การพัฒนาชุดกิจกรรมการเรียนรู้สะเต็มศึกษา เรื่องอะตอมและสมบัติของธาตุ

บทคัดย่อ

การวิจัยครั้งนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อ 1) ศึกษาสภาพปัจจุบัน ปัญหา อุปสรรคในการจัดกิจกรรม    การเรียนรู้เพื่อเสริมสร้างความสามารถการคิดแก้ปัญหาทางวิทยาศาสตร์ และสร้างเครื่องมือที่ใช้ในการประเมินความสามารถในการคิดแก้ปัญหาทางวิทยาศาสตร์ในการจัดกิจกรรมการเรียนรู้สะเต็มศึกษา       2) สร้างและพัฒนาชุดกิจกรรมการเรียนรู้สะเต็มศึกษา เรื่อง อะตอมและสมบัติของธาตุ เพื่อเสริมสร้างความสามารถในการคิดแก้ปัญหาทางวิทยาศาสตร์ของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 3) ทดลองใช้ชุดกิจกรรมการเรียนรู้สะเต็มศึกษา เรื่อง อะตอมและสมบัติของธาตุ เพื่อเสริมสร้างความสามารถในการคิดแก้ปัญหาทางวิทยาศาสตร์ของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 และ 4) ประเมินผลการใช้ชุดกิจกรรมการเรียนรู้สะเต็มศึกษา เรื่อง อะตอมและสมบัติของธาตุ เพื่อเสริมสร้างความสามารถในการคิดแก้ปัญหาทางวิทยาศาสตร์ของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 กลุ่มตัวอย่างที่ใช้ในการวิจัย ได้แก่ นักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4/2 โรงเรียนเทศบาล 4 ระบบสาธิตเทศบาลเมืองลพบุรี  สังกัดกองการศึกษาเทศบาลเมืองลพบุรี จังหวัดลพบุรี  ภาคเรียนที่ 1 ปีการศึกษา 2563 จำนวน 1 ห้องเรียน จำนวนนักเรียนทั้งหมด 38 คน ได้มาโดยการสุ่มแบบกลุ่ม (Cluster Random Sampling) เครื่องมือที่ใช้ในการวิจัย ได้แก่ 1) แบบสัมภาษณ์แบบมีโครงสร้างของผู้เชี่ยวชาญด้านการสอนวิชาเคมี เรื่อง การพัฒนาวิธีการประเมินความสามารถในการคิดแก้ปัญหาทางวิทยาศาสตร์ 2) แบบประเมินคุณภาพเครื่องมือวัดความสามารถในการคิดแก้ปัญหา           ทางวิทยาศาสตร์ 3) ชุดกิจกรรมการเรียนรู้สะเต็มศึกษา เรื่อง อะตอมและสมบัติของธาตุเพื่อเสริมสร้างความสามารถในการคิดแก้ปัญหาทางวิทยาศาสตร์ของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 4) แผนการจัดกิจกรรมการเรียนรู้สะเต็มศึกษา เรื่อง อะตอมและสมบัติของธาตุ 5) แบบทดสอบวัดผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน เรื่อง อะตอมและสมบัติของธาตุ จำนวน 40 ข้อ 6) แบบทดสอบวัดความสามารถในการคิดแก้ปัญหาทางวิทยาศาสตร์ จำนวน 40 ข้อ และ 7) แบบวัดความพึงพอใจในการเรียนโดยใช้ชุดกิจกรรมการเรียนรู้สะเต็มศึกษาเรื่อง อะตอมและสมบัติของธาตุ จำนวน 10 ข้อ เวลาที่ใช้ในการดำเนินการทดลอง 31 ชั่วโมง แบบแผนการทดลองเป็นแบบ One-Group Pretest-Posttest Design สถิติที่ใช้ในการวิเคราะห์ข้อมูลและทดสอบสมมติฐาน ได้แก่ ค่าเฉลี่ย ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน ค่า E₁/E₂ และการทดสอบที (t-test dependent samples)

         ผลการศึกษาพบว่า

1. ผลการสร้างและพัฒนาวิธีการประเมินความสามารถในการคิดแก้ปัญหาทางวิทยาศาสตร์ ในการจัดการเรียนรู้สะเต็มศึกษา มีดังนี้

             1.1 ศึกษาสภาพปัจจุบัน ปัญหา อุปสรรค ในการจัดกิจกรรมการเรียนรู้เพื่อเสริมสร้างความสามารถในการคิดแก้ปัญหาทางวิทยาศาสตร์ของนักเรียน พบว่า ครูยังขาดความรู้ความเข้าใจในการวัดความสามารถ ในการคิดแก้ปัญหาทางวิทยาศาสตร์ ครูส่วนมากยังคิดว่าเนื้อหาสาระมีความจำเป็นมากกว่าความสามารถในการคิดแก้ปัญหาทางวิทยาศาสตร์ ครูไม่ตระหนักถึงความสำคัญและไม่เห็นคุณค่าความสามารถในการคิดแก้ปัญหาทางวิทยาศาสตร์

             1.2 ผลการสร้างแบบวัดความสามารถในการคิดแก้ปัญหาทางวิทยาศาสตร์ ในการจัดการเรียนรู้สะเต็มศึกษา คือ  ขั้นระบุปัญหา ขั้นรวบรวมข้อมูลและแนวคิด ขั้นออกแบบวิธีการแก้ปัญหา ขั้นวางแผนในการแก้ปัญหา ขั้นทดสอบ ประเมินผลและปรับปรุงแก้ไขวิธีการแก้ปัญหา และขั้นการนำเสนอวิธีการแก้ปัญหา

             1.3 วิธีการประเมินความสามารถในการคิดแก้ปัญหาทางวิทยาศาสตร์โดยใช้การจัดการเรียนรู้สะเต็มศึกษา ควรประกอบไปด้วย 3 วิธี ได้แก่ การทดสอบ (Testing) เป็นการทดสอบเพื่อประเมินการคิดแก้ปัญหาทางวิทยาศาสตร์ ในการจัดการเรียนรู้สะเต็มศึกษา ได้แก่ 1) แบบทดสอบอัตนัยโดยกำหนดสถานการณ์แล้วให้นักเรียนทำกิจกรรม และแบบทดสอบแบบปรนัย 4 ตัวเลือก จำนวน 40 ข้อ             2) การสังเกต (Observing) และ  3) การบันทึก (Recording)

             1.4 ในการวิจัยประเมินเครื่องมือ/ เกณฑ์การวัดความสามารถในการคิดแก้ปัญหาทางวิทยาศาสตร์ พบว่า ผู้เชี่ยวชาญมีความเห็นว่าเครื่องมือในการวัดความสามารถในการคิดแก้ปัญหาทางวิทยาศาสตร์ ในภาพรวม มีความเหมาะสมในระดับดีมาก (= 4.65, S.D. = 0.48)

1. ผลการพัฒนาชุดกิจกรรมการเรียนรู้สะเต็มศึกษา เรื่อง อะตอมและสมบัติของธาตุ เพื่อเสริมสร้างความสามารถในการคิดแก้ปัญหาทางวิทยาศาสตร์ของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 ก่อนนำไปทดลองใช้กับกลุ่มตัวอย่างจริง ปรากฏผลดังนี้ การหาประสิทธิภาพรายบุคคล 61.02/60.71 การหาประสิทธิภาพกลุ่มย่อย 75.80/75.71 และการหาประสิทธิภาพภาคสนาม 80.80/80.32


2. ผลการใช้ชุดกิจกรรมการเรียนรู้สะเต็มศึกษา เรื่อง อะตอมและสมบัติของธาตุ เพื่อเสริมสร้างความสามารถในการคิดแก้ปัญหาทางวิทยาศาสตร์ของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 มีประสิทธิภาพตามเกณฑ์ที่กำหนดไว้ 80/80 โดยชุดกิจกรรมการเรียนรู้สะเต็มศึกษา เรื่อง อะตอมและสมบัติของธาตุ ที่สร้างขึ้น มีค่าประสิทธิภาพเป็น 84.16/83.50 และเมื่อพิจารณาค่าประสิทธิภาพของชุดกิจกรรม การเรียนรู้สะเต็มศึกษาเรื่อง อะตอมและสมบัติของธาตุ พบว่า มีประสิทธิภาพสูงกว่าเกณฑ์ที่กำหนดไว้ทุกชุดเช่นเดียวกัน

    3.1 ผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนของนักเรียนที่เรียนโดยใช้ชุดกิจกรรมการเรียนรู้สะเต็มศึกษา     เรื่อง อะตอมและสมบัติของธาตุ เพื่อเสริมสร้างความสามารถในการคิดแก้ปัญหาทางวิทยาศาสตร์ของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 หลังเรียนสูงกว่าก่อนเรียนอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติที่ระดับ .01

    3.2 ความสามารถในการคิดแก้ปัญหาทางวิทยาศาสตร์ ของนักเรียนที่เรียนโดยใช้ชุดกิจกรรมการเรียนรู้สะเต็มศึกษา เรื่อง อะตอมและสมบัติของธาตุ เพื่อเสริมสร้างความสามารถในการคิดแก้ปัญหา    ทางวิทยาศาสตร์ของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 หลังเรียนสูงกว่าก่อนเรียนอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ     ที่ระดับ .01

1. นักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 ซึ่งเป็นกลุ่มตัวอย่างภายหลังการเรียนโดยใช้ชุดกิจกรรมการเรียนรู้สะเต็มศึกษา เรื่อง อะตอมและสมบัติของธาตุ เพื่อเสริมสร้างความสามารถในการคิดแก้ปัญหาทางวิทยาศาสตร์ของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 ในภาพรวม นักเรียนมีความพึงพอใจในการเรียนอยู่ในระดับมากที่สุด (= 4.52, S.D. = 0.50)