The Effects of Model-based Learning Together with Explicit and Reflective Approach in the Topic of Electrochemistry on Understanding Scientific Concepts and Views of the Nature of Science and Models of Grade 12 Students Majoring in Health Science at a Demonstration School of a University in Bangkok Metropolis
Article Sidebar
Main Article Content
Abstract
The purposes of this research were to 1) compare views of nature of science and models of grade 12 students before and after learning by using a model-based learning together with explicit reflection and 2) study scientific concept understanding in the topic of electrochemistry of grade 12 students who learned by using a model-based learning together with explicit reflection. This research was a one-group pretest-posttest design. The participants were 27 Grade 12 students in Health Science Major at a Demonstration School of a University in Bangkok Metropolis in the academic year 2024. The research instruments were 1) 5 lesson plans of model-based learning together with explicit and reflective approach in the topic of electrochemistry for 18 hours, 2) a pretest-posttest test to measure views of nature of science and models and 3) scientific conceptual test in the topic of electrochemistry. Data were analyzed by using frequency, percentage, and content analysis. The results indicated that 1) most students had higher views of nature of science and models after the instruction than before instruction, and 2) the students had the highest electrochemistry’ s conceptual understanding in redox reactions, followed by cell diagrams, electrolytic cells, galvanic cells, electrolysis, and metal purification and electroplating respectively. When analyzed according to the level of electrochemistry' s concept understanding overall, it was found that (1) most of the students, 52 percent, had the understanding at a level of No Understanding, (2) 22 percent of students had the understanding at a level of partial scientific understanding; (3) 18 percent of students had the understanding at a level complete understanding; (4) 6 percent of students had the understanding at a level of partial understanding; and (5) 2 percent of students had the understanding at a level of alternative conception.
Article Details
References
กาญจนา มหาลี และ ชาตรี ฝ่ายคำตา. (2553). ความเข้าใจธรรมชาติของวิทยาศาสตร์ของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 [วิทยานิพนธ์ปริญญาศึกษาศาสตร์มหาบัณฑิต ไม่ได้ตีพิมพ์].มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์.
ชาตรี ฝ่ายคำตา. (2563). กลยุทธ์การจัดการเรียนรู้เคมี. สำนักพิมพ์จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย.
ณัฏฐ์นภันต์ กตัญรัตน์ และ สุวัตร นานันท์. (2558). การศึกษามโนมติทางวิทยาศาสตร์และความสามารถในการสร้างแบบจำลองทางวิทยาศาสตร์โดยใช้การจัดการเรียนรู้แบบ MIS เรื่อง ไฟฟ้าเคมีของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5. วารสารวิจัย มข. (ฉบับบัณฑิตศึกษา) สาขามนุษยศาสตร์และสังคมศาสตร์, 3(1), 82–92.
ณัฐกาญจน์ เตจ๊ะเทพ. (2558). การศึกษามุมมองธรรมชาติวิทยาศาสตร์ การคิดอย่างมีวิจารณญาณ และผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนวิทยาศาสตร์ของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 ที่ได้รับการจัดการเรียนรู้แบบสืบเสาะร่วมกับการสอนเชิงชัดเจน [วิทยานิพนธ์ครุศาสตรมหาบัณฑิต ไม่ได้ตีพิมพ์]. มหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ.
ดวงกมล แป้นชูผล. (2558). การพัฒนาความเข้าใจธรรมชาติของวิทยาศาสตร์ของนักเรียนระดับมัธยมศึกษาปีที่ 4 โดยการจัดการเรียนรู้แบบชัดแจ้งร่วมกับการอภิปรายสะท้อนความคิด ในหน่วยการเรียนรู้สภาพสมดุล [วิทยานิพนธ์ปริญญามหาบัณฑิต ไม่ได้ตีพิมพ์]. มหาวิทยาลัยรังสิต. https://doi.org/10.14458/RSU.res.2015.30
ธนาศวรรย์ สมไพบูลย์. (2562). การศึกษาความเข้าใจมโนมติทางวิทยาศาสตร์ เรื่องปฏิกิริยาเคมีของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 2 ที่ได้รับการจัดการเรียนรู้ด้วยรูปแบบแบบจำลองเป็นฐาน [วิทยานิพนธ์ปริญญาครุศาสตรมหาบัณฑิต ไม่ได้ตีพิมพ์]. มหาวิทยาลัยราชภัฏมหาสารคาม.
ธันย์ชนก ผินอินทร์. (2564). การจัดการเรียนรู้โดยใช้แบบจำลองเป็นฐานเพื่อส่งเสริมทักษะการสื่อสารทางวิทยาศาสตร์ เรื่องการเปลี่ยนแปลงสถานะของสสารของนักเรียนชั้นประถมศึกษาปีที่ 5 [วิทยานิพนธ์ปริญญามหาบัณฑิต ไม่ได้ตีพิมพ์]. มหาวิทยาลัยนเรศวร.
นพคุณ สุขสวัสดิ์. (2559). การศึกษาความเข้าใจธรรมชาติวิทยาศาสตร์และผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 ที่ได้รับการจัดการเรียนรู้แบบชัดแจ้งร่วมกับการสะท้อนความคิด. ใน รายงานการประชุมวิชาการเสนอผลงานวิจัยระดับบัณฑิตศึกษาระดับชาติ ครั้งที่ 38 “บัณฑิตศึกษากับการพัฒนาสู่โลกาภิวัตน์” (หน้า 768–777). มหาวิทยาลัยนเรศวร.
พงศ์ประพันธ์ พงษ์โสภณ. (2552). สอนวิทยาศาสตร์อย่างที่วิทยาศาสตร์เป็น. วารสารวิทยาศาสตร์, 63(1), 84–89.
พิมพ์พิรัญ ปัญโญ. (2558). การพัฒนาความเข้าใจธรรมชาติของวิทยาศาสตร์ของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5 โดยการจัดการเรียนรู้แบบชัดแจ้งร่วมกับการอภิปรายสะท้อนความคิด: เรื่อง ของแข็ง ของเหลว และแก๊ส [วิทยานิพนธ์ปริญญาศึกษาศาสตรมหาบัณฑิต ไม่ได้ตีพิมพ์]. มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์.
ภรทิพย์ สุภัทรชัยวงศ์. (2556). การจัดกิจกรรมการเรียนรู้โดยใช้แบบจำลองเป็นฐานเพื่อพัฒนาแบบจำลองทางความคิดเรื่องโครงสร้างอะตอมและความเข้าใจธรรมชาติแบบจำลองของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 [วิทยานิพนธ์ปริญญามหาบัณฑิต ไม่ได้ตีพิมพ์]. มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์.
เยาวเรศ สังข์ทอง และ สุมาลี กาญจนชาตรี. (2561). การพัฒนาความเข้าใจธรรมชาติของวิทยาศาสตร์ของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 โดยการจัดการเรียนรู้แบบสืบเสาะหาความรู้ร่วมกับการสอนแบบชัดแจ้ง. วารสารศึกษาศาสตร์ มหาวิทยาลัยบูรพา, 30(3), 86–95.
รัฐพงษ์ วงค์เขื่อนแก้ว. (2564). ผลการสอนธรรมชาติวิทยาศาสตร์แบบชัดแจ้งร่วมกับการสะท้อนคิดที่มีต่ออัตลักษณ์ทางวิทยาศาสตร์ของนักเรียนมัธยมศึกษาตอนปลาย [วิทยานิพนธ์ปริญญามหาบัณฑิต ไม่ได้ตีพิมพ์]. จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย.
ลลิตา มัณยานนท์, พงศ์ประพันธ์ พงษ์โสภณ, และ เฉลิมพล กาญจนวรินทร์. (2557). การพัฒนาความเข้าใจธรรมชาติของวิทยาศาสตร์ของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาตอนต้น ปีที่ 3 ในหน่วยการเรียนรู้เรื่องไฟฟ้า โดยใช้การจัดการเรียนรู้ธรรมชาติของวิทยาศาสตร์แบบชัดแจ้ง. ใน การประชุมทางวิชาการของมหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ ครั้งที่ 52: สาขาศึกษาศาสตร์. (หน้า 48–55). มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์. สืบค้นจาก https://kukr.lib.ku.ac.th/kukr_es/BKN_SCI/search_detail/dowload_digital_file/13772/52037
วิษณุ สุทธิวรรณ. (2563). การศึกษาและเปรียบเทียบการรับรู้ธรรมชาติวิทยาศาสตร์ ความคลาดเคลื่อนเกี่ยวกับธรรมชาติวิทยาศาสตร์ และปรัชญาวิทยาศาสตร์ของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาตอนต้น โรงเรียนสาธิตมหาวิทยาลัยราชภัฏวไลยอลงกรณ์ ในพระบรมราชูปถัมภ์ จังหวัดปทุมธานี. วารสารวไลยอลงกรณ์ปริทัศน์ (มนุษยศาสตร์และสังคมศาสตร์), 10(2), 43–55.
ศุภกาญจน์ รัตนกร. (2552). การศึกษาแบบจำลองทางความคิดและความเข้าใจธรรมชาติของแบบจำลองของนักเรียนระดับชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5 เรื่อง กรด–เบส [วิทยานิพนธ์ปริญญาดุษฎีบัณฑิต ไม่ได้ตีพิมพ์]. มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์.
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี. (2560). ตัวชี้วัดและสาระการเรียนรู้แกนกลาง กลุ่มสาระ การเรียนรู้วิทยาศาสตร์ (ฉบับปรับปรุง พ.ศ. 2560). กระทรวงศึกษาธิการ.
สนทยา บ้งพรม. (2558). การพัฒนาความเข้าใจมโนมติวิทยาศาสตร์ เรื่อง ไฟฟ้าเคมี ด้วยวัฏจักรการเรียนรู้แบบสืบเสาะ 5 ขั้น ผสมผสานกับเทคนิคทำนาย-สังเกต-อธิบาย ในขั้นขยายความรู้ สำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6 [วิทยานิพนธ์ปริญญามหาบัณฑิต ไม่ได้ตีพิมพ์]. มหาวิทยาลัยอุบลราชธานี.
สรารัตน์ สุขผ่องใส. (2558). การพัฒนาความเข้าใจธรรมชาติของวิทยาศาสตร์ของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5 โดยการจัดการเรียนรู้แบบชัดเจนร่วมกับการสะท้อนความคิด เรื่อง ความร้อนและทฤษฎีจลน์ของแก๊ส ใน การประชุมทางวิชาการมหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ ครั้งที่ 53 (หน้า 187–194). สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย.
สราวุธ แท่นจินดารัตน์. (2559). การพัฒนาแบบจำลองทางความคิด เรื่อง พันธะโคเวเลนต์และความเข้าใจเกี่ยวกับธรรมชาติของแบบจำลองของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 ด้วยการจัดการเรียนรู้แบบสืบเสาะหาความรู้ที่ใช้แบบจำลองเป็นฐาน [วิทยานิพนธ์ปริญญามหาบัณฑิต ไม่ได้ตีพิมพ์]. มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์.
สำนักงานคณะกรรมการการศึกษาขั้นพื้นฐาน. (2560). มาตรฐานการเรียนรู้และตัวชี้วัดกลุ่มสาระการเรียนรู้คณิตศาสตร์ วิทยาศาสตร์ และสาระภูมิศาสตร์ ตามหลักสูตรแกนกลางการศึกษาขั้นพื้นฐาน พุทธศักราช 2551 ฉบับปรับปรุง พ.ศ. 2560. สำนักวิชาการและมาตรฐานการศึกษา สำนักงานคณะกรรมการการศึกษาขั้นพื้นฐาน.
สำนักวิชาการและมาตรฐานการศึกษา. (2560). หลักสูตรแกนกลางการศึกษาขั้นพื้นฐาน พุทธศักราช 2551 (ฉบับปรับปรุง พุทธศักราช 2560): กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี. สำนักงานคณะกรรมการการศึกษาขั้นพื้นฐาน.
สิริมล มาฆทาน. (2563). การพัฒนาแบบจำลองทางความคิด เรื่อง กรด–เบสของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5 โดยการจัดการเรียนรู้ที่ใช้แบบจำลองเป็นฐาน [วิทยานิพนธ์ปริญญามหาบัณฑิต ไม่ได้ตีพิมพ์]. มหาวิทยาลัยราชภัฏมหาสารคาม.
สิริยุพิน ศุภ์ธนัชภัคชนา. (2562). สาเหตุการขาดเรียนของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6 และการแก้ไข. Humanities, Social Sciences, and Arts, 12(1), 1226–1241.
สุนีย์ คล้ายนิล, ปรีชาญ เดชศรี และ อัมพลิกา ประโมจนีย์. (2551). ความรู้และสมรรถนะทางวิทยาศาสตร์สำหรับโลกวันพรุ่งนี้: รายงานการประเมินผลการเรียนรู้จาก PISA 2006. เซเวน่า พริ้นติ้งกรุ๊ป.
อนุพงศ์ ไพรศรี, ชาตรี ฝ่ายคำตา, และ วิทยา ปั้นสุวรรณ. (2560). แบบจำลองทางความคิด เรื่องสมดุลเคมีของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5. ใน การประชุมทางวิชาการของมหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ ครั้งที่ 55 (หน้า 1–8). มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์.
อังคณา ปัทมพงศา. (2555). การพัฒนาแนวคิดเรื่องการสังเคราะห์ด้วยแสงและมุมมองธรรมชาติของวิทยาศาสตร์ โดยใช้การจัดการเรียนรู้แบบสืบเสาะหาความรู้ร่วมกับการสอนเชิงธรรมชาติของวิทยาศาสตร์ [วิทยานิพนธ์ปริญญามหาบัณฑิต ไม่ได้ตีพิมพ์]. มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์.
อาดีละห์ เจ๊ะแม, ณัฐนี โมพันธ์, และ มัฮดี แวดราแม. (2561). ผลของการจัดการเรียนรู้โดยการสืบเสาะหาความรู้ (5Es) ที่มีต่อความเข้าใจธรรมชาติของวิทยาศาสตร์ ผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน และเจตคติต่อวิทยาศาสตร์ของนักเรียนชั้นประถมศึกษาปีที่ 6. Princess of Naradhiwas University Journal of Humanities and Social Sciences, 5(1), 11–23. https://so05.tci-thaijo.org/index.php/pnuhuso/article/download/110093/86366
Ali, M. T., Woldu, A. R., & Yohannes, A. G. (2022). High school students’ learning difficulties in electrochemistry: A mini-review. African Journal of Chemical Education, 12(2), 202–237.
Bong, A. Y. L., & Lee, T. T. (2016). Form Four students’ misconceptions in electrolysis of molten compounds and aqueous solutions. Asia-Pacific Forum on Science Learning and Teaching, 17(1)
Coll, R. K. (2006). Metaphor and analogy in science education. Springer.
Erumit, B. A., & Yüksel, T. (2022). Developing and using physical dynamic models on socioscientific issues to present nature of science ideas. International Journal of Science and Mathematics Education, 21(4), 1031–1056. https://doi.org/10.1007/s10763-022-10296-0
Gilbert, J.K. (2005). Visualization in Science Education. Springer.
Grosslight, L., Unger, C., Jay, E. & Smith, C. L. (1991). Understanding models and their use in science: Conceptions of middle and high school students and experts. Journal of Research in Science Teaching, 28(9), 799-822.
Johnstone, A. H. (1993). The development of chemistry teaching: A changing response to changing demand. Journal of Chemical Education, 70(9), 701. https://doi.org/10.1021/ed070p701
Khishfe, R., & Abd El Khalick, F. (2002). Influence of explicit and reflective versus implicit inquiry oriented instruction on sixth graders’ views of nature of science. Journal of Research in Science Teaching, 39(6), 551–578. https://doi.org/10.1002/tea.10036
Klopfer, L. E. (1971). Individualized science: Relevance for the 1970's. Science Education, 55(4), 345–353. https://doi.org/10.1002/sce.3730550403
Lederman, N. G., Abd El Khalick, F., Bell, R. L., & Schwartz, R. S. (2002). Views of Nature of Science Questionnaire: Toward valid and meaningful assessment of learners’ conceptions of Nature of Science. Journal of Research in Science Teaching, 39(6), 497–521. https://doi.org/10.1002/tea.10034
McComas, W. F. (2000). The principal elements of the nature of science: Dispelling the myths. In W. F. McComas (Ed.), The nature of science in science education: Rationales and strategies. https://doi.org/10.1007/978-94-011-3947-5_5
OECD. (2013). PISA 2015 Draft Science Framework. Organisation for Economic Co-operation and Development. https://www.oecd.org/pisa/pisaproducts/Draft%20PISA%202015%20Science%2 0Framework%20.pdf
Rea Ramirez, M. A., Clement, J., & Núñez Oviedo, M. C. (2008). An instructional model derived from model construction and criticism theory. In J. J. Clement & M. A. Rea Ramirez (Eds.), Model Based Learning and Instruction in Science. https://doi.org/10.1007/978-1-4020-6494-4_2
Rudge, D. W., & Howe, E. M. (2009). An explicit and reflective approach to the use of history to promote understanding of the nature of science. Science & Education, 18(5), 561–580. https://doi.org/10.1007/s11191-007-9088-4
Tang, W., Qian, Y., Wang, H., Wen, J., Huang, J., Zhu, X., & Wang, Y. (2024). Students’ conceptual structures regarding redox reaction: Combining multidimensional scaling and hierarchical cluster analysis approaches. Journal of Baltic Science Education, 23(1), 164-174. https://doi.org/ 10.33225/jbse/24.23.164
Thiele, R. B., & Treagust, D. F. (1991, June). Using analogies in secondary chemistry teaching (Research Report). ERIC. https://eric.ed.gov/?id=ED356137
Treagust, D. F., Chittleborough, G., & Mamiala, T. L. (2002). Students’ understanding of the role of scientific models in learning science. International Journal of Science Education, 24(4), 357–368. https://doi.org/10.1080/09500690110066485
