การพัฒนาหน่วยการเรียนรู้แบบบูรณาการสะเต็มศึกษาที่เน้นกระบวนการ ออกแบบเชิงวิศวกรรมเรื่อง แรงและการเคลื่อนทีเพื่อพัฒนาความเข้าใจ มโนมติและทักษะการคิดแก้ปัญหาในระดับชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4

Abstract

การวิจัยในครั้งนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาและเปรียบเทียบความเข้าใจมโนมติ ทักษะการคิดแก้ปัญหา ผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน และศึกษาทัศนคติต่อกิจกรรมสะเต็มศึกษาของนักเรียนระดับชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 โดยใช้หน่วยการเรียนรู้แบบบูรณาการสะเต็มศึกษาที่เน้นกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม กลุ่มตัวอย่างได้แก่ นักเรียนระดับชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4/1 โรงเรียนเมืองบัววิทยา ตำบลเมืองบัว อำเภอชุมพลบุรี จังหวัดภาคเรียนที่ 2 ปีการศึกษา 2561 จำนวน 34 คน ด้วยวิธีการสุ่มอย่างง่าย เครื่องมือที่ใช้ในการวิจัยประกอบด้วย 1) หน่วยการเรียนรู้แบบบูรณาการสะเต็มศึกษา เรื่อง แรงและการเคลื่อนที่ ระดับชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 จำนวน 16 ชั่วโมง ประกอบไปด้วย 6 แผนการจัดการเรียนรู้ 2) แบบวัดความเข้าใจมโนมติแบบ 2 ทาง จำนวน 7 ข้อ มีลักษณะเป็นแบบปรนัยชนิดเลือกตอบ 4 ตัวเลือก และแบบอัตนัยเพื่อแสดงเหตุผลในการเลือก 3) แบบวัดทักษะ การคิดแก้ปัญหาเรื่องแรงและการเคลื่อนที่โดยเป็นแบบวัดชนิดอัตนัยจำนวน 4 ข้อ 4) แบบทดสอบวัดผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน เรื่องแรงและการเคลื่อนที่ เป็นแบบปรนัยชนิดเลือกตอบ 4 ตัวเลือก จำนวน 20 ข้อ และ 5) แบบสำรวจทัศนคติของนักเรียนต่อกิจกรรมสะเต็มศึกษาเป็นแบบวัดมาตราส่วนประมาณค่า 5 ระดับ จำนวน 12 ข้อ สถิติที่ใช้ในการวิเคราะห์ข้อมูล คือ ค่าร้อยละ ค่าเฉลี่ย ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน และสถิติที่ใช้ในการทดสอบสมมติฐานคือ t - test dependent ผลการวิจัยพบว่า นักเรียนที่ได้รับการจัดการเรียนรู้โดยใช้หน่วยการเรียนรู้แบบบูรณาการสะเต็มศึกษาที่เน้นกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรมมีความเข้าใจมโนมติทักษะการคิดแก้ปัญหา และผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน เรื่อง แรงและการเคลื่อนที่ หลังเรียนสูงกว่าก่อนเรียนอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติที่ระดับ .05 และมีทัศนคติต่อกิจกรรมสะเต็มศึกษาโดยรวมอยู่ในระดับมาก

The purposes of this research were to compare students’ conceptual understanding, problem solving skill, learning achievements of their pretest and posttest after implementing an integrated STEM learning unit emphasizing engineering design process to promote conceptual understanding of force and motion concepts. Thirty-four secondary students at the 10th grade level in the second semester of the academic year 2018 from Muangbuawittaya School were selected by using simple random sampling technique. Research instruments were 1) STEM education lesson plans implemented in 16 hours, 2) conceptual understanding of force and motion concept test, 3) problem solving skill test, 4) learning achievement test with 4 multiple choices, and 5) 12 item test of student attitude towards STEM with 5-level rating scale. Percentage, mean, and standard deviation were employed for analysing data. Paired sample t-tests were then used for hypotheses testing. After implementation, the research finding indicated that students’ conceptual understanding, problem solving skill, and learning achievements were statistically significant at the 0.05 level. Moreover, students’ score on attitude towards STEM after implementing STEM learning unit emphasizing engineering design process showed at a high level.