การจัดการเรียนรู้ตามแนวคิดสะเต็มศึกษาโดยใช้กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรมเพื่อส่งเสริมทักษะการแก้ปัญหาของนักเรียนมัธยมศึกษาปีที่ 1

ธัชชา ศุกระจันทร์; ปวริศร ภูมิสูง; ธนกร พึ่มชัย

ผู้แต่ง

ธัชชา ศุกระจันทร์ สาขาวิชาวิทยาศาสตร์ทั่วไป คณะครุศาสตร์ มหาวิทยาลัยราชภัฏสวนสุนันทา
ปวริศร ภูมิสูง สาขาวิชาวิทยาศาสตร์ทั่วไป คณะครุศาสตร์ มหาวิทยาลัยราชภัฏสวนสุนันทา
ธนกร พึ่มชัย สาขาวิชาวิทยาศาสตร์ทั่วไป คณะครุศาสตร์ มหาวิทยาลัยราชภัฏสวนสุนันทา

คำสำคัญ:

กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม, การจัดการเรียนรู้, แนวคิดสะเต็มศึกษา, ทักษะการแก้ปัญหา

บทคัดย่อ

การวิจัยครั้งนี้มีวัตถุประสงค์ดังนี้ 1) เพื่อจัดการเรียนรู้ตามแนวคิดสะเต็มศึกษาโดยใช้กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม สำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 2) เพื่อเปรียบเทียบทักษะการแก้ปัญหาของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 ก่อนและหลังได้รับการจัดการเรียนรู้ตามแนวคิดสะเต็มศึกษาโดยใช้กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม กลุ่มตัวอย่างการวิจัย คือ นักเรียนมัธยมศึกษาปีที่ 1/3 โรงเรียนศรีบุณยานนท์ ภาคเรียนที่ 2 ปีการศึกษา 2566 จำนวน 38 คน โดยวิธีการเลือกแบบเจาะจง เครื่องมือที่ใช้ในการวิจัย ได้แก่ 1) แผนการจัดการเรียนรู้ตามแนวคิดสะเต็มศึกษาโดยใช้กระบวนการออกแบบบเชิงวิศวกรรม 2) แบบทดสอบวัดทักษะการแก้ปัญหา โดยแบบทดสอบมีลักษณะ เป็นข้ออัตนัย ประกอบด้วย 1 สถานการณ์ที่สอดคล้องกับเรื่องพลังงานความร้อนที่พบเห็นในชีวิตประจำวัน และ ข้อคำถามเกี่ยวกับหลักการแก้ปัญหาทั้ง 6 ด้าน ดังนี้ 1) ระบุปัญหา 2) รวบรวมข้อมูลที่เกี่ยวข้องกับปัญหา 3) ออกแบบและพัฒนาวิธีการแก้ปัญหาที่เป็นไปได้ 4) ดำเนินการแก้ปัญหา 5) ทดสอบประเมินและหาแนวทางปรับปรุงแก้ไขวิธีการ/ชิ้นงาน และ 6) นำเสนอวิธีการ และผลของการแก้ปัญหา จำนวน 6 ข้อ การเก็บรวบรวมข้อมูล มีขั้นตอนดังนี้ 1) ผู้วิจัยชี้แจงจุดประสงค์ รายละเอียด และเงื่อนไขต่าง ๆ ในการทำวิจัยในครั้งนี้ให้นักเรียนทราบ 2) ทำการทดสอบทักษะแก้ปัญหากับประชากรเพื่อหากลุ่มตัวอย่างในการวิจัย 3) จัดกิจกรรมการเรียนรู้ตามแนวคิดสะเต็มศึกษาโดยใช้กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม เรื่อง พลังงานความร้อน กับกลุ่มตัวอย่าง จำนวน 3 แผน 18 คาบเรียน รวม 15 ชั่วโมง 4) เมื่อเสร็จสิ้นการจัดการเรียนรู้แล้ว ทำการทดสอบทักษะแก้ปัญหาหลังได้รับการจัดการเรียนรู้ 5) ผู้วิจัยนำข้อมูลที่ได้จากการทำแบบทดสอบทักษะแก้ปัญหาทั้งก่อนและหลังรับการจัดการเรียนรู้ตามแนวคิดสะเต็มศึกษาโดยใช้กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม มาวิเคราะห์ข้อมูลทางสถิติต่อไป สถิติที่ใช้ในการวิเคราะห์ข้อมูล ได้แก่ ค่าเฉลี่ย ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน และสถิติการทดสอบค่าที จากการจัดกิจกรรมการเรียนเรียนรู้ตามแนวคิดสะเต็มศึกษาโดยใช้กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม 6 ขั้น ที่ผู้วิจัยได้พัฒนาขึ้นตามหลักการแก้ปัญหาทั้ง 6 ด้าน ผลการวิจัยพบว่า นักเรียนมีคะแนนทักษะการแก้ปัญหาหลังเรียนสูงกว่าก่อนเรียนอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติที่ระดับ .01 โดยมีคะแนนทักษะการแก้ปัญหาเฉลี่ยก่อนเรียนอยู่ที่ 9.32 และหลังเรียนอยู่ที่ 23.37 จากคะแนนเต็ม 24 คะแนน

References

เกรียงศักดิ์ วิเชียรสร้าง, ณัฐนี โมพันธุ์, และอาฟีฟี ลาเต๊ะ. (2561). ผลของการจัดการเรียนรู้ตามแนวคิดสะเต็มศึกษาที่มีต่อผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนวิชาเคมี ความสามารถในการแก้ปัญหา และความพึงพอใจต่อการจัดการเรียนรู้ของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6. วารสารศึกษาศาสตรมหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์ วิทยาเขตปัตตานี. 29(3), 148-158.

กฤษณะ พวงระย้า, กุลธิดา นุกุลธรรม, และทัศนินทร์ วรรณเกตสิริ. (2564). ทักษะการแก้ปัญหาของนักศึกษาครูเคมีด้วย กิจกรรมสะเต็มศึกษาแบบสืบเสาะหาความรู้ที่จำเป็นในการออกแบบเชิงวิศวกรรม. วารสารหน่วยวิจัยวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี และสิ่งแวดล้อมเพื่อการเรียนรู้, 12(2), 202-217.

จิลัดดา สารสิทธิ์, และน้ำเพชร นาสารีย์. (2566). การจัดการเรียนรู้ตามแนวสะเต็มศึกษาเพื่อพัฒนาการคิดแก้ปัญหา (Problem Solving Thinking: HOT-PRB) ของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 3. วารสาร มจร อุบลปริทรรศน์, 8(2), 701-712.

ธัชชา ศุกระจันทร์, สุมาลี เทียนทองดี, และยุตพงศ์ สำเภาแก้ว. (2567). การพัฒนาสื่อเทคโนโลยีความเป็นจริงเสริม (AR) ร่วมกับการจัดการเรียนรู้แบบสืบเสาะหาความรู้ เพื่อพัฒนาผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน เรื่อง ปฏิกิริยาเคมี. วารสารวิชาการครุศาสตร์อุตสาหกรรมและวิศวกรรมศึกษา, 5(2), 40-55.

มนตรี จุฬาวัฒนทล. (2556). สะเต็มศึกษาประเทศไทยและทูตสะเต็ม. นิตยสาร สสวท., 45(185), 14-18.

มาริสา หอมดวง, สมศิริ สิงห์ลพ, และเชษฐ์ ศิริสวัสดิ์. (2564). ผลการจัดการเรียนรู้ตามแนวคิดสะเต็มศึกษา เพื่อพัฒนาการแก้ปัญหาและผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5. วารสารศึกษาศาสตร์มหาวิทยาลัยบูรพา, 32(1), 61-76.

ลลิตา หวังดี, และทัศนีย์ บุญเติม. (2565). ผลการจัดการเรียนการสอนตามแนวคิดสะเต็มศึกษา (STEM Education) ที่มีต่อความสามารถในการแก้ปัญหาและผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนวิชาวิทยาศาสตร์ของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 3. วารสารบัณฑิตศึกษา มหาวิทยาลัยราชภัฏสกลนคร, 19(86), 35-43.

ล้วน สายยศ, และอังคณา สายยศ. (2539). เทคนิคการวัดผลการเรียนรู้. กรุงเทพฯ: สุวีริยสาส์น.

วรรณภา เหล่าไพศาลพงษ์. (2554). การศึกษาความสามารถในการแก้ปัญหาและความสนใจในการเรียนภาษาไทยของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 3 ที่จัดการเรียนรู้แบบกระบวนการแก้ปัญหากับการจัดการเรียนรู้ตามคู่มือครู. ปริญญานิพนธ์การศึกษามหาบัณฑิต สาขาวิชาการมัธยมศึกษา มหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒประสานมิตร.

สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี. (2566). PISA คืออะไร. สืบค้น 28 สิงหาคม 2566 จาก https://pisathail&.ipst.ac.th/about-pisa/.

สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี. (2566). การแถลงข่าวผลการประเมิน PISA 2022. สืบค้น 28 สิงหาคม 2566 จาก https://pisathail&.ipst.ac.th/news-21//.

สุธิดา การีมี. (2560, 17 กันยายน). การใช้กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรมเพื่อเสริมสร้างความคิดสร้างสรรค์และทักษะการแก้ปัญหา ตอนที่ 1 คลังความรู้ SciMath. สืบค้น 28 สิงหาคม 2566 จาก http://oho.ipst.ac.th/edp-creative-problem-solving5/.

สุทธิพงษ์ พงษ์วร. (2552). การเรียนรู้วิทยาศาสตร์กับการนำมาใช้ในการดำรงชีวิต. นิตยสาร สสวท, 38(163), 7-10.

สำนักงานคณะกรรมการการศึกษาขั้นพื้นฐาน กระทรวงศึกษาธิการ. (2564). การคิดแก้ปัญหา (Problem Solving Thinking : HOT-PRB). CBE Thail&. สืบค้น 28 สิงหาคม 2566 จาก https://cbethail&.com/.

สุภาวดี สาระวัน. (2562). สะเต็มศึกษากับกระบวนการเรียนรู้ในศตวรรษที่ 21 คลังความรู้ SciMath. สืบค้น 27 สิงหาคม 2566 จาก https://www.scimath.org/article-stem/item/9112-21.

Cooper, L., Zarske, M. S. & Carlson, D. W. (2019). Design Step 1: Identify the Need- Activity-Teach Engineering. Retrieved November 13,2019, from https://www.teachengineering.org/activities/view/cub_creative_activity1.

Kelley, T. R., & Knowles, J. G. (2016). A Conceptual Framework for Integrated STEM Education. International Journal of STEM Education, 3(11), 1-11.

Topsakal, l., Yalçın, S. A., & Çakır, Z. (2022). The effect of problem-based stem education on the students’ critical thinking tendencies & their perceptions for problem solving skills. Science Education International, 33(2), 136-145.