอนได้ ป ั ญหาเหล่านีจะสามารถแก้ไขได้หากสถานศึกษามี

ซอฟต์แวร์ฟรีหรือราคาถูก ซึงจะเป็นสิงสําคัญในการเสริมสร้างศักยภาพให้กับผู้ทีจะออกไปเป็นกําลังสําคัญ ต่ออุตสาหกรรมของไทยต่อไป

การเขียนโปรแกรมภาษาซี (C++) มีคุณสมบัติในการสร้างโปรแกรมทีสามารถรับค่าอินพุททีเป็นตัวอักษร ค่าตัวเลข หรือข้อความจากผู้ใช้ (ยุทธนา ลีลาศวัฒนกุล, 2551) และนํามาประมวลผลเพือแสดงเป็นภาพ กราฟฟิกโดยใช้โปรแกรม Visual C++ หรือโปรแกรมอืนในลักษณะเดียวกันนีโดยอาศัยซอฟต์แวร์ไลบรารี

ชนิด OpenGL หรือ DirectX ซึงเป็นซอฟต์แวร์เพือการแสดงผลกราฟฟิก (ไพศาล โมลิสกุลมงคล, 2550) โดยการเชือมต่อกับหน่วยแสดงภาพของคอมพิวเตอร์ มีคุณสมบัติในการแสดงรูปภาพหรือรูปทรงเรขาคณิต ใน 2 มิติและ 3 มิติ ซึงเป็นซอฟต์แวร์เดียวกันกับทีใช้สร้างเกมคอมพิวเตอร์มากมายในป ั จจุบัน โปรแกรมที

สร้างขึนด้วย Visual C++ จะทํางานบนระบบปฏิบัติการวินโดวส์ ซึงผู้ใช้งานในประเทศไทยส่วนใหญ่คุ้นเคย อยู่แล้ว ดังนันผู้วิจัยจึงเห็นว่าการเขียนโปรแกรมด้วยภาษาซี สามารถสร้างโปรแกรมทีรับข้อความรหัสจีจาก ผู้ใช้ และนําไปประมวลผลเพือแสดงเป็นเส้นทางหรือรูป 2 มิติตามข้อความรหัสจีทีผู้ใช้ป้ อนเข้าไปได้

(17)

วิธีดําเนินการวิจัย

แบบแผนการทดลอง

การวิจัยในครั งนีเป็นการวิจัยเชิงปฏิบัติการ

กลุ่มทดลอง

การวิจัยในครั งนีมีกลุ่มทดลองคือนักศึกษาหลักสูตรปริญญาตรี สาขาเทคโนโลยีไฟฟ้ าอุตสาหกรรม มหาวิทยาลัยราชภัฏสวนสุนันทา จํานวน 24 คน

เครืองมือทีใช้ในการวิจัย

การวิจัยในครั งนีมีเครืองมือทีใช้ในการวิจัยคือ โปรแกรมห้องปฏิบัติการจําลอง ซึงมีขันตอนในการ สร้างและพัฒนาดังนี

1. ศึกษารูปแบบการเขียนโปรแกรมควบคุมเครืองจักรซีเอ็นซี (G-Code) โดยเน้นเฉพาะคําสั ง พืนฐานเบืองต้นทีสามารถเข้าใจได้ง่าย และเหมาะสําหรับผู้เริมต้นทีเรียนในรายวิชาพืนฐาน

2. ออกแบบกิจกรรมการเรียนรู้โดยใช้เทคโนโลยีซีเอ็นซีเป็นเครืองมือให้ผู้เรียนเข้าใจถึงหลักการ ของระบบพิกัดทางเรขาคณิต และการนําไปประยุกต์ใช้ในการสร้างชินงานจริง

3. ศึกษาการเขียนโปรแกรมด้วยภาษาจาวา

4. สร้างโปรแกรมห้องปฏิบัติการจําลองให้สอดคล้องกับกิจกรรมการเรียนรู้ทีจัดขึน ในทีนี

โปรแกรมทีสร้างขึนได้ถูกออกแบบให้รองรับกับชินงานทีกําหนดให้ผู้เรียนทํา และมีรูปแบบการใช้งานที

เข้าใจง่าย

5. ทดสอบการทํางานของโปรแกรมโดยใช้โค้ดและแบบชินงานทีเคยมีนักศึกษาออกแบบและสร้าง ไว้ เพือตรวจสอบความถูกต้องของโปรแกรม แก้ไขและปรับปรุงข้อบกพร่องต่างๆ

โปรแกรมห้องปฏิบัติการจําลองทีได้พัฒนาขึนเป็นโปรแกรมภาษาจาวาซึงสามารถเรียกใช้งานได้

ทันทีจากเครืองคอมพิวเตอร์ใดๆก็ตามทีมีตัวอ่านภาษาจาวาอยู่ (หากไม่มีสามารถดาวน์โหลดมาติดตังได้

ฟรี) โดยผู้ใช้จะต้องทําการเขียนรหัสคําสั ง G-Code ตามแบบชินงานทีได้ออกแบบไว้ด้วยโปรแกรม NotePad และบันทึกไว้ในโฟลเดอร์เดียวกับตัวโปรแกรมเป็นไฟล์ข้อความชือ gcode.txt เมือเรียกใช้งาน โปรแกรม ตัวโปรแกรมจะอ่านรหัสคําสั งจากไฟล์ข้อความดังกล่าวแล้วแสดงผลเป็นภาพเส้นทางการ เคลือนทีของเครืองจักรบนหน้าจอในรูปแบบ 2 มิติ เพือให้ผู้ใช้ตรวจสอบความถูกต้องของรหัสคําสั งทีเขียน ขึน

(18)

รูปที 7 ตัวอย่างหน้าต่างแสดงผลของโปรแกรมห้องปฏิบัติการจําลอง

วิธีเก็บรวบรวมข้อมูล

ในการรวบรวมข้อมูล ผู้วิจัยได้จัดกิจกรรมการเรียนรู้เสริมโดยใช้เครืองจักรซีเอ็นซีเป็นเครืองมือให้

ผู้เรียนได้เล็งเห็นถึงความสําคัญขององค์ความรู้ทีได้รับจากการเรียนในรายวิชาพืนฐานทางคณิตศาสตร์- วิทยาศาสตร์ กับการปฏิบัติงานในโรงงานอุตสาหกรรม โดยเป้ าหมายหลักของกิจกรรมทีจัดขึนคือผู้เรียน จะต้องสามารถออกแบบและลงมือปฏิบัติการสร้างชินงานด้วยเครืองจักรซีเอ็นซีด้วยตนเองได้ ซึงกิจกรรม การเรียนรู้ทีจัดขึนมีขันตอนดังนี

1. บรรยายเรืองเครืองจักรซีเอ็นซีในงานอุตสาหกรรมแบบต่างๆ เช่น เครืองกัด เครืองกลึง แขนกล อุตสาหกรรม โดยใช้สือผสมพร้อมคลิปวีดีโอตัวอย่างการทํางานของเครืองจักรเพือโน้มน้าวให้ผู้เรียนเกิด ความสนใจ โดยเน้นทีเครืองกัดซีเอ็นซีชนิด 3 แกน ซึงผู้เรียนกลุ่มดังกล่าวจะต้องลงมือปฏิบัติ

รูปที 8 ตัวอย่างสไลด์ประกอบการบรรยายเรืองเครืองจักรซีเอ็นซี

(19)

2. อธิบายเรืองระบบพิกัดทีใช้ในการออกแบบชินงาน การเขียน G-Code เบืองต้น โดยแสดงให้เห็น การเชือมโยงความรู้พืนฐานด้านเรขาคณิตวิเคราะห์กับการนําไปประยุกต์ใช้ในการออกแบบชินงาน พร้อม ทั งยกตัวอย่างประกอบ

รูปที 9 ตัวอย่างสไลด์ประกอบการบรรยายเรืองระบบพิกัดของเครืองซีเอ็นซี

3. ให้ผู้เรียนกลุ่มทดลองฝึกหาพิกัดของรูปทีกําหนดให้ถูกต้อง ดังรูปที 10

10 20 30

-10 -20 -30

-10

-20

-30 10 20 30

x y

P1

P₂

P3

P₄

P₅ P₆

P₇ P₈ P9

P₁₀

รูปที 10 โจทย์ปั ญหาเรืองระบบพิกัดของเครืองซีเอ็นซี พร้อมเฉลย

4. อธิบายเรืองการเขียนรหัสควบคุมเครืองจักร (G-Code) โดยยกตัวอย่างรหัสควบคุมเครืองจักร ของชินงานทีกําหนด (รูปที 11)

Absolute Incremental

P1 X0 Y25 X0 Y25

P2 X10 Y10 X10 Y-15

P3 X30 Y5 X20 Y-5

P4 X15 Y-5 X-15 Y-10

P5 X20 Y-25 X5 Y-20

P6 X0 Y-15 X-20 Y10

P7 X-20 Y-25 X-20 Y-10

P8 X-15 Y-5 X5 Y20

P9 X-30 Y5 X-15 Y10

P10 X-10 Y10 X20 Y5

(20)

10 20 30 40 50 60 70 10

20 30 40 50 60 70

x y

P1

P2

P3 P4

P5

P6

P7

P8

รูปที 11 ตัวอย่างรหัสควบคุมเครืองซีเอ็นซี

5. ให้ผู้เรียนทําแบบฝึกหัดเขียนรหัสควบคุมเครืองจักรตามแบบชินงานทีกําหนด (รูปที 12) โดยให้

ผู้เรียนใช้โปรแกรมห้องปฏิบัติการจําลองทีได้พัฒนาขึนในการตรวจสอบรหัสของตนเองว่าได้ชินงานตรงตาม แบบหรือไม่

ในทางปฏิบัติ การสร้างชินงานหนึงชินสามารถเขียนรหัสควบคุมได้หลายแบบ ขึนอยู่กับแนวคิดของ ผู้เรียนแต่ละคน หลังจากผู้เรียนกลุ่มทดลองทุกคนเขียนรหัสของตนเองเสร็จ ให้ผู้เรียนปรึกษากันเพือค้นหา ว่าการเขียนรหัสควบคุมแบบใดมีประสิทธิภาพมากทีสุด โดยพิจารณาจากจํานวนบรรทัด, ระยะการเคลือนที

ทั งหมด และจํานวนการเคลือนทีเข้า-ออก

10 20 30 40 50 60 70

x y

รูปที 12 ตัวอย่างโจทย์ป ั ญหาเรืองการเขียนรหัสควบคุมเครืองซีเอ็นซี

G00 X10 Y10 Z2 G01 Z-1 F100 G01 X10 Y50 F100 G02 X30 Y70 R20 F100 G01 X70 Y70 F100 G01 Z2 F100 G00 X70 Y50 G01 Z-1 F100 G01 X70 Y20 F100 G03 X60 Y10 R10 F100 G01 X30 Y10 F100 G01 Z2 F100 G00 Z50

G00 X10 Y10 Z2 G01 Z-1 F100 Y50

G02 X30 Y70 R20 G01 X70

Z2 G00 Y50 G01 Z-1 Y20

G03 X60 Y10 R10 G01 X30

Z2 G00 Z50

(21)

6. ให้ผู้เรียนกลุ่มทดลองออกแบบชินงานของตนเองลงบนกระดาษกริดทีได้รับแจก ซึงกระดาษ ดังกล่าวจะมีขนาดเท่ากับขนาดของชินงานจริงคือ 150x75mm และเป็นขนาดอ้างอิงทีตรงกับในโปรแกรม ห้องปฏิบัติการจําลองทีสร้างขึน ช่องตาราง (Major Grid) มีขนาดช่องละ 10mm และแบ่งช่องเล็ก (Minor Grid) ขนาดช่องละ 5 mm เพือให้สะดวกต่อการออกแบบ ดังรูปที 13

รูปที 13 กระดาษกริดสําหรับการออกแบบชินงาน

7. ผู้สอนทําการตรวจสอบแบบร่างทังหมด เพือพิจารณาว่าแต่ละแบบสามารถนําไปเขียน รหัสควบคุม และสามารถนําไปสร้างชินงานได้จริงหรือไม่ ชินงานทีไม่ผ่านอาจเป็นเพราะว่ามีความซับซ้อน มากเกินไป หรือมีการกําหนดองค์ประกอบทางเรขาคณิตทีไม่ถูกต้อง โดยเฉพาะเรืองรัศมีความโค้ง

รูปที 14 ตัวอย่างชินงานทีผ่าน (ซ้าย) และไม่ผ่านการตรวจสอบ (ขวา)

(22)

8. หากชินงานผ่านการตรวจสอบแล้ว ให้ผู้เรียนเขียนรหัสควบคุมเครืองจักรของตนเอง และ ตรวจสอบด้วยโปรแกรมห้องปฏิบัติการจําลอง

9. รหัสควบคุมทีผ่านการตรวจสอบด้วยโปรแกรมห้องปฏิบัติการจําลองแล้ว ให้นักศึกษาช่วยงานซึง เคยผ่านการอบรมเรืองการใช้งานเครืองซีเอ็นซีนํารหัสไปตรวจสอบด้วยโปรแกรมจําลองการทํางาน (Simulator) โดยให้ผู้เรียนสังเกตการปฏิบัติงาน และสังเกตการทํางานของเครืองจักรจําลองขณะสร้างชินงาน นับจํานวนชินงานทีออกมาถูกต้องตามแบบและบันทึกผล

รูปที 15 ตัวอย่างการสร้างขินงานด้วยโปรแกรมจําลองการทํางาน (Simulator)

10. หากโปรแกรมจําลองการทํางานตรวจไม่พบความผิดพลาดใดๆ ให้นักศึกษาช่วยงานอีกกลุ่ม หนึงทําการผลิตชินงานโดยใช้เครืองจักรจริง โดยใช้แผ่นพลาสติกอะคริลิคใสขนาด 75^150^5mm ซึงมี

ขนาดเท่ากับทีออกแบบเป็นวัตถุดิบ ให้ผู้เรียนสังเกตการปฏิบัติงาน และสังเกตการทํางานของเครืองจักร ซีเอ็นซีขณะสร้างชินงาน

รูปที 16 ชินงานทีสร้างจากเครืองกัดซีเอ็นซีชนิด 3 แกน

(23)

การวิเคราะห์ข้อมูล

ผู้วิจัยได้ทําการวิเคราะห์ข้อมูลเพือหาประสิทธิผลของเครืองมือทีใช้ในการวิจัยซึงได้แก่โปรแกรม ห้องปฏิบัติการจําลอง และประเมินความพึงพอใจของผู้เรียนทีมีต่อกิจกรรมการเรียนรู้โดยใช้การเขียน โปรแกรมควบคุมเครืองซีเอ็นซี

ในการหาประสิทธิผลของเครืองมือ ผู้วิจัยได้ทําการเปรียบเทียบผลลัพธ์ทีได้จากโปรแกรม ห้องปฏิบัติการจําลองกับโปรแกรมจําลองการทํางานทีมีอยู่ตามท้องตลาด ว่าการแสดงผลของโปรแกรมที

พัฒนาขึนมีความถูกต้องมากน้อยเพียงใด โดยบันทึกผล “ถูกต้อง” หากรหัสควบคุมชุดเดียวกันให้ผลลัพธ์ที

ตรงกันทั งสองโปรแกรม และบันทึกผล “ไม่ถูกต้อง” หากรหัสควบคุมชุดเดียวกันแสดงผลลัพธ์ทีไม่ตรงกันใน สองโปรแกรม และคํานวณหาค่าร้อยละของความถูกต้องของโปรแกรมห้องปฏิบัติการจําลองทีพัฒนาขึน

ในการประเมินความพึงพอใจ ให้ผู้เรียนกลุ่มทดลองประเมินผลการจัดกิจกรรมการเรียนรู้โดยใช้การ เขียนโปรแกรมควบคุมเครืองซีเอ็นซีและโปรแกรมห้องปฏิบัติการจําลอง โดยแบบประเมินความพึงพอใจ จัดทําเป็นแบบมาตราส่วนประมาณค่า (Rating Scale) ซึงมี 5 ระดับคะแนน ได้แก่

ระดับคะแนน 5 หมายถึง “พึงพอใจมากทีสุด”

ระดับคะแนน 4 หมายถึง “พึงพอใจมาก”

ระดับคะแนน 3 หมายถึง “พึงพอใจ”

ระดับคะแนน 2 หมายถึง “พึงพอใจน้อย”

ระดับคะแนน 1 หมายถึง “พึงพอใจน้อยทีสุด”

โดยผู้วิจัยได้แบ่งการประเมินออกเป็น 2 ด้าน ได้แก่ 1) ด้านความเหมาะสมของกิจกรรม และ 2) ด้านการ ใช้งานโปรแกรมห้องปฏิบัติการจําลอง และหาค่าเฉลียของความพึงพอใจของผู้เรียนในแต่ละด้าน

สถิติทีใช้

การวิจัยครั งนีใช้การคํานวณค่าร้อยละและค่าเฉลียในการวิเคราะห์ข้อมูล

(24)

ผลการวิเคราะห์ข้อมูล

ผลการใช้งานโปรแกรมห้องปฏิบัติการจําลอง

การทดสอบการทํางานของโปรแกรมห้องปฏิบัติการจําลอง ทําโดยการนํารหัสควบคุมทีเขียนโดย ผู้เรียนกลุ่มทดลองทัง 25 คนมาทดสอบด้วยโปรแกรมห้องปฏิบัติการจําลองทีพัฒนาขึน หากโปรแกรม แสดงผลลัพธ์ตรงกับทีผู้เรียนได้ออกแบบไว้ ให้นําไปทดสอบอีกครังด้วยโปรแกรมจําลองการทํางานโดยใช้

รหัสควบคุมชุดเดียวกัน หากโปรแกรมจําลองการทํางานแสดงผลลัพธ์ได้ถูกต้องและตรงกับผลทีได้จาก โปรแกรมห้องปฏิบัติการจําลองจะบันทึกผลเป็น “ถูกต้อง” แต่หากโปรแกรมจําลองการทํางานแสดงผลการ ทํางานทีผิดพลาดหรือไม่ตรงกับทีออกแบบไว้จะบันทึกผลเป็น“ไม่ถูกต้อง”ผลการทดลองแสดงในตารางที 1

ตารางที 1 ผลการทดสอบด้วยโปรแกรมจําลองการทํางาน

รหัสควบคุมชุดที ผลการตรวจสอบ รหัสควบคุมชุดที ผลการตรวจสอบ

1 ถูกต้อง 16 ถูกต้อง

7 ไม่ถูกต้อง 22 ถูกต้อง

9 ถูกต้อง 24 ไม่ถูกต้อง

11 ถูกต้อง

จากรหัสควบคุมของผู้เรียนกลุ่มทดลองทัง 25 คนทีนํามาทดสอบ พบว่ามีรหัสควบคุมเพียง 2 ชุด เท่านันทีมีการแสดงผลในโปรแกรมห้องปฏิบัติการจําลองถูกต้อง แต่เมือนํามาทดสอบด้วยโปรแกรมจําลอง การทํางานแล้วให้ผลลัพธ์ทีไม่ถูกต้อง