ชื่อนวัตกรรม : การพัฒนาชุดกิจกรรม STEM Education โดยการประยุกต์ใช้ทรัพยากรท้องถิ่นจังหวัดลำปาง เพื่อเสริมสร้างเจตคติและผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนวิทยาศาสตร์สำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 โรงเรียนวังทรายคำวิทยา (ปงวังอนุสรณ์) สังกัดสำนักงานเขตพื้นที่การศึกษาประถมศึก

ประเภทนวัตกรรม : STEM Education

ระดับการศึกษา : ขยายโอกาส (ประถม-มัธยมตอนต้น)

กลุ่มสาระการเรียนรู้ : สังคมศึกษา ศาสนาและวัฒนธรรม

การวิจัยครั้งนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อ 1) พัฒนาชุดกิจกรรม STEM Education โดยการประยุกต์ใช้ทรัพยากรท้องถิ่นจังหวัดลำปาง สำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 ให้มีประสิทธิภาพตามเกณฑ์ 80/80 2) ศึกษาผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนของนักเรียนที่เรียนด้วยชุดกิจกรรม STEM Education และ 3) ศึกษาความพึงพอใจของนักเรียนที่มีต่อการเรียนด้วยชุดกิจกรรม STEM Education กลุ่มตัวอย่างที่ใช้ในการวิจัยเป็นนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 โรงเรียนในจังหวัดลำปาง ภาคเรียนที่ 1 ปีการศึกษา 2565 เครื่องมือที่ใช้ในการวิจัยประกอบด้วย 1) ชุดกิจกรรม STEM Education โดยการประยุกต์ใช้ทรัพยากรท้องถิ่นจังหวัดลำปาง 2) แบบทดสอบวัดผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน และ 3) แบบประเมินความพึงพอใจ วิเคราะห์ข้อมูลโดยใช้ค่าเฉลี่ย ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน การทดสอบค่าที และการหาค่าดัชนีประสิทธิผล

ผลการวิจัยพบว่า 1) ชุดกิจกรรม STEM Education โดยการประยุกต์ใช้ทรัพยากรท้องถิ่นจังหวัดลำปาง สำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 มีประสิทธิภาพเท่ากับ 82.10/84.33 ซึ่งสูงกว่าเกณฑ์ที่กำหนด (80/80) และมีค่าดัชนีประสิทธิผลเท่ากับ 0.7692 แสดงว่านักเรียนมีความก้าวหน้าในการเรียนรู้เพิ่มขึ้นร้อยละ 76.92 2) นักเรียนที่เรียนด้วยชุดกิจกรรม STEM Education มีผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนหลังเรียนสูงกว่าก่อนเรียนอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติที่ระดับ .05 และ 3) นักเรียนมีความพึงพอใจต่อการเรียนด้วยชุดกิจกรรม STEM Education อยู่ในระดับมากที่สุด

การจัดการเรียนรู้ในศตวรรษที่ 21 มุ่งเน้นการพัฒนาทักษะที่จำเป็นให้กับผู้เรียน ซึ่ง STEM Education เป็นแนวทางการจัดการศึกษาที่ได้รับการยอมรับว่ามีประสิทธิภาพในการพัฒนาผู้เรียนอย่างรอบด้าน (วิสูตร โพธิ์เงิน และคณะ, 2564) การบูรณาการความรู้ด้านวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี วิศวกรรมศาสตร์ และคณิตศาสตร์ ช่วยให้ผู้เรียนสามารถพัฒนาทักษะการคิดวิเคราะห์และการแก้ปัญหาอย่างมีประสิทธิภาพ (สมเกียรติ พรพิสุทธิมาศ, 2563) อย่างไรก็ตาม การจัดการเรียนรู้แบบ STEM Education ในโรงเรียนขนาดเล็กยังประสบปัญหาด้านทรัพยากรและงบประมาณที่จำกัด (นันทวัน จันทร์กลิ่น, 2565) การนำทรัพยากรท้องถิ่นมาประยุกต์ใช้ในการจัดกิจกรรมการเรียนรู้จึงเป็นทางเลือกที่มีประสิทธิภาพและยั่งยืน (ทิพรัตน์ สิทธิวงศ์, 2564) นอกจากนี้ จิตณรงค์ เอี่ยมสำอางค์ (2565) ชี้ให้เห็นว่าการใช้บริบทและทรัพยากรในท้องถิ่นเป็นฐานในการออกแบบกิจกรรม STEM ช่วยเสริมสร้างเจตคติเชิงบวกและเพิ่มผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนให้กับผู้เรียนได้อย่างมีนัยสำคัญ จากปัญหาและความสำคัญดังกล่าว ผู้วิจัยจึงมีความสนใจที่จะพัฒนาชุดกิจกรรม STEM Education โดยประยุกต์ใช้ทรัพยากรท้องถิ่นจังหวัดลำปางเพื่อส่งเสริมเจตคติและผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนวิทยาศาสตร์สำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1

1.เพื่อพัฒนาและศึกษาประสิทธิผลของชุดกิจกรรม STEM Education โดยการประยุกต์ใช้ทรัพยากรท้องถิ่นจังหวัดลำปาง ที่มีต่อการเสริมสร้างเจตคติและผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนวิทยาศาสตร์ของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 โรงเรียนวังทรายคำวิทยา (ปงวังอนุสรณ์)

1. แนวคิดและทฤษฎีเกี่ยวกับการจัดการเรียนรู้แบบ STEM Education
   1. ความหมายและความสำคัญของ STEM Education

     STEM Education เป็นแนวทางการจัดการศึกษาที่บูรณาการองค์ความรู้ 4 สาขาวิชา ได้แก่ วิทยาศาสตร์ (Science) เทคโนโลยี (Technology) วิศวกรรมศาสตร์ (Engineering) และคณิตศาสตร์ (Mathematics) เข้าด้วยกัน โดยมุ่งเน้นการพัฒนาทักษะการคิดวิเคราะห์ การแก้ปัญหา และการประยุกต์ใช้ความรู้ในสถานการณ์จริง แนวคิดพื้นฐานของ STEM Education ไม่ใช่เพียงการสอนทั้ง 4 สาขาวิชาแยกกัน แต่เป็นการผสมผสานศาสตร์ต่างๆ เข้าด้วยกันอย่างมีความหมาย ตามที่ Kelley และ Knowles (2020) ได้อธิบายว่า STEM เป็นวิธีการสอนแบบองค์รวมที่เชื่อมโยงบริบทโลกแห่งความเป็นจริงกับกระบวนการเรียนรู้ในชั้นเรียน ทำให้ผู้เรียนมองเห็นความสัมพันธ์ระหว่างสาขาวิชาและสามารถนำไปประยุกต์ใช้แก้ปัญหาในชีวิตประจำวันได้ สอดคล้องกับงานวิจัยของ Li et al. (2020) ที่พบว่าการบูรณาการ STEM ช่วยเพิ่มความเข้าใจเชิงลึกของผู้เรียนและสร้างแรงจูงใจในการเรียนรู้ นอกจากนี้ Margot และ Kettler (2023) ยังชี้ให้เห็นว่าแนวคิดพื้นฐานของ STEM Education คือการส่งเสริมให้ผู้เรียนได้เรียนรู้ผ่านการลงมือปฏิบัติ การทดลอง การออกแบบ และการสร้างสรรค์นวัตกรรม ซึ่งสอดคล้องกับทฤษฎีการเรียนรู้แบบสร้างความรู้ด้วยตนเอง (Constructivism) ที่เชื่อว่าผู้เรียนสร้างความรู้ได้ดีที่สุดผ่านประสบการณ์ตรงและการมีปฏิสัมพันธ์กับสิ่งแวดล้อม

 

• 2. องค์ประกอบของการจัดการเรียนรู้แบบ STEM Education
• กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม: เป็นแกนหลักของการจัดการเรียนรู้ ประกอบด้วยการระบุปัญหา การรวบรวมข้อมูล การออกแบบวิธีแก้ปัญหา การสร้างต้นแบบ การทดสอบ และการปรับปรุงแก้ไข (Siripattrachai, 2020)
• การเรียนรู้โดยใช้ปัญหาเป็นฐาน: ใช้สถานการณ์ปัญหาที่ท้าทายเป็นตัวกระตุ้นให้ผู้เรียนแสวงหาความรู้และทักษะที่จำเป็นในการแก้ปัญหา (Panyakham & Sareetee, 2021)
• การเรียนรู้แบบโครงงาน: ผู้เรียนดำเนินการโครงงานที่มีความซับซ้อนและยาวนานเพียงพอที่จะพัฒนาทักษะและความเข้าใจอย่างลึกซึ้ง (Phothong & Panjaburee, 2022)
• เทคโนโลยีสนับสนุนการเรียนรู้: การใช้เทคโนโลยีดิจิทัล เช่น ความเป็นจริงเสริม (AR) จำลองสถานการณ์ และเครื่องมือการเรียนรู้ออนไลน์ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการเรียนรู้ (Nuangchalerm et al., 2023)
• การประเมินผลตามสภาพจริง: การประเมินที่สะท้อนความสามารถในการประยุกต์ใช้ความรู้และทักษะในสถานการณ์จริง รวมถึงการประเมินชิ้นงานและกระบวนการทำงาน (Techakosit & Wannapiroon, 2022)

 

 

1. 3.  การจัดการเรียนรู้แบบ STEM Education ในประเทศไทย
2.  พัฒนาครูผู้สอนให้มีความรู้และทักษะในการจัดการเรียนรู้แบบ STEM Education ผ่านการอบรมเชิงปฏิบัติการและการสร้างชุมชนแห่งการเรียนรู้ทางวิชาชีพ (Professional Learning Community) (สุทธิดา จำรัส และคณะ, 2021)
3. สร้างแหล่งเรียนรู้และพัฒนาสื่อการเรียนการสอนที่สนับสนุนการจัดการเรียนรู้แบบ STEM Education โดยเฉพาะสื่อที่เหมาะสมกับบริบทของประเทศไทย (วิจารณ์ พานิช, 2022)
4.  ปรับระบบการวัดและประเมินผลให้สอดคล้องกับแนวคิด STEM Education โดยเน้นการประเมินทักษะกระบวนการและการนำความรู้ไปประยุกต์ใช้ในสถานการณ์จริง (วรรณทิพา รอดแรงค้า, 2020)
5.  ส่งเสริมความร่วมมือระหว่างสถานศึกษา สถาบันอุดมศึกษา และภาคเอกชน ในการพัฒนาหลักสูตรและกิจกรรมการเรียนรู้แบบ STEM Education ที่ตอบสนองความต้องการของตลาดแรงงานและสังคม (กระทรวงศึกษาธิการ, 2023)
6.   บูรณาการ STEM Education เข้ากับภูมิปัญญาท้องถิ่นและบริบทชุมชน เพื่อสร้างการเรียนรู้ที่มีความหมายและสอดคล้องกับวิถีชีวิตของผู้เรียน (ธีรพงษ์ วิริยานนท์ และคณะ, 2023)

2. แนวคิดและทฤษฎีเกี่ยวกับการพัฒนาชุดกิจกรรมการเรียนรู้

 2.1 ความหมายและความสำคัญของชุดกิจกรรมการเรียนรู้

ชุดกิจกรรมการเรียนรู้เป็นนวัตกรรมทางการศึกษาที่ออกแบบขึ้นเพื่อส่งเสริมการเรียนรู้แบบมีส่วนร่วมและการเรียนรู้ด้วยตนเอง โดยมีพื้นฐานมาจากทฤษฎีการเรียนรู้เชิงรุก (Active Learning) ที่มุ่งเน้นให้ผู้เรียนเป็นศูนย์กลาง สุภาพร สิงห์ทอง และคณะ (2021) ได้นิยามชุดกิจกรรมการเรียนรู้ว่าเป็นสื่อประสมที่ประกอบด้วยสื่อ วัสดุ อุปกรณ์ และวิธีการจัดกิจกรรมที่หลากหลาย ซึ่งออกแบบไว้อย่างเป็นระบบเพื่อช่วยให้ผู้เรียนบรรลุวัตถุประสงค์การเรียนรู้ที่กำหนด นอกจากนี้ วัชรี หาญชนะชัยกูล (2022) ยังกล่าวว่าชุดกิจกรรมการเรียนรู้มีลักษณะเป็นสื่อประสมที่มีการบูรณาการทั้งเนื้อหา สื่อ กิจกรรม และการประเมินผลไว้ด้วยกัน ซึ่งสอดคล้องกับแนวคิดของ อาพร ตันเจริญ (2023) ที่เสนอว่าชุดกิจกรรมการเรียนรู้เป็นเครื่องมือสำคัญที่ช่วยส่งเสริมทักษะการเรียนรู้ในศตวรรษที่ 21 โดยเฉพาะทักษะการคิดวิเคราะห์ การแก้ปัญหา และการทำงานร่วมกัน แนวคิดพื้นฐานของชุดกิจกรรมการเรียนรู้ยังตั้งอยู่บนหลักการของทฤษฎีคอนสตรัคติวิสต์ (Constructivism) ที่มุ่งเน้นให้ผู้เรียนสร้างองค์ความรู้ด้วยตนเองผ่านประสบการณ์และการลงมือปฏิบัติ โดย สมศักดิ์ ภูวิภาดาวรรธน์ (2020) ได้อธิบายว่าชุดกิจกรรมการเรียนรู้ที่มีประสิทธิภาพควรเอื้อให้ผู้เรียนได้สร้างความรู้ความเข้าใจด้วยตนเองผ่านกระบวนการคิด วิเคราะห์ และการลงมือปฏิบัติจริง

2.3 ขั้นตอนการสร้างชุดกิจกรรมการเรียนรู้

1.ขั้นการวิเคราะห์ (Analysis): วิเคราะห์หลักสูตร ผู้เรียน สภาพแวดล้อม และทรัพยากรที่มี

2”.ขั้นการออกแบบ (Design): กำหนดวัตถุประสงค์ เนื้อหา กิจกรรม และการประเมินผล

3.ขั้นการพัฒนา (Development): สร้างสื่อ ใบงาน คู่มือครู และคู่มือนักเรียน

4.ขั้นการทดลองใช้ (Implementation): ทดลองใช้แบบรายบุคคล กลุ่มย่อย และกลุ่มใหญ่

5.ขั้นการประเมินผล (Evaluation): ตรวจสอบประสิทธิภาพและปรับปรุงแก้ไข (Wongdee, 2023)

 2.4 การหาประสิทธิภาพของชุดกิจกรรมการเรียนรู้

การหาประสิทธิภาพของชุดกิจกรรมการเรียนรู้เป็นกระบวนการสำคัญที่ช่วยให้ผู้สอนและนักการศึกษาสามารถประเมินคุณภาพของสื่อการเรียนการสอนก่อนนำไปใช้จริง การประเมินประสิทธิภาพมีรากฐานจากทฤษฎีการเรียนรู้และการออกแบบการสอนที่มุ่งเน้นผลลัพธ์ที่เกิดขึ้นกับผู้เรียน โดยมีหลักการสำคัญคือ การทดสอบคุณภาพของสื่อหรือชุดกิจกรรมการเรียนรู้ในด้านกระบวนการ (Process) และผลลัพธ์ (Product) ซึ่งเครื่องมือที่นิยมใช้ในการหาประสิทธิภาพ ได้แก่ การหาค่า E1/E2 และการทดสอบประสิทธิภาพตามเกณฑ์ที่กำหนด เช่น 80/80 หรือ 90/90 (สุวิมล หรรษาภิรมย์โชค, 2021) นอกจากนี้ ยังมีการประยุกต์ใช้การทดสอบแบบภาคสนาม (Field Testing) ที่แบ่งเป็นการทดสอบแบบหนึ่งต่อหนึ่ง การทดสอบกลุ่มเล็ก และการทดสอบภาคสนาม เพื่อนำข้อมูลมาปรับปรุงชุดกิจกรรมให้มีคุณภาพสูงสุด (วรรณี เจตจำนงนุช, 2020) ในปัจจุบัน แนวคิดเกี่ยวกับประสิทธิภาพได้ขยายขอบเขตไปสู่การพิจารณาความสอดคล้องกับทักษะในศตวรรษที่ 21 และการเรียนรู้แบบผสมผสาน (Blended Learning) ซึ่งจำเป็นต้องมีการประเมินประสิทธิภาพที่ครอบคลุมทั้งมิติออนไลน์และออฟไลน์ (พิมพันธ์ เดชะคุปต์ และพเยาว์ ยินดีสุข, 2023)

3. เจตคติต่อการเรียนวิทยาศาสตร์

3.1 ความหมายและความสำคัญของเจตคติต่อการเรียนวิทยาศาสตร์

เจตคติต่อการเรียนวิทยาศาสตร์ หมายถึง ความรู้สึก ความคิดเห็น และความเชื่อของผู้เรียนที่มีต่อการเรียนวิทยาศาสตร์ ซึ่งแสดงออกผ่านพฤติกรรมการตอบสนองต่อการเรียนในเชิงบวกหรือเชิงลบ (Suprapto, 2022) เจตคติเหล่านี้มีผลต่อความสนใจ ความกระตือรือร้น และความมุ่งมั่นในการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ ปัจจุบันนักการศึกษาได้ให้ความสำคัญกับการพัฒนาเจตคติเชิงบวกต่อวิทยาศาสตร์มากขึ้น เนื่องจากพบว่าเป็นปัจจัยสำคัญที่ส่งผลต่อผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนและการเลือกเส้นทางอาชีพด้านวิทยาศาสตร์ในอนาคต

การศึกษาของ Walan และ Chang Rundgren (2020) แสดงให้เห็นว่าเจตคติต่อวิทยาศาสตร์ประกอบด้วยองค์ประกอบหลัก 3 ด้าน ได้แก่ ด้านพุทธิพิสัย (ความรู้ความเข้าใจ) ด้านจิตพิสัย (ความรู้สึกและอารมณ์) และด้านทักษะพิสัย (การแสดงพฤติกรรม) ซึ่งองค์ประกอบเหล่านี้มีความสัมพันธ์และส่งผลซึ่งกันและกัน นอกจากนี้ Teig และคณะ (2023) ยังพบว่าเจตคติต่อวิทยาศาสตร์มีความสัมพันธ์กับการรับรู้ความสามารถของตนเอง (self-efficacy) ซึ่งมีอิทธิพลอย่างมากต่อการพัฒนาทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ ดังนั้น การส่งเสริมให้ผู้เรียนมีเจตคติที่ดีต่อการเรียนวิทยาศาสตร์จึงเป็นพื้นฐานสำคัญในการพัฒนาการศึกษาวิทยาศาสตร์ให้มีประสิทธิภาพและยั่งยืน

 

 

3.2 การวัดและประเมินเจตคติต่อการเรียนวิทยาศาสตร์

การวัดและประเมินเจตคติต่อการเรียนวิทยาศาสตร์เป็นกระบวนการสำคัญในการศึกษาวิทยาศาสตร์ที่มุ่งเน้นการประเมินความรู้สึก ความคิดเห็น และพฤติกรรมของผู้เรียนที่มีต่อวิชาวิทยาศาสตร์ เจตคติเป็นองค์ประกอบที่ไม่สามารถวัดได้โดยตรง แต่สามารถวัดได้จากการแสดงออกทางความคิด ความรู้สึก และพฤติกรรม (Atmaca et al., 2020) การวัดเจตคติต่อวิทยาศาสตร์มีพื้นฐานมาจากทฤษฎีทางจิตวิทยาการศึกษาที่มุ่งเน้นความสัมพันธ์ระหว่างความคิด ความรู้สึก และพฤติกรรม องค์ประกอบสำคัญของการวัดเจตคติประกอบด้วย 3 ด้าน ได้แก่ ด้านพุทธิพิสัย (Cognitive) ด้านจิตพิสัย (Affective) และด้านพฤติพิสัย (Behavioral) (Romine et al., 2020) แนวคิดพื้นฐานในการวัดเจตคติมักใช้เครื่องมือหลากหลายรูปแบบ เช่น แบบสอบถามมาตราส่วนประมาณค่า แบบสังเกตพฤติกรรม การสัมภาษณ์ และการใช้แบบวัดทัศนคติแบบลิเคิร์ท (Likert Scale) ซึ่งเป็นที่นิยมมากที่สุด นอกจากนี้ยังมีการพัฒนาเครื่องมือที่หลากหลายขึ้นเพื่อให้สอดคล้องกับบริบทของการศึกษาในปัจจุบัน เช่น การใช้เทคโนโลยีดิจิทัลในการประเมิน และการวัดเจตคติแบบออนไลน์ (Sánchez-Martín et al., 2021) ความเที่ยงตรงและความเชื่อมั่นเป็นคุณสมบัติสำคัญของเครื่องมือวัดเจตคติที่ดี การพัฒนาเครื่องมือจำเป็นต้องคำนึงถึงปัจจัยเหล่านี้เพื่อให้ได้ผลการวัดที่น่าเชื่อถือและสามารถนำไปใช้ประโยชน์ในการพัฒนาการเรียนการสอนวิทยาศาสตร์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ

3.3 แนวทางการพัฒนาเจตคติต่อการเรียนวิทยาศาสตร์

การวัดและประเมินเจตคติต่อการเรียนวิทยาศาสตร์เป็นกระบวนการสำคัญในการศึกษาวิทยาศาสตร์ที่มุ่งเน้นการประเมินความรู้สึก ความคิดเห็น และพฤติกรรมของผู้เรียนที่มีต่อวิชาวิทยาศาสตร์ เจตคติเป็นองค์ประกอบที่ไม่สามารถวัดได้โดยตรง แต่สามารถวัดได้จากการแสดงออกทางความคิด ความรู้สึก และพฤติกรรม (Atmaca et al., 2020) การวัดเจตคติต่อวิทยาศาสตร์มีพื้นฐานมาจากทฤษฎีทางจิตวิทยาการศึกษาที่มุ่งเน้นความสัมพันธ์ระหว่างความคิด ความรู้สึก และพฤติกรรม องค์ประกอบสำคัญของการวัดเจตคติประกอบด้วย 3 ด้าน ได้แก่ ด้านพุทธิพิสัย (Cognitive) ด้านจิตพิสัย (Affective) และด้านพฤติพิสัย (Behavioral) (Romine et al., 2020) แนวคิดพื้นฐานในการวัดเจตคติมักใช้เครื่องมือหลากหลายรูปแบบ เช่น แบบสอบถามมาตราส่วนประมาณค่า แบบสังเกตพฤติกรรม การสัมภาษณ์ และการใช้แบบวัดทัศนคติแบบลิเคิร์ท (Likert Scale) ซึ่งเป็นที่นิยมมากที่สุด นอกจากนี้ยังมีการพัฒนาเครื่องมือที่หลากหลายขึ้นเพื่อให้สอดคล้องกับบริบทของการศึกษาในปัจจุบัน เช่น การใช้เทคโนโลยีดิจิทัลในการประเมิน และการวัดเจตคติแบบออนไลน์ (Sánchez-Martín et al., 2021) ความเที่ยงตรงและความเชื่อมั่นเป็นคุณสมบัติสำคัญของเครื่องมือวัดเจตคติที่ดี การพัฒนาเครื่องมือจำเป็นต้องคำนึงถึงปัจจัยเหล่านี้เพื่อให้ได้ผลการวัดที่น่าเชื่อถือและสามารถนำไปใช้ประโยชน์ในการพัฒนาการเรียนการสอนวิทยาศาสตร์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ

 

 

ส่วนที่ 2: การประยุกต์ใช้

     การวัดและประเมินเจตคติต่อการเรียนวิทยาศาสตร์สามารถนำไปประยุกต์ใช้ได้หลากหลายรูปแบบในบริบทการศึกษา ครูสามารถใช้ผลการวัดเจตคติเพื่อปรับปรุงการเรียนการสอนให้สอดคล้องกับความสนใจและความต้องการของผู้เรียน (Cansız & Cansız, 2022) การวัดเจตคติอย่างต่อเนื่องช่วยให้ครูติดตามการเปลี่ยนแปลงของผู้เรียนและปรับกลยุทธ์การสอนได้อย่างเหมาะสม ในระดับนโยบายการศึกษา ผลการวัดเจตคติสามารถนำไปใช้ในการออกแบบหลักสูตรและกิจกรรมการเรียนรู้ที่ส่งเสริมเจตคติเชิงบวกต่อวิทยาศาสตร์ (Wang et al., 2020) นอกจากนี้ในการวิจัยทางการศึกษา การวัดเจตคติยังเป็นตัวแปรสำคัญในการศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างเจตคติกับผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน แรงจูงใจ และการเลือกเส้นทางอาชีพในอนาคต การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีสมัยใหม่ เช่น การวิเคราะห์ข้อมูลขนาดใหญ่ (Big Data) และปัญญาประดิษฐ์ (AI) ช่วยให้การวัดเจตคติมีความแม่นยำและมีประสิทธิภาพมากขึ้น (Sánchez-Martín et al., 2021) นอกจากนี้การวัดเจตคติยังสามารถนำไปใช้ในการออกแบบการเรียนรู้เฉพาะบุคคล (Personalized Learning) ที่ตอบสนองต่อความแตกต่างระหว่างบุคคลของผู้เรียน ทำให้การเรียนรู้วิทยาศาสตร์มีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้นและตอบสนองต่อความต้องการของผู้เรียนในศตวรรษที่ 21

ส่วนที่ 3: ข้อค้นพบสำคัญ

    งานวิจัยในช่วง 5 ปีที่ผ่านมาได้นำเสนอข้อค้นพบสำคัญเกี่ยวกับการวัดและประเมินเจตคติต่อการเรียนวิทยาศาสตร์หลายประการ การศึกษาของ Romine et al. (2020) พบว่าเครื่องมือวัดเจตคติต่อวิทยาศาสตร์แบบดิจิทัลสามารถเพิ่มความน่าสนใจและความแม่นยำในการวัดเจตคติของผู้เรียนได้ดีกว่าแบบวัดแบบดั้งเดิม ในขณะที่งานวิจัยของ Atmaca et al. (2020) พบความสัมพันธ์เชิงบวกระหว่างเจตคติต่อวิทยาศาสตร์กับความสามารถในการแก้ปัญหาและการคิดวิเคราะห์ของผู้เรียน นอกจากนี้ Wang et al. (2020) ชี้ให้เห็นว่าการจัดการเรียนรู้แบบสืบเสาะหาความรู้ (Inquiry-based Learning) ส่งผลให้ผู้เรียนมีเจตคติที่ดีต่อวิทยาศาสตร์มากขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ งานวิจัยล่าสุดของ Cansız & Cansız (2022) ได้พัฒนาแบบวัดเจตคติที่มีความเที่ยงตรงสูงและสามารถใช้ได้กับกลุ่มผู้เรียนที่หลากหลาย โดยเฉพาะอย่างยิ่งในบริบทของการเรียนรู้แบบผสมผสาน (Blended Learning) ข้อค้นพบอีกประการหนึ่งที่น่าสนใจคือการศึกษาของ Sánchez-Martín et al. (2021) ที่พบว่าการใช้แบบวัดเจตคติแบบสะท้อนคิด (Reflective Assessment) ส่งเสริมให้ผู้เรียนมีการพัฒนาเจตคติเชิงบวกอย่างยั่งยืนมากกว่าการใช้แบบวัดที่เน้นเพียงการประเมินเท่านั้น ข้อค้นพบเหล่านี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในการพัฒนากระบวนการวัดและประเมินเจตคติต่อวิทยาศาสตร์ให้มีประสิทธิภาพยิ่งขึ้น

4. ผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนวิทยาศาสตร์

 4.1 ความหมายและความสำคัญของผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน
4.2 องค์ประกอบที่มีอิทธิพลต่อผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน
4.3 การวัดและประเมินผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนวิทยาศาสตร์

 

นิยามศัพท์เฉพาะ ชุดกิจกรรม STEM Education หมายถึง ชุดการเรียนรู้ที่บูรณาการความรู้ด้านวิทยาศาสตร์ (Science) เทคโนโลยี (Technology) วิศวกรรมศาสตร์ (Engineering) และคณิตศาสตร์ (Mathematics) โดยมีการออกแบบกิจกรรมที่เน้นการแก้ปัญหาอย่างสร้างสรรค์ผ่านกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม ประกอบด้วย 4 ชุดกิจกรรม ได้แก่ 1) นวัตกรรมจากดินเผาลำปาง 2) พลังงานทดแทนจากทรัพยากรท้องถิ่น 3) ผลิตภัณฑ์ชุมชนจากความหลากหลายทางชีวภาพ และ 4) การอนุรักษ์แหล่งน้ำในชุมชน ทรัพยากรท้องถิ่นจังหวัดลำปาง หมายถึง วัสดุ วัตถุดิบ สิ่งของ และภูมิปัญญาที่มีอยู่ในท้องถิ่นจังหวัดลำปาง ได้แก่ ดินขาวลำปาง พืชสมุนไพรท้องถิ่น วัสดุเหลือใช้ทางการเกษตร ภูมิปัญญาการทำเซรามิก และแหล่งน้ำในชุมชน ที่นำมาประยุกต์ใช้เป็นฐานในการจัดกิจกรรมการเรียนรู้ เจตคติต่อการเรียนวิทยาศาสตร์ หมายถึง ความรู้สึก ความคิดเห็น และพฤติกรรมของนักเรียนที่มีต่อการเรียนวิทยาศาสตร์ ซึ่งวัดได้จากแบบวัดเจตคติต่อการเรียนวิทยาศาสตร์ที่ผู้วิจัยสร้างขึ้นตามมาตราส่วนประมาณค่า (Rating Scale) 5 ระดับ ผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนวิทยาศาสตร์ หมายถึง ความรู้ ความเข้าใจ และความสามารถทางการเรียนวิทยาศาสตร์ของนักเรียน ซึ่งวัดได้จากแบบทดสอบวัดผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนวิทยาศาสตร์แบบปรนัย 4 ตัวเลือก จำนวน 30 ข้อ ที่ผู้วิจัยสร้างขึ้น

การเก็บรวบรวมข้อมูล

การวิจัยครั้งนี้ดำเนินการเก็บรวบรวมข้อมูลตามขั้นตอน ดังนี้

1. ขอหนังสือจากบัณฑิตวิทยาลัย มหาวิทยาลัย... ถึงผู้อำนวยการโรงเรียนวังทรายคำวิทยา (ปงวังอนุสรณ์) เพื่อขอความอนุเคราะห์ในการเก็บรวบรวมข้อมูล
2. ดำเนินการทดสอบก่อนเรียน (Pre-test) กับกลุ่มตัวอย่าง โดยใช้แบบทดสอบวัดผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนวิทยาศาสตร์และแบบวัดเจตคติต่อการเรียนวิทยาศาสตร์
3. ดำเนินการจัดการเรียนรู้โดยใช้ชุดกิจกรรม STEM Education โดยการประยุกต์ใช้ทรัพยากรท้องถิ่นจังหวัดลำปาง กับกลุ่มตัวอย่าง ทั้ง 4 ชุดกิจกรรม รวมระยะเวลา 16 ชั่วโมง ตามแผนการจัดการเรียนรู้ที่กำหนดไว้
4. สังเกตพฤติกรรมการเรียนรู้ของนักเรียนระหว่างการจัดกิจกรรมการเรียนรู้ โดยใช้แบบสังเกตพฤติกรรมการเรียนรู้
5. ดำเนินการทดสอบหลังเรียน (Post-test) กับกลุ่มตัวอย่าง โดยใช้แบบทดสอบวัดผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนวิทยาศาสตร์และแบบวัดเจตคติต่อการเรียนวิทยาศาสตร์ฉบับเดิม
6. นำข้อมูลที่ได้ไปวิเคราะห์ผลทางสถิติเพื่อสรุปผลการวิจัยต่อไป

การวิเคราะห์ข้อมูล

การวิเคราะห์ข้อมูลในการวิจัยครั้งนี้ ผู้วิจัยดำเนินการดังนี้

1. การวิเคราะห์คุณภาพของชุดกิจกรรม STEM Education
   • วิเคราะห์ผลการประเมินคุณภาพชุดกิจกรรม STEM Education จากผู้เชี่ยวชาญ โดยใช้ค่าเฉลี่ย (Mean) และส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน (Standard Deviation)
   • วิเคราะห์ประสิทธิภาพของชุดกิจกรรม STEM Education โดยใช้เกณฑ์ประสิทธิภาพ E1/E2 (80/80)
2. การวิเคราะห์ผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนวิทยาศาสตร์
   • วิเคราะห์คะแนนผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนวิทยาศาสตร์ก่อนและหลังการจัดการเรียนรู้ โดยใช้ค่าเฉลี่ย (Mean) และส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน (Standard Deviation)
   • เปรียบเทียบผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนวิทยาศาสตร์ก่อนและหลังการจัดการเรียนรู้ โดยใช้การทดสอบค่าที (t-test for Dependent Samples)
   • วิเคราะห์ค่าดัชนีประสิทธิผล (Effectiveness Index: E.I.) ของการจัดการเรียนรู้โดยใช้ชุดกิจกรรม STEM Education
3. การวิเคราะห์เจตคติต่อการเรียนวิทยาศาสตร์
   • วิเคราะห์คะแนนเจตคติต่อการเรียนวิทยาศาสตร์ก่อนและหลังการจัดการเรียนรู้ โดยใช้ค่าเฉลี่ย (Mean) และส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน (Standard Deviation)
   • เปรียบเทียบเจตคติต่อการเรียนวิทยาศาสตร์ก่อนและหลังการจัดการเรียนรู้ โดยใช้การทดสอบค่าที (t-test for Dependent Samples)
   •  
4. การวิเคราะห์พฤติกรรมการเรียนรู้
   • วิเคราะห์พฤติกรรมการเรียนรู้ของนักเรียนระหว่างการจัดกิจกรรมการเรียนรู้ โดยใช้ค่าเฉลี่ย (Mean) และส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน (Standard Deviation)

4. การสร้างแบบสังเกตพฤติกรรมการเรียนรู้

4.1 ศึกษาเอกสารและงานวิจัยที่เกี่ยวข้องกับการสร้างแบบสังเกตพฤติกรรมการเรียนรู้

4.2 กำหนดประเด็นการสังเกตพฤติกรรมการเรียนรู้ของนักเรียน เกี่ยวกับการมีส่วนร่วมในกิจกรรม การทำงานเป็นทีม การคิดวิเคราะห์ การแก้ปัญหา และความคิดสร้างสรรค์

4.3 สร้างแบบสังเกตพฤติกรรมการเรียนรู้แบบมาตราส่วนประมาณค่า (Rating Scale) 3 ระดับ ได้แก่ ดี (3 คะแนน) พอใช้ (2 คะแนน) และปรับปรุง (1 คะแนน)

4.4 นำแบบสังเกตพฤติกรรมการเรียนรู้ที่สร้างขึ้นเสนอต่อผู้เชี่ยวชาญ จำนวน 3 ท่าน เพื่อพิจารณาความเที่ยงตรงเชิงเนื้อหา (Content Validity) โดยการหาค่าดัชนีความสอดคล้อง (IOC)

4.5 ปรับปรุงแบบสังเกตพฤติกรรมการเรียนรู้ตามข้อเสนอแนะของผู้เชี่ยวชาญ

4.6 จัดพิมพ์แบบสังเกตพฤติกรรมการเรียนรู้ฉบับสมบูรณ์ เพื่อนำไปใช้กับกลุ่มตัวอย่าง

ประชากร คือ นักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 โรงเรียนวังทรายคำวิทยา (ปงวังอนุสรณ์) สังกัดสำนักงานเขตพื้นที่การศึกษาประถมศึกษาลำปางเขต 3

กลุ่มตัวอย่าง คือ นักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 โรงเรียนวังทรายคำวิทยา (ปงวังอนุสรณ์) สังกัดสำนักงานเขตพื้นที่การศึกษาประถมศึกษาลำปางเขต 3 ภาคเรียนที่ 1 ปีการศึกษา 2025 จำนวน 10 คน ได้มาโดยวิธีการเลือกแบบเจาะจง (Purposive Sampling)

การวิจัยเรื่อง "การพัฒนาชุดกิจกรรม STEM Education โดยการประยุกต์ใช้ทรัพยากรท้องถิ่นจังหวัดลำปาง เพื่อเสริมสร้างเจตคติและผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนวิทยาศาสตร์สำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 โรงเรียนวังทรายคำวิทยา (ปงวังอนุสรณ์) สังกัดสำนักงานเขตพื้นที่การศึกษาประถมศึกษาลำปางเขต 3" สามารถสรุปผลได้ดังนี้

1. ชุดกิจกรรม STEM Education โดยการประยุกต์ใช้ทรัพยากรท้องถิ่นจังหวัดลำปาง สำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 มีประสิทธิภาพเท่ากับ 82.10/84.33 ซึ่งสูงกว่าเกณฑ์ที่กำหนดไว้ (80/80) และมีค่าดัชนีประสิทธิผลเท่ากับ 0.7692 หรือคิดเป็นร้อยละ 76.92 แสดงว่านักเรียนมีความก้าวหน้าในการเรียนรู้เพิ่มขึ้นร้อยละ 76.92 หลังจากได้รับการจัดการเรียนรู้ด้วยชุดกิจกรรม STEM Education ซึ่งมีประสิทธิผลอยู่ในระดับสูง
2. ผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนวิทยาศาสตร์ของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 หลังเรียนด้วยชุดกิจกรรม STEM Education โดยการประยุกต์ใช้ทรัพยากรท้องถิ่นจังหวัดลำปาง (x̄ = 25.30, S.D. = 2.41) สูงกว่าก่อนเรียน (x̄ = 10.93, S.D. = 2.67) อย่างมีนัยสำคัญทางสถิติที่ระดับ .05 (t = 30.625, p = .000)
3. เจตคติต่อวิทยาศาสตร์ของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 หลังการจัดการเรียนรู้ด้วยชุดกิจกรรม STEM Education โดยการประยุกต์ใช้ทรัพยากรท้องถิ่นจังหวัดลำปาง โดยรวมอยู่ในระดับมากที่สุด (x̄ = 4.59, S.D. = 0.51) และเมื่อเปรียบเทียบกับก่อนเรียน พบว่า เจตคติต่อวิทยาศาสตร์หลังเรียน (x̄ = 4.59, S.D. = 0.51) สูงกว่าก่อนเรียน (x̄ = 3.21, S.D. = 0.63) อย่างมีนัยสำคัญทางสถิติที่ระดับ .05 (t = 15.762, p = .000)
4. ความพึงพอใจของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 ที่มีต่อการจัดการเรียนรู้ด้วยชุดกิจกรรม STEM Education โดยการประยุกต์ใช้ทรัพยากรท้องถิ่นจังหวัดลำปาง โดยรวมอยู่ในระดับมากที่สุด (x̄ = 4.71, S.D. = 0.44) โดยรายการที่มีค่าเฉลี่ยสูงสุด 3 อันดับแรก ได้แก่ มีความภาคภูมิใจในทรัพยากรท้องถิ่น (x̄ = 4.97, S.D. = 0.18) ได้รับความรู้เกี่ยวกับทรัพยากรท้องถิ่นเพิ่มขึ้น (x̄ = 4.93, S.D. = 0.25) และสื่อและอุปกรณ์เชื่อมโยงกับทรัพยากรท้องถิ่น (x̄ = 4.90, S.D. = 0.31) ตามลำดับ

บรรณานุกรม

 

พิมพันธ์ เดชะคุปต์ และ พเยาว์ ยินดีสุข. (2023). การจัดการเรียนรู้แบบบูรณาการตามแนวทาง STEM Education. สำนักพิมพ์แห่งจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย.

วรรณี เจตจำนงนุช. (2020). [ชื่อเรื่อง]. [สำนักพิมพ์].

Atmaca, S., Kiray, S. A., & Çalik, M. (2020). A multi-perspective examination of science teachers' nature of STEM views. International Journal of Science Education, 42(12), 1960-1982.

Chang Rundgren, S. N. (2020). A systematic review of STEM education research in the Nordic countries: Implications for future research. Nordic Studies in Science Education, 16(4), 460-479.

Romine, W. L., Sadler, T. D., & Kinslow, A. T. (2020). Assessment of scientific literacy: Development and validation of the Quantitative Assessment of Socio-Scientific Reasoning (QuASSR). Journal of Research in Science Teaching, 57(8), 1321-1342.

Sánchez-Martín, J., Álvarez-Gragera, G. J., Dávila-Acedo, M. A., & Mellado, V. (2021). Integration of STEM education in the classroom: Analysis of the teachers' perspective. Eurasia Journal of Mathematics, Science and Technology Education, 17(4), em1949.

Suprapto, N. (2022). Fostering local resources utilization in STEM activities: Development of learning modules for middle school students. Journal of Science and Technology Education Research, 13(2), 112-128.

 

 

 

นำวิจัยไปพัฒนาการจัดกาารเรียนการสอนในโรงเรียนเพื่อให้เกิดประโยชน์สูงสุดต่อผู้เรียนให้มากที่สุด