การพัฒนากิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา โดยเน้นทักษะกระบวนการ
การพัฒนากิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา
โดยเน้นทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ร่วมกับการเรียนแบบร่วมมือ
ด้วยชุดฝึกทักษะสะเต็มศึกษา เรื่อง แรงและพลังงาน
สำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1
ราตรี คงรุ่ง
ตำแหน่ง ครู วิทยฐานะ ชำนาญการพิเศษ
บทคัดย่อ
การพัฒนากิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษาโดยเน้นทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ร่วมกับการเรียนแบบร่วมมือ ด้วยชุดฝึกทักษะสะเต็มศึกษา เรื่อง แรงและพลังงานสำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 ในครั้งนี้มีวัตถุประสงค์ของการวิจัยเพื่อสร้างและหาประสิทธิภาพของ ชุดฝึกทักษะสะเต็มศึกษา เรื่อง แรงและพลังงาน สำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 เพื่อเปรียบเทียบผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนจากการจัดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษาโดยเน้นทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ ร่วมกับการเรียนแบบร่วมมือ ด้วยชุดฝึกทักษะสะเต็มศึกษา เรื่อง แรงและพลังงานสำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 ระหว่างก่อนเรียนและหลังเรียนและเพื่อศึกษาความพึงพอใจของผู้ปกครองที่มีต่อการจัดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา โดยเน้นทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ ร่วมกับการเรียนแบบร่วมมือ ด้วยชุดฝึกทักษะสะเต็มศึกษา เรื่อง แรงและพลังงานสำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1กลุ่มตัวอย่างเป็นนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 โรงเรียนเทศบาลบ้านศรีมงคลที่เรียนวิชา วิทยาศาสตร์ 1 ภาคเรียนที่ 2 ปีการศึกษา 2561 ม.1/1 จำนวน 26 คนได้มาจากการสุ่มแบบแบ่งกลุ่ม (Cluster Random Sampling) เครื่องมือที่ใช้ในการวิจัยประกอบด้วยแผนการจัดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษาโดยเน้นทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ร่วมกับการเรียนแบบร่วมมือ ด้วยชุดฝึกทักษะสะเต็มศึกษา เรื่อง แรงและพลังงานสำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1ชุดฝึกทักษะสะเต็มศึกษา เรื่อง แรงและพลังงานสำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1แบบทดสอบวัดผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนจากการจัดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษาโดยเน้นทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ร่วมกับการเรียนแบบร่วมมือด้วยชุดฝึกทักษะสะเต็มศึกษา เรื่อง แรงและพลังงานสำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 และแบบสอบถามความพึงพอใจของผู้ปกครอง ที่มีต่อการจัดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษาโดยเน้นทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ร่วมกับการเรียนแบบร่วมมือด้วยชุดฝึกทักษะสะเต็มศึกษา เรื่อง แรงและพลังงานสำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1
สรุปผลการวิจัย
1. ผลการหาประสิทธิภาพของชุดฝึกทักษะสะเต็มศึกษา เรื่อง แรงและพลังงานสำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1พบว่า คะแนนเฉลี่ยระหว่างการจัดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษาโดยเน้นทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ร่วมกับการเรียนแบบร่วมมือด้วยชุดฝึกทักษะสะเต็มศึกษา เรื่อง แรงและพลังงานสำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1ทั้ง 4กิจกรรมฝึกทักษะ มีค่าเฉลี่ยเท่ากับ446.35 จากคะแนนเต็ม 476 คะแนน นำมาหาค่าประสิทธิภาพของกระบวนการ ( ) คิดเป็นร้อยละ93.77 ส่วนคะแนนเฉลี่ยหลังเรียนจากการทดสอบวัดผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนจากการจัดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษาโดยเน้นทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ร่วมกับการเรียนแบบร่วมมือด้วยชุดฝึกทักษะสะเต็มศึกษา เรื่อง แรงและพลังงานสำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1มีค่าเฉลี่ยเท่ากับ 28.35 จากคะแนนเต็ม 30 คะแนน โดยคิดเป็นร้อยละ94.50 ซึ่งมีค่าเท่ากับประสิทธิภาพของผลลัพธ์ ( )
ดังนั้นประสิทธิภาพของชุดฝึกทักษะสะเต็มศึกษา เรื่อง แรงและพลังงานสำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1มีค่าเท่ากับ 93.77/94.50เกณฑ์ที่กำหนด / คือ 80/80แสดงว่าชุดฝึกทักษะสะเต็มศึกษา เรื่อง แรงและพลังงานสำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1มีประสิทธิภาพเป็นไปตามเกณฑ์ที่กำหนดตามสมมติฐานข้อ 1
2. ผลการเปรียบเทียบผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนจากการจัดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษาโดยเน้นทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ ร่วมกับการเรียนแบบร่วมมือ ด้วยชุดฝึกทักษะสะเต็มศึกษา เรื่อง แรงและพลังงานสำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1พบว่า โดยภาพรวมคะแนนเฉลี่ยก่อนเรียนเท่ากับ14.69และคะแนนเฉลี่ยหลังเรียนเท่ากับ 28.35 คะแนนเฉลี่ยความก้าวหน้าเท่ากับ 13.65 ร้อยละความก้าวหน้าเท่ากับ45.51ซึ่งสูงกว่าเกณฑ์ที่กำหนด คือ ต้องเพิ่มขึ้นอย่างน้อยร้อยละ 25 ของคะแนนเต็ม เมื่อพิจารณาเป็นรายบุคคลพบว่า นักเรียนมีคะแนนเพิ่มขึ้นทุกคน มีคะแนนความก้าวหน้าตั้งแต่ 9ถึง 17แสดงว่า นักเรียนที่ได้รับการจัดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษาโดยเน้นทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ร่วมกับการเรียนแบบร่วมมือด้วยชุดฝึกทักษะสะเต็มศึกษา เรื่อง แรงและพลังงานสำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1มีผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน ที่สูงขึ้นจริงและหลังจากได้รับจากการจัดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษาโดยเน้นทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ร่วมกับการเรียนแบบร่วมมือด้วยชุดฝึกทักษะสะเต็มศึกษา เรื่อง แรงและพลังงานสำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1นักเรียนมีผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนสูงกว่าก่อนเรียน อย่างมีนัยสำคัญทางสถิติที่ระดับ .05 นั่นแสดงว่า การได้รับการจัดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษาโดยเน้นทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ร่วมกับการเรียนแบบร่วมมือด้วยชุดฝึกทักษะสะเต็มศึกษา เรื่อง แรงและพลังงานสำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1ทำให้นักเรียนมีผลสัมฤทธิ์สูงขึ้นจริง เป็นไปตามสมมติฐานที่ตั้งไว้ในข้อ 2
3. ผลการประเมินความพึงพอใจของผู้ปกครองที่มีต่อการจัดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษาโดยเน้นทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ ร่วมกับการเรียนแบบร่วมมือ ด้วยชุดฝึกทักษะสะเต็มศึกษา เรื่อง แรงและพลังงานสำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 พบว่าความพึงพอใจของผู้ปกครองที่มีต่อการจัดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษาโดยเน้นทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ร่วมกับการเรียนแบบร่วมมือด้วยชุดฝึกทักษะสะเต็มศึกษา เรื่อง แรงและพลังงานสำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1มีผลรวมของคะแนนเฉลี่ยเท่ากับ 4.76และมีค่าส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐานเท่ากับ 0.32 โดยภาพรวมอยู่ในระดับมากที่สุดเป็นไปตามสมมติฐานที่ตั้งไว้ในข้อ 3
ความเป็นมาและความสำคัญของปัญหา
ในการกำหนดทิศทางพัฒนาประเทศตามแผนพัฒนาเศรษฐกิจและสังคมแห่งชาติฉบับที่ 12 (พ.ศ.2560-2564) การพัฒนาประเทศในระยะของต่อไปเพื่อให้บรรลุเป้าหมายการพัฒนาประเทศโดยยึดคนเป็นศูนย์กลางการพัฒนามุ่งสร้างคุณภาพชีวิตและสุขภาวะที่ดีสำหรับคนไทย พัฒนาคนให้มีความสำคัญโดยคนเป็นศูนย์กลางการพัฒนา มุ่งสร้างคุณภาพชีวิตและสุขภาวะที่ดีสำหรับคนไทย พัฒนาคนให้มีความเป็นคนที่สมบูรณ์มีวินัย ใฝ่รู้ มีความรู้ มีทักษะ มีความคิดสร้างสรรค์ มีทัศนคติที่ดี รับผิดชอบต่อสังคม มีจริยธรรมและคุณธรรม พัฒนาคนทุกช่วงวัยและเตรียมความพร้อมเข้าสู่สังคมผู้สูงอายุอย่างมีคุณภาพ รวมถึงการสร้างคนให้ใช้ประโยชน์และอยู่กับสิ่งแวดล้อมอย่างเกื้อxxxล อนุรักษ์ ฟื้นฟู่ ใช้ประโยชน์ทรัพยากรธรรมชาติและสิ่งแวดล้อมอย่างเหมาะสม ยึดเป้าหมายอนาคตประเทศไทยปี 2579 ที่เป็นเป้าหมายในยุทธศาสตร์ชาติและสิ่งแวดล้อมอย่างเหมาะสม ยึดเป้าหมายอนาคตประเทศไทยปี 2579 ที่เป็นเป้าหมายในยุทธศาสตร์ชาติ 20 ปี มาเป็นกรอบในการกำหนดเป้าหมายที่จะบรรลุใน 5 ปีแรกและเป้าหมายในระดับย่อยลงมา โดยที่เป้าหมายและตัวชี้วัดในด้านต่างๆ มีความสอดคล้องกับกรอบเป้าหมายที่ยั่งยืน (SDGs) ทั้งนี้ เป้าหมายประเทศไทยในปี 2579 ซึ่งเป็นที่ยอมรับร่วมกันนั้นพิจารณาจากทั้งประเด็นหลักและลักษณะของการพัฒนา ลักษณะฐานการผลิตและบริการสำคัญของประเทศ ลักษณะของคนไทยและสังคมไทยที่พึงปรารถนา และกลุ่มเป้าหมายในสังคมไทย โดยกำหนดไว้ดังนี้ “เศรษฐกิจและสังคมไทยมีการพัฒนาอย่างมั่นคงและยั่งยืนบนฐานการพัฒนาที่ยั่งยืน สังคมไทยเป็นสังคมที่เป็นธรรมมีความเหลื่อมล้ำน้อยคนไทยเป็นมนุษย์ที่สมบูรณ์ เป็นพลเมืองที่มีวินัยตื่นรู้และเรียนรู้ได้ด้วยตนเองตลอดชีวิต มีความรู้ มีทักษะและทัศนคติที่เป็นค่านิยมที่ดี มีสุขภาพร่างกายและจิตใจที่สมบูรณ์ มีความเจริญเติบโตทางจิตวิญญาณ มีจิตสาธารณะและทำประโยชน์ต่อส่วนรวม มีความเป็นพลเมืองไทยพลเมืองอาเซียน และพลเมืองโลกประเทศไทยมีบทบาทที่สำคัญในเวทีนานาชาติระบบเศรษฐกิจตั้งอยู่บนฐานของการใช้นวัตกรรมนำดิจิทัล สามารถแข่งขันในการผลิตได้และค้าขายเป็น มีความเป็นสังคมประกอบการ มีฐานการผลิตและบริการที่มีคุณภาพและรูปแบบที่โดดเด่นเป็นที่ต้องการในตลาดโลกเป็นฐานการผลิตและบริการที่สำคัญ เช่น การให้บริการคุณภาพทั้งด้านการเงิน ระบบโลจิสติกส์ บริการด้านสุขภาพ และท่องเที่ยวคุณภาพ เป็นครัวโลกของอาหารคุณภาพและปลอดภัย เป็นฐานอุตสาหกรรมและบริการอัจฉริยะที่เป็นอุตสาหกรรมแห่งอนาคตที่ใช้นวัตกรรม ทุนมนุษย์ทักษะสูงและเทคโนโลยีอัจฉริยะ มาต่อยอดฐานการผลิตและบริการที่มีศักยภาพในปัจจุบันและพัฒนาฐานการผลิตและบริการใหม่ๆ เพื่อนำประเทศไทยไปสู่การมีระบบเศรษฐกิจ สังคม และประชาชนที่มีความเป็นอัจฉริยะ (แผนพัฒนาเทศบาลหล่มสัก. 2561.10-21) การศึกษาจึง คือ หัวใจของการพัฒนาคนให้มีคุณภาพและคือ หัวใจของการพัฒนาผู้เรียน เพื่อความเจริญก้าวหน้าในทุกด้านอย่างยั่งยืน
จากนโยบายด้านการศึกษาและการพัฒนาคนที่กล่าวมาข้างต้น จังหวัดเพชรบูรณ์โดยการทำยุทธศาสตร์การพัฒนาในระดับจังหวัด พ.ศ.2561-2564 โดยกำหนดวิสัยทัศน์ ดินแดนแห่งความสุขของคนอยู่และผู้มาเยือน“จังหวัดเพชรบูรณ์จะมุ่งส่งเสริมการเกษตรปลอดภัย ส่งเสริมการท่องเที่ยวเชิงนิเวศที่ใช้ศักยภาพทางธรรมชาติและวัฒนธรรมที่เป็นจุดเด่นพร้อมกับการพัฒนายกระดับคุณภาพชีวิตของประชาชนและสังคมอย่างยั่งยืน เพื่อให้ไปสู่การเป็นเมืองแห่งความสุขของคนอยู่และผู้มาเยือน”ยุทธศาสตร์การพัฒนาจังหวัดเพชรบูรณ์ (พ.ศ. 2561-2564)ประกอบด้วย 5 ยุทธศาสตร์ ดังนี้ 1) ยุทธศาสตร์การส่งเสริมเกษตรปลอดภัย การเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตและสร้างมูลค่าเพิ่ม 2) ยุทธศาสตร์ส่งเสริมและพัฒนาการท่องเที่ยวเชิงธรรมชาติประวัติศาสตร์และวัฒนธรรม 3) ยุทธศาสตร์การพัฒนาคุณภาพทางการศึกษาคุณภาพชีวิต และเสริมสร้างความมั่นคงของคนและชุมชนอย่างทั่วถึง 4) ยุทธศาสตร์การบริหารจัดการทรัพยากรธรรมชาติและสิ่งแวดล้อมอย่างยั่งยืน และ 5) ยุทธศาสตร์ยกระดับขีดความสามารถทางการแข่งขัน และส่งเสริมอุตสาหกรรมที่เป็นมิตร กับสิ่งแวดล้อม เพื่อสร้างความพร้อมต่อ AEC และยุทธศาสตร์การพัฒนาขององค์กรปกครองส่วนท้องถิ่นในเขตจังหวัดวิสัยทัศน์ “ท้องถิ่นก้าวไกล ใส่ใจคุณภาพชีวิต เศรษฐกิจก้าวหน้า และเกษตรพัฒนา ล้ำค่าวัฒนธรรม พัฒนาการท่องเที่ยว อนุรักษ์ธรรมชาติและสิ่งแวดล้อม”ยุทธศาสตร์การพัฒนาขององค์กรปกครองส่วนท้องถิ่นในเขตจังหวัดเพชรบูรณ์ ประกอบด้วย 6 ยุทธศาสตร์ดังนี้ยุทธศาสตร์ที่ 1 การพัฒนาด้านโครงสร้างพื้นฐานยุทธศาสตร์ที่ 2 การพัฒนาด้านเศรษฐกิจและการเกษตรยุทธศาสตร์ที่ 3 การพัฒนาด้านการท่องเที่ยวยุทธศาสตร์ที่ 4 การพัฒนาด้านธรรมชาติและสิ่งแวดล้อมยุทธศาสตร์ที่ 5 การพัฒนาด้านการส่งเสริมการศึกษา ศาสนา วัฒนธรรม ประเพณี การกีฬา และคุณภาพชีวิต และยุทธศาสตร์ที่ 6 การพัฒนาด้านการพัฒนาการเมือง และการบริหารจัดการบ้านเมืองที่ดีซึ่งแบบยุทธศาสตร์ดังกล่าว เกิดจากความต้องการของประชาชนในจังหวัดเพชรบูรณ์ จากทิศทางการพัฒนาการศึกษานโยบายชุดการศึกษาขั้นพื้นฐาน ให้บรรลุเป้าหมายคุณภาพทางการศึกษาตามที่กล่าวมา
โรงเรียนเทศบาลศรีมงคลจึงได้กำหนดวิสัยทัศน์ไว้ว่า “วิชาการก้าวหน้า คุณธรรมพัฒนา รักษามรดกไทย ทันสมัยไอทีวิถีชีวิตแบบเศรษฐกิจพอเพียง” โดยได้กำหนดยุทธศาสตร์และกลยุทธ์ ไว้ดังนี้โดยได้กำหนดยุทธศาสตร์และกลยุทธ์ ไว้ดังนี้ 1) ยุทธศาสตร์การจัดการศึกษาภาคบังคับให้ได้ทั่วถึงและพัฒนาคุณภาพการจัดการศึกษาที่ได้มาตรฐานโดยไม่เก็บค่าใช้จ่ายมีกลยุทธ์1.1) ส่งเสริมจัดการศึกษาภาคบังคับให้ทั่วถึง พัฒนาคุณภาพผู้เรียนอย่างหลากหลายและพัฒนาระบบประกันคุณภาพภายในสถานศึกษา 1.2) ส่งเสริมการจัดการเรียนการสอนที่เน้นผู้เรียนเป็นสำคัญ 1.3) ส่งเสริมการวิเคราะห์หลักสูตรสถานศึกษาให้สอดคล้องกับหลักสูตรแกนกลางและจัดทำแผนพัฒนาหลักสูตรโดยชุมชนมีส่วนร่วมและเห็นชอบ1.4) ส่งเสริมพัฒนาบุคลากรที่เกี่ยวข้องด้วยการฝึกอบรมและศึกษาดูงานในการพัฒนาการศึกษา 2) ยุทธศาสตร์ ผู้เรียนมีคุณธรรม จริยธรรมและคุณลักษณะที่พึงประสงค์ มีกลยุทธ์ 2.1) ส่งเสริมพัฒนาการเรียนการสอนโดนสอดแทรกคุณธรรม จริยธรรมในทุกกลุ่มสาระและให้ผู้เรียนมีระเบียบ วินัย ประหยัด ซื่อสัตย์ เสียสละ มีความรับผิดชอบและทำประโยชน์เพื่อส่วนร่วม 3) ยุทธศาสตร์การให้ชุมชนมีส่วนร่วมในการจัดการศึกษาทุกรูปแบบ มีกลยุทธ์ 3.1) ส่งเสริมความสัมพันธ์ระหว่างโรงเรียนกับชุมชน 3.2) ส่งเสริมให้ชุมชนมีส่วนร่วมพัฒนาหลักสูตรสถานศึกษาและหลักสูตรท้องถิ่น3.3) ส่งเสริมการเรียนรู้ที่เน้นภูมิปัญญาท้องถิ่นและจัดทำทะเบียนแหล่งเรียนรู้ภูมิปัญญาท้องถิ่น4) ยุทธศาสตร์การจัดทำระบบข้อมูลสารสนเทศให้มีประสิทธิภาพและเป็นปัจจุบันมีกลยุทธ์4.1) ส่งเสริมจัดทำข้อมูลพื้นฐานของครูและนักเรียน 5)ยุทธศาสตร์การจัดกิจกรรมการเรียนการสอนให้สอดคล้องเหมาะสมกับเนื้อหาทุกกลุ่มสาระมีกลยุทธ์ 5.1) ส่งเสริมพัฒนาบุคลากรด้านกิจกรรมการเรียนการสอนและศึกษามาตรฐานการเรียนรู้ของแต่ละกลุ่มสาระ6) ยุทธศาสตร์ ผลิต และพัฒนาสื่อนวัตกรรมทางการศึกษาและเทคโนโลยีที่ทันสมัย มีกลยุทธ์6.1)ส่งเสริมและพัฒนาครูให้มีความรู้ในการใช้เทคโนโลยี 7) ยุทธศาสตร์การจัดกิจกรรมทางศาสนา งานประเพณีและศึกษาแหล่งเรียนรู้มีกลยุทธ์ 7.1)ส่งเสริมกิจกรรมความสำคัญทางศาสนา งานประเพณีและจัดให้มีการทัศนศึกษาแหล่งการเรียนรู้ในท้องถิ่น 8) ยุทธศาสตร์การส่งเสริมการกีฬา นันทนาการและกิจกรรมพัฒนาผู้เรียนมีกลยุทธ์ 8.1) ส่งเสริมให้นักเรียนมีสุขภาพที่ดี พลานามัยดีและพัฒนาปรับปรุงสภาพแวดล้อภายในโรงเรียนให้สะอาด(แผนพัฒนาการศึกษาโรงเรียนเทศบาลบ้านศรีมงคล : 2-3) สรุปได้ว่า การศึกษาตามกฎหมายและนโยบายทุกระดับ ผู้รับผิดชอบโดยเฉพาะบทบาทของสถานศึกษา และบทบาทครูที่ยึดหลักมาเป็นเป้าหมายของการพัฒนาผู้เรียนให้มีคุณภาพ ในการพัฒนาคนให้มีคุณภาพ ควรเน้นคุณภาพการจัดการด้านการศึกษา ที่มุ่งเน้นผู้เรียนเป็นสำคัญนั้น โดยเฉพาะการศึกษาด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี สามารถนำองค์ความรู้ไปพัฒนาประเทศได้ (สรรเพชญ มนพรหม,2556: 65) ดังนั้น การเรียนรู้วิทยาศาสตร์ จึงมีบทบาทในการพัฒนาบุคคลในด้านกระบวนการคิด กระบวนการแก้ปัญหา ความสามารถในการตัดสินใจ ทักษะในการค้นคว้าหาความรู้ ทักษะในการสื่อสาร และที่สำคัญคือ การพัฒนาคนในสังคมให้มีความรู้ความเข้าใจทางวิทยาศาสตร์เพื่อนำไปใช้พัฒนาคุณภาพชีวิตทั้งในการดำเนินชีวิต การประกอบอาชีพ และนำความรู้ไปใช้ให้เกิดประโยชน์ในสังคม (อลิศรา ชูชาติ,2549: 185-186)
เป้าหมายของการส่งเสริมพัฒนาด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี จะต้องอาศัยการวางรากฐานทางการศึกษาที่มีคุณภาพ การยกระดับการพัฒนาทางด้านวิทยาศาสตร์ศึกษาจึงมีความจำเป็นที่ต้องให้ความสำคัญเพื่อทำให้คนไทยทุกคนมีความรู้ ความเข้าใจในวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีนำไปสู่การพัฒนาคนอย่างมีคุณภาพให้คนไทยสามรถรู้เท่าทันการเปลี่ยนแปลงและแข่งขันกับประเทศอื่นและจากนโยบายของกระทรวงศึกษาธิการ ในการพัฒนาเยาวชนของชาติเข้าสู่ยุคศตวรรษ 21 ที่มุ่งส่งเสริมผู้เรียนให้มีคุณธรรม ทักษะการคิดวิเคราะห์ คิดสร้างสรรค์ มีทักษะด้านเทคโนโลยี สามารถทำงานร่วมกับผู้อื่นได้ (กระทรวงศึกษาธิการ,2551: 1-2) จากการจัดการศึกษาตามพระราชบัญญัติการศึกษาแห่งชาติ พ.ศ.2542 แก้ไขเพิ่มเติม (ฉบับที่ 3) พ.ศ.2553 มาตราที่ 66 จึงได้กำหนดจุดมุ่งหมาย ของการจัดการศึกษาที่มีใจความสำคัญว่า ผู้เรียนมีสิทธิได้รับการพัฒนาขีดความสามารถในการใช้เทคโนโลยีเพื่อการศึกษา เพื่อให้มีความรู้และทักษะเพียงพอที่จะใช้เทคโนโลยีเพื่อการศึกษาในการแสวงหาความรู้ด้วยตนเองได้อย่างต่อเนื่องตลอดชีวิต (สำนักงานคณะกรรมการการศึกษาแห่งชาติ,2553: 22) ซึ่งสอดคล้องกับสุพรรณีชาญประเสริญ (2556: 10-11)ได้กล่าวในบทความ “การจัดการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และทักษะที่จำเป็นในศตวรรษที่ 21” ในนิตยาสาร สสวท.ไว้ว่า การเตรียมคนรุ่นใหม่ให้มีทักษะที่จำเป็นเพื่อให้ดำรงชีวิตในสังคมที่มีการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วนั้น นอกจากการพัฒนาความสามารถด้านเทคโนโลยีแล้ว ทักษะที่ควรคำนึงคือ ทักษะการเรียนรู้และนวัตกรรม ทักษะชีวิตและการทำงาน และทักษะด้านสารสนเทศ สื่อและเทคโนโลยีซึ่งถือได้ว่าเป็นทักษะที่จำเป็นในศตวรรษที่ 21 เช่นเดียวกับพรทิพย์ ศิริภัทราชัย (2546: 49)ได้กล่าวว่า สำหรับผู้เรียนในศตวรรษที่ 21 เครื่องมือเพื่อแสวงหาความรู้สำหรับโลกของการศึกษาที่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วจึงมีความสำเร็จมากกว่าเนื้อหาความรู้ อีกทั้งหลักสูตรแกนกลางการศึกษาขั้นพื้นฐาน พุทธศักราช 2551 ได้มุ่งพัฒนาผู้เรียนให้มีคุณภาพตามมาตรฐานการเรียนรู้ และเกิดสมรรถนะสำคัญ 5 ประการ คือ 1) ความสามารถในการสื่อสาร 2) ความสามารถในการคิด 3) ความสามารถในการแก้ปัญหา 4) ความสามารถในการใช้ทักษะชีวิต และ 5) ความสามารถในการใช้เทคโนโลยี และให้ผู้เรียนมีคุณลักษณะอันพึงประสงค์ เช่น รักชาติ ศาสน์ กษัตริย์ ซื่อสัตย์ มีวินัย ใฝ่เรียนรู้ เป็นต้น เพื่อให้สามรถอยู่รวมกับผู้อื่นในสังคมได้อย่างมีความสุข (กระทรวงศึกษาธิการ, 2551: 4-5)
หลักสูตรสถานศึกษาโรงเรียนเทศบาลบ้านศรีมงคล พุทธศักราช 2561 เคยมีหลักสูตรแกนกลางการศึกษาขั้นพื้นฐาน พุทธศักราช 2551 เป็นแบบแผน หรือแนวทางของการจัดการศึกษาของโรงเรียนเทศบาลบ้านศรีมงคล ที่จะใช้ในการจัดกิจกรรมการเรียนการสอนเพื่อมุ่งเน้นพัฒนาผู้เรียนให้มีคุณภาพตามมาตรฐานที่กำหนดมุ่งพัฒนาผู้เรียนให้เป็นคนดี เป็นคนเก่งและมีความสุขมีศักยภาพในการดำรงอยู่ร่วมกันในสังคมอย่างมีความสุข โดยมุ่งหวังให้ผู้เรียนมีความสมบูรณ์ทั้งด้านร่างกาย จิตใจ อารมณ์ และสติปัญญา อีกทั้งมีความรู้ มีทักษะชีวิต ทักษะอาชีพ และมีคุณธรรมจริยธรรมที่ใช้เพราะบ่มปลูกฝังให้เกิดกับนักเรียนเป็นสำคัญดังนั้น หลักสูตรการศึกษาโรงเรียนเทศบาลบ้านศรีมงคล พุทธศักราช 2561 ตามหลักสูตรแกนกลางศึกษาขั้นพื้นฐาน พุทธศักราช 2551 จึงประกอบด้วยสาระสำคัญของหลักสูตรแกนกลางสอดคล้องกับแผนกลยุทธ์ของโรงเรียนเทศบาลบ้านศรีมงคลและบริบทชุมชน เพื่อให้ผู้เรียนสามารถนำไปประยุกต์ใช้ได้จริงในชีวิตประจำวันและในอนาคต โดยสอดแทรกในสาระการเรียนรู้รายวิชาพื้นฐาน รายวิชาเพิ่มเติม กิจกรรมพัฒนาผู้เรียน พัฒนาผู้เรียนสู่ประชาคมอาเซียน พัฒนาโรงเรียนสู่มาตรฐานสากล และกำหนดคุณลักษณะอันพึงประสงค์ สมรรถนะสำคัญของผู้เรียน เพื่อให้บรรลุผลตามที่หลักสูตรแกนกลางการศึกษาขั้นพื้นฐาน พุทธศักราช 2551 กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ที่กำหนดไว้
ในปีการศึกษา 2560 ที่ผ่านมาผู้วิจัยในฐานะครูผู้สอนกลุ่มสาขาการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ระดับขั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 พบว่า นักเรียนจำนวน 27 คน มีผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนในสาระที่ 4 แรงและการเคลื่อนที่ สาระที่ 5 พลังงาน และสาระที่ 8 ธรรมชาติของวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี อยู่ในระดับไม่ผ่านเกณฑ์มาตรฐาน จำนวน 17 คน คิดเป็นร้อยละ 62.93 และผ่านเกณฑ์มาตรฐาน จำนวน10 คน คิดเป็นร้อยละ 37.03 ซึ่งในภาพรวมในปีการศึกษา2560 นักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1/1 ผ่านเกณฑ์มาตรฐานการเรียนรู้ในสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ คิดเป็นร้อยละ 59.73 ควรได้รับการแก้ไขและพัฒนาผู้วิจัยจึงได้ตั้งเป้าหมายและกำหนดแนวทางการออกแบบสร้างกิจกรรมการจัดการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา ร่วมกับการเรียนรู้แบบร่วมมือ ผู้วิจัยได้เริ่มศึกษารูปแบบการจัดกิจกรรมการเรียนรู้ที่เน้นผู้เรียนเป็นสำคัญ และต้องการส่งเสริมให้นักเรียนได้เรียนวิทยาศาสตร์ด้วยเจตคติที่ดี มีความพร้อมที่จะต้องอยู่ในสังคมแห่งการเรียนรู้ในยุคศตวรรษที่ 21 ส่งเสริมให้นักเรียนได้เรียนรู้วิธีการแก้ปัญหาผ่านกระบวนการคิดมีความคิดสร้างสรรค์ การจัดการเรียนรู้รูปแบบสะเต็มศึกษาเป็นวิธีการสอนที่ผู้วิจัยได้ทำการศึกษาค้นคว้า และเลือกนำมาพัฒนานักเรียน ทั้งนี้เพราะจากปัญหาที่นักเรียนมีผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนวิทยาศาสตร์อยู่ในระดับต่ำ นักเรียนมีเจตคติกับวิชาวิทยาศาสตร์ที่ไม่ดี ไม่ชอบเรียนเพราะกิจกรรมเรียนรู้ไม่น่าสนใจ จากปัญหาดังกล่าว เป็นปัญหาที่ต้องได้รับการแก้ไข และต้องสร้างเจตคติที่ดีต่อวิชาวิทยาศาสตร์ให้เกิดขึ้นกับนักเรียนให้ได้โดยอาศัยกระบวนการแก้ปัญหาในสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ ด้วยเห็นความสำคัญของการจัดการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษากับการเรียนรู้แบบร่วมมือจะสามารถทำให้นักเรียนเกิดความสนใจในวิทยาศาสตร์มีผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนวิทยาศาสตร์ที่ดีขึ้น นักเรียนมีเจตคติที่ดีต่อวิทยาศาสตร์ และมีความพร้อมที่จะสนใจเลือกเรียนและประกอบวิชาชีพที่เกี่ยวข้องกับสาระวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี วิศวกรรมศาสตร์และคณิตศาสตร์ ในอนาคตต่อไป
โรงเรียนเทศบาลบ้านศรีมงคล จึงมีนโยบายให้กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์มีการปรับปรุงผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนวิชาวิทยาศาสตร์ให้สูงขึ้นกว่าเดิม และจากการศึกษารายงานการศึกษาค้นคว้า ประสิทธิภาพของชุดกิจกรรมการเรียนรู้โดยใช้ปัญหาเป็นฐาน (5 STEPs) สู่ศตวรรษที่ 21 เรื่อง แสง เพื่อพัฒนาผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน สำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 2ในปีการศึกษา 2560 นั้น ผลปรากฏว่านักเรียนมีทักษะปฏิบัติเกี่ยวกับการทดลองเพิ่มมากขึ้น มีความสนใจเรียนวิชาวิทยาศาสตร์ และมีเจตคติที่ดีต่อการเรียนวิทยาศาสตร์ จึงเป็นเครื่องบ่งชี้ที่ทำให้ ผู้วิจัยมุ่งเน้นพัฒนาต่อยอด เพิ่มเติมแนวคิดการออกแบบนวัตกรรมที่สะท้อนผลการแก้ปัญหาในชีวิตประจำวันได้จริง โดยใช้กระบวนการการแก้ปัญหาในรูปแบบสะเต็มศึกษา เน้นการวัดพัฒนาการของทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ จึงจำเป็นอย่างยิ่งที่พัฒนาศักยภาพของนักเรียนที่มีอยู่ในแต่ละบุคคลให้แสดงออกมา เพื่อที่จะผสมผสานศักยภาพด้านอื่นๆ ให้สร้างองค์ความรู้ใหม่ ซึ่งนักเรียนแต่ละคนก็มีความสามารถที่แตกต่างกัน โดยเฉพาะวิชาวิทยาศาสตร์ซึ่งนอกจากต้องการให้ผู้เรียนมีผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนสูงขึ้นแล้วยังต้องการให้นักเรียนได้ฝึกกระบวนการคิดควบคู่ไปกับความรู้ในด้านเนื้อหา ครูจึงต้องพยายามฝึกให้นักเรียนรู้จักคิดวิเคราะห์ มีทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ มีทักษะกระบวนการกลุ่มด้วยการจัดการเรียนรู้แบบร่วมมือ มีทักษะกระบวนการคิดและสามารถวิเคราะห์สิ่งต่างๆ ที่เกิดขึ้นได้อย่างมีเหตุผลการจัดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษาเน้นทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ร่วมกับการเรียนแบบร่วมมือ โดยใช้ชุดฝึกทักษะสะเต็มศึกษา เรื่อง แรงและพลังงานสำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 เป็นอีกวิธีหนึ่งที่นำมาใช้ในการจัดการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ เพราะชุดฝึกทักษะสะเต็มศึกษา เป็นนวัตกรรมทางการศึกษารูปแบบหนึ่งที่จัดกิจกรรมให้นักเรียนได้ศึกษาค้นคว้าด้วยตนเองตามความสามารถและความสนใจ มีอิสระในการคิด ออกแบบ มีความคิดสร้างสรรค์ชิ้นงานทุกคนมีโอกาสใช้ความคิดอย่างเต็มที่โดยคำนึงถึงความแตกต่างระหว่างบุคคลซึ่งการจัดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษาเน้นทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ร่วมกับการเรียนแบบร่วมมือ โดยใช้ชุดฝึกทักษะสะเต็มศึกษา ช่วยลดเวลาในการนำเสนอข้อมูลต่างๆ นักเรียน มีอิสระและมีส่วนร่วมในกิจกรรมการเรียนรู้ด้วยตนเองโดยครูเป็นผู้สร้างโอกาสทางการเรียนรู้มีกิจกรรมให้นักเรียนเป็นรายบุคคลหรือรายกลุ่มซึ่งนักเรียนจะดำเนินการเรียนรู้จากคำแนะนำที่อยู่ในชุดฝึกทักษะสะเต็มศึกษา เป็นไปตามลำดับขั้นด้วยตนเอง ตรงกับแนวคิดการจัดการเรียนรู้ของบลูมที่กล่าวว่าการจัดกิจกรรมให้นักเรียนได้ปฏิบัติตามที่ต้องการย่อมกระทำกิจกรรมนั้นด้วยความกระตือรือร้น ทำให้เกิดความมั่นใจเกิดการเรียนรู้ได้อย่างรวดเร็วและประสบความสำเร็จสูง (Bloometal. 1976 : 72 – 74)การจัดการเรียนรู้ที่ช่วยส่งเสริมให้ผู้เรียนมีประสบการณ์ในการใช้ความรู้และกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ เป็นเครื่องมือสำหรับการสร้างประสบการณ์ของตัวผู้เรียนเองนั้น จึงทำให้ผู้เรียนเห็นความสำคัญของวิทยาศาสตร์ส่งผลให้ผู้เรียนเกิดความอยากรู้อยากเห็น สร้างสรรค์ สร้างคำถามและเปิดโอกาสให้ผู้เรียนเกิดทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ ส่งเสริมความสามารถในการใช้วิทยาศาสตร์เพื่ออธิบาย พยากรณ์ และควบคุมโลก (วรัญญา จีระวิพูลวรรณ, 2544: 162) ซึ่งสอดคล้องกับวัตถุประสงค์ของการเรียนการสอนวิทยาศาสตร์ที่มุ่งเน้นให้สามารถนำเอาความรู้ ทักษะ และประสบการณ์จากการเรียนรู้ไปใช้ในการแก้ปัญหาในชีวิตจริง เป็นประโยชน์ต่อการดำเนินชีวิตและการประกอบอาชีพในอนาคต (สุพรรณ ชาญประเสริฐ, 2557: 3) ดังนั้น การจัดกากรเรียนรู้วิทยาศาสตร์ที่สามารถสนับสนุนให้ผู้เรียนพัฒนาความสามารถในการแก้ปัญหาที่กล่าวข้างต้น ผู้สอนควรจัดการเรียนสอนให้ผู้เรียนได้เรียนองค์ความรู้ต่างๆ ทางวิทยาศาสตร์ผ่านการลงมือปฏิบัติจริง เพราะการเรียนรู้วิทยาศาสตร์นั้น ไม่ใช่แค่การเรียนเนื้อหาเพื่อการท่องจำ แต่ผู้เรียนต้องมีบทบาทสำคัญในการลงมือเรียนรู้ ปฏิบัติจริง มีการค้นคว้าหาความรู้อย่างมีระบบตามกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ นำความรู้ทางวิทยาศาสตร์หลากหลายสาขาวิชามาใช้ในการแก้ปัญหาที่เกิดในชีวิตประจำวันซึ่งการจัดการเรียนรู้ตามแนวคิดสะเต็มศึกษา (STEM Education) สามารถตอบสนองต่อวัตถุประสงค์ของการจัดการเรียนรู้วิทยาศาสตร์
จากปัญหาข้างต้นผู้วิจัยจึงเห็นความสำคัญของวิทยาศาสตร์ที่สามารถนำความรู้มาใช้แก้ปัญหาในชีวิตประจำวันได้ และแสดงให้ผู้เรียนเห็นถึงในความเป็นจริงการแก้ปัญหานั้นไม่ได้ใช้เนื้อหาความรู้เพียงวิชาใดวิชาหนึ่งเท่านั้นจำเป็นจะต้องใช้ความรู้หลากหลายวิชาในการคลี่คลายปัญหาที่เกิดขึ้น ร่วมกับการจัดกิจกรรมการเรียนรู้แบบร่วมมือที่มี จุดเด่น ก็คือ การทำกิจกรรมการเรียนรู้แบบกลุ่ม โดยผู้สอนได้จัดสภาพแวดล้อมทางการเรียนให้แก่ผู้เรียนได้มีโอกาสเรียนรู้ร่วมกันเป็นกลุ่ม โดยที่สมาชิกในกลุ่มมีส่วนร่วมในการเรียนรู้อย่างแท้จริงรวมทั้งเป็นกำลังใจให้กันและ คนที่เรียนเก่งจะช่วยเหลือคนที่เรียนอ่อน สมาชิกในกลุ่มทุกคนต้องรับผิดชอบการเรียนของตนเอง และรับผิดชอบการเรียนรู้ของเพื่อนสมาชิกในกลุ่มเพราะความสำเร็จของแต่ละบุคคล คือ ความสำเร็จของกลุ่มซึงจะทำให้มีคะแนนแต่ละกิจกรรมและคะแนนผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนที่เพิ่มสูงขึ้นทำให้เกิดชิ้นงานของทีมที่น่าภาคภูมิใจ และในการจัดกิจกรรมการเรียนรู้ในครั้งนี้ผู้วิจัยได้ใช้เป็นเทคนิคการสอนร่วมกับการจัดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษาเน้นทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ โดยใช้ชุดฝึกทักษะสะเต็มศึกษา เรื่อง แรงและพลังงานสำหรับนักเรียนชันมัธยมศึกษาปีที่ 1 ภายใต้บรรยากาศกิจกรรมสะเต็มศึกษา เนื้อหาวิชา สื่อการเรียนรู้ต่างๆที่เอื้อประโยชน์ต่อการเรียนรู้ ที่ทำให้นักเรียนสามารถร่วมกันแก้ปัญหา และหาคำตอบด้วยกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ บรรลุจุดมุ่งหมายของการสอน คือ การทำให้ผู้เรียนเกิดการเรียนรู้ได้อย่างเต็มศักยภาพ เกิดองค์ความรู้ใหม่ที่สามารถต่อยอดถึงการนำไปใช้ในชีวิตประจำวันได้อย่างเกิดประโยชน์สูงสุด ภายใต้การสอนที่มีประสิทธิภาพ ซึ่งสอดคล้องกับAbuseileek (2007) ได้ให้ความหมายของการเรียนแบบร่วมมือไว้ว่าเป็นการเรียนที่จัดสมาชิกกลุ่มเล็กๆ แล้วร่วมกันแก้ปัญหาหรือทำงานที่ได้รับมอบหมายให้สำเร็จสมาชิกในกลุ่มทุกคนเป็นส่วนสำคัญของกลุ่มที่จะต้องมีส่วนร่วมในการช่วยเหลือซึ่งกันและกันในการทำงาน ความสำเร็จหรือความล้มเหลวของกลุ่มล้วนเป็นของทุกคนในกลุ่มและสอดคล้องกับปราโมทย์ จันทร์เรือง (2552: 64) ให้ความหมายของชุดฝึกทักษะว่าสื่อที่ช่วยพัฒนาความรู้ความสามารถในการเชื่อมโยงความรู้กับกระบวนการเพื่อให้นักเรียนฝึกวิธีการคิด ฝึกปฏิบัติ ฝึกทักษะด้วยตนเอง
โดยเน้นทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ร่วมกับการเรียนแบบร่วมมือ
ด้วยชุดฝึกทักษะสะเต็มศึกษา เรื่อง แรงและพลังงาน
สำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1
ราตรี คงรุ่ง
ตำแหน่ง ครู วิทยฐานะ ชำนาญการพิเศษ
บทคัดย่อ
การพัฒนากิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษาโดยเน้นทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ร่วมกับการเรียนแบบร่วมมือ ด้วยชุดฝึกทักษะสะเต็มศึกษา เรื่อง แรงและพลังงานสำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 ในครั้งนี้มีวัตถุประสงค์ของการวิจัยเพื่อสร้างและหาประสิทธิภาพของ ชุดฝึกทักษะสะเต็มศึกษา เรื่อง แรงและพลังงาน สำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 เพื่อเปรียบเทียบผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนจากการจัดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษาโดยเน้นทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ ร่วมกับการเรียนแบบร่วมมือ ด้วยชุดฝึกทักษะสะเต็มศึกษา เรื่อง แรงและพลังงานสำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 ระหว่างก่อนเรียนและหลังเรียนและเพื่อศึกษาความพึงพอใจของผู้ปกครองที่มีต่อการจัดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา โดยเน้นทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ ร่วมกับการเรียนแบบร่วมมือ ด้วยชุดฝึกทักษะสะเต็มศึกษา เรื่อง แรงและพลังงานสำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1กลุ่มตัวอย่างเป็นนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 โรงเรียนเทศบาลบ้านศรีมงคลที่เรียนวิชา วิทยาศาสตร์ 1 ภาคเรียนที่ 2 ปีการศึกษา 2561 ม.1/1 จำนวน 26 คนได้มาจากการสุ่มแบบแบ่งกลุ่ม (Cluster Random Sampling) เครื่องมือที่ใช้ในการวิจัยประกอบด้วยแผนการจัดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษาโดยเน้นทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ร่วมกับการเรียนแบบร่วมมือ ด้วยชุดฝึกทักษะสะเต็มศึกษา เรื่อง แรงและพลังงานสำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1ชุดฝึกทักษะสะเต็มศึกษา เรื่อง แรงและพลังงานสำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1แบบทดสอบวัดผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนจากการจัดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษาโดยเน้นทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ร่วมกับการเรียนแบบร่วมมือด้วยชุดฝึกทักษะสะเต็มศึกษา เรื่อง แรงและพลังงานสำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 และแบบสอบถามความพึงพอใจของผู้ปกครอง ที่มีต่อการจัดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษาโดยเน้นทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ร่วมกับการเรียนแบบร่วมมือด้วยชุดฝึกทักษะสะเต็มศึกษา เรื่อง แรงและพลังงานสำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1
สรุปผลการวิจัย
1. ผลการหาประสิทธิภาพของชุดฝึกทักษะสะเต็มศึกษา เรื่อง แรงและพลังงานสำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1พบว่า คะแนนเฉลี่ยระหว่างการจัดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษาโดยเน้นทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ร่วมกับการเรียนแบบร่วมมือด้วยชุดฝึกทักษะสะเต็มศึกษา เรื่อง แรงและพลังงานสำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1ทั้ง 4กิจกรรมฝึกทักษะ มีค่าเฉลี่ยเท่ากับ446.35 จากคะแนนเต็ม 476 คะแนน นำมาหาค่าประสิทธิภาพของกระบวนการ ( ) คิดเป็นร้อยละ93.77 ส่วนคะแนนเฉลี่ยหลังเรียนจากการทดสอบวัดผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนจากการจัดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษาโดยเน้นทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ร่วมกับการเรียนแบบร่วมมือด้วยชุดฝึกทักษะสะเต็มศึกษา เรื่อง แรงและพลังงานสำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1มีค่าเฉลี่ยเท่ากับ 28.35 จากคะแนนเต็ม 30 คะแนน โดยคิดเป็นร้อยละ94.50 ซึ่งมีค่าเท่ากับประสิทธิภาพของผลลัพธ์ ( )
ดังนั้นประสิทธิภาพของชุดฝึกทักษะสะเต็มศึกษา เรื่อง แรงและพลังงานสำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1มีค่าเท่ากับ 93.77/94.50เกณฑ์ที่กำหนด / คือ 80/80แสดงว่าชุดฝึกทักษะสะเต็มศึกษา เรื่อง แรงและพลังงานสำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1มีประสิทธิภาพเป็นไปตามเกณฑ์ที่กำหนดตามสมมติฐานข้อ 1
2. ผลการเปรียบเทียบผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนจากการจัดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษาโดยเน้นทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ ร่วมกับการเรียนแบบร่วมมือ ด้วยชุดฝึกทักษะสะเต็มศึกษา เรื่อง แรงและพลังงานสำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1พบว่า โดยภาพรวมคะแนนเฉลี่ยก่อนเรียนเท่ากับ14.69และคะแนนเฉลี่ยหลังเรียนเท่ากับ 28.35 คะแนนเฉลี่ยความก้าวหน้าเท่ากับ 13.65 ร้อยละความก้าวหน้าเท่ากับ45.51ซึ่งสูงกว่าเกณฑ์ที่กำหนด คือ ต้องเพิ่มขึ้นอย่างน้อยร้อยละ 25 ของคะแนนเต็ม เมื่อพิจารณาเป็นรายบุคคลพบว่า นักเรียนมีคะแนนเพิ่มขึ้นทุกคน มีคะแนนความก้าวหน้าตั้งแต่ 9ถึง 17แสดงว่า นักเรียนที่ได้รับการจัดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษาโดยเน้นทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ร่วมกับการเรียนแบบร่วมมือด้วยชุดฝึกทักษะสะเต็มศึกษา เรื่อง แรงและพลังงานสำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1มีผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน ที่สูงขึ้นจริงและหลังจากได้รับจากการจัดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษาโดยเน้นทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ร่วมกับการเรียนแบบร่วมมือด้วยชุดฝึกทักษะสะเต็มศึกษา เรื่อง แรงและพลังงานสำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1นักเรียนมีผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนสูงกว่าก่อนเรียน อย่างมีนัยสำคัญทางสถิติที่ระดับ .05 นั่นแสดงว่า การได้รับการจัดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษาโดยเน้นทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ร่วมกับการเรียนแบบร่วมมือด้วยชุดฝึกทักษะสะเต็มศึกษา เรื่อง แรงและพลังงานสำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1ทำให้นักเรียนมีผลสัมฤทธิ์สูงขึ้นจริง เป็นไปตามสมมติฐานที่ตั้งไว้ในข้อ 2
3. ผลการประเมินความพึงพอใจของผู้ปกครองที่มีต่อการจัดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษาโดยเน้นทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ ร่วมกับการเรียนแบบร่วมมือ ด้วยชุดฝึกทักษะสะเต็มศึกษา เรื่อง แรงและพลังงานสำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 พบว่าความพึงพอใจของผู้ปกครองที่มีต่อการจัดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษาโดยเน้นทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ร่วมกับการเรียนแบบร่วมมือด้วยชุดฝึกทักษะสะเต็มศึกษา เรื่อง แรงและพลังงานสำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1มีผลรวมของคะแนนเฉลี่ยเท่ากับ 4.76และมีค่าส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐานเท่ากับ 0.32 โดยภาพรวมอยู่ในระดับมากที่สุดเป็นไปตามสมมติฐานที่ตั้งไว้ในข้อ 3
ความเป็นมาและความสำคัญของปัญหา
ในการกำหนดทิศทางพัฒนาประเทศตามแผนพัฒนาเศรษฐกิจและสังคมแห่งชาติฉบับที่ 12 (พ.ศ.2560-2564) การพัฒนาประเทศในระยะของต่อไปเพื่อให้บรรลุเป้าหมายการพัฒนาประเทศโดยยึดคนเป็นศูนย์กลางการพัฒนามุ่งสร้างคุณภาพชีวิตและสุขภาวะที่ดีสำหรับคนไทย พัฒนาคนให้มีความสำคัญโดยคนเป็นศูนย์กลางการพัฒนา มุ่งสร้างคุณภาพชีวิตและสุขภาวะที่ดีสำหรับคนไทย พัฒนาคนให้มีความเป็นคนที่สมบูรณ์มีวินัย ใฝ่รู้ มีความรู้ มีทักษะ มีความคิดสร้างสรรค์ มีทัศนคติที่ดี รับผิดชอบต่อสังคม มีจริยธรรมและคุณธรรม พัฒนาคนทุกช่วงวัยและเตรียมความพร้อมเข้าสู่สังคมผู้สูงอายุอย่างมีคุณภาพ รวมถึงการสร้างคนให้ใช้ประโยชน์และอยู่กับสิ่งแวดล้อมอย่างเกื้อxxxล อนุรักษ์ ฟื้นฟู่ ใช้ประโยชน์ทรัพยากรธรรมชาติและสิ่งแวดล้อมอย่างเหมาะสม ยึดเป้าหมายอนาคตประเทศไทยปี 2579 ที่เป็นเป้าหมายในยุทธศาสตร์ชาติและสิ่งแวดล้อมอย่างเหมาะสม ยึดเป้าหมายอนาคตประเทศไทยปี 2579 ที่เป็นเป้าหมายในยุทธศาสตร์ชาติ 20 ปี มาเป็นกรอบในการกำหนดเป้าหมายที่จะบรรลุใน 5 ปีแรกและเป้าหมายในระดับย่อยลงมา โดยที่เป้าหมายและตัวชี้วัดในด้านต่างๆ มีความสอดคล้องกับกรอบเป้าหมายที่ยั่งยืน (SDGs) ทั้งนี้ เป้าหมายประเทศไทยในปี 2579 ซึ่งเป็นที่ยอมรับร่วมกันนั้นพิจารณาจากทั้งประเด็นหลักและลักษณะของการพัฒนา ลักษณะฐานการผลิตและบริการสำคัญของประเทศ ลักษณะของคนไทยและสังคมไทยที่พึงปรารถนา และกลุ่มเป้าหมายในสังคมไทย โดยกำหนดไว้ดังนี้ “เศรษฐกิจและสังคมไทยมีการพัฒนาอย่างมั่นคงและยั่งยืนบนฐานการพัฒนาที่ยั่งยืน สังคมไทยเป็นสังคมที่เป็นธรรมมีความเหลื่อมล้ำน้อยคนไทยเป็นมนุษย์ที่สมบูรณ์ เป็นพลเมืองที่มีวินัยตื่นรู้และเรียนรู้ได้ด้วยตนเองตลอดชีวิต มีความรู้ มีทักษะและทัศนคติที่เป็นค่านิยมที่ดี มีสุขภาพร่างกายและจิตใจที่สมบูรณ์ มีความเจริญเติบโตทางจิตวิญญาณ มีจิตสาธารณะและทำประโยชน์ต่อส่วนรวม มีความเป็นพลเมืองไทยพลเมืองอาเซียน และพลเมืองโลกประเทศไทยมีบทบาทที่สำคัญในเวทีนานาชาติระบบเศรษฐกิจตั้งอยู่บนฐานของการใช้นวัตกรรมนำดิจิทัล สามารถแข่งขันในการผลิตได้และค้าขายเป็น มีความเป็นสังคมประกอบการ มีฐานการผลิตและบริการที่มีคุณภาพและรูปแบบที่โดดเด่นเป็นที่ต้องการในตลาดโลกเป็นฐานการผลิตและบริการที่สำคัญ เช่น การให้บริการคุณภาพทั้งด้านการเงิน ระบบโลจิสติกส์ บริการด้านสุขภาพ และท่องเที่ยวคุณภาพ เป็นครัวโลกของอาหารคุณภาพและปลอดภัย เป็นฐานอุตสาหกรรมและบริการอัจฉริยะที่เป็นอุตสาหกรรมแห่งอนาคตที่ใช้นวัตกรรม ทุนมนุษย์ทักษะสูงและเทคโนโลยีอัจฉริยะ มาต่อยอดฐานการผลิตและบริการที่มีศักยภาพในปัจจุบันและพัฒนาฐานการผลิตและบริการใหม่ๆ เพื่อนำประเทศไทยไปสู่การมีระบบเศรษฐกิจ สังคม และประชาชนที่มีความเป็นอัจฉริยะ (แผนพัฒนาเทศบาลหล่มสัก. 2561.10-21) การศึกษาจึง คือ หัวใจของการพัฒนาคนให้มีคุณภาพและคือ หัวใจของการพัฒนาผู้เรียน เพื่อความเจริญก้าวหน้าในทุกด้านอย่างยั่งยืน
จากนโยบายด้านการศึกษาและการพัฒนาคนที่กล่าวมาข้างต้น จังหวัดเพชรบูรณ์โดยการทำยุทธศาสตร์การพัฒนาในระดับจังหวัด พ.ศ.2561-2564 โดยกำหนดวิสัยทัศน์ ดินแดนแห่งความสุขของคนอยู่และผู้มาเยือน“จังหวัดเพชรบูรณ์จะมุ่งส่งเสริมการเกษตรปลอดภัย ส่งเสริมการท่องเที่ยวเชิงนิเวศที่ใช้ศักยภาพทางธรรมชาติและวัฒนธรรมที่เป็นจุดเด่นพร้อมกับการพัฒนายกระดับคุณภาพชีวิตของประชาชนและสังคมอย่างยั่งยืน เพื่อให้ไปสู่การเป็นเมืองแห่งความสุขของคนอยู่และผู้มาเยือน”ยุทธศาสตร์การพัฒนาจังหวัดเพชรบูรณ์ (พ.ศ. 2561-2564)ประกอบด้วย 5 ยุทธศาสตร์ ดังนี้ 1) ยุทธศาสตร์การส่งเสริมเกษตรปลอดภัย การเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตและสร้างมูลค่าเพิ่ม 2) ยุทธศาสตร์ส่งเสริมและพัฒนาการท่องเที่ยวเชิงธรรมชาติประวัติศาสตร์และวัฒนธรรม 3) ยุทธศาสตร์การพัฒนาคุณภาพทางการศึกษาคุณภาพชีวิต และเสริมสร้างความมั่นคงของคนและชุมชนอย่างทั่วถึง 4) ยุทธศาสตร์การบริหารจัดการทรัพยากรธรรมชาติและสิ่งแวดล้อมอย่างยั่งยืน และ 5) ยุทธศาสตร์ยกระดับขีดความสามารถทางการแข่งขัน และส่งเสริมอุตสาหกรรมที่เป็นมิตร กับสิ่งแวดล้อม เพื่อสร้างความพร้อมต่อ AEC และยุทธศาสตร์การพัฒนาขององค์กรปกครองส่วนท้องถิ่นในเขตจังหวัดวิสัยทัศน์ “ท้องถิ่นก้าวไกล ใส่ใจคุณภาพชีวิต เศรษฐกิจก้าวหน้า และเกษตรพัฒนา ล้ำค่าวัฒนธรรม พัฒนาการท่องเที่ยว อนุรักษ์ธรรมชาติและสิ่งแวดล้อม”ยุทธศาสตร์การพัฒนาขององค์กรปกครองส่วนท้องถิ่นในเขตจังหวัดเพชรบูรณ์ ประกอบด้วย 6 ยุทธศาสตร์ดังนี้ยุทธศาสตร์ที่ 1 การพัฒนาด้านโครงสร้างพื้นฐานยุทธศาสตร์ที่ 2 การพัฒนาด้านเศรษฐกิจและการเกษตรยุทธศาสตร์ที่ 3 การพัฒนาด้านการท่องเที่ยวยุทธศาสตร์ที่ 4 การพัฒนาด้านธรรมชาติและสิ่งแวดล้อมยุทธศาสตร์ที่ 5 การพัฒนาด้านการส่งเสริมการศึกษา ศาสนา วัฒนธรรม ประเพณี การกีฬา และคุณภาพชีวิต และยุทธศาสตร์ที่ 6 การพัฒนาด้านการพัฒนาการเมือง และการบริหารจัดการบ้านเมืองที่ดีซึ่งแบบยุทธศาสตร์ดังกล่าว เกิดจากความต้องการของประชาชนในจังหวัดเพชรบูรณ์ จากทิศทางการพัฒนาการศึกษานโยบายชุดการศึกษาขั้นพื้นฐาน ให้บรรลุเป้าหมายคุณภาพทางการศึกษาตามที่กล่าวมา
โรงเรียนเทศบาลศรีมงคลจึงได้กำหนดวิสัยทัศน์ไว้ว่า “วิชาการก้าวหน้า คุณธรรมพัฒนา รักษามรดกไทย ทันสมัยไอทีวิถีชีวิตแบบเศรษฐกิจพอเพียง” โดยได้กำหนดยุทธศาสตร์และกลยุทธ์ ไว้ดังนี้โดยได้กำหนดยุทธศาสตร์และกลยุทธ์ ไว้ดังนี้ 1) ยุทธศาสตร์การจัดการศึกษาภาคบังคับให้ได้ทั่วถึงและพัฒนาคุณภาพการจัดการศึกษาที่ได้มาตรฐานโดยไม่เก็บค่าใช้จ่ายมีกลยุทธ์1.1) ส่งเสริมจัดการศึกษาภาคบังคับให้ทั่วถึง พัฒนาคุณภาพผู้เรียนอย่างหลากหลายและพัฒนาระบบประกันคุณภาพภายในสถานศึกษา 1.2) ส่งเสริมการจัดการเรียนการสอนที่เน้นผู้เรียนเป็นสำคัญ 1.3) ส่งเสริมการวิเคราะห์หลักสูตรสถานศึกษาให้สอดคล้องกับหลักสูตรแกนกลางและจัดทำแผนพัฒนาหลักสูตรโดยชุมชนมีส่วนร่วมและเห็นชอบ1.4) ส่งเสริมพัฒนาบุคลากรที่เกี่ยวข้องด้วยการฝึกอบรมและศึกษาดูงานในการพัฒนาการศึกษา 2) ยุทธศาสตร์ ผู้เรียนมีคุณธรรม จริยธรรมและคุณลักษณะที่พึงประสงค์ มีกลยุทธ์ 2.1) ส่งเสริมพัฒนาการเรียนการสอนโดนสอดแทรกคุณธรรม จริยธรรมในทุกกลุ่มสาระและให้ผู้เรียนมีระเบียบ วินัย ประหยัด ซื่อสัตย์ เสียสละ มีความรับผิดชอบและทำประโยชน์เพื่อส่วนร่วม 3) ยุทธศาสตร์การให้ชุมชนมีส่วนร่วมในการจัดการศึกษาทุกรูปแบบ มีกลยุทธ์ 3.1) ส่งเสริมความสัมพันธ์ระหว่างโรงเรียนกับชุมชน 3.2) ส่งเสริมให้ชุมชนมีส่วนร่วมพัฒนาหลักสูตรสถานศึกษาและหลักสูตรท้องถิ่น3.3) ส่งเสริมการเรียนรู้ที่เน้นภูมิปัญญาท้องถิ่นและจัดทำทะเบียนแหล่งเรียนรู้ภูมิปัญญาท้องถิ่น4) ยุทธศาสตร์การจัดทำระบบข้อมูลสารสนเทศให้มีประสิทธิภาพและเป็นปัจจุบันมีกลยุทธ์4.1) ส่งเสริมจัดทำข้อมูลพื้นฐานของครูและนักเรียน 5)ยุทธศาสตร์การจัดกิจกรรมการเรียนการสอนให้สอดคล้องเหมาะสมกับเนื้อหาทุกกลุ่มสาระมีกลยุทธ์ 5.1) ส่งเสริมพัฒนาบุคลากรด้านกิจกรรมการเรียนการสอนและศึกษามาตรฐานการเรียนรู้ของแต่ละกลุ่มสาระ6) ยุทธศาสตร์ ผลิต และพัฒนาสื่อนวัตกรรมทางการศึกษาและเทคโนโลยีที่ทันสมัย มีกลยุทธ์6.1)ส่งเสริมและพัฒนาครูให้มีความรู้ในการใช้เทคโนโลยี 7) ยุทธศาสตร์การจัดกิจกรรมทางศาสนา งานประเพณีและศึกษาแหล่งเรียนรู้มีกลยุทธ์ 7.1)ส่งเสริมกิจกรรมความสำคัญทางศาสนา งานประเพณีและจัดให้มีการทัศนศึกษาแหล่งการเรียนรู้ในท้องถิ่น 8) ยุทธศาสตร์การส่งเสริมการกีฬา นันทนาการและกิจกรรมพัฒนาผู้เรียนมีกลยุทธ์ 8.1) ส่งเสริมให้นักเรียนมีสุขภาพที่ดี พลานามัยดีและพัฒนาปรับปรุงสภาพแวดล้อภายในโรงเรียนให้สะอาด(แผนพัฒนาการศึกษาโรงเรียนเทศบาลบ้านศรีมงคล : 2-3) สรุปได้ว่า การศึกษาตามกฎหมายและนโยบายทุกระดับ ผู้รับผิดชอบโดยเฉพาะบทบาทของสถานศึกษา และบทบาทครูที่ยึดหลักมาเป็นเป้าหมายของการพัฒนาผู้เรียนให้มีคุณภาพ ในการพัฒนาคนให้มีคุณภาพ ควรเน้นคุณภาพการจัดการด้านการศึกษา ที่มุ่งเน้นผู้เรียนเป็นสำคัญนั้น โดยเฉพาะการศึกษาด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี สามารถนำองค์ความรู้ไปพัฒนาประเทศได้ (สรรเพชญ มนพรหม,2556: 65) ดังนั้น การเรียนรู้วิทยาศาสตร์ จึงมีบทบาทในการพัฒนาบุคคลในด้านกระบวนการคิด กระบวนการแก้ปัญหา ความสามารถในการตัดสินใจ ทักษะในการค้นคว้าหาความรู้ ทักษะในการสื่อสาร และที่สำคัญคือ การพัฒนาคนในสังคมให้มีความรู้ความเข้าใจทางวิทยาศาสตร์เพื่อนำไปใช้พัฒนาคุณภาพชีวิตทั้งในการดำเนินชีวิต การประกอบอาชีพ และนำความรู้ไปใช้ให้เกิดประโยชน์ในสังคม (อลิศรา ชูชาติ,2549: 185-186)
เป้าหมายของการส่งเสริมพัฒนาด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี จะต้องอาศัยการวางรากฐานทางการศึกษาที่มีคุณภาพ การยกระดับการพัฒนาทางด้านวิทยาศาสตร์ศึกษาจึงมีความจำเป็นที่ต้องให้ความสำคัญเพื่อทำให้คนไทยทุกคนมีความรู้ ความเข้าใจในวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีนำไปสู่การพัฒนาคนอย่างมีคุณภาพให้คนไทยสามรถรู้เท่าทันการเปลี่ยนแปลงและแข่งขันกับประเทศอื่นและจากนโยบายของกระทรวงศึกษาธิการ ในการพัฒนาเยาวชนของชาติเข้าสู่ยุคศตวรรษ 21 ที่มุ่งส่งเสริมผู้เรียนให้มีคุณธรรม ทักษะการคิดวิเคราะห์ คิดสร้างสรรค์ มีทักษะด้านเทคโนโลยี สามารถทำงานร่วมกับผู้อื่นได้ (กระทรวงศึกษาธิการ,2551: 1-2) จากการจัดการศึกษาตามพระราชบัญญัติการศึกษาแห่งชาติ พ.ศ.2542 แก้ไขเพิ่มเติม (ฉบับที่ 3) พ.ศ.2553 มาตราที่ 66 จึงได้กำหนดจุดมุ่งหมาย ของการจัดการศึกษาที่มีใจความสำคัญว่า ผู้เรียนมีสิทธิได้รับการพัฒนาขีดความสามารถในการใช้เทคโนโลยีเพื่อการศึกษา เพื่อให้มีความรู้และทักษะเพียงพอที่จะใช้เทคโนโลยีเพื่อการศึกษาในการแสวงหาความรู้ด้วยตนเองได้อย่างต่อเนื่องตลอดชีวิต (สำนักงานคณะกรรมการการศึกษาแห่งชาติ,2553: 22) ซึ่งสอดคล้องกับสุพรรณีชาญประเสริญ (2556: 10-11)ได้กล่าวในบทความ “การจัดการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และทักษะที่จำเป็นในศตวรรษที่ 21” ในนิตยาสาร สสวท.ไว้ว่า การเตรียมคนรุ่นใหม่ให้มีทักษะที่จำเป็นเพื่อให้ดำรงชีวิตในสังคมที่มีการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วนั้น นอกจากการพัฒนาความสามารถด้านเทคโนโลยีแล้ว ทักษะที่ควรคำนึงคือ ทักษะการเรียนรู้และนวัตกรรม ทักษะชีวิตและการทำงาน และทักษะด้านสารสนเทศ สื่อและเทคโนโลยีซึ่งถือได้ว่าเป็นทักษะที่จำเป็นในศตวรรษที่ 21 เช่นเดียวกับพรทิพย์ ศิริภัทราชัย (2546: 49)ได้กล่าวว่า สำหรับผู้เรียนในศตวรรษที่ 21 เครื่องมือเพื่อแสวงหาความรู้สำหรับโลกของการศึกษาที่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วจึงมีความสำเร็จมากกว่าเนื้อหาความรู้ อีกทั้งหลักสูตรแกนกลางการศึกษาขั้นพื้นฐาน พุทธศักราช 2551 ได้มุ่งพัฒนาผู้เรียนให้มีคุณภาพตามมาตรฐานการเรียนรู้ และเกิดสมรรถนะสำคัญ 5 ประการ คือ 1) ความสามารถในการสื่อสาร 2) ความสามารถในการคิด 3) ความสามารถในการแก้ปัญหา 4) ความสามารถในการใช้ทักษะชีวิต และ 5) ความสามารถในการใช้เทคโนโลยี และให้ผู้เรียนมีคุณลักษณะอันพึงประสงค์ เช่น รักชาติ ศาสน์ กษัตริย์ ซื่อสัตย์ มีวินัย ใฝ่เรียนรู้ เป็นต้น เพื่อให้สามรถอยู่รวมกับผู้อื่นในสังคมได้อย่างมีความสุข (กระทรวงศึกษาธิการ, 2551: 4-5)
หลักสูตรสถานศึกษาโรงเรียนเทศบาลบ้านศรีมงคล พุทธศักราช 2561 เคยมีหลักสูตรแกนกลางการศึกษาขั้นพื้นฐาน พุทธศักราช 2551 เป็นแบบแผน หรือแนวทางของการจัดการศึกษาของโรงเรียนเทศบาลบ้านศรีมงคล ที่จะใช้ในการจัดกิจกรรมการเรียนการสอนเพื่อมุ่งเน้นพัฒนาผู้เรียนให้มีคุณภาพตามมาตรฐานที่กำหนดมุ่งพัฒนาผู้เรียนให้เป็นคนดี เป็นคนเก่งและมีความสุขมีศักยภาพในการดำรงอยู่ร่วมกันในสังคมอย่างมีความสุข โดยมุ่งหวังให้ผู้เรียนมีความสมบูรณ์ทั้งด้านร่างกาย จิตใจ อารมณ์ และสติปัญญา อีกทั้งมีความรู้ มีทักษะชีวิต ทักษะอาชีพ และมีคุณธรรมจริยธรรมที่ใช้เพราะบ่มปลูกฝังให้เกิดกับนักเรียนเป็นสำคัญดังนั้น หลักสูตรการศึกษาโรงเรียนเทศบาลบ้านศรีมงคล พุทธศักราช 2561 ตามหลักสูตรแกนกลางศึกษาขั้นพื้นฐาน พุทธศักราช 2551 จึงประกอบด้วยสาระสำคัญของหลักสูตรแกนกลางสอดคล้องกับแผนกลยุทธ์ของโรงเรียนเทศบาลบ้านศรีมงคลและบริบทชุมชน เพื่อให้ผู้เรียนสามารถนำไปประยุกต์ใช้ได้จริงในชีวิตประจำวันและในอนาคต โดยสอดแทรกในสาระการเรียนรู้รายวิชาพื้นฐาน รายวิชาเพิ่มเติม กิจกรรมพัฒนาผู้เรียน พัฒนาผู้เรียนสู่ประชาคมอาเซียน พัฒนาโรงเรียนสู่มาตรฐานสากล และกำหนดคุณลักษณะอันพึงประสงค์ สมรรถนะสำคัญของผู้เรียน เพื่อให้บรรลุผลตามที่หลักสูตรแกนกลางการศึกษาขั้นพื้นฐาน พุทธศักราช 2551 กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ที่กำหนดไว้
ในปีการศึกษา 2560 ที่ผ่านมาผู้วิจัยในฐานะครูผู้สอนกลุ่มสาขาการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ระดับขั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 พบว่า นักเรียนจำนวน 27 คน มีผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนในสาระที่ 4 แรงและการเคลื่อนที่ สาระที่ 5 พลังงาน และสาระที่ 8 ธรรมชาติของวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี อยู่ในระดับไม่ผ่านเกณฑ์มาตรฐาน จำนวน 17 คน คิดเป็นร้อยละ 62.93 และผ่านเกณฑ์มาตรฐาน จำนวน10 คน คิดเป็นร้อยละ 37.03 ซึ่งในภาพรวมในปีการศึกษา2560 นักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1/1 ผ่านเกณฑ์มาตรฐานการเรียนรู้ในสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ คิดเป็นร้อยละ 59.73 ควรได้รับการแก้ไขและพัฒนาผู้วิจัยจึงได้ตั้งเป้าหมายและกำหนดแนวทางการออกแบบสร้างกิจกรรมการจัดการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา ร่วมกับการเรียนรู้แบบร่วมมือ ผู้วิจัยได้เริ่มศึกษารูปแบบการจัดกิจกรรมการเรียนรู้ที่เน้นผู้เรียนเป็นสำคัญ และต้องการส่งเสริมให้นักเรียนได้เรียนวิทยาศาสตร์ด้วยเจตคติที่ดี มีความพร้อมที่จะต้องอยู่ในสังคมแห่งการเรียนรู้ในยุคศตวรรษที่ 21 ส่งเสริมให้นักเรียนได้เรียนรู้วิธีการแก้ปัญหาผ่านกระบวนการคิดมีความคิดสร้างสรรค์ การจัดการเรียนรู้รูปแบบสะเต็มศึกษาเป็นวิธีการสอนที่ผู้วิจัยได้ทำการศึกษาค้นคว้า และเลือกนำมาพัฒนานักเรียน ทั้งนี้เพราะจากปัญหาที่นักเรียนมีผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนวิทยาศาสตร์อยู่ในระดับต่ำ นักเรียนมีเจตคติกับวิชาวิทยาศาสตร์ที่ไม่ดี ไม่ชอบเรียนเพราะกิจกรรมเรียนรู้ไม่น่าสนใจ จากปัญหาดังกล่าว เป็นปัญหาที่ต้องได้รับการแก้ไข และต้องสร้างเจตคติที่ดีต่อวิชาวิทยาศาสตร์ให้เกิดขึ้นกับนักเรียนให้ได้โดยอาศัยกระบวนการแก้ปัญหาในสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ ด้วยเห็นความสำคัญของการจัดการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษากับการเรียนรู้แบบร่วมมือจะสามารถทำให้นักเรียนเกิดความสนใจในวิทยาศาสตร์มีผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนวิทยาศาสตร์ที่ดีขึ้น นักเรียนมีเจตคติที่ดีต่อวิทยาศาสตร์ และมีความพร้อมที่จะสนใจเลือกเรียนและประกอบวิชาชีพที่เกี่ยวข้องกับสาระวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี วิศวกรรมศาสตร์และคณิตศาสตร์ ในอนาคตต่อไป
โรงเรียนเทศบาลบ้านศรีมงคล จึงมีนโยบายให้กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์มีการปรับปรุงผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนวิชาวิทยาศาสตร์ให้สูงขึ้นกว่าเดิม และจากการศึกษารายงานการศึกษาค้นคว้า ประสิทธิภาพของชุดกิจกรรมการเรียนรู้โดยใช้ปัญหาเป็นฐาน (5 STEPs) สู่ศตวรรษที่ 21 เรื่อง แสง เพื่อพัฒนาผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน สำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 2ในปีการศึกษา 2560 นั้น ผลปรากฏว่านักเรียนมีทักษะปฏิบัติเกี่ยวกับการทดลองเพิ่มมากขึ้น มีความสนใจเรียนวิชาวิทยาศาสตร์ และมีเจตคติที่ดีต่อการเรียนวิทยาศาสตร์ จึงเป็นเครื่องบ่งชี้ที่ทำให้ ผู้วิจัยมุ่งเน้นพัฒนาต่อยอด เพิ่มเติมแนวคิดการออกแบบนวัตกรรมที่สะท้อนผลการแก้ปัญหาในชีวิตประจำวันได้จริง โดยใช้กระบวนการการแก้ปัญหาในรูปแบบสะเต็มศึกษา เน้นการวัดพัฒนาการของทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ จึงจำเป็นอย่างยิ่งที่พัฒนาศักยภาพของนักเรียนที่มีอยู่ในแต่ละบุคคลให้แสดงออกมา เพื่อที่จะผสมผสานศักยภาพด้านอื่นๆ ให้สร้างองค์ความรู้ใหม่ ซึ่งนักเรียนแต่ละคนก็มีความสามารถที่แตกต่างกัน โดยเฉพาะวิชาวิทยาศาสตร์ซึ่งนอกจากต้องการให้ผู้เรียนมีผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนสูงขึ้นแล้วยังต้องการให้นักเรียนได้ฝึกกระบวนการคิดควบคู่ไปกับความรู้ในด้านเนื้อหา ครูจึงต้องพยายามฝึกให้นักเรียนรู้จักคิดวิเคราะห์ มีทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ มีทักษะกระบวนการกลุ่มด้วยการจัดการเรียนรู้แบบร่วมมือ มีทักษะกระบวนการคิดและสามารถวิเคราะห์สิ่งต่างๆ ที่เกิดขึ้นได้อย่างมีเหตุผลการจัดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษาเน้นทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ร่วมกับการเรียนแบบร่วมมือ โดยใช้ชุดฝึกทักษะสะเต็มศึกษา เรื่อง แรงและพลังงานสำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 เป็นอีกวิธีหนึ่งที่นำมาใช้ในการจัดการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ เพราะชุดฝึกทักษะสะเต็มศึกษา เป็นนวัตกรรมทางการศึกษารูปแบบหนึ่งที่จัดกิจกรรมให้นักเรียนได้ศึกษาค้นคว้าด้วยตนเองตามความสามารถและความสนใจ มีอิสระในการคิด ออกแบบ มีความคิดสร้างสรรค์ชิ้นงานทุกคนมีโอกาสใช้ความคิดอย่างเต็มที่โดยคำนึงถึงความแตกต่างระหว่างบุคคลซึ่งการจัดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษาเน้นทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ร่วมกับการเรียนแบบร่วมมือ โดยใช้ชุดฝึกทักษะสะเต็มศึกษา ช่วยลดเวลาในการนำเสนอข้อมูลต่างๆ นักเรียน มีอิสระและมีส่วนร่วมในกิจกรรมการเรียนรู้ด้วยตนเองโดยครูเป็นผู้สร้างโอกาสทางการเรียนรู้มีกิจกรรมให้นักเรียนเป็นรายบุคคลหรือรายกลุ่มซึ่งนักเรียนจะดำเนินการเรียนรู้จากคำแนะนำที่อยู่ในชุดฝึกทักษะสะเต็มศึกษา เป็นไปตามลำดับขั้นด้วยตนเอง ตรงกับแนวคิดการจัดการเรียนรู้ของบลูมที่กล่าวว่าการจัดกิจกรรมให้นักเรียนได้ปฏิบัติตามที่ต้องการย่อมกระทำกิจกรรมนั้นด้วยความกระตือรือร้น ทำให้เกิดความมั่นใจเกิดการเรียนรู้ได้อย่างรวดเร็วและประสบความสำเร็จสูง (Bloometal. 1976 : 72 – 74)การจัดการเรียนรู้ที่ช่วยส่งเสริมให้ผู้เรียนมีประสบการณ์ในการใช้ความรู้และกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ เป็นเครื่องมือสำหรับการสร้างประสบการณ์ของตัวผู้เรียนเองนั้น จึงทำให้ผู้เรียนเห็นความสำคัญของวิทยาศาสตร์ส่งผลให้ผู้เรียนเกิดความอยากรู้อยากเห็น สร้างสรรค์ สร้างคำถามและเปิดโอกาสให้ผู้เรียนเกิดทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ ส่งเสริมความสามารถในการใช้วิทยาศาสตร์เพื่ออธิบาย พยากรณ์ และควบคุมโลก (วรัญญา จีระวิพูลวรรณ, 2544: 162) ซึ่งสอดคล้องกับวัตถุประสงค์ของการเรียนการสอนวิทยาศาสตร์ที่มุ่งเน้นให้สามารถนำเอาความรู้ ทักษะ และประสบการณ์จากการเรียนรู้ไปใช้ในการแก้ปัญหาในชีวิตจริง เป็นประโยชน์ต่อการดำเนินชีวิตและการประกอบอาชีพในอนาคต (สุพรรณ ชาญประเสริฐ, 2557: 3) ดังนั้น การจัดกากรเรียนรู้วิทยาศาสตร์ที่สามารถสนับสนุนให้ผู้เรียนพัฒนาความสามารถในการแก้ปัญหาที่กล่าวข้างต้น ผู้สอนควรจัดการเรียนสอนให้ผู้เรียนได้เรียนองค์ความรู้ต่างๆ ทางวิทยาศาสตร์ผ่านการลงมือปฏิบัติจริง เพราะการเรียนรู้วิทยาศาสตร์นั้น ไม่ใช่แค่การเรียนเนื้อหาเพื่อการท่องจำ แต่ผู้เรียนต้องมีบทบาทสำคัญในการลงมือเรียนรู้ ปฏิบัติจริง มีการค้นคว้าหาความรู้อย่างมีระบบตามกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ นำความรู้ทางวิทยาศาสตร์หลากหลายสาขาวิชามาใช้ในการแก้ปัญหาที่เกิดในชีวิตประจำวันซึ่งการจัดการเรียนรู้ตามแนวคิดสะเต็มศึกษา (STEM Education) สามารถตอบสนองต่อวัตถุประสงค์ของการจัดการเรียนรู้วิทยาศาสตร์
จากปัญหาข้างต้นผู้วิจัยจึงเห็นความสำคัญของวิทยาศาสตร์ที่สามารถนำความรู้มาใช้แก้ปัญหาในชีวิตประจำวันได้ และแสดงให้ผู้เรียนเห็นถึงในความเป็นจริงการแก้ปัญหานั้นไม่ได้ใช้เนื้อหาความรู้เพียงวิชาใดวิชาหนึ่งเท่านั้นจำเป็นจะต้องใช้ความรู้หลากหลายวิชาในการคลี่คลายปัญหาที่เกิดขึ้น ร่วมกับการจัดกิจกรรมการเรียนรู้แบบร่วมมือที่มี จุดเด่น ก็คือ การทำกิจกรรมการเรียนรู้แบบกลุ่ม โดยผู้สอนได้จัดสภาพแวดล้อมทางการเรียนให้แก่ผู้เรียนได้มีโอกาสเรียนรู้ร่วมกันเป็นกลุ่ม โดยที่สมาชิกในกลุ่มมีส่วนร่วมในการเรียนรู้อย่างแท้จริงรวมทั้งเป็นกำลังใจให้กันและ คนที่เรียนเก่งจะช่วยเหลือคนที่เรียนอ่อน สมาชิกในกลุ่มทุกคนต้องรับผิดชอบการเรียนของตนเอง และรับผิดชอบการเรียนรู้ของเพื่อนสมาชิกในกลุ่มเพราะความสำเร็จของแต่ละบุคคล คือ ความสำเร็จของกลุ่มซึงจะทำให้มีคะแนนแต่ละกิจกรรมและคะแนนผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนที่เพิ่มสูงขึ้นทำให้เกิดชิ้นงานของทีมที่น่าภาคภูมิใจ และในการจัดกิจกรรมการเรียนรู้ในครั้งนี้ผู้วิจัยได้ใช้เป็นเทคนิคการสอนร่วมกับการจัดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษาเน้นทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ โดยใช้ชุดฝึกทักษะสะเต็มศึกษา เรื่อง แรงและพลังงานสำหรับนักเรียนชันมัธยมศึกษาปีที่ 1 ภายใต้บรรยากาศกิจกรรมสะเต็มศึกษา เนื้อหาวิชา สื่อการเรียนรู้ต่างๆที่เอื้อประโยชน์ต่อการเรียนรู้ ที่ทำให้นักเรียนสามารถร่วมกันแก้ปัญหา และหาคำตอบด้วยกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ บรรลุจุดมุ่งหมายของการสอน คือ การทำให้ผู้เรียนเกิดการเรียนรู้ได้อย่างเต็มศักยภาพ เกิดองค์ความรู้ใหม่ที่สามารถต่อยอดถึงการนำไปใช้ในชีวิตประจำวันได้อย่างเกิดประโยชน์สูงสุด ภายใต้การสอนที่มีประสิทธิภาพ ซึ่งสอดคล้องกับAbuseileek (2007) ได้ให้ความหมายของการเรียนแบบร่วมมือไว้ว่าเป็นการเรียนที่จัดสมาชิกกลุ่มเล็กๆ แล้วร่วมกันแก้ปัญหาหรือทำงานที่ได้รับมอบหมายให้สำเร็จสมาชิกในกลุ่มทุกคนเป็นส่วนสำคัญของกลุ่มที่จะต้องมีส่วนร่วมในการช่วยเหลือซึ่งกันและกันในการทำงาน ความสำเร็จหรือความล้มเหลวของกลุ่มล้วนเป็นของทุกคนในกลุ่มและสอดคล้องกับปราโมทย์ จันทร์เรือง (2552: 64) ให้ความหมายของชุดฝึกทักษะว่าสื่อที่ช่วยพัฒนาความรู้ความสามารถในการเชื่อมโยงความรู้กับกระบวนการเพื่อให้นักเรียนฝึกวิธีการคิด ฝึกปฏิบัติ ฝึกทักษะด้วยตนเอง