การจัดการเรียนรู้ตามแนวคิดสะเต็มศึกษาด้วยกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรมเพื่อส่งเสริมความคิดสร้างสรรค์และนวัตกรรม เรื่อง สมดุลกลของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4

Abstract

This research aimed to study the learning processes of STEM Education Based on Engineering Design Process and production of Mechanical Equilibrium topic to enhance of Creativity and Innovation of the Grade Students. The research methodology was classroom action research consisting of 3 cycles. The participants were 24 students in the Grade in a Chainat province school, in the second semester, 2021. They were selected by purposive sampling. The research instruments included STEM Education Based on Engineering Design Process lesson plans, student artifact, reflection form, evaluation form of creativity and innovation, evaluation form of student artifact. The data analysis consisted of content analysis and statistics.

The results showed that the learning processes of STEM Education Based on Engineering Design Process have the processes of the following: the teacher should realise the significant situation which it should be the conditions for the students. Students must analyse the disadvantages of the situation through brainstorming. Students will have to design various projects. Students have to plan projects. Students have to choose the appropriate project and present the project by themselves. The result of learning process of STEM showed that students develop the project continuously and students also have better scores. Nevertheless, the working creatively with others should be showed all through the learning process and the behavior that the students showed the least was Openness and courage to explore.

การวิจัยครั้งนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาแนวทางการจัดการเรียนรู้ตามแนวคิดสะเต็มศึกษาด้วยกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรมที่ส่งเสริมความคิดสร้างสรรค์และนวัตกรรม และศึกษาผลการพัฒนาความคิดสร้างสรรค์และนวัตกรรมของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 เรื่อง สมดุลกล เมื่อได้รับการจัดการเรียนรู้ตามแนวคิดสะเต็มศึกษาด้วยกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม รูปแบบการวิจัยเป็นวิจัยเชิงปฏิบัติการในชั้นเรียน จำนวน 3 วงจรปฏิบัติการ กลุ่มเป้าหมาย คือ นักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 โรงเรียนแห่งหนึ่งในจังหวัดชัยนาท ภาคเรียนที่ 2 ปีการศึกษา 2564 จำนวน 24 คน ซึ่งได้จากการเลือกแบบเฉพาะเจาะจง เครื่องมือที่ใช้ในการวิจัย ได้แก่ แผนการจัดการเรียนรู้ตามแนวคิดสะเต็มศึกษาด้วยกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม ใบกิจกรรม แบบสะท้อนผลการจัดการเรียนรู้ แบบประเมินความคิดสร้างสรรค์และนวัตกรรม และแบบประเมินชิ้นงาน สถิติที่ใช้ในการวิเคราะห์ข้อมูล ได้แก่ ค่าเฉลี่ย ค่าร้อยละ และการวิเคราะห์เนื้อหา

ผลการวิจัยแสดงให้เห็นว่าแนวการจัดการเรียนรู้ตามแนวคิดสะเต็มศึกษาด้วยกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรมที่สามารถส่งเสริมความคิดสร้างสรรค์และนวัตกรรมของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 มีลักษณะดังนี้ คือ ครูควรสร้างความตระหนัก ความสำคัญของสถานการณ์ ที่สำคัญสถานการณ์ต้องมีเงื่อนไขสร้างความท้าทายให้กับนักเรียน นักเรียนได้วิเคราะห์บริบทของสถานการณ์ผ่านการระดมสมอง ออกแบบชิ้นงานหลากหลาย วางแผนขั้นตอนการดำเนินการ เลือกวิธีการทดสอบชิ้นงานที่มีความเหมาะสม ทำการประเมินผลชิ้นงาน ปรับปรุงชิ้นงานให้ดียิ่งขึ้น นําเสนอชิ้นงาน และแก้ไขชิ้นงานของตนเอง ส่วนผลการพัฒนาความคิดสร้างสรรค์และนวัตกรรมหลังจากการจัดการเรียนรู้ นักเรียนพัฒนาความคิดสร้างสรรค์และนวัตกรรมได้อย่างต่อเนื่อง อย่างไรก็ตามพฤติกรรมการทำงานร่วมกับผู้อื่นอย่างสร้างสรรค์เป็นพฤติกรรมที่นักเรียนแสดงออกได้มากที่สุดตลอดการจัดการเรียนรู้ และพฤติกรรมที่นักเรียนแสดงออกมาได้น้อยที่สุดคือ การเปิดกว้างและความกล้าในการสำรวจ