การพัฒนารูปแบบการเรียนการสอนบูรณาการตามแนวคิดสะเต็มศึกษาเพื่อส่งเสริมความเข้าใจธรรมชาติของวิทยาศาสตร์ ความคิดสร้างสรรค์ทางวิทยาศาสตร์ และความสามารถด้านผลิตภาพสำหรับนักเรียนระดับชั้นมัธยมศึกษาตอนต้น โรงเรียนสาธิตสังกัดมหาวิทยาลัยของรัฐ

Abstract

Development of the Instructional Model–Based on the Integrated STEM Education Approach to Enhance Nature of Science Understanding, Creative Thinking in Science and Productive Ability for Lower Secondary Students in State University Demonstration Schools
 
Soonthorn Pooreeprechaleard, Tweesak Chindanurak and Jurarat Thammaprateep
 
รับบทความ: 6 มีนาคม 2563; แก้ไขบทความ: 14 พฤษภาคม 2563; ยอมรับตีพิมพ์: 18 พฤษภาคม 2563
 
 
บทคัดย่อ
การวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อพัฒนารูปแบบการเรียนการสอนตามแนวคิดบูรณาการสะเต็มศึกษาเพื่อส่งเสริมความเข้าใจธรรมชาติของวิทยาศาสตร์ ความคิดสร้างสรรค์ทางวิทยาศาสตร์ และความสามารถด้านผลิตภาพสำหรับนักเรียนระดับชั้นมัธยมศึกษาตอนต้น โรงเรียนสาธิตสังกัดมหา วิทยาลัยของรัฐ และประเมินผลของรูปแบบการเรียนการสอนตามแนวคิดบูรณาการสะเต็มศึกษาเพื่อส่งเสริมความเข้าใจธรรมชาติของวิทยาศาสตร์ ความคิดสร้างสรรค์ทางวิทยาศาสตร์ และความสามารถด้านผลิตภาพสำหรับนักเรียนระดับชั้นมัธยมศึกษาตอนต้น โรงเรียนสาธิตสังกัดมหาวิทยาลัยของรัฐ วิธีดำเนินการวิจัยแบ่งเป็น 5 ขั้นตอน ได้แก่ 1) การศึกษาสภาพปัจจุบันเกี่ยวกับการจัดการเรียนการสอนบูรณาการตามแนวคิดสะเต็มศึกษาในระดับมัธยมศึกษาตอนต้นสังกัดโรงเรียนสาธิตของรัฐ ความสามารถตามมาตรฐานสะเต็มศึกษาของนักเรียน คุณภาพผู้เรียนเมื่อจบชั้นมัธยมศึกษาตอนต้น ความเข้าใจธรรมชาติของวิทยาศาสตร์ ความคิดสร้างสรรค์ทางวิทยาศาสตร์ และความสามารถด้านผลิตภาพของนักเรียน สภาพการจัดการเรียนการสอนรูปแบบสะเต็มศึกษา  2) การพัฒนารูปแบบการเรียนการสอน  3) การศึกษานำร่องสำหรับทดลองใช้รูปแบบการเรียนการสอนที่พัฒนาขึ้นกับนักเรียนกลุ่มที่มีลักษณะคล้ายคลึงกับนักเรียนที่นำมาใช้เป็นกลุ่มตัวอย่าง  4) การนำรูปแบบการเรียนการสอนที่พัฒนาขึ้นมาทดลองจริงกับกลุ่มตัวอย่างที่เป็นนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 3 จำนวน 60 คน ประกอบด้วยกลุ่มทดลองและกลุ่มควบคุมโดยเป็นนักเรียนของโรงเรียนสาธิตสังกัดมหาวิทยาลัยของรัฐ โดยใช้วิธีการสุ่มแบบกลุ่มและสุ่มเป็นกลุ่มทดลองและกลุ่มควบคุม เครื่องมือการวิจัย คือ แผนการจัดการเรียนรู้ แบบวัดความเข้าใจธรรมชาติของวิทยาศาสตร์ แบบวัดความคิดสร้างสรรค์ทางวิทยาศาสตร์ และแบบประเมินความสามารถด้านผลิตภาพของนักเรียน สถิติที่ใช้ในการวิเคราะห์ข้อมูลได้แก่ ค่าเฉลี่ย ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน การวิเคราะห์ความแปรปรวนแบบหลายตัวแปร และการทดสอบค่าที และ 5) การประเมินผลและปรับปรุงรูปแบบการสอนที่พัฒนาขึ้น ผลการวิจัยมีดังนี้ รูปแบบการเรียนการสอนที่พัฒนาขึ้นประกอบด้วย 4 องค์ประกอบ คือ 1) หลักการ 2) วัตถุประสงค์ กระบวนการจัดการเรียนรู้ของรูปแบบการสอนมี 5 ขั้นตอนหลัก คือ PCAE–RF model คือ ระบุประเด็นปัญหา (problem identification) สร้างสรรค์ผลงาน (creation) ประเมินผลผลิตภาพ (assessment) การจัดการเรียนรู้แบบชัดแจ้งร่วมกับการสะท้อนความคิด (explicit–reflective approach ) และการติดตาม ตรวจสอบ และปรับปรุง (follow up)  4) การวัดและการประเมินผลรูปแบบการเรียนการสอน ส่วนผลการประเมินรูปแบบการเรียนการสอนที่พัฒนาขึ้น พบว่า นักเรียนกลุ่มทดลองมีความเข้าใจธรรมชาติของวิทยาศาสตร์และความคิดสร้างสรรค์ทางวิทยาศาสตร์สูงกว่าก่อนทดลองและสูงกว่ากลุ่มควบคุมที่ระดับนัยสำคัญ .05 และนักเรียนกลุ่มทดลองมีความสามารถด้านผลิตภาพหลังทดลองสูงกว่าเกณฑ์ร้อยละ 60 ที่ระดับนัยสำคัญ .05
คำสำคัญ: รูปแบบการเรียนการสอน  บูรณาการสะเต็มศึกษา  ธรรมชาติของวิทยาศาสตร์  ความคิดสร้างสรรค์ทางวิทยาศาสตร์  ความสามารถด้านผลิตภาพ
 
 
Abstract
This study was a research and development study with the following objectives that were to develop an integrated STEM education approach in order to promote the nature of science understanding, creative thinking in science and productive ability for lower secondary education student in state university demonstration school; and to evaluate the integrated STEM education approach in order to promote nature of science understanding, creative thinking in science and productive ability for student for lower secondary education students in state university demonstration schools. The research processes were divided into five phases. The first phase was the study of the integrated STEM education approach for student of junior high school at demonstration school, the ability according to the standard of integrated STEM education approach of student, the quality of student at the end of secondary school, nature of science understanding, creative thinking in science and student productive ability. The second phase was the development of instruction model. The third phase was the pilot study try–out of the developed instructional model. The fourth phase was the experiment with the developed instructional model. The research participants for the experiment consisted of 60 grade 9 students in two groups for lower secondary students in state university demonstration school, obtained by cluster random sampling. A classroom was then randomly assigned as an experimental group; another classroom was as a control group. The employed research instruments were learning management plans, a nature of science understanding test, a creative thinking in science test, and an assessment of students’ productive ability. The data were analyzed by using the mean, standard deviation multivariate analysis of variance (MANOVA) and t–test. Finally, the fifth phase was the evaluation and improvement the developed instructional model.  The findings were as follows: the developed instructional model comprised 4 components: 1) the rationale, 2) the objectives, 3) learning management process of instruction which consisted of 5 steps: problem identification, creation, assessment, explicit–reflective approach and follow up, and 4) the evaluation of the instructional model. Regarding evaluation results of the developed instructional model, it was found that students in the experimental group after experiment had higher understanding in nature of science and scientific creative thinking than those before experiment and the control group at the significance level of .05.  Students in the experimental group had higher productive ability than 60 percent criterion at the significance level of .05.
Keywords: Instructional model, Integrated STEM education approach, Nature of science, Creative thinking in science, Productive ability