การพัฒนาทักษะการแก้ปัญหาของนักศึกษาครูเคมีด้วยกิจกรรมสะเต็มศึกษาแบบสืบเสาะหาความรู้บูรณาการกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม
Article Sidebar
Main Article Content
Abstract
Kridsana Poungraya, Kulthida Nugultham and Tussatrin Wannagatesiri
รับบทความ: 18 มีนาคม 2564; แก้ไขบทความ: 19 กรกฎาคม 2564; ยอมรับตีพิมพ์: 9 สิงหาคม 2564; ตีพิมพ์ออนไลน์: 19 พฤศจิกายน 2564
บทคัดย่อ
การวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อส่งเสริมทักษะการแก้ปัญหาด้วยกิจกรรมสะเต็มศึกษาแบบสืบเสาะหาความรู้บูรณาการกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรมของนักศึกษาครูเคมี โดยกำหนดจุดประสงค์การวิจัยดังนี้ 1) เพื่อออกแบบกิจกรรมสะเต็มศึกษาแบบสืบเสาะหาความรู้บูรณาการกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม และ 2) เพื่อเปรียบเทียบทักษะการแก้ปัญหา ของนักศึกษาครูเคมี ก่อนและหลังการใช้กิจกรรมสะเต็มศึกษาแบบสืบเสาะหาความรู้บูรณาการกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม กลุ่มเป้าหมายเป็นนักศึกษาครูชั้นปีที่ 3 สาขาวิชาเคมี จำนวน 15 คน เครื่องมือที่ใช้ในการวิจัยประกอบด้วย 1) กิจกรรมการเรียนรู้สะเต็มแบบสืบเสาะหาความรู้บูรณาการกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรมในรายวิชาการจัดการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ และ 2) แบบประเมินทักษะการแก้ปัญหาประกอบด้วย 5 ขั้นตอน คือ การระบุปัญหา การค้นหาแนวคิดที่เกี่ยวข้อง แนวคิดในการแก้ปัญหา การออกแบบวิธีการแก้ปัญหา และการทดสอบ ปรับปรุง และประเมินผล ผลการวิจัยชี้ให้เห็นว่านักศึกษาครูเคมีมีทักษะการแก้ปัญหาหลังเรียนสูงขึ้น
คำสำคัญ: ทักษะการแก้ปัญหา กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม กิจกรรมสะเต็มศึกษา
Abstract
This research aims to promote problem–solving skills through Inquiry–based Learning integrated with engineering design process in STEM activities of chemistry teacher students. The research objectives were set as follows: 1) to design STEM activities on inquiry–based learning integrated of engineering design process, and 2) to compare problem–solving skills of chemistry teacher students before and after receiving STEM Activities through Inquiry–based learning integrated with engineering design process. The participants were 15 third–year teacher students in chemistry major. The research instruments included 1) science learning management courses by designing a STEM activity in inquiry–based integrated engineering design process, and 2) problem solving skills assessment consisted of 5 phases, named Problem identification, related Information search, problem–solving concept, solution design, as well as testing improvement and evaluation. The results of the study indicated that the chemistry teacher students had significantly higher problem–solving skills after study.
Keywords: Problem–solving skills, Engineering design process, STEM activities
Downloads
Article Details
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
References
Aka, E. G., Guven, E., and Aydogdu, M. (2010). Effect of problem solving method on science process skills and academic achievement. Journal of Turkish Science Education 7(4): 13–25.
Altan, E. B., Ozturk, N., and Turkoglu, A. Y. (2018). Socio–scientific issues as a context for STEM education: A case study research with pre–service science teachers. European Journal of Educational Research 7(4): 805–812.
Apriyani, R., Ramalis, T. R., and Suwarma, I. R. (2019). Analyzing student’s problem solving abilities of direct current electricity in STEM–based learning Journal of Science Learning 2(3): 85–91.
BSCS Science Learning. (2006). BSCS 5E Instructional Model. Retrieved from https:// bscs.org/bscs–5e–instructional–model/, March 28, 2021.
Campbell, D. T., and Fiske, D. W. (1959). Convergent and discriminant validation by the multitrait–multimethod matrix. Psychological Bulletin, 56, 81–105.
Ceylan, S. and Ozdilek Z. (2015). Improving a sample lesson plan for secondary science courses with in the STEM education. Procedia–Social and Behavioral Sciences 177: 223–228.
Chamrat, S. (2018). The definition of STEM and key features of STEM education learning activity. STOU Education Journal 10(2), 13–34. (in Thai)
Chulavatnatol, M. (2013). STEM education Thailand and STEM Ambassadors. IPST Magazine 42(185): 14–18. (in Thai)
Chusinkunawut K., Nugultham K., Wannagatesiri T., and Fakcharoenphol W. (2018). Problem solving ability assessment based on design for secondary school students. International Journal of Innovation in Science and Mathematics Education 26(3): 1–20.
Csapó, B., and Funke, J. (2017). The Nature of Problem Solving: Using Research to Inspire 21st Century Learning. Retrieved from http://dx.doi.org/10.1787/9789264273955–en, February 15, 2021.
Dekker, T. J. (2020). Teaching critical thinking through engagement with multiplicity. Thinking Skills and Creativity 37: 1–9.
English, L, D., and King, D, T. (2015). STEM learning through engineering design: Fourth–grade students’ investigations in aerospace. International Journal of STEM Education 2(14): 1–18.
Gao, R., and Lloyd, J. (2020). Precision and accuracy: knowledge transformation through conceptual learning and inquiry–based practices in introductory and advanced chemistry laboratories. Journal of Chemical Education 97: 368–373.
Han, S., Yalvac, B., Capraro, M. M., and Capraro, M. R. (2015). In–service teachers’ implementation and understanding of STEM project based learning. EURASIA Journal of Mathematics, Science and Technology Education 11(1): 63–76.
Jituafua, A. (2020). The development of science student teachers’ STEM literacy through the community participation combined with local resource stem education camp in Surat Thani. Journal of Education, Naresuan University 22(2): 302–316. (in Thai)
Kelley, T, R., and Knowles, J, G. (2016). A Conceptual Framework for Integrated STEM. Retrieved from https://doi.org/10.1186/s40594-016-0046-z, February 15, 2021.
Kemwimoottiwong, C. (2018). Action research: Student development for activities planning design of stem education with active learning. Ganesha Journal 13(2): 109–127. (in Thai)
Khemmani, T. (2008). Science of Teaching: Knowledge for Effective Learning Management. 7th ed. Bangkok: Chulalongkorn University. (in Thai)
Klomim, K. (2016). Learning management based on stem education for student teachers. Journal of Education Naresuan University 18(4): 334–348.
Ladachart, L., Phothong, W., Rittikoop, W., and Ladachart, L. (2019). Teachers’ understandings and views about STEM education and engineering design. Silpakorn University Journal 39(3): 133-149.
Lesley University. (2020).Empowering Students: The 5E Model Explained Retrieved from https://Lesley.edu/article/empowerring–students–the-5e–model–explained. March 28, 2021.
Maryland State Department of Education. (2011). 5E Model for Integrated STEM Instruction. Retrieved from http://mdk12/msde.maryland.gov, August 12, 2018.
Merisotis, J. P., and Kee A. M. (2006). A model of success: The model institutions for Excellence Program’s Decade of Leadership in STEM education. Journal of Hispanic Higher Education 5(3): 288–308.
NARST. (n.d.). The Science Process Skills. Retrieved from narst.org/research–matters/ science–process–skills, March 30, 2021.
Netwongse, T. (2016). Development of problem solving skills by integration learning following STEM education. Research Journal–Rajamangala University of Technology Thanyaburi 15(2): 1–6. (in Thai)
NRC. (2012). A Framework for K–12 Science Education: Practices, Crosscut-ting Concepts, and Core Ideas. Washington DC; National Academies.
Pedaste, M., Maeots, M, Siiman, L. A., de Jong, T., van Riesen, S. A. N., Kamp, E. T., Manoli, C. C., Zacharia, Z. C., and Tsourlidak, E. (2015). Phases of inquiry–based learning: Definitions and the inquiry cycle. Educa-tional Research Review 14: 47–61.
Pradeep, M. D. (2015). Teaching STEM effectively with the learning cycle approach. K–12 STEM Education 1(1): 5–12.
Roikrong, W., and Bongkotphe, T. (2019). STEM Problem–based learning on exploration and production of petroleum topic to enhance of scientific literacy of the 9th grade students. Social Sciences Research and Academic Journal 14(3): 135–148. (in Thai)
Sanders, M. (2009). Integrative STEM Education: Primer. The Technology Teacher. Retrieved from https://www.iteea.org/File.aspx?id=56320, February 15, 2021.
Silachot, S., Kijkuakul, S., and Chuachuad C. W. (2020). Development of collaborative problem solving competency on 11th grade students by using problem based stem learning management in the topic of electrochemistry. Journal of Education Naresuan University 22(3): 248–261. (in Thai)
Simsek, P., and Kabapinar, F. (2010). The effects of inquiry–based learning on elementary students’ conceptual understanding of matter, scientific process skills and science attitudes. Procedia Social and Behavioral Sciences 2: 1190–1194.
Strimel, G. J. (2014). Engineering Design: A Cognitive Process Approach. Doctoral dissertation. Norfolk, Virginia: Old Dominion University.
Teach Engineering. (2009). Hands–on Activity: Design Step 1: Identify the Need. Retrieved from https://www.teachengineering.org/activities/view/cub_creative_activity1, February 27, 2021.
Teacher Vision. (2007). Problem–solving. Retrieved from https://www.teachervision. com/problem–solving/problem–solving, February,16, 2021.
The Institute for the Promotion of Teaching Science and Technology. (2014). Know STEM. Retrieved from http://http://www.stemedthailand.org/?page_id=23, February 3, 2021. (in Thai)
The Institute for the Promotion of Teaching Science and Technology. (2016). STEM Education and Engineering Design. Retrieved from http://www.stemedthailand.org/?knowstem, February 3, 2021. (in Thai)
Tipparach, J., Ruaysap, M., Chanthawara, K., Kookiattikoon, S., Tipparach, U., and Boonchom, W. (2019). A needs analysis in developing STEM based instruction for higher education. Udon Thani Rajabhat University Journal of Humanities and Social Sciences 9(1): 167–180. (in Thai)