การพัฒนาผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนวิทยาศาสตร์ของนักเรียน ชั้นป.5
การพัฒนาผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนวิทยาศาสตร์ของนักเรียน ชั้นประถมศึกษาปีที่ 5 โดยใช้ชุดกิจกรรม การเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) เรื่อง แรงและพลังงาน
Development of science learning achievement of Fifth Grade Students Using STEM Education, Subject Force and energy
ธีระศักดิ์ อินตัน1*
1โรงเรียนเทศบาล 1 (บ้านสะเตง)
สำนักการศึกษา เทศบาลนครยะลา จังหวัดยะลา
กรมส่งเสริมการปกครองท้องถิ่น กระทรวงมหาดไทย
*corresponding author e-mail: Sonicboomloh007@gmail.com
บทคัดย่อ
การวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์ 1) เพื่อสร้างและหาค่าประสิทธิภาพของชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) ให้ได้ตามเกณฑ์มาตรฐาน 80/80 2) เพื่อเปรียบเทียบผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนวิทยาศาสตร์ของนักเรียนชั้นประถมศึกษาปีที่ 5 ที่เรียนโดยใช้ชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) เรื่อง แรงและพลังงาน ระหว่างก่อนเรียนและหลังเรียน 3) เพื่อศึกษาความพึงพอใจของนักเรียนที่มีต่อการใช้ชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) เรื่อง แรงและพลังงาน ของนักเรียนชั้นประถมศึกษาปีที่ 5 กลุ่มเป้าหมายคือ นักเรียนชั้นประถมศึกษาปีที่ 5 ภาคเรียนที่ 1 ปีการศึกษา 2563 โรงเรียนเทศบาล 1 (บ้านสะเตง) อำเภอเมือง จังหวัดยะลา จำนวน 25 คน เครื่องมือที่ใช้ ได้แก่ 1) ชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) เรื่อง แรงและพลังงาน 2) แผนการจัดการเรียนรู้ เรื่อง แรงและพลังงาน จำนวน 4 แผนการจัดการเรียนรู้ ใช้เวลาเรียนในชั่วโมงเรียน เป็นเวลา 9 สัปดาห์ สัปดาห์ละ 2 ชั่วโมง รวม 18 ชั่วโมง 3) แบบทดสอบวัดผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนวิทยาศาสตร์ แบบปรนัยชนิด 4 ตัวเลือก รวม 20 ข้อ 4) แบบวัดความพึงพอใจของนักเรียนที่มีต่อชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) จำนวน 15 ข้อ วิเคราะห์ข้อมูลด้วยคือ ค่าเฉลี่ย ค่าเบี่ยงเบนมาตรฐาน (S.D.) และการทดสอบค่าที (t–test) พบว่า 1) ชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) มีประสิทธิภาพ โดยมีค่าประสิทธิภาพเท่ากับ 82.60 / 83.20 ซึ่งสูงกว่าเกณฑ์มาตรฐาน 80/80 2) นักเรียนที่เรียนโดยใช้ชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) เรื่อง แรงและพลังงาน มีผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนวิทยาศาสตร์หลังเรียน ( , S.D.) (16.64, 1.25) สูงกว่าก่อนเรียน ( , S.D.) (9.12, 1.27) อย่างมีนัยสำคัญทางสถิติที่ระดับ .05 และ 3) มีความพึงพอใจต่อชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) อยู่ในระดับดีมากที่สุด ( = 4.92)
คำสำคัญ : สะเต็มศึกษา ผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน ความพึงพอใจ แรงและพลังงาน
Abstract
This research aims 1) to create and evaluate the efficiency of the STEM learning activity serie to meet the standard of 80/80, 2) to compare science learning achievement of Fifth Grade Students learning using the STEM learning activity series and 3) to study students satisfaction toward using STEM learning activities. The target group were the 5th grade students, 1st semester, academic year 2020, 25 students from Tassaban 1 (bansateng) school, Muang District, Yala. The instruments were 1) The STEM learning activity serie, 2) Electricity learning management plan, 3) Science achievement test, and 4) A ameasure of student satisfaction toward STEM education. The statistics used to analyzed data including the means of mean, standard deviation and t-test. The research results were as follows : 1) The STEM learning activity serie is a powerful learning activity. The efficiency is 82.60 / 83.20, which is higher than the standard 80/80. 2) science learning achievement in the topic of Force and energy of the student after learning by activity based learning by STEM education ( , S.D.) (16.64, 1.25) higher than the before learning ( , S.D.) (9.12, 1.27) with the statistically significance .05 level. And 3) the satisfaction level of students towards using STEM learning activities as a whole was in a highest level ( = 4.92).
keywords : stem education, learning achievement, satisfaction, force and energy
บทนำ
วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีเป็นวัฒนธรรมของโลกสมัยใหม่ซึ่งเป็นสังคมแห่งความรู้ ทุกคนจึงจำเป็นต้องได้รับการพัฒนาให้รู้วิทยาศาสตร์ เพื่อที่จะมีความรู้ความเข้าใจโลกธรรมชาติและเทคโนโลยีที่มนุษย์สร้างสรรค์ขึ้น เนื่องจากความรู้วิทยาศาสตร์เป็นพื้นฐานสำคัญในการพัฒนาเทคโนโลยี ความรู้วิทยาศาสตร์ไม่เพียงแต่นำไปใช้ในการพัฒนาคุณภาพชีวิตที่ดีอย่างเดียวเท่านั้น แต่ยังช่วยให้คนได้พัฒนาวิธีการคิด ทั้งความคิดเป็นเหตุเป็นผล ความคิดสร้างสรรค์ การคิดวิเคราะห์ และการคิดอย่างมีวิจารณญาณ ซึ่งทักษะที่สำคัญในการสืบเสาะและค้นคว้าหาความรู้ มีความสามารถในการแก้ปัญหาอย่างเป็นระบบ สามารถตัดสินใจโดยใช้ประจักษ์พยานและข้อมูลหลากหลายที่ตรวจสอบได้ และที่สำคัญอย่างยิ่ง ความรู้วิทยาศาสตร์ช่วยเพิ่มขีดความสามารถในการพัฒนาเศรษฐกิจ สามารถแข่งขันกับนานาประเทศได้ (สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี, 2558)
การเตรียมคนให้อยู่ในสังคมที่มีการเปลี่ยนแปลงด้านวิทยาศาสตร์ และเทคโนโลยี ต้องเตรียมให้มีทักษะที่จำเป็นในศตวรรษที่ 21 ซึ่งการเรียนรู้ในศตวรรษที่ 21 มีความแตกต่างจากการเรียนรู้ในศตวรรษที่ 20 และ 19 วิธีการหลายอย่างที่เคยได้ผลดีถือเป็นวิธีการที่ล้าสมัย เช่น การสอนหน้าชั้นโดยครูบอกสาระวิชาให้นักเรียนจด หรือการสอนแบบบรรยายหน้าชั้น ถือเป็นวิธีการเรียนแบบนักเรียนเป็นผู้รับถ่ายทอดสาระหรือเนื้อหาความรู้ ด้วยเหตุผลหลากหลายประการ การเรียนรู้ที่ได้ผลดีต้องเป็นวิธีการที่นักเรียนเป็นผู้ลงมือทำ (Learning by doing) ไม่ใช่นักเรียนเป็นผู้ฟังและจดจำ การเรียนรู้แห่งศตวรรษที่ 21 นักเรียนหรือผู้เรียนต้องเน้นสร้างความรู้ขึ้นภายในตนเอง เป็นความรู้ที่งอกงามขึ้นภายในตน จากการลงมือทำกิจกรรมแล้วเกิดความรู้ เน้นให้เกิดทักษะจากสัมผัสตรงของตนเอง ไม่ใช่รับถ่ายทอดความรู้สำเร็จรูปจากครูหรือตำราและในศตวรรษที่ 21 การเรียนรู้ต้องเชื่อมโยงกับภาคชีวิตจริงจึงจะเป็นการเรียนรู้ที่ทรงพลังหรือทรงคุณค่า (วิจารณ์ พานิช, 2556)
ปัจจุบันการจัดการศึกษากลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ พบปัญหาด้านกระบวนการจัดการเรียนการสอนที่ยังไม่บรรลุเป้าหมายที่พึงประสงค์ เนื่องจากกระบวนการสอนไม่เน้นให้นักเรียนได้พัฒนาด้านการคิดวิเคราะห์ ขาดคุณลักษณะช่างสงสัยและใฝ่หาคำตอบ ยังเน้นการสอนหนังสือมากกว่าสอนคน การเรียนการสอนไม่เชื่อมโยงกับชีวิตจริง เน้นการท่องจำ ทำให้ตัวผู้เรียนเองไม่สามารถนำความรู้ไปประยุกต์ใช้ได้ในชีวิตจริง ส่งผลให้คุณภาพผู้เรียนอ่อนด้อยลง และทำให้ผู้เรียนเกิดความเบื่อหน่าย ไม่เล็งเห็นถึงความสำคัญของการเรียนวิทยาศาสตร์อีกต่อไป เพราะเห็นว่าสิ่งที่เรียนไปกลับนำไปใช้ในชีวิตประจำวันไม่ได้ ผลกระทบที่ตามมาคือผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนก็จะต่ำลง และมีแนวโน้มต่ำลงเรื่อยๆ ดังนั้นครูจึงจำเป็นต้องหารูปแบบวิธีการสอนที่เล็งเห็นว่าทำให้ผู้เรียนเกิดการเรียนรู้ โดยเน้นผู้เรียนเป็นสำคัญ หากผู้เรียนสามารถคิดวิธีการแก้ปัญหาจากสิ่งที่ครูสร้างสถานการณ์ขึ้นมาก็จะทำให้ผู้เรียนได้เห็นภาพและเกิดการคิดและปฏิบัติจริงผู้เรียนเกิดการเรียนรู้ และจะตระหนักถึงวิชาเรียนว่ามีความสำคัญเพราะเห็นได้จากการลงมือปฏิบัติจริงๆ ของตัวผู้เรียนเอง ในการพัฒนาผู้เรียนให้เกิดทักษะดังกล่าว แนวทางหนึ่งที่ใช้ในการจัดการศึกษาคือ สะเต็มศึกษา (STEM Education) ซึ่งเป็นแนวทางการจัดการเรียนรู้แบบบูรณาการความรู้ในศาสตร์ต่าง ๆ 4 สาขา ได้แก่ วิทยาศาสตร์ (Science) เทคโนโลยี (Technology) วิศวกรรม (Engineering) และคณิตศาสตร์ (Mathematics)
จากบริบทของโรงเรียนเทศบาล 1 (บ้านสะเตง) อำเภอเมือง จังหวัดยะลา ที่มีการจัดการเรียนรู้ที่ยังคงเน้นรูปแบบการบรรยาย จัดกิจกรรมที่ไม่เอื้อให้นักเรียนทดลองสืบค้นหาคำตอบด้วยตัวเอง แต่มักจะใช้วิธีให้นักเรียนเรียนรู้ข้อเท็จจริงจากกิจกรรมสำเร็จรูป และจากข้อมูลผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนวิทยาศาสตร์ สาระที่ 2 วิทยาศาสตร์กายภาพ มาตรฐาน ว 2.2 เข้าใจธรรมชาติของแรงในชีวิตประจำวัน ผลของแรงที่กระทำต่อวัตถุ ลักษณะการเคลื่อนที่แบบต่าง ๆ ของวัตถุ รวมทั้งนำความรู้ไปใช้ประโยชน์ และมาตรฐาน ว 2.3 เข้าใจความหมายของพลังงาน การเปลี่ยนแปลงและการถ่ายโอนพลังงาน ปฏิสัมพันธ์ระหว่างสสาร และพลังงาน พลังงานในชีวิตประจำวัน ธรรมชาติของคลื่น ปรากฏการณ์ที่เกี่ยวข้องกับเสียง แสง และคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า รวมทั้งนำความรู้ไปใช้ประโยชน์ พบว่านักเรียนชั้นประถมศึกษาปีที่ 5 ปีการศึกษา 2560-2562 มีผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนวิทยาศาสตร์ในสาระดังกล่าว ต่ำกว่าเกณฑ์ร้อยละ 70 ตามที่โรงเรียนกำหนด ซึ่งจากการสังเกตพฤติกรรมและการสัมภาษณ์นักเรียนเกี่ยวกับสภาพปัญหาที่เกิดขึ้นในชีวิตประจำวันของนักเรียน นักเรียนส่วนใหญ่ขาดความรู้ ความเข้าใจ และทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ และไม่สามารถนำความรู้ที่ได้เรียนมาประยุกต์ใช้ในการแก้ปัญหาในชีวิตประจำวันได้ ด้วยหลักการและเหตุผลข้างต้น ผู้วิจัยจึงเห็นความสำคัญของการจัดการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) เรื่อง แรงและพลังงาน ที่ต้องการให้นักเรียนเห็นความสำคัญของความรู้และทักษะกระบวนการ ที่สามารถนำมาใช้แก้ปัญหาที่พบในชีวิตประจำวันได้ และนักเรียนมีผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนสูงขึ้น
วัตถุประสงค์ในการวิจัย
การวิจัยครั้งนี้ ผู้วิจัยได้กำหนดวัตถุประสงค์ของการวิจัย ดังนี้
1. เพื่อสร้างและหาค่าประสิทธิภาพของชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) ให้ได้ตามเกณฑ์มาตรฐาน 80 / 80
2. เพื่อเปรียบเทียบผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนวิทยาศาสตร์ระหว่างก่อนเรียนและหลังเรียนของนักเรียนชั้นประถมศึกษาปีที่ 5 ที่เรียนโดยใช้ชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) เรื่อง แรงและพลังงาน
3. เพื่อศึกษาความพึงพอใจของนักเรียนของนักเรียนชั้นประถมศึกษาปีที่ 5 ที่มีต่อการใช้ชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) เรื่อง แรงและพลังงาน
วิธีดำเนินการวิจัย
การวิจัยครั้งนี้เป็นการวิจัยเชิงทดลอง ซึ่งผู้วิจัยได้ดำเนินการตามขั้นตอน ดังนี้
1. กลุ่มเป้าหมายที่ศึกษา
กลุ่มเป้าหมายที่ศึกษาครั้งนี้ คือนักเรียนชั้นประถมศึกษาปีที่ 5 โรงเรียนเทศบาล 1 (บ้านสะเตง) ที่เรียนรายวิชาวิทยาศาสตร์พื้นฐาน ในภาคเรียนที่ 1 ปีการศึกษา 2563 จำนวน 25 คน
2. เครื่องมือที่ใช้ในการวิจัย ประกอบด้วย
2.1 เครื่องมือที่ใช้ในการจัดการเรียนรู้ ได้แก่
2.1.1 ชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) เรื่อง แรงและพลังงาน
2.1.2 คู่มือการใช้การจัดการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา เรื่อง แรงและพลังงาน ชั้นประถมศึกษาปีที่ 5 จำนวน 4 แผน ใช้เวลาในชั่วโมงเรียนเป็นเวลา 8 สัปดาห์ สัปดาห์ละ 2 ชั่วโมง รวมเป็น 16 ชั่วโมง
2.2 เครื่องมือที่ใช้ในการเก็บรวบรวมข้อมูลเชิงปริมาณ ได้แก่
2.2.1 แบบทดสอบวัดผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนวิทยาศาสตร์ เรื่อง แรงและพลังงาน เป็นแบบทดสอบปรนัยชนิดเลือกตอบ 4 ตัวเลือก จำนวน 20 ข้อ มีค่าความยากง่ายตั้งแต่ 0.67 ถึง 1.00 ค่าอำนาจจำแนกมีค่าตั้งแต่ 0.00 ถึง 0.60 และค่าความเชื่อมั่น (Reliability) ของแบบทดสอบวัดผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนวิทยาศาสตร์โดยใช้สูตร K.R. 20 มีค่า 0.81
2.2.2 แบบวัดความพึงพอใจที่มีต่อการใช้ชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) แบบมาตราส่วนประมาณ 5 ระดับ จำนวน 15 ข้อ มีค่าความสอดคล้องระหว่างข้อคำถามแต่ละข้อกับจุดประสงค์หรือเนื้อหา (Index of Item-Objective Congruence หรือ IOC) ตั้งแต่ 0.50 ถึง 1.00 และค่าความเชื่อมั่น (Reliability) ของแบบวัดความพึงพอใจที่มีต่อการใช้ชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) โดยใช้สัมประสิทธิ์แอลฟาของครอนบาค มีค่า 0.95
3. การดำเนินการทดลอง/การเก็บรวบรวมข้อมูล
3.1 ทำการทดสอบก่อนเรียนกับนักเรียนกลุ่มเป้าหมาย โดยใช้แบบทดสอบวัดผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนวิทยาศาสตร์ที่ผ่านการตรวจสอบคุณภาพแล้ว และบันทึกผลคะแนนการสอบไว้เป็นคะแนนก่อนเรียน
3.2 ดำเนินการทดลอง โดยใช้ชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) ประกอบกับแผนการจัดการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ เรื่อง แรงและพลังงาน ชั้นประถมศึกษาปีที่ 5 สอนนักเรียนกลุ่มเป้าหมาย ในภาคเรียนที่ 1 ปีการศึกษา 2563 ใช้เวลาทั้งสิ้น 8 สัปดาห์ ๆ ละ 2 ชั่วโมง จำนวน 16 ชั่วโมง และเก็บข้อมูลคะแนนระหว่างเรียนไว้ทุกแผนการจัดการเรียนรู้ 3.3 หลังจากกิจกรรมการสอนแล้วผู้วิจัยให้นักเรียนทำแบบทดสอบวัดผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนวิทยาศาสตร์หลังเรียนซึ่งเป็นแบบทดสอบวัดผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนวิทยาศาสตร์ ชุดเดียวกับที่ใช้ทดสอบก่อนเรียน
3.4 ตรวจคะแนนการทำแบบทดสอบวัดผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนวิทยาศาสตร์นำคะแนนที่ได้มาวิเคราะห์ด้วยวิธีการทางสถิติเพื่อทดสอบสมมติฐาน
3.5 หลังจากกิจกรรมการสอนแล้วผู้วิจัยให้นักเรียนทำแบบวัดความพึงพอใจที่มีต่อชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) ที่ผ่านการตรวจสอบคุณภาพแล้ว นำคะแนนที่ได้มาวิเคราะห์ด้วยวิธีทางสถิติเพื่อทดสอบสมมติฐาน
4. การวิเคราะห์ข้อมูล
4.1 วิเคราะห์หาค่าประสิทธิภาพของชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) เรื่องแรงและพลังงาน ของนักเรียนชั้นประถมศึกษาปีที่ 5 โรงเรียนเทศบาล 1 (บ้านสะเตง) โดยใช้ค่าประสิทธิภาพของชุดกิจกรรมการเรียนรู้ (E1/E2)
4.2 เปรียบเทียบคะแนนผลสัมฤทธิ์ทางวิทยาศาสตร์ของนักเรียนกลุ่มตัวอย่างก่อนและหลังการจัดการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษาโดยใช้สถิติทดสอบ t-test แบบ dependent
4.3 วิเคราะห์ความพึงพอใจที่มีต่อชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) โดยคำนวณหาค่าเฉลี่ย ( ) แล้วนำมาแปลผล
5. สถิติที่ใช้ในการวิเคราะห์ข้อมูล
ได้แก่ ค่าประสิทธิภาพของชุดกิจกรรมการเรียนรู้ (E1/E2) ค่าเฉลี่ย ( ) ค่าเบี่ยงเบนมาตรฐาน (S.D.) และสถิติทดสอบ t-test แบบ dependent
ผลการวิจัย
ตารางที่ 1 แสดงค่าประสิทธิภาพและระดับประสิทธิภาพของชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) เรื่อง แรงและพลังงาน ตามเกณฑ์มาตรฐาน 80/80 (E1/E2) ของนักเรียนชั้นประถมศึกษาปีที่ 5 โรงเรียนเทศบาล 1 (บ้านสะเตง)
เรื่อง E1 E2
ชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) เรื่อง แรงและพลังงาน 82.60 83.20
ผลการวิเคราะห์ข้อมูลจากตารางที่ 1 แสดงให้เห็นว่าค่าประสิทธิภาพของชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) เรื่อง แรงและพลังงาน โดยการเปรียบเทียบร้อยละของคะแนนเฉลี่ยระหว่างเรียนและคะแนนหลังเรียน (E1/E2) ของนักเรียนที่ได้รับการสอนโดยใช้ชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) เรื่อง แรงและพลังงาน มีค่าเท่ากับ 82.60/83.20 ซึ่งสูงกว่าเกณฑ์มาตรฐาน 80/80 สะท้อนให้เห็นว่า ชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) เรื่อง แรงและพลังงาน มีประสิทธิภาพ
ตารางที่ 2 เปรียบเทียบผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนวิทยาศาสตร์ก่อนเรียนและหลังเรียนโดยใช้ชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) เรื่อง แรงและพลังงาน ของนักเรียนชั้นประถมศึกษาปีที่ 5 โรงเรียนเทศบาล 1 (บ้านสะเตง)
เรื่อง ผลสัมฤทธิ์ N "x" ̅ S.D. t
ชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) เรื่อง แรงและพลังงาน คะแนนก่อนเรียน 25 9.12 1.27 21.38*
คะแนนหลังเรียน 25 16.64 1.25
*มีนัยสำคัญที่ระดับ 0.05
ผลการวิเคราะห์ข้อมูลจากตารางที่ 2 แสดงให้เห็นว่าผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนวิทยาศาสตร์หลังเรียน สูงกว่าก่อนเรียนอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติที่ระดับ .05 สะท้อนให้เห็นว่าการสอนโดยใช้ชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) เรื่อง แรงและพลังงาน สามารถพัฒนาผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนวิทยาศาสตร์ของนักเรียนให้สูงขึ้น
ตารางที่ 3 แสดงค่าเฉลี่ยความพึงพอใจของนักเรียนที่มีต่อการใช้ชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) เรื่อง แรงและพลังงาน ของนักเรียนชั้นประถมศึกษาปีที่ 5 โรงเรียนเทศบาล 1 (บ้านสะเตง)
ด้าน "x" ̅ S.D. การแปลผล
ด้านด้านเนื้อหาและการออกแบบ
ด้านกิจกรรมการเรียน
ด้านประโยชน์ที่ได้รับ 4.91
5.00
4.88 0.28
0.00
0.32 มากที่สุด
มากที่สุด
มากที่สุด
ภาพรวม 4.92 0.27 มากที่สุด
ผลการวิเคราะห์ข้อมูลจากตารางที่ 3 แสดงให้เห็นว่าการสอนโดยใช้ชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบ สะเต็มศึกษา (STEM Education) เรื่อง แรงและพลังงาน นักเรียนมีความพึงพอใจต่อการใช้ชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) โดยค่าเฉลี่ยความพึงพอใจภาพรวมในระดับมากที่สุด คือ 4.92 สะท้อนให้เห็นว่าผลการสอนโดยใช้ชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) เรื่อง แรงและพลังงาน ประสบความสำเร็จ สามารถทำให้นักเรียนชอบและมีความพึงพอใจต่อการเรียนโดยใช้ชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education)
สรุปผลการวิจัย
1. ชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) มีประสิทธิภาพ โดยมีค่าประสิทธิภาพเท่ากับ 82.60 / 83.20 ซึ่งสูงกว่าเกณฑ์มาตรฐาน 80 / 80
2. นักเรียนที่เรียนโดยใช้ชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) เรื่อง แรงและพลังงาน มีผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนวิทยาศาสตร์หลังเรียนสูงกว่าก่อนเรียนอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติที่ระดับ .05
3. นักเรียนที่เรียนโดยใช้ชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) มีความพึงพอใจต่อชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) อยู่ในระดับมากที่สุด
อภิปรายผล
จากการทำวิจัยเรื่อง การศึกษาผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนโดยใช้ชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) เรื่อง แรงและพลังงาน ของนักเรียนชั้นประถมศึกษาปีที่ 5 โรงเรียนเทศบาล 1 (บ้านสะเตง) ผู้วิจัยได้อภิปรายผลตามสมมติฐาน ดังนี้
สมมติฐานข้อที่ 1 “ชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) เรื่อง แรงและพลังงาน มีประสิทธิภาพ” ทั้งนี้อาจเนื่องมาจากการดำเนินการสร้างชุดกิจกรรมการเรียนดังกล่าว ผู้วิจัยได้กระทำอย่างเป็นกระบวนการ กล่าวคือ เริ่มศึกษาสภาพปัจจุบันปัญหาและความต้องการ ทำการรวบรวมข้อมูลผลการเรียนของนักเรียนชั้นประถมศึกษาปีที่ 5 จากการทดสอบระดับชาติขั้นพื้นฐาน (O-NET) ในรอบปีที่ผ่านมา วิเคราะห์สาเหตุของปัญหา ศึกษาหลักสูตรแกนกลางการศึกษาขั้นพื้นฐานพุทธศักราช 2551 (ฉบับปรับปรุง พุทธศักราช 2560) แผนการจัดการเรียนรู้คู่มือครูของกระทรวงศึกษาธิการ ศึกษาแนวทางแก้ไขปัญหาหรือกลวิธีการสอนที่เหมาะสมกับวัยและระดับชั้นของนักเรียน ตลอดจนศึกษาหลักการ ทฤษฎี รูปแบบการจัดการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) และเทคนิคการสร้างสื่อที่นำมาใช้เป็นเครื่องมือในการจัดกระบวนการเรียนการสอนที่มีอยู่ในปัจจุบันได้ตรงกับสภาพจริงมากที่สุด เมื่อผู้วิจัยสร้างชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) เสร็จแล้ว ทำการตรวจสอบคุณภาพและปรับปรุงแก้ไขตามคำแนะนำจากผู้เชี่ยวชาญ นำชุดกิจกรรมการเรียนทั้งหมดไปทดลองใช้กับนักเรียนชั้นประถมศึกษาปีที่ 5 โรงเรียนเทศบาล 1 (บ้านสะเตง) สังกัดสำนักการศึกษา เทศบาลนครยะลา ในภาคเรียนที่ 1 ปีการศึกษา 2562 เพื่อหาคุณภาพของชุดกิจกรรมก่อนที่จะนำไปใช้จริง โดยทำการทดลองกับเด็กนักเรียน 3 กลุ่ม ซึ่งแต่ละกลุ่มมีนักเรียนที่เรียนเก่ง ปานกลาง และเรียนอ่อนคละกัน ได้แก่ กลุ่มรายบุคคล (3 คน) รายกลุ่ม (9 คน) และกลุ่มใหญ่หรือภาคสนาม (30 คน) ตามลำดับ ในการทดลองแต่ละกลุ่มผู้วิจัยได้กำหนดเกณฑ์การประเมินเป็นตัวชี้วัด ประสิทธิภาพของชุดกิจกรรมที่สร้างขึ้น และทำการปรับปรุงแก้ไขข้อบกพร่องที่พบในระหว่างดำเนินการ เช่น เนื้อหาสาระ กิจกรรม สื่อ เวลา เป็นต้น เพื่อให้มีคุณภาพยิ่งขึ้น จากการนำชุดกิจกรรมการเรียนทั้งหมดไปทดลองใช้กับนักเรียนกลุ่มดังกล่าว
สมมติฐานข้อที่ 2 “ภายหลังการใช้ชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) เรื่อง แรงและพลังงาน นักเรียนที่เรียนมีผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนวิทยาศาสตร์สูงกว่าก่อนเรียน” จากผลการทดลองของนักเรียนที่เรียนโดยใช้ชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) มีผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนวิทยาศาสตร์หลังเรียนสูงกว่าก่อนเรียน อย่างมีนัยสำคัญทางสถิติที่ระดับ .05 สนับสนุนสมมติฐานที่ตั้งไว้ สะท้อนให้เห็นว่าชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) เรื่อง แรงและพลังงาน สามารถพัฒนาผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนวิทยาศาสตร์ได้ อาจเป็นเพราะชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) เรื่อง แรงและพลังงาน ที่ผู้วิจัยสร้างขึ้นมีรูปแบบกิจกรรมที่หลากหลาย มีลักษณะของการเรียนรู้แบบสืบเสาะหาความรู้และการเรียนรู้โดยใช้ปัญหาเป็นฐาน เพื่อส่งเสริมให้นักเรียนรู้จักคิดด้วยตนเอง รู้จักค้นคว้าหาเหตุผล และสามารถแก้ปัญหาได้ ทำงานร่วมกันเป็นกลุ่ม มีการแลกเปลี่ยนเรียนรู้ โดยใช้ความรู้และทักษะกระบวนการทางด้านวิทยาศาสตร์มาช่วยแก้ปัญหา มีการสะท้อนความคิดจากประสบการณ์โดยตรงของนักเรียนและการ บูรณาการกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม รวมทั้งมีการใช้สื่อเทคโนโลยีเข้ามาช่วยในกระบวนการ จนนำไปสู่การแก้ปัญหาในสถานการณ์สมมติที่ผู้วิจัยได้กำหนดให้ในแต่ละกิจกรรม ด้วยเหตุผลและกิจกรรมการเรียน การสอนดังกล่าวข้างต้น การจัดการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) จึงทำให้นักเรียนมีผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนวิทยาศาสตร์หลังเรียนสูงกว่าก่อนเรียน
สมมติฐานข้อที่ 3 “นักเรียนมีความพึงพอใจต่อการเรียนด้วยชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) เรื่อง แรงและพลังงาน อยู่ในระดับมากขึ้นไป” จากผลการทดลองของนักเรียนที่เรียนโดยใช้ชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) เรื่อง แรงและพลังงาน มีความพึงพอใจต่อการเรียนโดยใช้ชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) อยู่ในระดับมากที่สุด เมื่อพิจารณาเป็นรายข้อ พบว่า ชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) มีลักษณะ ขนาดรูปเล่มเหมาะสม ดึงดูดความสนใจของนักเรียน มีเนื้อหาที่กระตุ้นให้นักเรียนคิด ค้นคว้า หาความรู้ด้วยตนเอง ส่งเสริมให้นักเรียนเกิดการคิดวิเคราะห์ปัญหาและวิธีการแสวงหาความรู้ตามความสนใจของนักเรียน และสามารถนำความรู้ที่เรียนโดยใช้ชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) ไปใช้ในชีวิตประจำวัน สะท้อนให้เห็นว่า ชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) เรื่อง แรงและพลังงาน ของนักเรียนชั้นประถมศึกษาปีที่ 5 สามารถนำไปใช้เป็นสื่อการสอนได้ เพื่อพัฒนาผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนวิทยาศาสตร์ได้
จากเหตุผลดังกล่าว จึงเป็นการสนับสนุนผลการวิจัยที่พบว่า การจัดการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) ทำให้นักเรียนมีผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนวิทยาศาสตร์หลังเรียนสูงกว่าก่อนเรียน และยังช่วยส่งเสริมให้ผู้เรียนเกิดได้เรียนรู้กระบวนการแก้ปัญหาโดยอาศัยความรู้ด้านต่างๆ มาบูรณาการเพื่อหาแนวทางหรือวิธีการแก้ไขปัญหา ซึ่งบางครั้งในบางสถานการณ์ ผู้เรียนบางคนอาจจะยังแก้ไขปัญหาหรือสถานการณ์ที่กำหนดได้ไม่ดีเท่าที่ควร อาจเนื่องด้วยเวลาที่จำกัด วัยวุฒิและประสบการณ์ แต่การที่ผู้เรียนสามารถเข้าถึงแหล่งสืบค้นข้อมูลอย่างรวดเร็วทันท่วงที ทำให้เกิดการเรียนรู้อย่างต่อเนื่องไม่ติดขัด นอกจากนี้ผู้วิจัยยังพบอีกว่าภายหลังจากการจัดการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) ผู้เรียนบางส่วนมีความกล้าแสดงออกในการเรียนมากขึ้น ผู้เรียนได้นำความรู้ที่เกิดขึ้นในชั้นเรียนไปบอกเล่าให้ผู้ปกครองฟัง ทั้งยังนำเอาปัญหาที่พบในระหว่างการเรียนการสอนไปปรึกษา ขอคำแนะนำจากผู้ปกครอง นำมาสู่การแก้ปัญหาโดยใช้ภูมิปัญญาพื้นบ้านและเป็นการกระชับความสัมพันธ์ในครอบครัวอีกด้วย ทั้งนี้อาจเป็นเพราะการสอนโดยใช้วิธีแบบสะเต็มศึกษานั้น เน้นการบูรณาการ กระตุ้นให้ผู้เรียนได้เสาะแสวงหาความรู้ด้วยตัวเองและสามารถบูรณาการความรู้จากแหล่งต่างๆ รอบตัวและการใช้ทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์มาแก้ไขปัญหาสถานการณ์ต่าง ๆ ในชีวิตประจำวันได้
กิตติกรรมประกาศ
ขอขอบพระคุณนางยะสี ลาเต๊ะ ผู้อำนวยการส่วนบริหารการศึกษา รักษาการผู้อำนวยการสำนักการศึกษา เทศบาลนครยะลา นายอับดุลซอมะ เจะหลง ผู้อำนวยการสถานศึกษาโรงเรียนเทศบาล 1 (บ้านสะเตง) บุคลากร ผู้เชี่ยวชาญตรวจสอบคุณภาพเครื่องมือที่ใช้ในการวิจัย ได้แก่ ผศ.ดร.จารุวัจน์ สองเมือง ดร.รูฮัยซา ดือราแม นางกนกภรณ์ รัตนยิ่ง นายเถลิงศักดิ์ ราชชำรอง และนางสาวฮูดาย์ ดูมีแด และนักเรียนระดับชั้นประถมศึกษาปีที่ 5 โรงเรียนเทศบาล 1 (บ้านสะเตง) ที่ได้ให้ความอนุเคราะห์ อำนวยความสะดวกและให้ความร่วมมือเป็นอย่างดียิ่งในการเก็บข้อมูลการวิจัยในครั้งนี้
เอกสารอ้างอิง
กระทรวงศึกษาธิการ. (2557). เอกสารการจัดกิจกรรมการเรียนรู้สะเต็มศึกษา. กรุงเทพฯ : สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี.
ณัฏชยานันต์ เกตุศรีศักดา และคณะ. (2560). ผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนและทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ของนักเรียนชั้นประถมศึกษาปีที่ 5 ที่ได้รับการจัดการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา. การประชุมวิชาการระดับชาติ “นอร์ทเทิร์นวิจัย” ครั้งที่ 3 ประจำปี 2559, 1-9.
ธีระศักดิ์ อินตัน. (2561). การพัฒนาผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนวิทยาศาสตร์ของนักเรียนชั้นประถมศึกษาปีที่ 6 โดยใช้ชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) เรื่อง ไฟฟ้าน่ารู้. บทคัดย่อการประชุมวิชาการระดับนานาชาติ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคล ครั้งที่ 10 ประจำปี 2561, 244.
นงนุช เอกตระxxxล. (2557). ศึกษาผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนและความสามารถในการคิดแก้ปัญหาทางวิทยาศาสตร์ของนักเรียนชั้นประถมศึกษาศึกษาปี ที่ 6 ที่ได้รับการจัดการเรียนรู้แบบ STEM Education. เข้าถึงได้จาก http://swis.act.ac.th/html_edu/act/temp_emp_research/ 2204.pdf
นราภรณ์ ชัยบัวแดง. (2561). การศึกษาผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน และเจตคติต่อการเรียนวิชาฟิสิกส์ของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5 ที่ได้รับการเรียนรู้สะเต็มศึกษา. วิทยานิพนธ์ปริญญาวิทยาศาสตรมหาบัณฑิตสาขาวิชาวิทยาศาสตร์ศึกษา คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยอุบลราชธานี.
วรรณธนะ ปัดชา. (2559). การเปรียบเทียบผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนจากการจัดการเรียนรูแบบสะเต็มศึกษากับการจัดการเรียนรูแบบ สสวท. เรื่อง อัตราส่วนตรีโกณมิติ สำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5 โรงเรียนวัดหวยจรเขวิทยาคม. วิทยานิพนธ์การศึกษามหาบัณฑิต สาขาคณิตศาสตร์ศึกษา มหาวิทยาลัยศิลปกร.
วิจารณ์ พานิช. (2556). วิถีการสร้างการเรียนรู้เพื่อศิษย์ในศตวรรษที่ 21. กรุงเทพฯ : ตถาตาพับลิเคชั่น.
ศูนย์สะเต็มศึกษาแห่งชาติ. (2558). คู่มือเครือข่ายสะเต็มศึกษา. กรุงเทพฯ : สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี, กระทรวงศึกษาธิการ.
สถาบันพัฒนาคุณภาพวิชาการ. (2558). แรงในชีวิตประจำวัน วิทยาศาสตร์ ป.5. กรุงเทพฯ : บริษัทพัฒนาคุณภาพวิชาการ (พว.).
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และคณิตศาสตร์. สะเต็มศึกษาประเทศไทย. เข้าถึงได้จาก http://www.stemedthailand.org/?knowstem (1 ตุลาคม 2559).
อับดุลยามีน หะยีขาเดร์. (2559). ผลของการจัดการเรียนรู้ตามแนวทางสะเต็มศึกษาที่มีต่อผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนชีววิทยา ความคิดสร้างสรรค์ทางวิทยาศาสตร์ และความพึงพอใจต่อการจัดการเรียนรู้ของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5. วิทยานิพนธ์การศึกษามหาบัณฑิต สาขาวิชาการสอนวิทยาศาสตร์และคณิตศาสตร์ : มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์.
อาทิตยา พูนเรือง. (2559). การเปรียบเทียบผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนและความสามารถในการแก้ปัญหาทางวิทยาศาสตร์ เรื่อง เคมีที่เป็นพื้นฐานของสิ่งมีชีวิต โดยการจัดการเรียนรู้ตามแนวทางสะเต็มศึกษา สำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5. การประชุมวิชาการระดับคุรุศาสตร์ ครั้งที่ 1.
Dillivan, K. D., & Dillivan, M. N. (2014). Student interest in STEM disciplines: Results from a summer day camp. Journal of Extension, 52(1), 1-12.
Quang, L. T., Hoang, L. H., Chaun, V. D., Nam, N. H., Anh, N. T., & Nhung, V. T. (2015). Integrated Science, Technology, Engineering and Mathematics (STEM) education through active experience of designing technical toys in vietnamese schools. doi: 10.9734/BJESBS/2015/19429.
Sahin, A., Ayar, M., & Adiguzel, T. (2014). STEM related after-school program activities and associated outcomes on student learning. Educational Sciences: Theory & Practice. 14(1), 309-322.
Scott, C. (2012). An Investigation of Science, Technology, Engineering and Mathematics (STEM) Focused High School in the U.S. Journal of STEM Education, 13(5), 30–39.
Tee Tiong Tay, Zhi Zhang Lim, Yaw Long Chua, (2017). Utilizing autonomous mobile robot to increase interest in STEM. Science in Information Technology (ICSITech) 2017 3rd International Conference on, 161-165.
Wei-hsing Wang. (2016). A mini experiment of offering STEM education to several age groups through the use of robots. 2016 IEEE Integrated STEM Education Conference (ISEC). DOI: 10.1109/ISECon.2016.7457516.
Development of science learning achievement of Fifth Grade Students Using STEM Education, Subject Force and energy
ธีระศักดิ์ อินตัน1*
1โรงเรียนเทศบาล 1 (บ้านสะเตง)
สำนักการศึกษา เทศบาลนครยะลา จังหวัดยะลา
กรมส่งเสริมการปกครองท้องถิ่น กระทรวงมหาดไทย
*corresponding author e-mail: Sonicboomloh007@gmail.com
บทคัดย่อ
การวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์ 1) เพื่อสร้างและหาค่าประสิทธิภาพของชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) ให้ได้ตามเกณฑ์มาตรฐาน 80/80 2) เพื่อเปรียบเทียบผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนวิทยาศาสตร์ของนักเรียนชั้นประถมศึกษาปีที่ 5 ที่เรียนโดยใช้ชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) เรื่อง แรงและพลังงาน ระหว่างก่อนเรียนและหลังเรียน 3) เพื่อศึกษาความพึงพอใจของนักเรียนที่มีต่อการใช้ชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) เรื่อง แรงและพลังงาน ของนักเรียนชั้นประถมศึกษาปีที่ 5 กลุ่มเป้าหมายคือ นักเรียนชั้นประถมศึกษาปีที่ 5 ภาคเรียนที่ 1 ปีการศึกษา 2563 โรงเรียนเทศบาล 1 (บ้านสะเตง) อำเภอเมือง จังหวัดยะลา จำนวน 25 คน เครื่องมือที่ใช้ ได้แก่ 1) ชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) เรื่อง แรงและพลังงาน 2) แผนการจัดการเรียนรู้ เรื่อง แรงและพลังงาน จำนวน 4 แผนการจัดการเรียนรู้ ใช้เวลาเรียนในชั่วโมงเรียน เป็นเวลา 9 สัปดาห์ สัปดาห์ละ 2 ชั่วโมง รวม 18 ชั่วโมง 3) แบบทดสอบวัดผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนวิทยาศาสตร์ แบบปรนัยชนิด 4 ตัวเลือก รวม 20 ข้อ 4) แบบวัดความพึงพอใจของนักเรียนที่มีต่อชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) จำนวน 15 ข้อ วิเคราะห์ข้อมูลด้วยคือ ค่าเฉลี่ย ค่าเบี่ยงเบนมาตรฐาน (S.D.) และการทดสอบค่าที (t–test) พบว่า 1) ชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) มีประสิทธิภาพ โดยมีค่าประสิทธิภาพเท่ากับ 82.60 / 83.20 ซึ่งสูงกว่าเกณฑ์มาตรฐาน 80/80 2) นักเรียนที่เรียนโดยใช้ชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) เรื่อง แรงและพลังงาน มีผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนวิทยาศาสตร์หลังเรียน ( , S.D.) (16.64, 1.25) สูงกว่าก่อนเรียน ( , S.D.) (9.12, 1.27) อย่างมีนัยสำคัญทางสถิติที่ระดับ .05 และ 3) มีความพึงพอใจต่อชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) อยู่ในระดับดีมากที่สุด ( = 4.92)
คำสำคัญ : สะเต็มศึกษา ผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน ความพึงพอใจ แรงและพลังงาน
Abstract
This research aims 1) to create and evaluate the efficiency of the STEM learning activity serie to meet the standard of 80/80, 2) to compare science learning achievement of Fifth Grade Students learning using the STEM learning activity series and 3) to study students satisfaction toward using STEM learning activities. The target group were the 5th grade students, 1st semester, academic year 2020, 25 students from Tassaban 1 (bansateng) school, Muang District, Yala. The instruments were 1) The STEM learning activity serie, 2) Electricity learning management plan, 3) Science achievement test, and 4) A ameasure of student satisfaction toward STEM education. The statistics used to analyzed data including the means of mean, standard deviation and t-test. The research results were as follows : 1) The STEM learning activity serie is a powerful learning activity. The efficiency is 82.60 / 83.20, which is higher than the standard 80/80. 2) science learning achievement in the topic of Force and energy of the student after learning by activity based learning by STEM education ( , S.D.) (16.64, 1.25) higher than the before learning ( , S.D.) (9.12, 1.27) with the statistically significance .05 level. And 3) the satisfaction level of students towards using STEM learning activities as a whole was in a highest level ( = 4.92).
keywords : stem education, learning achievement, satisfaction, force and energy
บทนำ
วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีเป็นวัฒนธรรมของโลกสมัยใหม่ซึ่งเป็นสังคมแห่งความรู้ ทุกคนจึงจำเป็นต้องได้รับการพัฒนาให้รู้วิทยาศาสตร์ เพื่อที่จะมีความรู้ความเข้าใจโลกธรรมชาติและเทคโนโลยีที่มนุษย์สร้างสรรค์ขึ้น เนื่องจากความรู้วิทยาศาสตร์เป็นพื้นฐานสำคัญในการพัฒนาเทคโนโลยี ความรู้วิทยาศาสตร์ไม่เพียงแต่นำไปใช้ในการพัฒนาคุณภาพชีวิตที่ดีอย่างเดียวเท่านั้น แต่ยังช่วยให้คนได้พัฒนาวิธีการคิด ทั้งความคิดเป็นเหตุเป็นผล ความคิดสร้างสรรค์ การคิดวิเคราะห์ และการคิดอย่างมีวิจารณญาณ ซึ่งทักษะที่สำคัญในการสืบเสาะและค้นคว้าหาความรู้ มีความสามารถในการแก้ปัญหาอย่างเป็นระบบ สามารถตัดสินใจโดยใช้ประจักษ์พยานและข้อมูลหลากหลายที่ตรวจสอบได้ และที่สำคัญอย่างยิ่ง ความรู้วิทยาศาสตร์ช่วยเพิ่มขีดความสามารถในการพัฒนาเศรษฐกิจ สามารถแข่งขันกับนานาประเทศได้ (สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี, 2558)
การเตรียมคนให้อยู่ในสังคมที่มีการเปลี่ยนแปลงด้านวิทยาศาสตร์ และเทคโนโลยี ต้องเตรียมให้มีทักษะที่จำเป็นในศตวรรษที่ 21 ซึ่งการเรียนรู้ในศตวรรษที่ 21 มีความแตกต่างจากการเรียนรู้ในศตวรรษที่ 20 และ 19 วิธีการหลายอย่างที่เคยได้ผลดีถือเป็นวิธีการที่ล้าสมัย เช่น การสอนหน้าชั้นโดยครูบอกสาระวิชาให้นักเรียนจด หรือการสอนแบบบรรยายหน้าชั้น ถือเป็นวิธีการเรียนแบบนักเรียนเป็นผู้รับถ่ายทอดสาระหรือเนื้อหาความรู้ ด้วยเหตุผลหลากหลายประการ การเรียนรู้ที่ได้ผลดีต้องเป็นวิธีการที่นักเรียนเป็นผู้ลงมือทำ (Learning by doing) ไม่ใช่นักเรียนเป็นผู้ฟังและจดจำ การเรียนรู้แห่งศตวรรษที่ 21 นักเรียนหรือผู้เรียนต้องเน้นสร้างความรู้ขึ้นภายในตนเอง เป็นความรู้ที่งอกงามขึ้นภายในตน จากการลงมือทำกิจกรรมแล้วเกิดความรู้ เน้นให้เกิดทักษะจากสัมผัสตรงของตนเอง ไม่ใช่รับถ่ายทอดความรู้สำเร็จรูปจากครูหรือตำราและในศตวรรษที่ 21 การเรียนรู้ต้องเชื่อมโยงกับภาคชีวิตจริงจึงจะเป็นการเรียนรู้ที่ทรงพลังหรือทรงคุณค่า (วิจารณ์ พานิช, 2556)
ปัจจุบันการจัดการศึกษากลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ พบปัญหาด้านกระบวนการจัดการเรียนการสอนที่ยังไม่บรรลุเป้าหมายที่พึงประสงค์ เนื่องจากกระบวนการสอนไม่เน้นให้นักเรียนได้พัฒนาด้านการคิดวิเคราะห์ ขาดคุณลักษณะช่างสงสัยและใฝ่หาคำตอบ ยังเน้นการสอนหนังสือมากกว่าสอนคน การเรียนการสอนไม่เชื่อมโยงกับชีวิตจริง เน้นการท่องจำ ทำให้ตัวผู้เรียนเองไม่สามารถนำความรู้ไปประยุกต์ใช้ได้ในชีวิตจริง ส่งผลให้คุณภาพผู้เรียนอ่อนด้อยลง และทำให้ผู้เรียนเกิดความเบื่อหน่าย ไม่เล็งเห็นถึงความสำคัญของการเรียนวิทยาศาสตร์อีกต่อไป เพราะเห็นว่าสิ่งที่เรียนไปกลับนำไปใช้ในชีวิตประจำวันไม่ได้ ผลกระทบที่ตามมาคือผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนก็จะต่ำลง และมีแนวโน้มต่ำลงเรื่อยๆ ดังนั้นครูจึงจำเป็นต้องหารูปแบบวิธีการสอนที่เล็งเห็นว่าทำให้ผู้เรียนเกิดการเรียนรู้ โดยเน้นผู้เรียนเป็นสำคัญ หากผู้เรียนสามารถคิดวิธีการแก้ปัญหาจากสิ่งที่ครูสร้างสถานการณ์ขึ้นมาก็จะทำให้ผู้เรียนได้เห็นภาพและเกิดการคิดและปฏิบัติจริงผู้เรียนเกิดการเรียนรู้ และจะตระหนักถึงวิชาเรียนว่ามีความสำคัญเพราะเห็นได้จากการลงมือปฏิบัติจริงๆ ของตัวผู้เรียนเอง ในการพัฒนาผู้เรียนให้เกิดทักษะดังกล่าว แนวทางหนึ่งที่ใช้ในการจัดการศึกษาคือ สะเต็มศึกษา (STEM Education) ซึ่งเป็นแนวทางการจัดการเรียนรู้แบบบูรณาการความรู้ในศาสตร์ต่าง ๆ 4 สาขา ได้แก่ วิทยาศาสตร์ (Science) เทคโนโลยี (Technology) วิศวกรรม (Engineering) และคณิตศาสตร์ (Mathematics)
จากบริบทของโรงเรียนเทศบาล 1 (บ้านสะเตง) อำเภอเมือง จังหวัดยะลา ที่มีการจัดการเรียนรู้ที่ยังคงเน้นรูปแบบการบรรยาย จัดกิจกรรมที่ไม่เอื้อให้นักเรียนทดลองสืบค้นหาคำตอบด้วยตัวเอง แต่มักจะใช้วิธีให้นักเรียนเรียนรู้ข้อเท็จจริงจากกิจกรรมสำเร็จรูป และจากข้อมูลผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนวิทยาศาสตร์ สาระที่ 2 วิทยาศาสตร์กายภาพ มาตรฐาน ว 2.2 เข้าใจธรรมชาติของแรงในชีวิตประจำวัน ผลของแรงที่กระทำต่อวัตถุ ลักษณะการเคลื่อนที่แบบต่าง ๆ ของวัตถุ รวมทั้งนำความรู้ไปใช้ประโยชน์ และมาตรฐาน ว 2.3 เข้าใจความหมายของพลังงาน การเปลี่ยนแปลงและการถ่ายโอนพลังงาน ปฏิสัมพันธ์ระหว่างสสาร และพลังงาน พลังงานในชีวิตประจำวัน ธรรมชาติของคลื่น ปรากฏการณ์ที่เกี่ยวข้องกับเสียง แสง และคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า รวมทั้งนำความรู้ไปใช้ประโยชน์ พบว่านักเรียนชั้นประถมศึกษาปีที่ 5 ปีการศึกษา 2560-2562 มีผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนวิทยาศาสตร์ในสาระดังกล่าว ต่ำกว่าเกณฑ์ร้อยละ 70 ตามที่โรงเรียนกำหนด ซึ่งจากการสังเกตพฤติกรรมและการสัมภาษณ์นักเรียนเกี่ยวกับสภาพปัญหาที่เกิดขึ้นในชีวิตประจำวันของนักเรียน นักเรียนส่วนใหญ่ขาดความรู้ ความเข้าใจ และทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ และไม่สามารถนำความรู้ที่ได้เรียนมาประยุกต์ใช้ในการแก้ปัญหาในชีวิตประจำวันได้ ด้วยหลักการและเหตุผลข้างต้น ผู้วิจัยจึงเห็นความสำคัญของการจัดการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) เรื่อง แรงและพลังงาน ที่ต้องการให้นักเรียนเห็นความสำคัญของความรู้และทักษะกระบวนการ ที่สามารถนำมาใช้แก้ปัญหาที่พบในชีวิตประจำวันได้ และนักเรียนมีผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนสูงขึ้น
วัตถุประสงค์ในการวิจัย
การวิจัยครั้งนี้ ผู้วิจัยได้กำหนดวัตถุประสงค์ของการวิจัย ดังนี้
1. เพื่อสร้างและหาค่าประสิทธิภาพของชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) ให้ได้ตามเกณฑ์มาตรฐาน 80 / 80
2. เพื่อเปรียบเทียบผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนวิทยาศาสตร์ระหว่างก่อนเรียนและหลังเรียนของนักเรียนชั้นประถมศึกษาปีที่ 5 ที่เรียนโดยใช้ชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) เรื่อง แรงและพลังงาน
3. เพื่อศึกษาความพึงพอใจของนักเรียนของนักเรียนชั้นประถมศึกษาปีที่ 5 ที่มีต่อการใช้ชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) เรื่อง แรงและพลังงาน
วิธีดำเนินการวิจัย
การวิจัยครั้งนี้เป็นการวิจัยเชิงทดลอง ซึ่งผู้วิจัยได้ดำเนินการตามขั้นตอน ดังนี้
1. กลุ่มเป้าหมายที่ศึกษา
กลุ่มเป้าหมายที่ศึกษาครั้งนี้ คือนักเรียนชั้นประถมศึกษาปีที่ 5 โรงเรียนเทศบาล 1 (บ้านสะเตง) ที่เรียนรายวิชาวิทยาศาสตร์พื้นฐาน ในภาคเรียนที่ 1 ปีการศึกษา 2563 จำนวน 25 คน
2. เครื่องมือที่ใช้ในการวิจัย ประกอบด้วย
2.1 เครื่องมือที่ใช้ในการจัดการเรียนรู้ ได้แก่
2.1.1 ชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) เรื่อง แรงและพลังงาน
2.1.2 คู่มือการใช้การจัดการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา เรื่อง แรงและพลังงาน ชั้นประถมศึกษาปีที่ 5 จำนวน 4 แผน ใช้เวลาในชั่วโมงเรียนเป็นเวลา 8 สัปดาห์ สัปดาห์ละ 2 ชั่วโมง รวมเป็น 16 ชั่วโมง
2.2 เครื่องมือที่ใช้ในการเก็บรวบรวมข้อมูลเชิงปริมาณ ได้แก่
2.2.1 แบบทดสอบวัดผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนวิทยาศาสตร์ เรื่อง แรงและพลังงาน เป็นแบบทดสอบปรนัยชนิดเลือกตอบ 4 ตัวเลือก จำนวน 20 ข้อ มีค่าความยากง่ายตั้งแต่ 0.67 ถึง 1.00 ค่าอำนาจจำแนกมีค่าตั้งแต่ 0.00 ถึง 0.60 และค่าความเชื่อมั่น (Reliability) ของแบบทดสอบวัดผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนวิทยาศาสตร์โดยใช้สูตร K.R. 20 มีค่า 0.81
2.2.2 แบบวัดความพึงพอใจที่มีต่อการใช้ชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) แบบมาตราส่วนประมาณ 5 ระดับ จำนวน 15 ข้อ มีค่าความสอดคล้องระหว่างข้อคำถามแต่ละข้อกับจุดประสงค์หรือเนื้อหา (Index of Item-Objective Congruence หรือ IOC) ตั้งแต่ 0.50 ถึง 1.00 และค่าความเชื่อมั่น (Reliability) ของแบบวัดความพึงพอใจที่มีต่อการใช้ชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) โดยใช้สัมประสิทธิ์แอลฟาของครอนบาค มีค่า 0.95
3. การดำเนินการทดลอง/การเก็บรวบรวมข้อมูล
3.1 ทำการทดสอบก่อนเรียนกับนักเรียนกลุ่มเป้าหมาย โดยใช้แบบทดสอบวัดผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนวิทยาศาสตร์ที่ผ่านการตรวจสอบคุณภาพแล้ว และบันทึกผลคะแนนการสอบไว้เป็นคะแนนก่อนเรียน
3.2 ดำเนินการทดลอง โดยใช้ชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) ประกอบกับแผนการจัดการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ เรื่อง แรงและพลังงาน ชั้นประถมศึกษาปีที่ 5 สอนนักเรียนกลุ่มเป้าหมาย ในภาคเรียนที่ 1 ปีการศึกษา 2563 ใช้เวลาทั้งสิ้น 8 สัปดาห์ ๆ ละ 2 ชั่วโมง จำนวน 16 ชั่วโมง และเก็บข้อมูลคะแนนระหว่างเรียนไว้ทุกแผนการจัดการเรียนรู้ 3.3 หลังจากกิจกรรมการสอนแล้วผู้วิจัยให้นักเรียนทำแบบทดสอบวัดผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนวิทยาศาสตร์หลังเรียนซึ่งเป็นแบบทดสอบวัดผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนวิทยาศาสตร์ ชุดเดียวกับที่ใช้ทดสอบก่อนเรียน
3.4 ตรวจคะแนนการทำแบบทดสอบวัดผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนวิทยาศาสตร์นำคะแนนที่ได้มาวิเคราะห์ด้วยวิธีการทางสถิติเพื่อทดสอบสมมติฐาน
3.5 หลังจากกิจกรรมการสอนแล้วผู้วิจัยให้นักเรียนทำแบบวัดความพึงพอใจที่มีต่อชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) ที่ผ่านการตรวจสอบคุณภาพแล้ว นำคะแนนที่ได้มาวิเคราะห์ด้วยวิธีทางสถิติเพื่อทดสอบสมมติฐาน
4. การวิเคราะห์ข้อมูล
4.1 วิเคราะห์หาค่าประสิทธิภาพของชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) เรื่องแรงและพลังงาน ของนักเรียนชั้นประถมศึกษาปีที่ 5 โรงเรียนเทศบาล 1 (บ้านสะเตง) โดยใช้ค่าประสิทธิภาพของชุดกิจกรรมการเรียนรู้ (E1/E2)
4.2 เปรียบเทียบคะแนนผลสัมฤทธิ์ทางวิทยาศาสตร์ของนักเรียนกลุ่มตัวอย่างก่อนและหลังการจัดการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษาโดยใช้สถิติทดสอบ t-test แบบ dependent
4.3 วิเคราะห์ความพึงพอใจที่มีต่อชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) โดยคำนวณหาค่าเฉลี่ย ( ) แล้วนำมาแปลผล
5. สถิติที่ใช้ในการวิเคราะห์ข้อมูล
ได้แก่ ค่าประสิทธิภาพของชุดกิจกรรมการเรียนรู้ (E1/E2) ค่าเฉลี่ย ( ) ค่าเบี่ยงเบนมาตรฐาน (S.D.) และสถิติทดสอบ t-test แบบ dependent
ผลการวิจัย
ตารางที่ 1 แสดงค่าประสิทธิภาพและระดับประสิทธิภาพของชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) เรื่อง แรงและพลังงาน ตามเกณฑ์มาตรฐาน 80/80 (E1/E2) ของนักเรียนชั้นประถมศึกษาปีที่ 5 โรงเรียนเทศบาล 1 (บ้านสะเตง)
เรื่อง E1 E2
ชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) เรื่อง แรงและพลังงาน 82.60 83.20
ผลการวิเคราะห์ข้อมูลจากตารางที่ 1 แสดงให้เห็นว่าค่าประสิทธิภาพของชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) เรื่อง แรงและพลังงาน โดยการเปรียบเทียบร้อยละของคะแนนเฉลี่ยระหว่างเรียนและคะแนนหลังเรียน (E1/E2) ของนักเรียนที่ได้รับการสอนโดยใช้ชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) เรื่อง แรงและพลังงาน มีค่าเท่ากับ 82.60/83.20 ซึ่งสูงกว่าเกณฑ์มาตรฐาน 80/80 สะท้อนให้เห็นว่า ชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) เรื่อง แรงและพลังงาน มีประสิทธิภาพ
ตารางที่ 2 เปรียบเทียบผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนวิทยาศาสตร์ก่อนเรียนและหลังเรียนโดยใช้ชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) เรื่อง แรงและพลังงาน ของนักเรียนชั้นประถมศึกษาปีที่ 5 โรงเรียนเทศบาล 1 (บ้านสะเตง)
เรื่อง ผลสัมฤทธิ์ N "x" ̅ S.D. t
ชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) เรื่อง แรงและพลังงาน คะแนนก่อนเรียน 25 9.12 1.27 21.38*
คะแนนหลังเรียน 25 16.64 1.25
*มีนัยสำคัญที่ระดับ 0.05
ผลการวิเคราะห์ข้อมูลจากตารางที่ 2 แสดงให้เห็นว่าผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนวิทยาศาสตร์หลังเรียน สูงกว่าก่อนเรียนอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติที่ระดับ .05 สะท้อนให้เห็นว่าการสอนโดยใช้ชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) เรื่อง แรงและพลังงาน สามารถพัฒนาผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนวิทยาศาสตร์ของนักเรียนให้สูงขึ้น
ตารางที่ 3 แสดงค่าเฉลี่ยความพึงพอใจของนักเรียนที่มีต่อการใช้ชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) เรื่อง แรงและพลังงาน ของนักเรียนชั้นประถมศึกษาปีที่ 5 โรงเรียนเทศบาล 1 (บ้านสะเตง)
ด้าน "x" ̅ S.D. การแปลผล
ด้านด้านเนื้อหาและการออกแบบ
ด้านกิจกรรมการเรียน
ด้านประโยชน์ที่ได้รับ 4.91
5.00
4.88 0.28
0.00
0.32 มากที่สุด
มากที่สุด
มากที่สุด
ภาพรวม 4.92 0.27 มากที่สุด
ผลการวิเคราะห์ข้อมูลจากตารางที่ 3 แสดงให้เห็นว่าการสอนโดยใช้ชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบ สะเต็มศึกษา (STEM Education) เรื่อง แรงและพลังงาน นักเรียนมีความพึงพอใจต่อการใช้ชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) โดยค่าเฉลี่ยความพึงพอใจภาพรวมในระดับมากที่สุด คือ 4.92 สะท้อนให้เห็นว่าผลการสอนโดยใช้ชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) เรื่อง แรงและพลังงาน ประสบความสำเร็จ สามารถทำให้นักเรียนชอบและมีความพึงพอใจต่อการเรียนโดยใช้ชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education)
สรุปผลการวิจัย
1. ชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) มีประสิทธิภาพ โดยมีค่าประสิทธิภาพเท่ากับ 82.60 / 83.20 ซึ่งสูงกว่าเกณฑ์มาตรฐาน 80 / 80
2. นักเรียนที่เรียนโดยใช้ชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) เรื่อง แรงและพลังงาน มีผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนวิทยาศาสตร์หลังเรียนสูงกว่าก่อนเรียนอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติที่ระดับ .05
3. นักเรียนที่เรียนโดยใช้ชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) มีความพึงพอใจต่อชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) อยู่ในระดับมากที่สุด
อภิปรายผล
จากการทำวิจัยเรื่อง การศึกษาผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนโดยใช้ชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) เรื่อง แรงและพลังงาน ของนักเรียนชั้นประถมศึกษาปีที่ 5 โรงเรียนเทศบาล 1 (บ้านสะเตง) ผู้วิจัยได้อภิปรายผลตามสมมติฐาน ดังนี้
สมมติฐานข้อที่ 1 “ชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) เรื่อง แรงและพลังงาน มีประสิทธิภาพ” ทั้งนี้อาจเนื่องมาจากการดำเนินการสร้างชุดกิจกรรมการเรียนดังกล่าว ผู้วิจัยได้กระทำอย่างเป็นกระบวนการ กล่าวคือ เริ่มศึกษาสภาพปัจจุบันปัญหาและความต้องการ ทำการรวบรวมข้อมูลผลการเรียนของนักเรียนชั้นประถมศึกษาปีที่ 5 จากการทดสอบระดับชาติขั้นพื้นฐาน (O-NET) ในรอบปีที่ผ่านมา วิเคราะห์สาเหตุของปัญหา ศึกษาหลักสูตรแกนกลางการศึกษาขั้นพื้นฐานพุทธศักราช 2551 (ฉบับปรับปรุง พุทธศักราช 2560) แผนการจัดการเรียนรู้คู่มือครูของกระทรวงศึกษาธิการ ศึกษาแนวทางแก้ไขปัญหาหรือกลวิธีการสอนที่เหมาะสมกับวัยและระดับชั้นของนักเรียน ตลอดจนศึกษาหลักการ ทฤษฎี รูปแบบการจัดการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) และเทคนิคการสร้างสื่อที่นำมาใช้เป็นเครื่องมือในการจัดกระบวนการเรียนการสอนที่มีอยู่ในปัจจุบันได้ตรงกับสภาพจริงมากที่สุด เมื่อผู้วิจัยสร้างชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) เสร็จแล้ว ทำการตรวจสอบคุณภาพและปรับปรุงแก้ไขตามคำแนะนำจากผู้เชี่ยวชาญ นำชุดกิจกรรมการเรียนทั้งหมดไปทดลองใช้กับนักเรียนชั้นประถมศึกษาปีที่ 5 โรงเรียนเทศบาล 1 (บ้านสะเตง) สังกัดสำนักการศึกษา เทศบาลนครยะลา ในภาคเรียนที่ 1 ปีการศึกษา 2562 เพื่อหาคุณภาพของชุดกิจกรรมก่อนที่จะนำไปใช้จริง โดยทำการทดลองกับเด็กนักเรียน 3 กลุ่ม ซึ่งแต่ละกลุ่มมีนักเรียนที่เรียนเก่ง ปานกลาง และเรียนอ่อนคละกัน ได้แก่ กลุ่มรายบุคคล (3 คน) รายกลุ่ม (9 คน) และกลุ่มใหญ่หรือภาคสนาม (30 คน) ตามลำดับ ในการทดลองแต่ละกลุ่มผู้วิจัยได้กำหนดเกณฑ์การประเมินเป็นตัวชี้วัด ประสิทธิภาพของชุดกิจกรรมที่สร้างขึ้น และทำการปรับปรุงแก้ไขข้อบกพร่องที่พบในระหว่างดำเนินการ เช่น เนื้อหาสาระ กิจกรรม สื่อ เวลา เป็นต้น เพื่อให้มีคุณภาพยิ่งขึ้น จากการนำชุดกิจกรรมการเรียนทั้งหมดไปทดลองใช้กับนักเรียนกลุ่มดังกล่าว
สมมติฐานข้อที่ 2 “ภายหลังการใช้ชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) เรื่อง แรงและพลังงาน นักเรียนที่เรียนมีผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนวิทยาศาสตร์สูงกว่าก่อนเรียน” จากผลการทดลองของนักเรียนที่เรียนโดยใช้ชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) มีผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนวิทยาศาสตร์หลังเรียนสูงกว่าก่อนเรียน อย่างมีนัยสำคัญทางสถิติที่ระดับ .05 สนับสนุนสมมติฐานที่ตั้งไว้ สะท้อนให้เห็นว่าชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) เรื่อง แรงและพลังงาน สามารถพัฒนาผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนวิทยาศาสตร์ได้ อาจเป็นเพราะชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) เรื่อง แรงและพลังงาน ที่ผู้วิจัยสร้างขึ้นมีรูปแบบกิจกรรมที่หลากหลาย มีลักษณะของการเรียนรู้แบบสืบเสาะหาความรู้และการเรียนรู้โดยใช้ปัญหาเป็นฐาน เพื่อส่งเสริมให้นักเรียนรู้จักคิดด้วยตนเอง รู้จักค้นคว้าหาเหตุผล และสามารถแก้ปัญหาได้ ทำงานร่วมกันเป็นกลุ่ม มีการแลกเปลี่ยนเรียนรู้ โดยใช้ความรู้และทักษะกระบวนการทางด้านวิทยาศาสตร์มาช่วยแก้ปัญหา มีการสะท้อนความคิดจากประสบการณ์โดยตรงของนักเรียนและการ บูรณาการกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม รวมทั้งมีการใช้สื่อเทคโนโลยีเข้ามาช่วยในกระบวนการ จนนำไปสู่การแก้ปัญหาในสถานการณ์สมมติที่ผู้วิจัยได้กำหนดให้ในแต่ละกิจกรรม ด้วยเหตุผลและกิจกรรมการเรียน การสอนดังกล่าวข้างต้น การจัดการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) จึงทำให้นักเรียนมีผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนวิทยาศาสตร์หลังเรียนสูงกว่าก่อนเรียน
สมมติฐานข้อที่ 3 “นักเรียนมีความพึงพอใจต่อการเรียนด้วยชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) เรื่อง แรงและพลังงาน อยู่ในระดับมากขึ้นไป” จากผลการทดลองของนักเรียนที่เรียนโดยใช้ชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) เรื่อง แรงและพลังงาน มีความพึงพอใจต่อการเรียนโดยใช้ชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) อยู่ในระดับมากที่สุด เมื่อพิจารณาเป็นรายข้อ พบว่า ชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) มีลักษณะ ขนาดรูปเล่มเหมาะสม ดึงดูดความสนใจของนักเรียน มีเนื้อหาที่กระตุ้นให้นักเรียนคิด ค้นคว้า หาความรู้ด้วยตนเอง ส่งเสริมให้นักเรียนเกิดการคิดวิเคราะห์ปัญหาและวิธีการแสวงหาความรู้ตามความสนใจของนักเรียน และสามารถนำความรู้ที่เรียนโดยใช้ชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) ไปใช้ในชีวิตประจำวัน สะท้อนให้เห็นว่า ชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) เรื่อง แรงและพลังงาน ของนักเรียนชั้นประถมศึกษาปีที่ 5 สามารถนำไปใช้เป็นสื่อการสอนได้ เพื่อพัฒนาผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนวิทยาศาสตร์ได้
จากเหตุผลดังกล่าว จึงเป็นการสนับสนุนผลการวิจัยที่พบว่า การจัดการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) ทำให้นักเรียนมีผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนวิทยาศาสตร์หลังเรียนสูงกว่าก่อนเรียน และยังช่วยส่งเสริมให้ผู้เรียนเกิดได้เรียนรู้กระบวนการแก้ปัญหาโดยอาศัยความรู้ด้านต่างๆ มาบูรณาการเพื่อหาแนวทางหรือวิธีการแก้ไขปัญหา ซึ่งบางครั้งในบางสถานการณ์ ผู้เรียนบางคนอาจจะยังแก้ไขปัญหาหรือสถานการณ์ที่กำหนดได้ไม่ดีเท่าที่ควร อาจเนื่องด้วยเวลาที่จำกัด วัยวุฒิและประสบการณ์ แต่การที่ผู้เรียนสามารถเข้าถึงแหล่งสืบค้นข้อมูลอย่างรวดเร็วทันท่วงที ทำให้เกิดการเรียนรู้อย่างต่อเนื่องไม่ติดขัด นอกจากนี้ผู้วิจัยยังพบอีกว่าภายหลังจากการจัดการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) ผู้เรียนบางส่วนมีความกล้าแสดงออกในการเรียนมากขึ้น ผู้เรียนได้นำความรู้ที่เกิดขึ้นในชั้นเรียนไปบอกเล่าให้ผู้ปกครองฟัง ทั้งยังนำเอาปัญหาที่พบในระหว่างการเรียนการสอนไปปรึกษา ขอคำแนะนำจากผู้ปกครอง นำมาสู่การแก้ปัญหาโดยใช้ภูมิปัญญาพื้นบ้านและเป็นการกระชับความสัมพันธ์ในครอบครัวอีกด้วย ทั้งนี้อาจเป็นเพราะการสอนโดยใช้วิธีแบบสะเต็มศึกษานั้น เน้นการบูรณาการ กระตุ้นให้ผู้เรียนได้เสาะแสวงหาความรู้ด้วยตัวเองและสามารถบูรณาการความรู้จากแหล่งต่างๆ รอบตัวและการใช้ทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์มาแก้ไขปัญหาสถานการณ์ต่าง ๆ ในชีวิตประจำวันได้
กิตติกรรมประกาศ
ขอขอบพระคุณนางยะสี ลาเต๊ะ ผู้อำนวยการส่วนบริหารการศึกษา รักษาการผู้อำนวยการสำนักการศึกษา เทศบาลนครยะลา นายอับดุลซอมะ เจะหลง ผู้อำนวยการสถานศึกษาโรงเรียนเทศบาล 1 (บ้านสะเตง) บุคลากร ผู้เชี่ยวชาญตรวจสอบคุณภาพเครื่องมือที่ใช้ในการวิจัย ได้แก่ ผศ.ดร.จารุวัจน์ สองเมือง ดร.รูฮัยซา ดือราแม นางกนกภรณ์ รัตนยิ่ง นายเถลิงศักดิ์ ราชชำรอง และนางสาวฮูดาย์ ดูมีแด และนักเรียนระดับชั้นประถมศึกษาปีที่ 5 โรงเรียนเทศบาล 1 (บ้านสะเตง) ที่ได้ให้ความอนุเคราะห์ อำนวยความสะดวกและให้ความร่วมมือเป็นอย่างดียิ่งในการเก็บข้อมูลการวิจัยในครั้งนี้
เอกสารอ้างอิง
กระทรวงศึกษาธิการ. (2557). เอกสารการจัดกิจกรรมการเรียนรู้สะเต็มศึกษา. กรุงเทพฯ : สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี.
ณัฏชยานันต์ เกตุศรีศักดา และคณะ. (2560). ผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนและทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ของนักเรียนชั้นประถมศึกษาปีที่ 5 ที่ได้รับการจัดการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา. การประชุมวิชาการระดับชาติ “นอร์ทเทิร์นวิจัย” ครั้งที่ 3 ประจำปี 2559, 1-9.
ธีระศักดิ์ อินตัน. (2561). การพัฒนาผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนวิทยาศาสตร์ของนักเรียนชั้นประถมศึกษาปีที่ 6 โดยใช้ชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) เรื่อง ไฟฟ้าน่ารู้. บทคัดย่อการประชุมวิชาการระดับนานาชาติ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคล ครั้งที่ 10 ประจำปี 2561, 244.
นงนุช เอกตระxxxล. (2557). ศึกษาผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนและความสามารถในการคิดแก้ปัญหาทางวิทยาศาสตร์ของนักเรียนชั้นประถมศึกษาศึกษาปี ที่ 6 ที่ได้รับการจัดการเรียนรู้แบบ STEM Education. เข้าถึงได้จาก http://swis.act.ac.th/html_edu/act/temp_emp_research/ 2204.pdf
นราภรณ์ ชัยบัวแดง. (2561). การศึกษาผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน และเจตคติต่อการเรียนวิชาฟิสิกส์ของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5 ที่ได้รับการเรียนรู้สะเต็มศึกษา. วิทยานิพนธ์ปริญญาวิทยาศาสตรมหาบัณฑิตสาขาวิชาวิทยาศาสตร์ศึกษา คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยอุบลราชธานี.
วรรณธนะ ปัดชา. (2559). การเปรียบเทียบผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนจากการจัดการเรียนรูแบบสะเต็มศึกษากับการจัดการเรียนรูแบบ สสวท. เรื่อง อัตราส่วนตรีโกณมิติ สำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5 โรงเรียนวัดหวยจรเขวิทยาคม. วิทยานิพนธ์การศึกษามหาบัณฑิต สาขาคณิตศาสตร์ศึกษา มหาวิทยาลัยศิลปกร.
วิจารณ์ พานิช. (2556). วิถีการสร้างการเรียนรู้เพื่อศิษย์ในศตวรรษที่ 21. กรุงเทพฯ : ตถาตาพับลิเคชั่น.
ศูนย์สะเต็มศึกษาแห่งชาติ. (2558). คู่มือเครือข่ายสะเต็มศึกษา. กรุงเทพฯ : สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี, กระทรวงศึกษาธิการ.
สถาบันพัฒนาคุณภาพวิชาการ. (2558). แรงในชีวิตประจำวัน วิทยาศาสตร์ ป.5. กรุงเทพฯ : บริษัทพัฒนาคุณภาพวิชาการ (พว.).
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และคณิตศาสตร์. สะเต็มศึกษาประเทศไทย. เข้าถึงได้จาก http://www.stemedthailand.org/?knowstem (1 ตุลาคม 2559).
อับดุลยามีน หะยีขาเดร์. (2559). ผลของการจัดการเรียนรู้ตามแนวทางสะเต็มศึกษาที่มีต่อผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนชีววิทยา ความคิดสร้างสรรค์ทางวิทยาศาสตร์ และความพึงพอใจต่อการจัดการเรียนรู้ของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5. วิทยานิพนธ์การศึกษามหาบัณฑิต สาขาวิชาการสอนวิทยาศาสตร์และคณิตศาสตร์ : มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์.
อาทิตยา พูนเรือง. (2559). การเปรียบเทียบผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนและความสามารถในการแก้ปัญหาทางวิทยาศาสตร์ เรื่อง เคมีที่เป็นพื้นฐานของสิ่งมีชีวิต โดยการจัดการเรียนรู้ตามแนวทางสะเต็มศึกษา สำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5. การประชุมวิชาการระดับคุรุศาสตร์ ครั้งที่ 1.
Dillivan, K. D., & Dillivan, M. N. (2014). Student interest in STEM disciplines: Results from a summer day camp. Journal of Extension, 52(1), 1-12.
Quang, L. T., Hoang, L. H., Chaun, V. D., Nam, N. H., Anh, N. T., & Nhung, V. T. (2015). Integrated Science, Technology, Engineering and Mathematics (STEM) education through active experience of designing technical toys in vietnamese schools. doi: 10.9734/BJESBS/2015/19429.
Sahin, A., Ayar, M., & Adiguzel, T. (2014). STEM related after-school program activities and associated outcomes on student learning. Educational Sciences: Theory & Practice. 14(1), 309-322.
Scott, C. (2012). An Investigation of Science, Technology, Engineering and Mathematics (STEM) Focused High School in the U.S. Journal of STEM Education, 13(5), 30–39.
Tee Tiong Tay, Zhi Zhang Lim, Yaw Long Chua, (2017). Utilizing autonomous mobile robot to increase interest in STEM. Science in Information Technology (ICSITech) 2017 3rd International Conference on, 161-165.
Wei-hsing Wang. (2016). A mini experiment of offering STEM education to several age groups through the use of robots. 2016 IEEE Integrated STEM Education Conference (ISEC). DOI: 10.1109/ISECon.2016.7457516.