การพัฒนาทักษะการคิดแก้ปัญหาของนักเรียนระดับชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 โรงเรียนเมืองบัววิทยา โดยใช้หน่วยการเรียนรู้แบบบูรณาการสะเต็มศึกษา ที่เน้นกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม (A Development of Problem Solving Skill of Mathayomsuksa 4 Students at Muangbuawittaya School by Using Integrated STEM Learning Unit Emphasizing Engineering Design Process)

ผศ.ดร.เทพพร โลมารักษ์ 6 กันยายน 2019

ผู้วิจัย

นายสุทธิรักษ์ นิลาลาด,อาจารย์ ดร.เทพพร โลมารักษ์, ผู้ช่วยศาสตรจารย์ ดร.วรวัฒน์ พรหมเด่น

บทคัดย่อ

บทคัดย่อ การวิจัยในครั้งนี้วัตถุประสงค์ดังนี้ 1) เพื่อเปรียบเทียบทักษะการคิดแก้ปัญหาก่อนเรียนและหลังเรียน 2) เพื่อเปรียบเทียบผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนก่อนเรียนและหลังเรียน และ 3) เพื่อศึกษาทัศนคติต่อกิจกรรมสะเต็มศึกษาของนักเรียนระดับชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 โดยใช้หน่วยการเรียนรู้แบบบูรณาการสะเต็มศึกษาที่เน้นกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม กลุ่มตัวอย่างได้แก่ นักเรียนระดับชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4/1 โรงเรียนเมืองบัววิทยา ตำบลเมืองบัว อำเภอชุมพลบุรี จังหวัด ภาคเรียนที่ 2 ปีการศึกษา 2561 จำนวน 34 คน ด้วยวิธีการสุ่มอย่างง่าย เครื่องมือที่ใช้ในการวิจัยประกอบด้วย 1) หน่วยการเรียนรู้แบบบูรณาการสะเต็มศึกษาเรื่องแรงและการเคลื่อนที่ ระดับชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 จำนวน 16 ชั่วโมง ประกอบไปด้วย 6 แผนการจัดการเรียนรู้ 2) แบบวัดทักษะการคิดแก้ปัญหาเรื่องแรงและการเคลื่อนที่โดยเป็นแบบวัดชนิดอัตนัยจำนวน 4 ข้อ 3) แบบทดสอบวัดผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนเรื่องแรงและการเคลื่อนที่เป็นแบบวัดชนิดปรนัย 4 ตัวเลือกจำนวน 20 ข้อ และ 4) แบบสำรวจทัศนคติของนักเรียนต่อกิจกรรมสะเต็มศึกษา เป็นแบบวัดประมาณค่า 5 ระดับ จำนวน 12 ข้อ สถิติที่ใช้ในการวิเคราะห์ข้อมูล คือ ค่าร้อยละ ค่าเฉลี่ย ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน และสถิติที่ใช้ในการทดสอบสมมติฐานคือ t - test dependent ผลการวิจัยพบว่า 1. นักเรียนที่ได้รับการจัดการเรียนรู้โดยใช้หน่วยการเรียนรู้แบบบูรณาการสะเต็มศึกษาที่เน้นกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรมมีทักษะการคิดแก้ปัญหาหลังเรียนสูงกว่าก่อนเรียนอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติที่ระดับ .05 2. นักเรียนที่ได้รับการจัดการเรียนรู้โดยใช้หน่วยการเรียนรู้แบบบูรณาการสะเต็มศึกษาที่เน้นกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรมมีผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนเรื่องแรงและการเคลื่อนที่ หลังเรียนสูงกว่าก่อนเรียนอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติที่ระดับ .05 3. นักเรียนที่ได้รับการจัดการเรียนรู้โดยใช้หน่วยการเรียนรู้แบบบูรณาการสะเต็มศึกษาที่เน้นกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรมมีทัศนคติต่อกิจกรรมสะเต็มศึกษาโดยรวมอยู่ในระดับ มาก คำสำคัญ : ทักษะการคิดแก้ปัญหา, หน่วยการเรียนรู้แบบบูรณาการสะเต็มศึกษา, กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม ABSTRACT The purposes of this research were to compare the problem solving skill, achievement of the Mathayomsuksa 4 students before and after using integrated STEM learning unit emphasizing engineering design process and monitor a survey results of student attitude towards STEM. The samples selected randomly were 34 students at Muangbuawittaya School, Chumphonburi District, Surin Province during second semester of 2018 academic year. The research instruments included : 1) 6 lesson plans and integrated STEM learning unit emphasizing engineering design process in force and motion for Mathayomsuksa 4 students , 2) 4-item of problem solving skill test on force and motion concepts, 3) 20-item of an achievement test on force and motion with four multiple choice and 4) 12 item of five point rating scale of Student attitude toward STEM survey. Percentage, mean, and standard deviation were employed for analysing data. Paired sample t-tests were then used for hypotheses testing. The research results were shown as followings: The problem solving skill and learning achievement of student after learning by using integrated STEM learning unit emphasizing engineering design process in physics of force and motion for Mathayomsuksa 4 students was higher than before learning with significantly difference at .05 level. The overall attitude of the student toward STEM was at a high level. Keywords: Problem solving skill, integrated STEM learning unit, engineering design process

บรรณานุกรม

กระทรวงศึกษาธิการ. (2560ข). แผนการศึกษาแห่งชาติ พ.ศ.2560 - 2579. กรุงเทพฯ : กระทรวงศึกษาธิการ. ปฏิมาภรณ์ โสรส. (2560). การจัดการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษาเพื่อเสริมทักษะการคิดอย่างมี วิจารณญานและ ทักษะการคิดแก้ปัญหาในรายวิชาฟิสิกส์เพิ่มเติม1 ระดับชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 . วิทยานิพนธ์ปริญญา ครุศาสตรมหาบัณฑิต สาขาวิชาวิทยาศาสตร์ศึกษา มหาวิทยาลัยราชภัฎมหาสารคาม. พลศักดิ์ แสงพรมศรี. (2558). การเปรียบเทียบผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน ทักษะกระบวนการ วิทยาศาสตร์ขั้นสูง และเจตคติต่อการเรียนเคมี ของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5 ที่ได้รับการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษากับแบบปกติ. วิทยานิพนธ์ ศษ.ม (หลักสูตรและการสอน). มหาสารคาม : มหาวิทยาลัยมหาสารคาม. นารินทร์ ศิริเวช. (2560). การจัดการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษาเพื่อส่งเสริมผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน ทางวิทยาศาสตร์และทักษะการคิดแก้ปัญหาในรายวิชาชีววิทยาของนักเรียนระดับชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4. วิทยานิพนธ์ปริญญาครุศาสตรมหาบัณฑิต สาขาวิชาวิทยาศาสตร์ศึกษา มหาวิทยาลัยราชภัฎมหาสารคาม. สุธิดา การีมี. (2560). การใช้กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรมเพื่อเสริมสร้างความคิดสร้างสรรค์ และทักษะการแก้ปัญหา. สืบค้นเมื่อ 3 มิถุนายน 2561, จาก http://oho.ipst.ac.th/edp-creative-problem-solving1/ อภิสิทธิ ธงไชย. (2556). “สะเต็มศึกษากับการพัฒนาการศึกษาวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี วิศวกรรมศาสตร์และคณิตศาสตร์ในประเทศสหรัฐอเมริกา”. วารสารสมาคมครูวิทยาศาสตร์ คณิตศาสตร์ และเทคโนโลยีแห่งประเทศไทย. 15-18. สืบค้นเมื่อ : 27 เมษายน 2561. จาก : www.bu.ac.th/april_june/ อาทิตยา พูนเรือง. (2558). การเปรียบเทียบผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนและความสามารถในการ แก้ปัญหาทาง วิทยาศาสตร์ เรื่อง เคมีที่เป็นพื้นฐานของสิ่งมีชีวิต โดยการจัดการเรียนรู้ ตามแนวทางสะเต็มศึกษา สำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5. วิทยานิพนธ์ วท.ม (ชีววิทยา). กรุงเทพฯ : มหาวิทยาลัยศรีนครินทร์วิโรฒ. Burrows et. al. (2014). Biodiesel and integrated STEM: Vertical alignment of high School biology/biochemistry and chemistry. Journal of Chemical Education. National Research Council (NRC). (2012). A Framework for K-12 Science Education: Practices, Crosscutting Concepts, and Core Idea. Committee on a Conceptual Framework for New K-12 Science Education, Division of Behavioral and Social Sciences and Education. Washington, D.C. Sahin. et al. (2014). STEM related after-school program activities and associated outcomes on student learning. Educational Sciences: Theory & Practice. National Academies Press.