ชื่อนวัตกรรม : การพัฒนาทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ผ่านกิจกรรม STEM แบบ Active Learning สำหรับเด็กปฐมวัย

ประเภทนวัตกรรม : STEM Education

ระดับการศึกษา : ปฐมวัย

กลุ่มสาระการเรียนรู้ : กิจกรรมพัฒนาผู้เรียน

การศึกษาในระดับปฐมวัยเป็นรากฐานสำคัญของการพัฒนาทรัพยากรมนุษย์ที่มีคุณภาพ โดยเฉพาะอย่างยิ่งการพัฒนาทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ซึ่งเป็นพื้นฐานสำคัญของการเรียนรู้ในศตวรรษที่ 21 จากการศึกษาของ วิภาวี ศิริลักษณ์ (2563) พบว่า เด็กปฐมวัยที่ได้รับการจัดประสบการณ์ผ่านกิจกรรม STEM มีพัฒนาการด้านการคิดวิเคราะห์และแก้ปัญหาสูงขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ สอดคล้องกับงานวิจัยของ นงลักษณ์ วงศ์วิชยาภรณ์ (2564) ที่ชี้ให้เห็นว่าการเรียนรู้แบบ Active Learning ช่วยส่งเสริมการพัฒนาทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ นอกจากนี้ พรทิพย์ ศิริภัทราชัย (2565) ยังพบว่าการบูรณาการกิจกรรม STEM ในระดับปฐมวัยช่วยพัฒนาทั้งทักษะทางวิทยาศาสตร์ คณิตศาสตร์ และความคิดสร้างสรรค์ไปพร้อมกัน งานวิจัยนี้จึงมุ่งพัฒนาทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ผ่านกิจกรรม STEM แบบ Active Learning สำหรับเด็กปฐมวัย โรงเรียนอนุบาลเกาะคา(น้ำตาลอนุเคราะห์) ตามแนวคิดของ สุวิมล ว่องวาณิช (2566) ที่เสนอว่าการจัดการเรียนรู้แบบบูรณาการผ่านการลงมือปฏิบัติจริงจะช่วยให้เด็กปฐมวัยเกิดการเรียนรู้อย่างมีความหมายและยั่งยืน

1.เพื่อศึกษาและพัฒนาทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ผ่านชุดกิจกรรม STEM แบบ Active Learning สำหรับเด็กปฐมวัย โดยเปรียบเทียบทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ของนักเรียนก่อนและหลังการจัดประสบการณ์การเรียนรู้

1. แนวคิดและทฤษฎีเกี่ยวกับพัฒนาการของเด็กปฐมวัย 1.1 ทฤษฎีพัฒนาการทางสติปัญญาของเพียเจต์ (Piaget) 1.2 ทฤษฎีวัฒนธรรมเชิงสังคมของไวก็อตสกี้ (Vygotsky) 1.3 ทฤษฎีพหุปัญญาของการ์ดเนอร์ (Gardner) 1.4 พัฒนาการทางสติปัญญาและการเรียนรู้ของเด็กปฐมวัย
2. ทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์สำหรับเด็กปฐมวัย 2.1 ความหมายและความสำคัญของทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ 2.2 องค์ประกอบของทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์สำหรับเด็กปฐมวัย 2.3 แนวทางการพัฒนาทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์สำหรับเด็กปฐมวัย 2.4 การประเมินทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ในเด็กปฐมวัย
3. การจัดการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM Education) 3.1 ความหมายและความสำคัญของสะเต็มศึกษา 3.2 องค์ประกอบของสะเต็มศึกษาสำหรับเด็กปฐมวัย 3.3 กระบวนการจัดการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษาในระดับปฐมวัย 3.4 การประเมินผลการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา
4. การจัดการเรียนรู้แบบ Active Learning 4.1 ความหมายและความสำคัญของ Active Learning 4.2 รูปแบบและวิธีการจัดการเรียนรู้แบบ Active Learning สำหรับเด็กปฐมวัย 4.3 บทบาทของครูในการจัดการเรียนรู้แบบ Active Learning 4.4 การบูรณาการ Active Learning กับสะเต็มศึกษาในระดับปฐมวัย
5. หลักสูตรการศึกษาปฐมวัยกับการพัฒนาทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ 5.1 สาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ในหลักสูตรการศึกษาปฐมวัย พุทธศักราช 2560 5.2 การจัดประสบการณ์การเรียนรู้วิทยาศาสตร์สำหรับเด็กปฐมวัย 5.3 การบูรณาการสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์กับสาระการเรียนรู้อื่น
6. งานวิจัยที่เกี่ยวข้อง 6.1 งานวิจัยในประเทศ 6.2 งานวิจัยต่างประเทศ
7. กรอบแนวคิดการวิจัย

1.กิจกรรม STEM แบบ Active Learning หมายถึง การจัดประสบการณ์การเรียนรู้ที่บูรณาการความรู้ด้านวิทยาศาสตร์ (Science) เทคโนโลยี (Technology) วิศวกรรมศาสตร์ (Engineering) และคณิตศาสตร์ (Mathematics) โดยเน้นผู้เรียนเป็นศูนย์กลางและส่งเสริมการเรียนรู้ผ่านการลงมือปฏิบัติ การสำรวจ และการทดลองด้วยตนเอง ในบริบทที่เหมาะสมกับเด็กปฐมวัย

1. ศึกษาหลักสูตรการศึกษาปฐมวัย พุทธศักราช 2560 และคู่มือหลักสูตรการศึกษาปฐมวัย โรงเรียนอนุบาลเกาะคา
2. ศึกษาทฤษฎี หลักการ และแนวคิดเกี่ยวกับการจัดกิจกรรม STEM ในระดับปฐมวัย และการจัดการเรียนรู้แบบ Active Learning
3. ศึกษาเอกสารและงานวิจัยที่เกี่ยวข้องกับการพัฒนาทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์สำหรับเด็กปฐมวัย
4. กำหนดหน่วยการเรียนรู้และออกแบบกิจกรรม STEM แบบ Active Learning ให้สอดคล้องกับทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ทั้ง 5 ด้าน
5. จัดทำแผนการจัดประสบการณ์การเรียนรู้ จำนวน 24 แผน แบ่งเป็น 8 หน่วยการเรียนรู้ หน่วยละ 3 แผน ดังนี้

สัปดาห์ที่	หน่วยการเรียนรู้	แผนการจัดประสบการณ์	ทักษะกระบวนการวิทยาศาสตร์ที่เน้น
1	น้ำแสนสนุก	1. คุณสมบัติของน้ำ2. การลอยและการจม3. การละลายของสาร	การสังเกต/การจำแนก/การลงความเห็นจากข้อมูล
2	แม่เหล็กมหัศจรรย์	4. สำรวจแม่เหล็ก5. แม่เหล็กกับวัสดุต่างๆ6. สร้างของเล่นแม่เหล็ก	การสังเกต/การวัด/การสื่อความหมาย
3	แสงและเงา	7. ทิศทางของแสง8. เงาของฉัน9. โรงละครเงา	การสังเกต/การลงความเห็นจากข้อมูล/การสื่อความหมาย
4	สีสันหรรษา	10. การผสมสี11. สีจากธรรมชาติ12. ภาพพิมพ์จากสี	การสังเกต/การจำแนก/การสื่อความหมาย
5	อากาศรอบตัว	13. สำรวจอากาศ14. แรงลม15. อากาศมีน้ำหนัก	การสังเกต/การวัด/การลงความเห็นจากข้อมูล
6	พืชแสนรู้	16. ส่วนประกอบของพืช17. การเจริญเติบโตของพืช18. พืชที่เรารู้จัก	การสังเกต/การจำแนก/การวัด
7	สัตว์น่ารัก	19. ที่อยู่อาศัยของสัตว์/20. อาหารของสัตว์/21. การเคลื่อนที่ของสัตว์	การสังเกต/การจำแนก/การลงความเห็นจากข้อมูล
8	เสียงแสนสนุก	22. แหล่งกำเนิดเสียง23. ระดับเสียง24. เครื่องดนตรีจากวัสดุเหลือใช้	การสังเกต/การวัด/การสื่อความหมาย

แต่ละแผนการจัดประสบการณ์ประกอบด้วย

• จุดประสงค์การเรียนรู้
• สาระการเรียนรู้
• สาระที่ควรเรียนรู้
• ประสบการณ์สำคัญ
• กิจกรรมการเรียนรู้ แบ่งเป็น 5 ขั้นตอนตามแนวทาง Active Learning ดังนี้
  1. ขั้นกระตุ้นความสนใจ (Engage)
  2. ขั้นสำรวจและค้นหา (Explore)
  3. ขั้นอธิบายและลงข้อสรุป (Explain)
  4. ขั้นขยายความรู้ (Elaborate)
  5. ขั้นประเมินผล (Evaluate)
• สื่อและอุปกรณ์การเรียนรู้
• การวัดและประเมินผล
• บันทึกหลังการจัดกิจกรรม

6.นำชุดกิจกรรมที่สร้างขึ้นเสนอต่อผู้เชี่ยวชาญจำนวน 5 ท่าน ประกอบด้วย ผู้เชี่ยวชาญด้านการศึกษาปฐมวัย 2 ท่าน ผู้เชี่ยวชาญด้านวิทยาศาสตร์ศึกษา 2 ท่าน และผู้เชี่ยวชาญด้าน STEM Education 1 ท่าน เพื่อตรวจสอบความเหมาะสมและความสอดคล้องของกิจกรรม

7.วิเคราะห์ค่าดัชนีความสอดคล้อง (IOC) ของชุดกิจกรรม โดยกำหนดเกณฑ์ค่า IOC ≥ 0.50

8.ปรับปรุงแก้ไขชุดกิจกรรมตามข้อเสนอแนะของผู้เชี่ยวชาญ

9.นำชุดกิจกรรมไปทดลองใช้กับนักเรียนชั้นอนุบาลปีที่ 2 ที่ไม่ใช่กลุ่มตัวอย่าง จำนวน 15 คน เพื่อตรวจสอบความเหมาะสมด้านเวลา เนื้อหา และรูปแบบการจัดกิจกรรม

10.ปรับปรุงแก้ไขชุดกิจกรรมให้มีความสมบูรณ์ก่อนนำไปใช้จริงกับกลุ่มตัวอย่าง

 

 

การวิจัยครั้งนี้วิเคราะห์ข้อมูลโดยใช้โปรแกรมสำเร็จรูปทางสถิติ มีขั้นตอนดังนี้

1. วิเคราะห์ระดับทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ของนักเรียนก่อนและหลังการทดลอง โดยใช้สถิติพื้นฐาน ได้แก่ ค่าเฉลี่ย (Mean) และส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน (Standard Deviation) โดยมีเกณฑ์การแปลความหมาย ดังนี้
   • คะแนนเฉลี่ย 2.51-3.00 หมายถึง มีทักษะในระดับดี
   • คะแนนเฉลี่ย 1.51-2.50 หมายถึง มีทักษะในระดับพอใช้
   • คะแนนเฉลี่ย 1.00-1.50 หมายถึง มีทักษะในระดับปรับปรุง
2. เปรียบเทียบทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ของนักเรียนก่อนและหลังการทดลอง โดยใช้การทดสอบค่าที (t-test for Dependent Samples)

   ข้อมูลที่ได้  คือคะแนนจากการสังเกตก่อนและหลังการสังเกต  ผู้ศึกษาได้วิเคราะห์ข้อมูลด้วยวิธีการทางสถิติ  ดังนี้

   1. สถิติพื้นฐาน   

   1.1 คะแนนเฉลี่ย (Mean) โดยใช้สูตร( เอกสารประกอบการอบรม 2551)

   ˉ(x)

   เมื่อ        ˉ(x) แทนค่าเฉลี่ย

   ∑x แทนผลรวมของคะแนนทั้งหมด

   n แทนจำนวนประชากรทั้งหมด

   ˉ(x) =

    

   1.2 ค่าส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน (Standard Deviation) คำนวณจากสูตร  ดังนี้

                S.D.

   เมื่อ       S.D. แทน ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐานของคะแนน

   n แทน จำนวนประชากรทั้งหมด

   x แทน ผลรวมของคะแนนทั้งหมด

   

    

นำชุดกิจกรรม STEM แบบ Active Learning สำหรับเด็กปฐมวัย มาจัดกิจกรรมเพื่อพัฒนาทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ผ่านกิจกรรม STEM แบบ Active Learning สำหรับเด็กปฐมวัย

นักเรียนชั้นอนุบาล 3/1 โรงเรียนอนุบาลเกาะคา(น้ำตาลอนุเคราะห์) สังกัดสำนักงานเขตพื้นที่การศึกษาประถมศึกษาลำปางเขต 2 ปีการศึกษา 2567 จำนวน 20 คน

1.หลังจากการจัดกิจกรรมพบว่าเด็กปฐมวัยพัฒนาการทักษะทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ผ่านกิจกรรม STEM แบบ Active Learning 

ทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ ความสามารถในการแสวงหาความรู้ทางวิทยาศาสตร์โดยใช้กระบวนการทางวิทยาศาสตร์ขั้นพื้นฐานสำหรับเด็กปฐมวัย ประกอบด้วย

ทักษะการสังเกต  ความสามารถในการใช้ประสาทสัมผัสทั้ง 5 ในการรับรู้รายละเอียดของสิ่งต่างๆ

ทักษะการจำแนก ความสามารถในการแบ่งแยกสิ่งต่างๆ ตามเกณฑ์ที่กำหนด

ทักษะการวัด  ความสามารถในการเปรียบเทียบขนาด น้ำหนัก ปริมาตร โดยใช้เครื่องมืออย่างง่าย

ทักษะการลงความเห็นจากข้อมูล  ความสามารถในการแปลความหมายหรือบอกความสัมพันธ์ของสิ่งที่สังเกตได้

ทักษะการสื่อความหมาย ความสามารถในการถ่ายทอดความรู้ความเข้าใจให้ผู้อื่นเข้าใจด้วยการพูด วาดภาพ หรือการแสดงท่าทาง