การพัฒนาความเข้าใจมโนมติ เรื่อง พันธะเคมี โดยใช้หน่วยการเรียนรู้ที่สอดแทรกทฤษฎีกระบวนการสารสนเทศ สำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาตอนปลาย

Abstract

การวิจัยนี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อ (1) พัฒนาหน่วยการเรียนรู้เรื่องพันธะเคมี ที่สอดแทรกทฤษฎีกระบวนการสารสนเทศสำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาตอนปลาย (2) ศึกษาประสิทธิภาพของหน่วยการเรียนรู้ต่อผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน และ (3) ศึกษามโนมติที่คลาดเคลื่อนที่เกี่ยวข้องกับเรื่องพันธะเคมีและโครงสร้าง การออกแบบกิจกรรมการเรียนรู้มีจุดมุ่งหมายในการลดการใช้หน่วยความจำปฏิบัติการ (Working memory demand) ที่ใช้ในการประมวลผลในกระบวนการเรียนรู้ โดยการปรับลดความซับซ้อนของการนำเสนอเนื้อหาบทเรียนในรูปแบบที่เป็นขั้นตอนที่สั้นๆ และเชื่อมโยงกัน การปรับเปลี่ยนลำดับของการนำเสนอเนื้อหาที่เข้าใจง่ายขึ้น และการเชื่อมโยงเนื้อหาในหน่วยการเรียนรู้ให้สอดคล้องกับพื้นฐานความรู้เดิมของนักเรียน หน่วยการเรียนรู้พัฒนาขึ้นตามมาตรฐานการเรียนรู้ของหลักสูตรการศึกษาขั้นพื้นฐานพุทธศักราช 2544 สาระวิทยาศาสตร์ที่ 3.1 เรื่องสารและสมบัติของสารสำหรับนักเรียนมัธยมศึกษาปีที่ 4 เนื้อหาของหน่วยการเรียนรู้ประกอบด้วย 7 หน่วยการเรียนรู้ ได้แก่ (1) ทำไมอะตอมจึงสร้างแรงยึดเหนี่ยวระหว่างกัน (2) พันธะไอออนิก (3) พันธะโคเวเลนต์ (4) ความแข็งแรงของพันธะโคเวเลนต์ (5) รูปร่างและสภาพขั้วของโมเลกุล (6) แรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุล และ (7) พันธะโลหะหน่วยการเรียนที่พัฒนาขึ้นนำมาใช้กับกลุ่มตัวอย่างนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 จำนวน 40 คน ที่โรงเรียนมัธยมศึกษาแห่งหนึ่งใน จ.สระบุรี เป็นระยะเวลา 26 คาบเรียน ในภาคเรียนที่ 2 ปีการศึกษา 2553 ในช่วงเดือนธันวาคม 2553 ถึงเดือนกุมภาพันธ์ 2554 เครื่องมือที่ใช้ในการเก็บรวบรวมข้อมูล ประกอบด้วย หน่วยการเรียนรู้ เรื่องพันธะเคมี และแบบทดสอบวินิจฉัยความเข้าใจมโนมติ เรื่องพันธะเคมีและโครงสร้าง ผลการวิเคราะห์ข้อสอบรายข้อของแบบทดสอบวินิจฉัยความเข้าใจมโนมติ พบว่า โดยเฉลี่ย 83.4% ของนักเรียนตอบคำถามถูกในส่วนแรกของข้อสอบ ในขณะที่ 56.2% ของนักเรียนในกลุ่มตัวอย่างสามารถตอบคำถามถูกทั้งสองส่วน ผลการวิเคราะห์ค่า class average normalized gain (<g>) ของนักเรียนทั้งชั้นอยู่ในระดับคะแนนปานกลาง (<g> = 0.51) และผลของค่าสถิติ t-test สำหรับกลุ่มตัวอย่างกลุ่มเดียว พบว่าค่าเฉลี่ยของคะแนนสอบหลังเรียนของนักเรียนมีค่าสูงกว่าก่อนเรียนอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติที่ระดับ 0.01คำสำคัญ: พันธะเคมี ทฤษฎีกระบวนการสารสนเทศ หน่วยการเรียนรู้The purpose of this study is to 1) develop the Chemical Bonding Learning Units incorporated with Information Processing Theory for high school students, 2) examine the effectiveness of the learning units by assessing students’ learning achievement score, and 3) investigate students’ alternative conceptions associated with chemical bonding and structure. The aim in designing the chemical bonding learning units is to minimize learning situations where a high working memory is demanded. Designing the learning units were based on students’ working memory demand and strategies to reduce working memory demand including presenting the abstract concepts in a more stepwise fashion, changing the presentation order of the topics, and relating learning materials to prior knowledge were considered. The chemical bonding learning units was developed based on the science strand 3.1 and sub-standard of matter and properties in Thailand’s Basic Education Curriculum (B.E.C) 2001 for grade 10 students. The content of learning units treated under seven concepts of chemical bonding and structure are: (1) Why do atoms bond; (2) Ionic bonding; (3) Covalent bonding; (4) Strength of covalent bonds; (5) Molecular geometry and polarity; (6) Intermolecular forces; and (7) Metallic bonding.The learning units were implemented across 26 learning periods during December 2010 through February 2011 in the second semester of the 2010 academic year with 40 students of 10th grade at high school level, Saraburi Province. The instruments were the learning units, the diagnostic instrument and Chemical Bonding and Structure Test (CBST). Findings revealed that the learning units enhanced students’ conceptual understanding of bonding concepts. For all items of CBST, 83.4% of the students responded correctly at the first part, whereas 56.2% responded correctly both parts. The paired samples t-test indicated that the students' achievement mean score after learning using the learning units was higher than that before at p < 0.01. Even though the class average normalized gain (<g>) did not achieve at the established criterion high gain level but the <g> was justified and categorized as medium gain level” (<g> = 0.51).Keywords: Chemical bonding, Information Processing Theory, learning unit