การพัฒนาความเข้าใจมโนมติเรื่อง สารละลาย ด้วยการทดลองแบบสืบเสาะร่วมกับภาพเคลื่อนไหวระดับอนุภาคสำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 2 (Development of Conceptual Understandings on Solutions by Using Inquiry Experiments in Conjunction with Particulate...)

ศักดิ์ศรี สุภาษร, นุจรี สุภาษร, วรรณวไล อธิวาสน์พงศ์, สนธิ พลชัยยา

Abstract


บทคัดย่อ

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์หลักเพื่อพัฒนาความเข้าใจมโนมติ เรื่อง สารละลาย ด้วยการทดลองแบบสืบเสาะร่วมกับภาพเคลื่อนไหวระดับอนุภาค โดยมีกลุ่มที่ศึกษาเป็นนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 2 จำนวน 38 คน จากโรงเรียนมัธยมศึกษาขนาดใหญ่แห่งหนึ่งในเขตจังหวัดอุบลราชธานี ซึ่งได้จากการเลือกแบบเจาะจง เครื่องมือที่ใช้ในการวิจัย ได้แก่ กิจกรรมการเรียนรู้ด้วยการทดลองเคมีแบบสืบเสาะร่วมกับภาพเคลื่อนไหวระดับอนุภาค จำนวน 10 ชั่วโมง และเครื่องมือเก็บรวบรวมข้อมูล ได้แก่ แบบวัดความเข้าใจมโนมติแบบปรนัยห้าตัวเลือก จำนวน 16 ข้อ และการวาดภาพเมนทอลโมเดลความแสดงความเข้าใจระดับอนุภาคเกี่ยวกับสารละลาย จากการวิเคราะห์คะแนนจากแบบวัดความเข้าใจมโนมติ พบว่า นักเรียนมีคะแนนความเข้าใจมโนมติหลังเรียน (mean 23.84, SD 3.12) สูงกว่าก่อนเรียน (mean 10.98, SD 5.19) อย่างมีนัยสำคัญทางสถิติที่ระดับความเชื่อมั่น 95% โดยหลังเรียนมีร้อยละของนักเรียนที่มีความเข้าใจมโนมติผิด (MU) และคลาดเคลื่อน (AU) ลดลงจากก่อนเรียนเป็น 30.09 และ 19.25 ตามลำดับ ส่วนร้อยละของนักเรียนที่มีความเข้าใจมโนมติถูกต้อง (SU) เพิ่มขึ้นจากก่อนเรียนเป็น 49.34 และจากการวิเคราะห์คะแนนจากภาพวาดเมนทอลโมเดลระดับอนุภาค พบว่า นักเรียนมีคะแนนเมนทอลโมเดลหลังเรียน (mean 6.01, SD 1.16) สูงกว่าก่อนเรียน (mean 2.12, SD 1.12) อย่างมีนัยสำคัญทางสถิติที่ระดับความเชื่อมั่น 95% โดยหลังเรียนมีผลรวมร้อยละของนักเรียนที่ไม่มีความเข้าใจมโนมติและความเข้าใจมโนมติผิด (NU+MU) ลดลงจากการก่อนเรียนเป็น 61.18 และมีความเข้าใจมโนมติถูกต้องบางส่วนและผิดบางส่วน (PMU) ลดลงจากก่อนเรียนเป็น 11.19 ส่วนผล รวมร้อยละของนักเรียนที่มีความเข้าใจมโนมติถูกต้องเป็นส่วนใหญ่และถูกต้องสมบูรณ์ (PU+SU) เพิ่ม ขึ้นจากก่อนเรียนเป็น 72.37 แสดงให้เห็นว่า การจัดการเรียนรู้แบบสืบเสาะด้วยการทดลองแบบสืบ-เสาะร่วมกับภาพเคลื่อนไหวระดับอนุภาคสามารถพัฒนาความเข้าใจมโนมติและเมนทอลโมเดลความเข้าใจระดับอนุภาค เรื่อง สารละลาย ได้อย่างมีประสิทธิภาพ

คำสำคัญ: สารละลาย  การทดลองแบบสืบเสาะ  ความเข้าใจมโนมติ  ภาพเคลื่อนไหวระดับอนุภาค

 

Abstract

The main purpose of this research was to develop conceptual understanding on solutions by inquiry-based experiments in conjunction with particulate animations, also called molecular animations. The study group of this study were 38 students, purposively selected from the populations of grade-8 students studying at a large-size high school in Ubon Ratchathani Province. The research tool was the learning activities of inquiry-based experiments of chemistry in conjunction with particulate animations of solutions for 10 hours. The data collecting tools consisted of a conceptual test including 16 five-choice items and mental model drawings at particulate level. The dependent samples t-test analysis of students’ conceptual test scores indicated that the post-conceptual test score (mean 23.84, SD 3.12) was statistically significantly higher than the pre-conceptual test score (mean 10.98, SD 5.19) at the 95% confidence level. After the intervention, the percentages of students in mis- and alternative conceptual understanding (MU and AU) categories were respectively decreased by 30.09 and 19.25, while the percentage of students in the sound conceptual understanding (SU) category was increased by 49.34. In addition, the dependent samples t-test analysis of students’ scores of mental model drawings at particulate level indicated that the post-mental model score (mean 6.01, SD 1.16) was statistically significantly higher than the pre-mental model score (mean 2.12, SD 1.12) at the 95% confidence level. After the intervention, the percentages of students in the no and mis-conceptual understanding (NU+MU) and in the partial with mis-conceptual understanding (PMU) categories were respectively decreased by 61.18 and 11.19, while the percentage of students in the partial and sound conceptual understanding (PU+SU) categories was increased by 72.37. This verified that the intervention of inquiry experiments in conjunction with particulate animations was effectively to develop students’ conceptual understanding and mental models at particulate level of solutions.

Keywords: Solution, Inquiry-based experiments, Conceptual understanding, Particulate animation


References


Acar, B., and Tarhan, L. (2007). Effect of cooperative learning strategies on students’ understanding of concepts in electrochemistry. International Journal Science Mathematics Education 5: 349–373.

Blonder, R., Mamlok-Naaman, R. and Hofstein, A. (2008). Analyzing inquiry questions of high-school students in a gas chromatography open-ended laboratory experiment. Chemistry Education Research and Practice 9(3): 250–258.

Bodner, G. M. (2007). The role of theoretical frameworks in chemistry. In Bodner, G. M. and Orgill, M. (Eds.). Theoretical Frameworks for Research in Chemistry/Science Education (pp. 1–26). New Jersey: Prentice Hall.

Briggs, M. W., and Bodner, G. M. (2005). A model of molecular visualization. In Gilbert. J. K. (Ed.). Visualization in science education (pp. 61-73). Netherlands: Springer.

Çalik, M., Ayas, A., and Coll, R. K., (2009), Investigating the effectiveness of an analogy activity in improving students’ conceptual change for solution chemistry concepts. International Journal of Science and Mathematics Education 7(4): 651–676.

Çalik, M., Kolomuc, A., and Karagolge, Z. (2010). The effect of conceptual change pedagogy on students’ conceptions of rate of reaction. Journal of Science Education and Technology 19(5): 422–433.

Deters, K. M. (2005). Student opinions regarding inquiry-based labs. Journal of Chemical Education, 82(8): 1178–1180.

Doymus, K., Karacop, A., and Simsek, U. (2010). Effects of Jigsaw and animation techniques on students' understanding of concepts and subjects in electrochemistry. Educational Technology Research and Development 5(6): 671–691.

Ditcharoen, N., Polyiam, K., Vangkahad, P., and Jarujamrus, P. (2014). Development of learning media in topics of atomic structure and chemical bond with augmented reality technology. Journal of Research Unit on Science, Technology and Environment for Learning 5(1): 21–27. (in Thai)

Faikhamta. (2008). Student alternative conceptions in chemistry. Journal of Education faculty of education, Prince of Songkla University 19(2): 10–28. (in Thai)

Green, W. J., Elliott, C., and Cummins, R. H. (2004). Prompted inquiry-based learning in the introductory chemistry laboratory. Journal of Chemical Education. 81: 239–241.

Hake, R. R. (1998). Interactive engagement vs. traditional methods: A six-thousand-student survey of mechanics test data for introductory physics courses. American Journal of Physics 61(1): 64–74.

Hand, B. and Keys, C. (1999). Inquiry investigation: A new approach to laboratory re-ports. The Science Teacher 66(4): 27– 29.

Johnson-Laird, P. N. (1983). Mental models – towards a cognitive science of language, inference and consciousness. Cambridge, MA: Harvard University.

Johnstone, A. H. (1993). Introduction. In Wood, C., and Sleet, R. (Eds.), Creative Problem Solving (pp. iv–vi). London: Royal Society of Chemistry.

Kegley, S., Stacy, A., and Gutwill, J. (1996). Environmental chemistry in the general chemistry laboratory, part I: A context-based approach to teaching chemistry. The Chemical Educator 1(4): 1–14.

Khattiyavong, P. Jarujamrus, P., Supasorn, S. and Kulsing, C. (2014). The development of small scale and low-cost galvanic cells as a teaching tool for electrochemistry. Journal of Research Unit on Science, Technology and Environment for Learning 5(2): 146–154. (in Thai)

Mulford, D. R., and Robinson, W. R. (2002). An inventory for alternate conceptions among first-semester general chemistry students. Journal of Chemical Education 79(6): 739–744.

Phornphisutthimas, S. (2011). Development of learning undergraduate-level biostatistics using constructivism. Journal of Research Unit on Science, Technology and Environment for Learning 2(2): 104–110. (in Thai)

Sanger, M. J. (2008). How does inquiry-based instruction affect teaching majors’ views about teaching and learning science? Journal of Chemical Education 85: 297–302.

Sözbilir, M., Pınarbaşı, T., and Canpolat, N., (2010). Prospective chemistry teachers’ conceptions of chemical thermodynamics and kinetics. Eurasia Journal of Mathematics, Science, and Technology Education 6(2): 111–120.

Supasorn, S. (2011). Science inquiry process in high school chemistry experiments: a review of science education research studies from Ubon Ratchathani University. Journal of Education, Prince of Songkla University (Pattani Campus) 22(3): 331–343. (in Thai)

Supasorn, S. (2012). Roles of mental models in learning chemistry at molecular level. Journal of Education, Khon Kaen University 35(1): 1–7. (in Thai)

Supasorn, S. (2015a). Particulate animation on solutions for secondary school chemistry. Retrieved from http://chem.sci.ubu. ac.th/e-learning/SolutionChem2015, February 9, 2016. (in Thai).

Supasorn, S. (2015b). Grade 12 students’ conceptual understanding and mental models of galvanic cells before and after learning by using small-scale experiments in conjunction with a model kit. Chemistry Education Research and Practice 16(2): 393–407.

Supasorn, S., and Promarak, V. (2015). Implementation of 5E inquiry incorporated with analogy learning approach to enhance conceptual understanding of chemical reaction rate for grade 11 students. Chemistry Education Research and Practice 16(1): 121–132.

Taber, K. S. (2002). Chemical misconceptions–prevention, diagnosis and cure, Volume I: Theoretical background. London: Royal Society of Chemistry.

Vosniadou, S. (2002). On the nature of naive physics. In M. Limon and L. Mason (Eds.), Reconsidering conceptual change: Issues in theory and practice (pp. 61–76). Dordrecht: Kluwer.

Ware, S. A. (2001). Teaching chemistry from a societal perspective. Pure and Applied Chemistry 73: 1209–1214.

Yamu, S., and Wuttisela, K. (2015). Exploring the scientific conceptual understanding on solution concentration of students learning through 5E inquiry incorporated with team games tournament techniques. Proceedings of 4th National Confer-ence on Research and Innovation for Local Development towards ASEAN Community (pp. 43 – 52). Naradhiwat: Princess of Naradhiwas University. (in Thai)

Yang, E., Andre, T., and Greenbowe, T. (2003). Spatial ability and the effect of visualization/animation on learning electrochemistry. International Journal of Science Education 25(3): 329–349.


Full Text: PDF