การพัฒนาความสามารถในการแก้ปัญหาอย่างมีวิจารณญาณของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 2 ที่จัดการเรียนรู้ตามแนวคิดสะเต็มศึกษาโดยใช้กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม เรื่อง เครื่องกลอย่างง่าย

Abstract

This research aimed to study 1) learning implementation guidelines, and 2) the results learning implementation based on STEM education concept through engineering design process in the topic of simple machines. The target was 15 grade 8th students, academic year 2020, an opportunity expansion school in Kamphaengphet Province, obtained based on a purposive sampling. Research tools included lesson plans, learning implementation reflection, activity sheets, students ‘work pieces assessment, and critical problem solving test. The data was analyzed by content analysis and checked for the reliability through data triangulation. The results showed that learning implementation based on STEM education through engineering design process should focus on creating a problem situation that was a situation close to the student's context, specifying appropriate conditions of using material, using situation that led to variety of designing solutions, analyzing and choosing appropriate information, designing a solution based on the chosen information, encouraging students to discuss the suitability in choosing the way of creating workpieces for problem solving. In addition, the results of the learning implementation showed that students had developed their critical problem solving abilities from learning cycles 1 to 3, rising from low to high level respectively, and overall student were in moderate level of critical problem solving after learning

การวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษา 1) แนวทางการจัดการเรียนรู้และ 2) ผลการจัดการเรียนรู้ตามแนวคิดสะเต็มศึกษาโดยใช้กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรมที่พัฒนาความสามารถในการแก้ปัญหาอย่างมีวิจารณญาณ เรื่อง เครื่องกลอย่างง่าย กลุ่มเป้าหมาย คือ นักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 2 ปีการศึกษา 2563 โรงเรียนขยายโอกาสแห่งหนึ่งในจังหวัดกำแพงเพชร จำนวน 15 คน ได้มาจากการเลือกแบบเจาะจง เครื่องมือที่ใช้ในการวิจัย ประกอบด้วย แผนการจัดการเรียนรู้ แบบสะท้อนผลการจัดการเรียนรู้ แบบประเมินใบกิจกรรม แบบประเมินชิ้นงานนักเรียน และแบบวัดความสามารถในการแก้ปัญหาอย่างมีวิจารณญาณ วิเคราะห์ข้อมูลโดยการวิเคราะห์เชิงเนื้อหา และตรวจสอบความน่าเชื่อถือของข้อมูลแบบสามเส้า ด้านแหล่งข้อมูลและวิธีการรวบรวมข้อมูล พบว่า แนวทางการจัดการเรียนรู้ตามแนวคิดสะเต็มศึกษาโดยใช้กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม ควรให้ความสำคัญกับการสร้างสถานการณ์ปัญหาที่เป็นสถานการณ์ใกล้เคียงกับบริบทของนักเรียนและมีการกำหนดเงื่อนไขในการเลือกใช้วัสดุอุปกรณ์ให้มีความเหมาะสมกับสถานการณ์ เป็นสถานการณ์ที่เปิดกว้างทางความคิด นำไปสู่การออกแบบการแก้ปัญหาที่หลากหลาย มีการรวบรวมข้อมูล วิเคราะห์และเลือกใช้ข้อมูลที่เหมาะสม ออกแบบการแก้ปัญหาตามข้อมูลที่เลือกใช้ กระตุ้นให้ผู้เรียนเกิดการอภิปรายถึงความเหมาะสมในการเลือกรูปแบบในการนำไปสร้างชิ้นงานในการแก้ปัญหา สำหรับผลการจัดการเรียนรู้พบว่านักเรียนมีความสามารถในการแก้ปัญหาอย่างมีวิจารณญาณเพิ่มขึ้นตามลำดับจากวงจร ปฏิบัติการที่ 1 ถึง 3 สูงขึ้นจากระดับน้อยเป็นระดับมาก และมีระดับความสามารถในการแก้ปัญหาอย่างมีวิจารณญาณหลังจากจัดการเรียนรู้อยู่ในระดับปานกลาง