กรอบการประเมินการเรียนรู้ในโลกดิจิทัล

ปัจจุบันเทคโนโลยีดิจิทัลเข้ามามีบทบาทสำคัญในด้านการศึกษาและมีบทบาทเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง โดยการเรียนรู้ในยุคดิจิทัลได้เปลี่ยนแปลงจากรูปแบบเดิมไปสู่การเรียนรู้ที่ผู้เรียนมีส่วนร่วมมากยิ่งขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งการเรียนรู้ในสาขาวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี วิศวกรรมศาสตร์ และคณิตศาสตร์ ที่ได้มีการปรับเปลี่ยนจากการเรียนรู้แบบท่องจำและรับข้อมูลเพียงฝ่ายเดียวของผู้เรียน ไปสู่การเรียนรู้ที่เน้นการแก้ปัญหาและการค้นคว้าด้วยตัวเอง เทคโนโลยีการเรียนรู้ดิจิทัลทำให้ผู้เรียนสามารถมีปฏิสัมพันธ์กับข้อมูลและทำให้เกิดวิธีการเรียนรู้และการแก้ปัญหาในรูปแบบใหม่ ดังนั้น ทักษะในการใช้เครื่องมือดิจิทัลเพื่อแก้ปัญหาจึงเป็นสิ่งสำคัญที่ผู้เรียนจำเป็นต้องมี เพื่อให้ประสบความสำเร็จในอนาคตทั้งในด้านการศึกษา สังคม วัฒนธรรม และวิชาชีพ อย่างไรก็ตาม การลงทุนด้านเทคโนโลยีดิจิทัลเป็นจำนวนมากยังไม่สำคัญเท่ากับประสิทธิภาพในการนำเทคโนโลยีดิจิทัลไปใช้
ในการพัฒนาและปรับปรุงคุณภาพผลการเรียนรู้

ทฤษฎีการเรียนรู้ที่สำคัญและสนับสนุนการเรียนรู้ในโลกดิจิทัล ได้แก่ ทฤษฎีการสร้างความรู้ (Constructivism) ซึ่งเน้นบทบาทของผู้เรียนในการสร้างและปรับความรู้ผ่านประสบการณ์ส่วนบุคคล และทฤษฎีการสร้างความรู้เชิงสังคม (Social Constructivism) ที่ชี้ให้เห็นความสำคัญของการมีปฏิสัมพันธ์ทางสังคมในการสร้างความรู้ นอกจากนี้ ยังมีทฤษฎีการสร้างความรู้ด้วยตนเอง (Constructionism) ที่เชื่อว่าการเรียนรู้ที่มีประสิทธิภาพเกิดจากการสร้างสิ่งที่จับต้องได้ เช่น แบบจำลองและโปรแกรมคอมพิวเตอร์ สภาพแวดล้อมการเรียนรู้ดิจิทัลจึงมีศักยภาพในการส่งเสริมการเรียนรู้แบบสร้างสรรค์โดยใช้เครื่องมือเทคโนโลยีดิจิทัล นอกจากนี้ แนวคิดเชิงคำนวณ (Computational Thinking) เป็นแนวทางในการแก้ปัญหาที่สำคัญที่ผู้เรียนต้องเข้าใจเหตุผลและกลยุทธ์ที่ใช้ในการเขียนโปรแกรม ซึ่งจะช่วยให้ผู้เรียนแปลแนวคิดเป็นรูปแบบที่สามารถคำนวณได้ และพัฒนาความเข้าใจเชิงลึกในกระบวนการแก้ปัญหาและการเรียนรู้

การประเมินการเรียนรู้ในโลกดิจิทัลของ PISA 2025 จึงออกแบบมาเพื่อวัดความสามารถของผู้เรียนในการใช้เครื่องมือดิจิทัลเพื่อการแก้ปัญหาและการเรียนรู้ด้วยตนเอง ซึ่งข้อมูลที่ได้จากการประเมินจะช่วยให้เกิดความเข้าใจถึงประสิทธิภาพของการใช้เทคโนโลยีดิจิทัลในด้านการศึกษาในระดับนานาชาติ และเป็นแนวทางให้กับผู้กำหนดนโยบายในการพัฒนาการศึกษาให้สอดคล้องกับยุคดิจิทัลต่อไป

PISA 2025 ให้นิยาม “การเรียนรู้ในโลกดิจิทัล” ไว้ดังนี้

การเรียนรู้ในโลกดิจิทัล (Learning in the Digital World หรือ LDW) หมายถึง ความสามารถในการมีส่วนร่วมในกระบวนการสร้างองค์ความรู้และการแก้ปัญหา ซึ่งเป็นกระบวนการทำซ้ำและมีการกำกับตนเอง โดยใช้เครื่องมือเชิงคำนวณและการฝึกปฏิบัติ ซึ่งความสามารถเหล่านี้แสดงให้เห็นได้จากการเรียนรู้ที่มีการกำกับตนเองอย่างมีประสิทธิภาพในขณะที่มีการประยุกต์ใช้แนวคิดเชิงคำนวณและการสืบเสาะหาความรู้ทางวิทยาศาสตร์

วัตถุประสงค์ของการประเมินการเรียนรู้ในโลกดิจิทัล

เพื่อให้ทราบว่านักเรียนสามารถแก้ปัญหาโดยใช้เครื่องมือเชิงคำนวนและการฝึกปฏิบัติในสภาพแวดล้อมการเรียนรู้แบบดิจิทัลได้หรือไม่ (ข้อมูลจากการทำแบบทดสอบ LDW)
เพื่อให้ได้หลักฐานเกี่ยวกับการใช้เทคโนโลยีดิจิทัลในโรงเรียน (ข้อมูลจากการตอบแบบสอบถาม PISA) ที่สามารถนำมาเปรียบเทียบกันได้ และเพื่อให้ทราบว่าเทคโนโลยีเหล่านี้มีความเชื่อมโยงอย่างไรกับผลการประเมินในด้านหลักของ PISA (ข้อมูลจากการทำแบบทดสอบด้านการอ่าน วิทยาศาสตร์ และคณิตศาสตร์) และผลการประเมินจากด้านที่เน้นการใช้คอมพิวเตอร์ (ข้อมูลจากการทำแบบทดสอบ LDW)

การประเมินการเรียนรู้ในโลกดิจิทัลของ PISA 2025

แนวคิดของการประเมิน LDW ประกอบด้วย การฝึกแก้ปัญหาด้วยแนวคิดเชิงคำนวณ (Computational Problem Solving) [ความสามารถในการสร้างวิธีแก้ปัญหาทีละขั้นตอนที่สามารถดำเนินการได้ด้วยคอมพิวเตอร์] และการกำกับตนเองเพื่อการเรียนรู้ (Self-regulated Learning) [ความสามารถในการจัดการกระบวนการเรียนรู้ของตนเองอย่างมีประสิทธิภาพ] การประเมินนี้จะให้ข้อมูลที่สามารถเทียบเคียงได้ว่า ปัญหาประเภทใดที่นักเรียนสามารถหาคำตอบได้โดยใช้เครื่องมือดิจิทัล นักเรียนสามารถใช้ทรัพยากรการเรียนรู้ได้ดีเพียงใด (เช่น แบบฝึกช่วยสอนหรือ Tutorial ตัวอย่างงานที่ทำไว้แล้ว ข้อมูลย้อนกลับ) และนักเรียนสามารถสร้างแรงจูงใจให้ตนเองในการทำภาระงานต่าง ๆ ให้มีความคืบหน้าได้ดีเพียงใด

อย่างไรก็ตาม การประเมินการเรียนรู้ในโลกดิจิทัลของ PISA 2025 ไม่ได้วัดความสามารถของนักเรียนในการสืบค้นและประเมินข้อมูลทางออนไลน์ แม้ว่าความสามารถนี้จะเป็นองค์ประกอบหนึ่งที่สำคัญของการเรียนรู้ในโลกดิจิทัลก็ตาม

ลักษณะสำคัญของการประเมินการเรียนรู้ในโลกดิจิทัล

ในข้อสอบ LDW แต่ละเรื่อง นักเรียนจะได้เรียนรู้การใช้เครื่องมือเชิงคำนวณแบบใหม่ เพื่อสั่งงานตัวแทนสมมติในรูปแบบดิจิทัล สร้างแบบจำลองทางคอมพิวเตอร์ของระบบที่มีความซับซ้อน หรือรวบรวมและวิเคราะห์ข้อมูลที่มีการจำลองสถานการณ์
ใช้เวลาในการทำข้อสอบเรื่องละ 30 นาที ซึ่งข้อสอบแต่ละเรื่องแบ่งออกเป็น 4 ขั้นตอน (แสดงสิ่งที่รู้ เรียนรู้ ประยุกต์ใช้ และประเมินตนเอง) ขั้นตอน “แสดงสิ่งที่รู้” จะเป็นการวัดว่า นักเรียนมีความรู้อะไรมาก่อนหน้า ขั้นตอน “เรียนรู้” ประกอบด้วย แบบฝึกช่วยสอนและการให้นักเรียนทำงานต่อเนื่องกัน 3 ภาระงาน ซึ่งนักเรียนจะได้ฝึกปฏิบัติโดยใช้แนวคิดและการดำเนินการที่เฉพาะเจาะจงกับภาระงานนั้น ๆ จากนั้นนักเรียนจะได้นำสิ่งที่ตนเองได้ฝึกฝนไปประยุกต์ใช้กับภาระงานที่มีความซับซ้อนมากขึ้นในขั้นตอน “ประยุกต์ใช้” และในขั้นตอนสุดท้ายของข้อสอบแต่ละเรื่องจะให้นักเรียนตอบคำถามเพื่อประเมินตนเองด้วย
มีตัวอย่างให้นักเรียนดูในระหว่างที่นักเรียนฝึกแก้ปัญหา โดยมีการให้ข้อมูลย้อนกลับแบบอัตโนมัติ และมีวิธีแก้ปัญหาที่มีคำอธิบายประกอบเพื่อช่วยนักเรียนในการเรียนรู้
มีการให้คะแนนแบบบางส่วนสำหรับการทำงานที่มีประสิทธิภาพอันจะนำไปสู่การแก้ปัญหา แม้ว่านักเรียนจะไม่สามารถแก้ปัญหาของภาระงานนั้นได้ก็ตาม โดยภาระงานแบบปลายเปิดนี้ถูกออกแบบมาให้สามารถรองรับผู้เรียนที่มีระดับความสามารถที่หลากหลาย
มีการรายงานในหลายมิติ ได้แก่
- รายงานคะแนนความสามารถของนักเรียนในการแก้ปัญหาด้วยแนวคิดเชิงคำนวณ
- รายงานคุณลักษณะของผู้เรียน ซึ่งอธิบายว่านักเรียนจากประเทศต่าง ๆ มีการกำกับตนเองเพื่อการเรียนรู้อย่างไรในขณะที่ทำงานกับปัญหาที่มีความซับซ้อน
การทำข้อสอบ LDW เป็นการสอบด้วยคอมพิวเตอร์ซึ่งจะมีการให้คะแนนโดยอัตโนมัติโดยไม่ต้องใช้ผู้ตรวจ

การประเมินและวิธีการวัดสมรรถนะการเรียนรู้ในโลกดิจิทัล

รูป 1 แบบจำลองสำหรับการประเมินสมรรถนะการเรียนรู้ในโลกดิจิทัลของ PISA 2025

แบบจำลองสมรรถนะการเรียนรู้ในโลกดิจิทัล

แบบจำลองสมรรถนะการเรียนรู้ในโลกดิจิทัลในการประเมิน PISA 2025 ประกอบด้วยสององค์ประกอบหลัก ได้แก่

การฝึกแก้ปัญหาด้วยแนวคิดเชิงคำนวณ
กระบวนการกำกับตนเองเพื่อการเรียนรู้

นอกจากองค์ประกอบหลักสองประการของแบบจำลองสมรรถนะแล้ว ความรู้เดิมและเจตคติยังเป็นสิ่งที่อาจส่งผลต่อผลการประเมินของนักเรียนด้วย

1. การฝึกแก้ปัญหาด้วยแนวคิดเชิงคำนวณ

มีหลายกรอบการศึกษาที่บ่งชี้ว่า แนวคิดเชิงคำนวณและการเรียนรู้แบบสืบเสาะหาความรู้ (Inquiry-Based Learning) ช่วยส่งเสริมซึ่งกันและกัน โดยพบว่า มีแนวปฏิบัติหลายประการที่เชื่อมโยงกันซึ่งช่วยสนับสนุนการเรียนรู้และการแก้ปัญหาโดยใช้เครื่องมือเชิงคำนวณ ทั้งนี้ ตามวัตถุประสงค์การวัดของ PISA การฝึกแก้ปัญหาด้วยแนวคิดเชิงคำนวณ แบ่งออกเป็น 3 องค์ประกอบย่อย ดังนี้

1.1 การดำเนินการทดลอง

การฝึกแก้ปัญหาด้วยแนวคิดเชิงคำนวณจำเป็นต้องมีความสามารถในการหาความสัมพันธ์ระหว่างตัวแปรหรือตัวแทนดิจิทัลที่อยู่ในระบบโดยใช้การทดลองที่เป็นระบบ ซึ่งต้องอาศัยความรู้และความเข้าใจเกี่ยวกับแนวคิด เช่น ตัวแปรต้นและตัวแปรตาม และกลยุทธ์ในการเก็บรวบรวมข้อมูลเพื่อใช้ในการวิเคราะห์ เช่น การควบคุมตัวแปร

คำว่า “การดำเนินการทดลอง” หมายถึง ความสามารถของนักเรียนในการทำสิ่งต่อไปนี้

ใช้แบบจำลองเชิงคำนวณ สถานการณ์จำลอง และเครื่องมือต่าง ๆ ในการสร้างข้อมูล
ระบุสมมติฐานที่เกี่ยวข้องและดำเนินการทดลองที่มีการควบคุม

1.2 การวิเคราะห์ข้อมูล

ความสามารถในการวิเคราะห์ข้อมูลเพื่อทำความเข้าใจวิธีการทำงานของระบบเป็นพื้นฐานที่สำคัญในการสร้างแบบจำลองเชิงคำนวณ ซึ่งต้องอาศัยความรู้และความเข้าใจเกี่ยวกับการแสดงแทนทางคณิตศาสตร์และการแสดงแทนด้วยภาพที่แสดงความสัมพันธ์ระหว่างตัวแปร ความรู้และความเข้าใจเกี่ยวกับประเภทของข้อมูล และความสามารถในการเลือกและใช้เครื่องมือและวิธีการที่เหมาะสมสำหรับจัดการ สำรวจ และวิเคราะห์ข้อมูล

คำว่า “การวิเคราะห์ข้อมูล” หมายถึง ความสามารถของนักเรียนในการทำสิ่งต่อไปนี้

ใช้ข้อมูลเพื่อสรุปความสัมพันธ์ระหว่างองค์ประกอบต่าง ๆ ในระบบ
ใช้ข้อมูลเพื่อทำนายการเปลี่ยนแปลงของระบบเมื่อเวลาผ่านไป

1.3 การสร้างและแก้ไขข้อบกพร่องของเครื่องมือเชิงคำนวณ

ความสามารถในการแปลงความคิดเป็นคำสั่งที่สามารถประมวลผลได้โดยคอมพิวเตอร์เป็นพื้นฐานของการแก้ปัญหาด้วยแนวคิดเชิงคำนวณ ซึ่งเกี่ยวข้องกับการกำหนดกรอบปัญหาให้เหมาะสมสำหรับการคำนวณผ่านการฝึกคิดอย่างไตร่ตรอง เช่น การแบ่งปัญหาใหญ่เป็นปัญหาย่อยและการหาส่วนสำคัญของปัญหาซึ่งจะทำให้ปัญหาง่ายขึ้นโดยคัดแยกรายละเอียดที่ไม่จำเป็นออกจากปัญหาที่พิจารณาอยู่ การสร้างและแก้ไขข้อบกพร่องของเครื่องมือเชิงคำนวณยังต้องใช้ความรู้และความเข้าใจในการดำเนินการทางคอมพิวเตอร์พื้นฐานด้วย เช่น การทำซ้ำ การทำงานแบบวนซ้ำ การแบ่งแยกแบบมีเงื่อนไข และการควบคุมเส้นทางของโปรแกรม

คำว่า “การสร้างและแก้ไขข้อบกพร่องของเครื่องมือเชิงคำนวณ” หมายถึง ความสามารถของนักเรียนในการทำสิ่งต่อไปนี้

ระบุเป้าหมายย่อยและระบุส่วนประกอบของปัญหาที่เป็นอิสระต่อกัน
ระบุและจัดการกับรูปแบบที่ซ้ำกันโดยใช้ขั้นตอนเชิงคำนวณแบบเดียวกัน
ดำเนินการแก้ปัญหาตามลำดับขั้นตอนที่ทำให้อยู่ในรูปทั่วไปได้โดยใช้โครงสร้างสำหรับการควบคุม เช่น การทำซ้ำและคำสั่งแบบมีเงื่อนไข
สร้างการแสดงแทนที่เป็นนามธรรมของระบบที่สามารถนำไปประมวลผลด้วยคอมพิวเตอร์
ปรับและ/หรือแก้ไขข้อบกพร่องของอัลกอริทึมและแบบจำลองเชิงคำนวณ

2. กระบวนการกำกับตนเองเพื่อการเรียนรู้

กระบวนการกำกับตนเองเพื่อการเรียนรู้ ประกอบด้วย กระบวนการอภิปัญญา (Metacognitive Process) กระบวนการรู้คิด (Cognitive Process) และกระบวนการทางอารมณ์ (Affective Process) โดยตามวัตถุประสงค์ของการวัดของ PISA กระบวนการกำกับตนเองเพื่อการเรียนรู้ แบ่งออกเป็น 3 องค์ประกอบย่อย ได้แก่

2.1 การติดตามความก้าวหน้าและปรับปรุงกระบวนการ

องค์ประกอบนี้เกี่ยวข้องกับกระบวนการที่บุคคลออกแบบ ทำ และควบคุมการเรียนรู้ของตนเอง ซึ่งประกอบด้วยกระบวนการรู้คิด และกระบวนการอภิปัญญา โดยองค์ประกอบด้านกระบวนการรู้คิดนั้นรวมถึงการคิดหรือวางกลยุทธ์ในการทำงานให้บรรลุเป้าหมายในการเรียนรู้ ในขณะที่องค์ประกอบด้านกระบวนการอภิปัญญาบ่งบอกถึงกาตระหนักรู้อย่างมีวิจารณญาณต่อความเข้าใจของตนเองต่อภาระงาน และการตรวจสอบกระบวนการคิดและการเรียนรู้ของตนเอง ซึ่งกระบวนการอภิปัญญาจะช่วยให้บุคคลสามารถระบุช่องว่างของความรู้ของตนเองและสามารถเพิ่มประสิทธิภาพในการปรับใช้กลยุทธ์การเรียนรู้บนรากฐานของความเข้าใจที่เกิดขึ้น

คำว่า “การติดตามความก้าวหน้าและปรับปรุงกระบวนการ” หมายถึง ความสามารถของนักเรียนในการทำสิ่งต่อไปนี้

ตรวจสอบความเข้าใจและระบุช่องว่างของความรู้ของตนเอง
ทดสอบและแก้ไขข้อบกพร่องของเครื่องมือเชิงคำนวณด้วยตนเองได้อย่างเป็นระบบ
ดำเนินการตามข้อมูลย้อนกลับที่ได้รับจากสภาพแวดล้อมของการเรียนรู้
ดำเนินการค้นหาตัวช่วยที่เหมาะสม เมื่อมีความจำเป็น (เช่น เมื่อติดขัด หรือเมื่อได้รับข้อมูลย้อนกลับในเชิงลบซ้ำ ๆ หลายครั้ง)

2.2 การประเมินผลการทำงาน

วงจรการกำกับตนเองเพื่อการเรียนรู้ยังประกอบด้วย ขั้นตอนประเมินตนเอง ซึ่งผู้เรียนจะประเมินความสำเร็จหรือความล้มเหลวของตนเองเพื่อเป็นข้อมูลสำหรับการทำงานที่คล้ายคลึงกันในอนาคต

คำว่า “การประเมินผลการทำงาน” หมายถึง ความสามารถของนักเรียนในการทำสิ่งต่อไปนี้

ประเมินความก้าวหน้าของตนเองในการบรรลุเป้าหมายการเรียนรู้
ประเมินคุณภาพของเครื่องมือเชิงคำนวณที่ตนเองสร้างขึ้นโดยเทียบกับข้อกำหนดของงาน

2.3 การรักษาแรงจูงใจและการมีส่วนร่วมในงาน

แรงจูงใจมีอิทธิพลต่อความปรารถนาของผู้เรียนในการมีส่วนร่วมในกิจกรรมการเรียนรู้เกือบทุกอย่าง งานวิจัยยังพบด้วยว่า แรงจูงใจมีความสัมพันธ์เชิงบวกกับการเรียนรู้ที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้น นอกจากนี้องค์ประกอบด้านจิตใจ เช่น อารมณ์ ความรู้สึก และเจตคติ ยังมีปฏิสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับแรงจูงใจและการมีส่วนร่วมในการเรียนรู้ของผู้เรียน สำหรับการกำกับตนเองเพื่อการเรียนรู้ องค์ประกอบด้านแรงจูงใจและด้านจิตใจจะอธิบายกระบวนการที่บุคคลจัดการกับแรงจูงใจและสภาวะของอารมณ์ในขณะที่เรียนรู้ เช่น การพยายามเรียนรู้ต่อไปถึงแม้จะต้องเจอกับอุปสรรค

คำว่า “การรักษาแรงจูงใจและการมีส่วนร่วมในงาน” หมายถึง ความสามารถของนักเรียนในการทำสิ่งต่อไปนี้

หลีกเลี่ยงการนิ่งเฉยหรือการกระทำที่ไม่เกิดประโยชน์เป็นเวลานาน
พยายามปรับแก้และปรับปรุงเครื่องมือเชิงคำนวณของตนเองหลังจากได้รับข้อมูลย้อนกลับในเชิงลบ และการใช้เวลาที่มีทั้งหมดอย่างเต็มที่
มีสมาธิกับงานแม้จะอยู่ในสภาวะอารมณ์เชิงลบ เช่น หงุดหงิด เบื่อหน่าย

3. ปัจจัยอื่น ๆ ที่ส่งผลต่อการแสดงสมรรถนะของนักเรียนในการสอบการเรียนรู้ในโลกดิจิทัล

3.1 ความรู้เดิม

ความรู้เดิมของนักเรียนในหัวข้อที่กำหนด รวมถึงความรู้และความคุ้นเคยกับเครื่องมือดิจิทัล อาจมีอิทธิพลต่อผลการประเมินการเรียนรู้ในโลกดิจิทัลของ PISA 2025 ซึ่งในการเรียนรู้แบบสืบเสาะหาความรู้ใด ๆ ก็ตาม ความรู้เดิมและความเข้าใจของนักเรียนในหัวข้อที่กำหนดนั้นอาจช่วยชี้แนะความคิดเริ่มต้นเกี่ยวกับลักษณะและความสัมพันธ์ระหว่างตัวแปรที่เกี่ยวข้อง ทำให้นักเรียนสามารถดำเนินการทดลองหรือสามารถควบคุมขั้นตอนในการทำงานของเครื่องมือเชิงคำนวณได้ดีขึ้น หากไม่มีความรู้เดิมที่เพียงพออาจทำให้นักเรียนตีความข้อมูลผิดพลาด ดำเนินการทดลองแบบไม่เป็นระบบหรือมีข้อบกพร่อง หรือสับสนกับข้อกำหนดของงาน อย่างไรก็ตาม ความรู้ที่มีอยู่เดิมอาจขัดขวางการเรียนรู้แบบสืบเสาะหาความรู้ได้ เนื่องจากความรู้เดิมที่ไม่ถูกต้องจะทำให้นักเรียนละเลยข้อมูลในส่วนที่ต่างออกไป หรือส่งผลเชิงลบต่อรูปแบบของการทดลองที่นักเรียนทำ

การใช้เครื่องมือเชิงคำนวณสำหรับการเรียนรู้แบบสืบเสาะหาความรู้ยังต้องอาศัยความรู้เกี่ยวกับ ICT บางประการ เช่น วิธีดำเนินการต่าง ๆ บนหน้าจอ การคลิกตัวช่วยการเรียนรู้ต่าง ๆ ซึ่งหากไม่มีความรู้เหล่านี้จะไม่สามารถใช้ประโยชน์จากเครื่องมือดิจิทัลและสภาพแวดล้อมการเรียนรู้ได้อย่างเต็มที่ อย่างไรก็ตาม ความฉลาดรู้ด้านดิจิทัลที่มากขึ้นไม่ได้หมายความว่าจะทำให้นักเรียนมีผลการเรียนรู้ผ่านเครื่องมือดิจิทัลที่ดีขึ้นเสมอไป ตัวอย่างจากการวิจัยพบว่า นักเรียนที่คุ้นเคยกับคอมพิวเตอร์มากกว่ามักเรียนรู้จากการสืบเสาะทางวิทยาศาสตร์แบบดิจิทัลน้อยกว่า เพราะพวกเขามักใช้กลวิธีในการประมวลผลข้อมูลที่ผิวเผิน เช่น การดูผ่าน ๆ

ความรู้เดิมเกี่ยวกับหัวข้อต่าง ๆ ที่ปรากฏอยู่ในข้อสอบแต่ละเรื่องจะถูกวัดอย่างสั้น ๆ ในส่วนแรกของชุดข้อสอบ ข้อมูลเกี่ยวกับความรู้ในการใช้งาน ICT ของนักเรียนจะถูกวัดโดยการวิเคราะห์ว่านักเรียนมีการโต้ตอบกับฟังก์ชันต่าง ๆ ของสภาพแวดล้อมการเรียนรู้แบบดิจิทัลอย่างไรและพวกเขาสามารถปฏิบัติตามคำแนะนำในแบบฝึกช่วยสอนได้หรือไม่

3.2 เจตคติและความเชื่อ

เจตคติหลายประการมีปฏิสัมพันธ์กับแรงจูงใจและการมีส่วนร่วมในงาน เจตคติเหล่านี้รวมถึงความสนใจในงาน ความเชื่อในความสามารถของตนเอง (Self-Efficacy) การให้คุณค่ากับงานหรือผลลัพธ์ และต้นทุนหรือความพยายามที่เกี่ยวข้องกับความจดจ่อในงาน โดยเฉพาะอย่างยิ่งการตั้งเป้าเพื่อความรอบรู้ (Mastery Orientation) และความเชื่อในความสามารถของตนเองด้าน ICT (ICT Self-Efficacy) มีแนวโน้มที่จะมีอิทธิพลต่อความสามารถของนักเรียนในการมีส่วนร่วมกับการเรียนรู้ในโลกดิจิทัล โดยเจตคติและความเชื่อเหล่านี้จะถูกวัดโดยใช้เครื่องมือวัดที่ได้จากข้อมูลที่เคยมีการศึกษาไว้แล้วและเก็บข้อมูลจากแบบสอบถามของนักเรียน

3.2.1 การตั้งเป้าเพื่อความรอบรู้

การตั้งเป้าเพื่อความรอบรู้ หมายถึง การกำหนดเป้าหมายของการเรียนรู้และการทำงานให้สำเร็จตามมาตรฐานที่ตนเองตั้งไว้ ซึ่งผู้เรียนที่มีการตั้งเป้าเพื่อความรอบรู้จะเน้นที่การพัฒนาความรู้และทักษะใหม่ ๆ และปรับปรุงจนมีความชำนาญ ความพยายามนี้จะตรงข้ามกับการมุ่งเน้นที่ผลสัมฤทธิ์ซึ่งนักเรียนจะมีจุดเน้นหลักในการทำงานให้สำเร็จเพื่อให้ได้รับการประเมินที่ดีจากผู้อื่น

นักเรียนที่มีการตั้งเป้าเพื่อความรอบรู้จะพบความพึงพอใจจากภายในสำหรับการทำงานให้สำเร็จและไม่ค่อยได้รับผลกระทบจากตัวชี้วัดผลสัมฤทธิ์ภายนอก เช่น เกรด โดยพวกเขามักจะมีส่วนร่วมในกิจกรรมที่จะเพิ่มความรู้ของตนเอง ให้ความใส่ใจกับข้อมูลมากขึ้นและจัดการกับข้อมูลในระดับที่สูงขึ้น รวมถึงการขอความช่วยเหลือ นอกจากนี้ พวกเขามักมองว่าข้อมูลย้อนกลับเชิงลบเป็นข้อมูลที่มีค่าสำหรับการปรับปรุงพัฒนาและมองว่าความล้มเหลวเป็นประสบการณ์การเรียนรู้แทนที่จะคิดว่าเป็นการบ่งบอกถึงความสามารถที่ไม่เพียงพอ

3.2.2 ความเชื่อในความสามารถของตนเองด้าน ICT

ความเชื่อในความสามารถของตนเองหรือความมั่นใจในความสามารถของตนเองในการทำงานใดงานหนึ่งโดยเฉพาะ มีความสัมพันธ์อย่างมากกับผลการทำงาน โดยเฉพาะกับการเรียนรู้ในสภาพแวดล้อมแบบดิจิทัล เช่น นักเรียนที่รู้สึกมั่นใจในการใช้ ICT จะมีส่วนร่วมกับประสบการณ์การเรียนรู้ที่ใช้ ICT ได้มากขึ้นและอดทนต่อความยากลำบากที่อาจพบในขณะที่ใช้เทคโนโลยี นอกจากนี้ยังมีการวิจัยที่แสดงให้เห็นว่าความเชื่อในความสามารถของตนเองด้าน ICT มีความสัมพันธ์กับผลการเรียนรู้ที่ดีขึ้น

4. รูปแบบของภาระงาน

รูปแบบของภาระงานใช้กรอบแนวคิดการออกแบบโดยใช้หลักฐานร่องรอยเป็นศูนย์กลาง (Evidence-Centered Design) โดยรวมถึงวัตถุประสงค์ คำถามกระตุ้น รูปแบบของผลลัพธ์ที่ต้องการจากนักเรียน และลักษณะของหน้าจอของภาระงาน โดยการกำหนดขอบเขต “ตัวแปร” ของภาระงานเหล่านี้จะทำให้สามารถนำข้อมูลที่สังเกตได้จากการทำงานของนักเรียนมาสร้างข้อคาดการณ์เกี่ยวกับความสามารถของนักเรียนตามกรอบการประเมิน ความท้าทายสำคัญในการพัฒนารูปแบบของภาระงานภายใต้ข้อจำกัดของการประเมิน PISA โดยเฉพาะการประเมินการเรียนรู้ในโลกดิจิทัล คือ การทำแบบทดสอบของนักเรียนจะมีเวลาจำกัด นักเรียนจะทำการทดสอบเกี่ยวกับการเรียนรู้ในโลกดิจิทัลในเวลาหนึ่งชั่วโมง ซึ่งหมายความว่าแบบทดสอบต้องมุ่งเน้นที่ประเภทของการเรียนรู้ที่นักเรียนสามารถทำได้อย่างสมเหตุสมผลภายในเวลาที่กำหนด ด้วยเหตุนี้ “เป้าหมายการเรียนรู้” ในแต่ละชุดข้อสอบของแบบทดสอบจึงถูกกำหนดให้เป็นขั้นตอนในระหว่างการพัฒนาแบบจำลองเชิงคำนวณของระบบหรือเครื่องมือที่สร้างด้วยคอมพิวเตอร์เพื่อแก้ปัญหา ซึ่งในแต่ละภาระงานจะมีรายละเอียดกำหนดไว้อย่างชัดเจนว่านักเรียนต้องทำอะไร (เช่น การค้นหาข้อมูลโดยดูจากรายงาน การทำการทดลองโดยใช้กลวิธีการควบคุมตัวแปร การใช้ผลการทดลองเพื่อหาความสัมพันธ์ของตัวแปร) และนักเรียนมีโอกาสได้เรียนรู้อย่างไรบ้าง (เช่น ผ่านการเสริมต่อการเรียนรู้ หรือ Scaffolding ผ่านตัวอย่างงานที่ทำไว้แล้ว) ภาระงานเหล่านี้ยังถูกจัดโครงสร้างเป็นขั้นตอนย่อย ๆ ตามระดับความยากและระดับของการเสริมต่อการเรียนรู้ เพื่อให้นักเรียนมีโอกาสที่หลากหลายในการเรียนรู้ และมีโอกาสได้ใช้ความรู้เดิมเพื่อนำไปสู่เป้าหมายการเรียนรู้ของตนเอง โดยมีการจัดเรียงชุดข้อสอบตามกระบวนการเรียนรู้ที่เป็นลำดับเพื่อให้ใกล้เคียงกับการเรียนรู้ในสภาพแวดล้อมดิจิทัลอย่างแท้จริงได้มากขึ้น

4.1 สภาพแวดล้อมการเรียนรู้ดิจิทัล

ในข้อสอบแต่ละเรื่องจะมีเครื่องมือที่ให้นักเรียนใช้แตกต่างกันไป แต่สภาพแวดล้อมการเรียนรู้ดิจิทัลจะมีโครงสร้างและลักษณะที่คล้ายคลึงกัน ดังนี้

เครื่องมือเชิงคำนวณและพื้นที่ทำงาน ที่นักเรียนสามารถสร้างการแสดงแทนเชิงคำนวณที่ประมวลผลได้ (เช่น แบบจำลอง อัลกอริทึม)
ตัวช่วยการเรียนรู้ ที่ทำให้นักเรียนสามารถมีส่วนร่วมในกระบวนการเรียนรู้ด้วยตนเอง (เช่น กลไกการให้ข้อมูลย้อนกลับ ตัวอย่างสำหรับปัญหาที่คล้ายคลึงกันที่มีคำอธิบายเพิ่มเติม คำอธิบายวิธีการแก้ปัญหา)
บันทึกเหตุการณ์ที่ออกแบบไว้ล่วงหน้า (เรียกอีกอย่างหนึ่งว่า แบบจำลองข้อมูลเหตุการณ์) ที่เกิดจากการโต้ตอบของนักเรียนภายในสภาพแวดล้อม (เช่น เวลาทั้งหมดที่ใช้ในการทำงาน จำนวนและลักษณะของการทดสอบที่ดำเนินการ การใช้ทรัพยากร การแก้ไข/เพิ่มเติมให้กับเครื่องมือที่สร้างด้วยคอมพิวเตอร์ ฯลฯ) ข้อมูลเหตุการณ์เหล่านี้กำหนดให้เป็นส่วนหนึ่งของการออกแบบภาระงานและชุดข้อสอบเพื่อรวบรวมข้อมูลและหลักฐานที่เกี่ยวข้อง

4.1.1 ประเภทของเครื่องมือเชิงคำนวณ

เครื่องมือเชิงคำนวณที่นักเรียนจะใช้ในแบบทดสอบประกอบด้วยเครื่องมือการเขียนโปรแกรมแบบบล็อกคำสั่ง เครื่องมือสร้างผังแนวคิด ผังงาน และโปรแกรมจำลองสถานการณ์ เครื่องมือเหล่านี้สามารถใช้เพื่อแสดงและจัดการความสัมพันธ์ของตัวแปรในระบบ สร้างข้อมูลเพื่อยืนยันสมมติฐานหรือทำการคาดการณ์ หรือควบคุมตัวแทนสมมติที่อยู่ภายในสถานการณ์จำลอง โดยสรุปคือ เครื่องมือแต่ละชนิดจะช่วยให้นักเรียนสามารถสร้างเครื่องมือที่สร้างด้วยคอมพิวเตอร์ที่สามารถประมวลผลได้ ซึ่งช่วยเพิ่มความเข้าใจในปรากฏการณ์ (เช่น ความสัมพันธ์ระหว่างตัวแปรในระบบและวิธีการทำงานของระบบ) หรือแก้ปัญหาที่ซับซ้อนได้

เครื่องมือเหล่านี้ได้รับการออกแบบมาให้เข้าถึงและใช้งานได้ง่ายสำหรับนักเรียน ยกตัวอย่างเช่น สภาพแวดล้อมของการเขียนโปรแกรมแบบบล็อกคำสั่ง จะช่วยให้นักเรียนที่ไม่มีความรู้เกี่ยวกับการเขียนโปรแกรมที่ซับซ้อนมาก่อนสามารถสร้างอัลกอริทึมได้ โดยการลากและวางบล็อกคำสั่งจากคลังที่กำหนดไว้เข้าสู่พื้นที่ทำงาน ซึ่งสามารถต่อเข้ากับบล็อกคำสั่งอื่นเพื่อสร้างอัลกอริทึม ผังงานเป็นอีกหนึ่งเครื่องมืออย่างง่ายโดยมีคำสั่งที่กำหนดไว้ล่วงหน้าซึ่งสามารถใช้เพื่อสร้างแบบจำลองพฤติกรรมของตัวแทนสมมติหรือควบคุมสถานการณ์จำลอง การใช้ตัวแทนสมมติช่วยให้นักเรียนเข้าใจวิธีการทำงานของระบบที่ซับซ้อนโดยการสังเกตพฤติกรรมของระบบที่เกิดจากการโต้ตอบของตัวแทนสมมติ

4.1.2 ตัวช่วยการเรียนรู้

ตัวช่วยการเรียนรู้ในภาระงานโดยทั่วไปนั้นออกแบบเพื่อวัตถุประสงค์ที่สำคัญ 2 ประการ ได้แก่ (1) เพื่อช่วยเหลือนักเรียน โดยเฉพาะอย่างยิ่งนักเรียนที่ขาดความพร้อม ให้มีความก้าวหน้า/คืบหน้าในการทำภาระงาน และ (2) เพื่อสร้างหลักฐานร่องรอยของการมีส่วนร่วมในกระบวนการเรียนรู้ด้วยตนเองของนักเรียนในขณะที่สร้างความรู้และดำเนินการแก้ปัญหา