การพัฒนารูปแบบการสอนวิทยาศาสตร์ตามแนวคิดสมองเป็นฐานร่วมกับ
การวิจัยมีวัตถุประสงค์เพื่อ 1) เพื่อศึกษาข้อมูลพื้นฐานในการพัฒนารูปแบบการสอนวิทยาศาสตร์ตามแนวคิดสมองเป็นฐานร่วมกับ Active Learning & DLIT คุณภาพ Thailand 4.0 โดยยึดหลัก“ศาสตร์พระราชา” เพื่อพัฒนาทักษะการสร้างสรรค์นวัตกรรม สำหรับนักเรียน ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 2) เพื่อพัฒนาและหาประสิทธิภาพรูปแบบการสอนวิทยาศาสตร์ตามแนวคิดสมองเป็นฐานร่วมกับ Active Learning & DLIT คุณภาพ Thailand 4.0 โดยยึดหลัก“ศาสตร์พระราชา” เพื่อพัฒนาทักษะการสร้างสรรค์นวัตกรรม สำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 3) เพื่อประเมินประสิทธิผลรูปแบบการสอนวิทยาศาสตร์ตามแนวคิดสมองเป็นฐานร่วมกับ Active Learning & DLIT คุณภาพ Thailand 4.0 โดยยึดหลัก“ศาสตร์พระราชา” เพื่อพัฒนาทักษะการสร้างสรรค์นวัตกรรม สำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 โดยมีวัตถุประสงค์เฉพาะ คือ เพื่อเปรียบเทียบความสามารถ ในการสร้างสรรค์นวัตกรรม ด้านผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน ด้านทักษะการสร้างสรรค์นวัตกรรม หลังเรียนของนักเรียนที่เรียนตามรูปแบบการสอนวิทยาศาสตร์ที่พัฒนาขึ้นกับที่เรียนแบบปกติ และเพื่อศึกษาความพึงพอใจของนักเรียนที่มีต่อรูปแบบการสอนวิทยาศาสตร์ 4) เพื่อนำรูปแบบ การสอนวิทยาศาสตร์ตามแนวคิดสมองเป็นฐานร่วมกับ Active Learning & DLIT คุณภาพ Thailand 4.0 โดยยึดหลัก“ศาสตร์พระราชา” เพื่อพัฒนาทักษะการสร้างสรรค์นวัตกรรม สำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 ไปขยายผล กลุ่มผู้ให้ข้อมูล/แหล่งข้อมูล ได้แบ่งเป็นตอนดังนี้ ตอนที่ 1 การวิเคราะห์ข้อมูลพื้นฐานแหล่งข้อมูลเอกสาร ประกอบด้วย เอกสาร และงานวิจัยที่เกี่ยวข้อง แหล่งข้อมูลบุคคล ประกอบด้วย 1) ครูผู้สอนกลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ ระดับมัธยมศึกษา 2) นักเรียนที่เรียนกลุ่มสาระการเรียนรู้วิชาวิทยาศาสตร์ ภาคเรียนที่ 1 ปีการศึกษา 2562 ตอนที่ 2 การออกแบบและพัฒนารูปแบบ แหล่งข้อมูลบุคคล ประกอบด้วย ผู้เชี่ยวชาญ จำนวน 5 คน คือ ด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี 1 คน ด้านนวัตกรรมการเรียนรู้ 1 คน ด้านการสอนวิทยาศาสตร์ 2 คน และด้านวิจัยและประเมินผลการศึกษา 1 คน ตอนที่ 3 การวิจัยทดลองใช้รูปแบบ แหล่งข้อมูล คือ นักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 โรงเรียนเทศบาลวัดท้ายตลาด (กวีธรรมสาร) อำเภอเมือง จังหวัดอุตรดิตถ์ ที่กำลังศึกษาในภาคเรียนที่ 2 ปีการศึกษา 2562 จำนวน 2 ห้องเรียน เป็นนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1/3 เป็นกลุ่มทดลอง จำนวน 36 คน และนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1/2 เป็นกลุ่มควบคุม จำนวน 36 คน ตอนที่ 4 การพัฒนาประเมินผลการใช้รูปแบบแหล่งข้อมูล คือ นักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 โรงเรียนเทศบาลท่าอิฐ อำเภอเมือง จังหวัดอุตรดิตถ์ที่กำลังศึกษา ในภาคเรียนที่ 2 ปีการศึกษา 2562 จำนวน 40 คน เครื่องมือที่ใช้ในการวิจัยประกอบด้วย รูปแบบการสอนวิทยาศาสตร์ คู่มือการใช้รูปแบบ หน่วยและแผนการจัดการเรียนรู้ แบบสัมภาษณ์ครูผู้สอนวิทยาศาสตร์ แบบสังเกตพฤติกรรมการสอนของครูผู้สอน แบบสังเกตพฤติกรรมการเรียนของนักเรียน ประเด็นสนทนากลุ่มความคิดเห็นของนักเรียน แบบทดสอบวัดผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนก่อน-หลัง การเรียนรู้ แบบวัดทักษะการสร้างสรรค์นวัตกรรม และแบบวัดความพึงพอใจ การวิเคราะห์ข้อมูลโดยใช้ร้อยละ ค่าเฉลี่ย ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน สถิติที แบบอิสระและแบบไม่อิสระ และการวิเคราะห์เนื้อหา
ผลการวิจัยพบว่า
1. ผลการศึกษาและวิเคราะห์ข้อมูลพื้นฐานเกี่ยวกับการพัฒนารูปแบบการสอนวิทยาศาสตร์ พบว่า ผลจากการสังเคราะห์เอกสาร แนวคิดทฤษฎีในการพัฒนารูปแบบการสอนวิทยาศาสตร์ได้กรอบองค์ประกอบของรูปแบบการสอน 5 องค์ประกอบคือ 1) หลักการของรูปแบบการสอน 2) จุดประสงค์ของรูปแบบการสอน 3) เนื้อหาสาระของรูปแบบการสอน 4) กิจกรรมและกระบวนการเรียนการสอน 5) การวัดและประเมินผล เพื่อให้ได้รู้แบบการสอนที่มีประสิทธิภาพ ในส่วนการสัมภาษณ์ครูผู้สอนวิชาวิทยาศาสตร์ 4 ประการ คือขั้นตอนของรูปแบบ (Syntax หรือ Phases) เป็นการให้รายละเอียดเกี่ยวกับลำดับขั้นตอนการสอนหรือการจัดกิจกรรมการเรียนการสอน โดยมีลำดับขั้นดังนี้ 1) เตรียมความพร้อมของผู้เรียน (Preparation) 2) ดึงความคิดเพื่อระบุคำถามหรือความรู่ใหม่ที่ต้องการ (Engagement) 3) กำหนดแนวทางและปฏิบัติในการสร้างความรู้ใหม่ (Practice) 4) สรุปประเด็นโครงสร้างใหม่ทางปัญญาด้วยตนเอง (Conclusion) 5) ขยายโครงสร้างทางปัญญาหรือความรู้ใหม่ (Elaboration) และ 6) นำความรู้ใหม่ไปใช้ (Extension) โดยครูวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่ต้องการผู้เรียนเผชิญคำถามหรือสถานการณ์ที่ต้องการคำตอบ ให้ทุกคนในกลุ่มได้มีโอกาสในการแสดงความคิดเห็น และปฏิบัติเท่าเทียมกัน ใช้คำถามกระตุ้นให้ผู้เรียนเกิดการคิดในเรื่องที่เรียน นำไปสู่การค้นคว้าจนเกิดทักษะการสร้างสรรค์นวัตกรรม และผลการสนทนากลุ่มและการสังเกตพฤติกรรมการจัดการเรียนการสอนของครู มีความคิดเห็นคล้ายกันโดยสรุป คือ ด้านการจัดการเรียนการสอนของครู พบว่า ครูใช้วิธีสอน โดยให้นักเรียนสังเกตสิ่งของที่ครูเตรียมม และจะใช้คำถามถามนักเรียนในการจัดกิจกรรมการเรียนการสอนในวิชาวิทยาศาสตร์ นอกจากนี้ ผลการสังเกตพฤติกรรมการเรียนของนักเรียน พบว่า นักเรียนเรียนรู้ จากการสังเกตสิ่งของที่ครูเตรียมมาและปฏิบัติกิจกรรมเป็นกลุ่มและรายบุคคล ปัญหาที่เกิดในระหว่างการเรียนรู้ของนักเรียน โดยส่วนใหญ่ต่างคนต่างเร่งทำงานของตนเองให้เสร็จจึงไม่คำนึงถึงเพื่อนที่อยู่ในกลุ่มเดียวกัน
2. รูปแบบการสอนวิทยาศาสตร์ตามแนวคิดสมองเป็นฐานร่วมกับ Active Learning & DLIT คุณภาพ Thailand 4.0 โดยยึดหลัก“ศาสตร์พระราชา” เพื่อพัฒนาทักษะการสร้างสรรค์นวัตกรรม สำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 มีชื่อว่า “MEEROD Model” มีองค์ประกอบของรูปแบบ 5 องค์ประกอบ ได้แก่ 1) หลักการ เป็นการเรียนตามตามแนวคิดสมองเป็นฐานร่วมกับ Active Learning & DLIT คุณภาพ Thailand 4.0 โดยยึดหลัก“ศาสตร์พระราชา” มีกระบวนการความคิดได้มาจากหลายๆ วิธีการ สร้างสรรค์นวัตกรรมการจัดการเรียนรู้ที่เหมาะสมกับผู้เรียน วางแผน ออกแบบและพัฒนานวัตกรรมให้มีความทันสมัยเหมาะสมกับผู้เรียน สร้างความคิดที่ทั้งเป็นความคิดเสริมจากเดิม และความคิดก้าวหน้าใหม่ๆ โดยผู้เรียนมีบทบาทสำคัญในการเรียนรู้ และช่วยให้นำไปประยุกต์ใช้ ในชีวิตประจำวันได้ 2) วัตถุประสงค์ เพื่อพัฒนาทักษะการสร้างสรรค์นวัตกรรม 3) องค์ประกอบของกระบวนการ ประกอบด้วย 5 ขั้นตอน คือ ขั้นที่ 1 จูงใจเพื่อการเรียนรู้ (Motivation in learning: M) ขั้นที่ 2 สำรวจและค้นหา (Exploration: E) ขั้นที่ 3 แลกเปลี่ยนเรียนรู้ (Exchanging knowledge: E) ขั้นที่ 4 ทบทวนเพื่อออกแบบ (Review for a solution design: R) ขั้นที่ 5 ประเมินผลภาพรวม (Overview assessment: O) ขั้นที่ 6 การพัฒนาและนำไปประยุกต์ใช้ (Development and application: D) 4) การวัดและประเมินผล ความสามารถในการสร้างสรรค์นวัตกรรม ด้านผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน ด้านทักษะการสร้างสรรค์นวัตกรรม และ 5) เงื่อนไขสำคัญในการนำรูปแบบการสอนวิทยาศาสตร์ ไปใช้ให้ประสบผลสำเร็จ ประกอบด้วย ผู้เรียนต้องมีความรับผิดชอบ มีวินัยและมุ่งมั่นในการทำงาน ใช้สื่อการเรียนการสอนจากผลการวิจัยและกระบวนการวิจัยเป็นหลัก และกิจกรรมขบคิดที่นำมาใช้กับนักเรียนเป็นแบบจำลอง เพื่อช่วยแก้ปัญหาสิ่งแวดล้อมภายในโรงเรียน โดยพบว่า รูปแบบการสอนวิทยาศาสตร์ (MEEROD Model) มีประสิทธิภาพเท่ากับ 82.40/84.50
3. ประสิทธิผลของรูปแบบพบว่า 3.1) หลังเรียนความสามารถในการสร้างสรรค์นวัตกรรม ด้านผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน ด้านทักษะการสร้างสรรค์นวัตกรรมของกลุ่มทดลอง สูงกว่ากลุ่มควบคุมอย่างมีมีนัยสำคัญทางสถิติที่ระดับ .05 และ 3.2) นักเรียนมีความพึงพอใจต่อรูปแบบการสอนวิทยาศาสตร์โดยภาพรวมอยู่ในระดับมากที่สุด
4. ผลการขยายผลรูปแบบพบว่า หลังเรียนตามรูปแบบนักเรียนมีความสามารถในการสร้างสรรค์นวัตกรรม ด้านผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน ด้านทักษะการสร้างสรรค์นวัตกรรม เรื่องพลังงานความร้อน สำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 สูงกว่าก่อนเรียนอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติที่ระดับ .05 และนักเรียนมีความพึงพอใจต่อรูปแบบการสอนวิทยาศาสตร์โดยภาพรวมอยู่ในระดับมากที่สุด
ผลการวิจัยพบว่า
1. ผลการศึกษาและวิเคราะห์ข้อมูลพื้นฐานเกี่ยวกับการพัฒนารูปแบบการสอนวิทยาศาสตร์ พบว่า ผลจากการสังเคราะห์เอกสาร แนวคิดทฤษฎีในการพัฒนารูปแบบการสอนวิทยาศาสตร์ได้กรอบองค์ประกอบของรูปแบบการสอน 5 องค์ประกอบคือ 1) หลักการของรูปแบบการสอน 2) จุดประสงค์ของรูปแบบการสอน 3) เนื้อหาสาระของรูปแบบการสอน 4) กิจกรรมและกระบวนการเรียนการสอน 5) การวัดและประเมินผล เพื่อให้ได้รู้แบบการสอนที่มีประสิทธิภาพ ในส่วนการสัมภาษณ์ครูผู้สอนวิชาวิทยาศาสตร์ 4 ประการ คือขั้นตอนของรูปแบบ (Syntax หรือ Phases) เป็นการให้รายละเอียดเกี่ยวกับลำดับขั้นตอนการสอนหรือการจัดกิจกรรมการเรียนการสอน โดยมีลำดับขั้นดังนี้ 1) เตรียมความพร้อมของผู้เรียน (Preparation) 2) ดึงความคิดเพื่อระบุคำถามหรือความรู่ใหม่ที่ต้องการ (Engagement) 3) กำหนดแนวทางและปฏิบัติในการสร้างความรู้ใหม่ (Practice) 4) สรุปประเด็นโครงสร้างใหม่ทางปัญญาด้วยตนเอง (Conclusion) 5) ขยายโครงสร้างทางปัญญาหรือความรู้ใหม่ (Elaboration) และ 6) นำความรู้ใหม่ไปใช้ (Extension) โดยครูวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่ต้องการผู้เรียนเผชิญคำถามหรือสถานการณ์ที่ต้องการคำตอบ ให้ทุกคนในกลุ่มได้มีโอกาสในการแสดงความคิดเห็น และปฏิบัติเท่าเทียมกัน ใช้คำถามกระตุ้นให้ผู้เรียนเกิดการคิดในเรื่องที่เรียน นำไปสู่การค้นคว้าจนเกิดทักษะการสร้างสรรค์นวัตกรรม และผลการสนทนากลุ่มและการสังเกตพฤติกรรมการจัดการเรียนการสอนของครู มีความคิดเห็นคล้ายกันโดยสรุป คือ ด้านการจัดการเรียนการสอนของครู พบว่า ครูใช้วิธีสอน โดยให้นักเรียนสังเกตสิ่งของที่ครูเตรียมม และจะใช้คำถามถามนักเรียนในการจัดกิจกรรมการเรียนการสอนในวิชาวิทยาศาสตร์ นอกจากนี้ ผลการสังเกตพฤติกรรมการเรียนของนักเรียน พบว่า นักเรียนเรียนรู้ จากการสังเกตสิ่งของที่ครูเตรียมมาและปฏิบัติกิจกรรมเป็นกลุ่มและรายบุคคล ปัญหาที่เกิดในระหว่างการเรียนรู้ของนักเรียน โดยส่วนใหญ่ต่างคนต่างเร่งทำงานของตนเองให้เสร็จจึงไม่คำนึงถึงเพื่อนที่อยู่ในกลุ่มเดียวกัน
2. รูปแบบการสอนวิทยาศาสตร์ตามแนวคิดสมองเป็นฐานร่วมกับ Active Learning & DLIT คุณภาพ Thailand 4.0 โดยยึดหลัก“ศาสตร์พระราชา” เพื่อพัฒนาทักษะการสร้างสรรค์นวัตกรรม สำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 มีชื่อว่า “MEEROD Model” มีองค์ประกอบของรูปแบบ 5 องค์ประกอบ ได้แก่ 1) หลักการ เป็นการเรียนตามตามแนวคิดสมองเป็นฐานร่วมกับ Active Learning & DLIT คุณภาพ Thailand 4.0 โดยยึดหลัก“ศาสตร์พระราชา” มีกระบวนการความคิดได้มาจากหลายๆ วิธีการ สร้างสรรค์นวัตกรรมการจัดการเรียนรู้ที่เหมาะสมกับผู้เรียน วางแผน ออกแบบและพัฒนานวัตกรรมให้มีความทันสมัยเหมาะสมกับผู้เรียน สร้างความคิดที่ทั้งเป็นความคิดเสริมจากเดิม และความคิดก้าวหน้าใหม่ๆ โดยผู้เรียนมีบทบาทสำคัญในการเรียนรู้ และช่วยให้นำไปประยุกต์ใช้ ในชีวิตประจำวันได้ 2) วัตถุประสงค์ เพื่อพัฒนาทักษะการสร้างสรรค์นวัตกรรม 3) องค์ประกอบของกระบวนการ ประกอบด้วย 5 ขั้นตอน คือ ขั้นที่ 1 จูงใจเพื่อการเรียนรู้ (Motivation in learning: M) ขั้นที่ 2 สำรวจและค้นหา (Exploration: E) ขั้นที่ 3 แลกเปลี่ยนเรียนรู้ (Exchanging knowledge: E) ขั้นที่ 4 ทบทวนเพื่อออกแบบ (Review for a solution design: R) ขั้นที่ 5 ประเมินผลภาพรวม (Overview assessment: O) ขั้นที่ 6 การพัฒนาและนำไปประยุกต์ใช้ (Development and application: D) 4) การวัดและประเมินผล ความสามารถในการสร้างสรรค์นวัตกรรม ด้านผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน ด้านทักษะการสร้างสรรค์นวัตกรรม และ 5) เงื่อนไขสำคัญในการนำรูปแบบการสอนวิทยาศาสตร์ ไปใช้ให้ประสบผลสำเร็จ ประกอบด้วย ผู้เรียนต้องมีความรับผิดชอบ มีวินัยและมุ่งมั่นในการทำงาน ใช้สื่อการเรียนการสอนจากผลการวิจัยและกระบวนการวิจัยเป็นหลัก และกิจกรรมขบคิดที่นำมาใช้กับนักเรียนเป็นแบบจำลอง เพื่อช่วยแก้ปัญหาสิ่งแวดล้อมภายในโรงเรียน โดยพบว่า รูปแบบการสอนวิทยาศาสตร์ (MEEROD Model) มีประสิทธิภาพเท่ากับ 82.40/84.50
3. ประสิทธิผลของรูปแบบพบว่า 3.1) หลังเรียนความสามารถในการสร้างสรรค์นวัตกรรม ด้านผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน ด้านทักษะการสร้างสรรค์นวัตกรรมของกลุ่มทดลอง สูงกว่ากลุ่มควบคุมอย่างมีมีนัยสำคัญทางสถิติที่ระดับ .05 และ 3.2) นักเรียนมีความพึงพอใจต่อรูปแบบการสอนวิทยาศาสตร์โดยภาพรวมอยู่ในระดับมากที่สุด
4. ผลการขยายผลรูปแบบพบว่า หลังเรียนตามรูปแบบนักเรียนมีความสามารถในการสร้างสรรค์นวัตกรรม ด้านผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน ด้านทักษะการสร้างสรรค์นวัตกรรม เรื่องพลังงานความร้อน สำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 สูงกว่าก่อนเรียนอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติที่ระดับ .05 และนักเรียนมีความพึงพอใจต่อรูปแบบการสอนวิทยาศาสตร์โดยภาพรวมอยู่ในระดับมากที่สุด