การพัฒนากิจกรรมการเรียนรู้โดยใช้กระบวนการแก้ปัญหาของโพลยาร่วมกับแอปพลิเคชันปัญญาประดิษฐ์เพื่อส่งเสริมความสามารถในการแก้ปัญหาทางคณิตศาสตร์ เรื่อง ระบบสมการเชิงเส้นสองตัวแปร ของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 3

Abstract

This action research aimed to investigate the approaches and outcomes of implementing a Polya's problem-solving process-based learning activity integrated with artificial intelligence (AI) applications to enhance the mathematical problem-solving ability of Grade 9 students in solving systems of two linear equations. The research participants were 36 Grade 9 students from a school in Uttaradit Province, Thailand. Action research methodology was employed, and the research instruments included lesson plans, worksheets, reflection forms, and a mathematical problem-solving ability test. Data were analyzed using relative gain scores and content analysis. 1. The results indicated that the learning activity design guidelines should encompass three key aspects:

Selecting AI applications appropriate for each step of the mathematical problem-solving process; Designing activities that promote collaborative problem-solving, utilizing questions to stimulate reasoning and discussion, and incorporating AI applications to develop mathematical process skills; Transferring problem-solving skills by gradually withdrawing AI support, encouraging students to solve problems independently. 2. The findings revealed that students demonstrated the greatest improvement in their problem-solving thinking/transformation skills, with a relative gain score of 79.17 Moderate improvements were observed in their application reasoning skills and Interpretation skills, with average relative gain scores of 56.86,42.52 and 32.96 respectively.

งานวิจัยเชิงปฏิบัติการนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาแนวทางและผลของการจัดกิจกรรมการเรียนรู้ตามกระบวนการแก้ปัญหาของโพลยาร่วมกับแอปพลิเคชันปัญญาประดิษฐ์เพื่อส่งเสริมความสามารถในการแก้ปัญหาทางคณิตศาสตร์ เรื่อง ระบบสมการเชิงเส้นสองตัวแปร ผู้เข้าร่วมวิจัย คือ นักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 3 จำนวน 36 คน ของโรงเรียนแห่งหนึ่งในจังหวัดอุตรดิตถ์ โดยเครื่องมือวิจัย ประกอบด้วย แผนการจัดการเรียนรู้ ใบกิจกรรม แบบสะท้อนผลการจัดการเรียนรู้และแบบทดสอบวัดความสามารถในการแก้ปัญหาทางคณิตศาสตร์ของนักเรียน วิเคราะห์ข้อมูลโดยใช้การวัดคะแนนเพิ่มขึ้นสัมพัทธ์ การวิเคราะห์เชิงเนื้อหา ผลการวิจัย พบว่า 1.แนวทางจัดกิจกรรมการเรียนรู้ ควรมีแนวปฏิบัติใน 3 ประเด็น ดังนี้ 1) เลือกแอปพลิเคชันปัญญาประดิษฐ์ที่เหมาะสมกับกระบวนการแก้ปัญหาทางคณิตศาสตร์แต่ละระยะ 2) ออกแบบกิจกรรมโดยส่งเสริมให้มีการทำงานร่วมกันเป็นกลุ่ม ใช้คำถามเพื่อกระตุ้นให้เกิดการให้เหตุผลและการถกเถียงอภิปราย และออกแบบการใช้งานแอปพลิเคชันปัญญาประดิษฐ์ร่วมกันเพื่อพัฒนาทักษะกระบวนการทางคณิตศาสตร์ และ 3) ถ่ายโอนความสามารถในการแก้ปัญหาโดยถอนการใช้แอปพลิเคชันปัญญาประดิษฐ์เพื่อให้นักเรียนแก้ปัญหาด้วยตนเอง 2.นักเรียนมีพัฒนาการด้านความสามารถในการแก้ปัญหาคณิตศาสตร์ด้านการคิด/แปลงปัญหาสูงสุด คะแนนพัฒนาการสัมพัทธ์ เป็น 79.17 รองลงมาคือ ด้านการใช้ ด้านการให้เหตุผลและด้านการตีความ คะแนนเพิ่มสัมพัทธ์เฉลี่ย เป็น 56.86, 42.52 และ 32.96 ตามลำดับ