การวิจัยปฏิบัติการเพื่อพัฒนาความสามารถในการคิดอย่างมีวิจารณญาณและความสามารถในการแก้ปัญหา ด้วยการจัดการเรียนรู้แบบใช้ปัญหาเป็นฐานตามแนวคิดสะเต็มศึกษา เรื่อง ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ สำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 3

Abstract

The purposes of the present study were 1) to explore the guideline of STEM problem-based learning that could improve students’ critical thinking and problem-solving abilities and 2) to explore the development of critical thinking and problem-solving abilities of the students. The methodology was classroom action research. The participants of the study were 13 ninth grade students in an educational opportunity expansion school in Suphanburi province. The study was conducted in the academic year of 2021. The research instruments utilized were electricity and electronics lesson plans, critical thinking abilities test, critical thinking abilities observation assessment, problem-solving abilities test, problem-solving abilities observation assessment, teaching behavior observation form, and learning outcome reflection form. The data analysis employed the statistics of percentage, mean and content analysis.

The results of this study indicated that 1) the teaching approaches which could enhance students’ critical thinking and problem-solving abilities was STEM problem-based learning. The teaching steps in the learning process were, firstly, the teacher provided students with electricity and electronics problems. Secondly, students collaboratively solve the problems by applying STEM model. Thirdly, the teacher explained problem-solving rules, encouraged students to design a workpiece, then prepared a backup plan in case the first plan failed. Fourthly, students tested the working process of the workpiece and quickly fixed detected errors. Finally, students jointly assessed the workpiece and explained the knowledge which were used to solve the problems. 2) 11 students were developed critical thinking abilities from below average and average level to above average level. In addition, 8 students were developed problem-solving abilities from below average and average level to above average level. Most of the students had higher quality level in every cycle of the learning process.

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์ด้วยกัน 2 ประการกล่าวคือ ประการที่ 1 เพื่อศึกษาแนวทางการจัดการเรียนรู้ที่สามารถพัฒนาความสามารถในการคิดอย่างมีวิจารณญาณและความสามารถในการแก้ปัญหาของนักเรียน ประการที่ 2 เพื่อศึกษาการพัฒนาความสามารถในการคิดอย่างมีวิจารณญาณและความสามารถในการแก้ปัญหาของนักเรียน ดำเนินการวิจัยตามกระบวนการวิจัยเชิงปฏิบัติการ กลุ่มเป้าหมายที่ใช้คือนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 3 โรงเรียนขยายโอกาสแห่งหนึ่งในจังหวัดสุพรรณบุรี ประจำปีการศึกษา 2564 จำนวน 13 คน เครื่องมือที่ใช้เก็บข้อมูลประกอบด้วย แผนการจัดการเรียนรู้เรื่อง ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ แบบทดสอบความสามารถในการคิดอย่างมีวิจารญาณ แบบสังเกตความสามารถในการคิดอย่างมีวิจารณญาณ แบบทดสอบความสามารถในการแก้ปัญหา แบบสังเกตความสามารถในการแก้ปัญหา แบบสังเกตพฤติกรรมการจัดการเรียนรู้และแบบสะท้อนผลการจัดการเรียนรู้ จากนั้นผู้วิจัยได้วิเคราะห์ข้อมูลเพื่อคำนวณหาค่าทางสถิติ อันได้แก่ ร้อยละ ค่าเฉลี่ย และวิเคราะห์เชิงเนื้อหา

ผลการวิจัยแสดงให้เห็นว่า แนวทางการจัดการเรียนรู้ที่สามารถพัฒนาความสามารถในการคิดอย่างมีวิจารณญาณและการแก้ปัญหาของนักเรียนได้ คือ การจัดการเรียนรู้โดยใช้ปัญหาเป็นฐานตามแนวคิดสะเต็มศึกษาที่มีขั้นตอน ดังนี้ ครูนำสถานการณ์ปัญหาที่เกี่ยวกับไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์และส่งเสริมกระบวนการคิดของนักเรียนมาให้นักเรียนอ่าน นักเรียนหาความรู้ที่ใช้ในการแก้ปัญหาร่วมกันโดยใช้องค์ความรู้ของ STEM ครูให้นักเรียนรับทราบเงื่อนไขในการแก้ปัญหาและร่วมกันวางแผนออกแบบชิ้นงานรวมทั้งวางแผนสำรองไว้เผื่อแผนแรกล้มเหลว ทดสอบการทำงานของชิ้นงาน เมื่อพบข้อผิดพลาด จะแก้ไขได้ตรงจุดและรวดเร็ว นักเรียนประเมินชิ้นงานของตนเองและอธิบายความรู้ที่นำมาใช้ในการแก้ปัญหาร่วมกัน ส่วนผลของการพัฒนาความสามารถในการคิดอย่างมีวิจารณญาณและการแก้ปัญหา พบว่า นักเรียนสามารถพัฒนาความสามารถในการคิดอย่างมีวิจารณญาณจากระดับปรับปรุงและพอใช้ เป็นระดับดี จำนวน 11 คน และสามารถพัฒนาความสามารถในการแก้ปัญหาจากระดับปรับปรุงและพอใช้ เป็นระดับดี จำนวน 8 คน โดยนักเรียนส่วนใหญ่มีระดับคุณภาพเพิ่มขึ้นในทุกวงจรปฏิบัติการตลอดการจัดการเรียนรู้