The Development of problem-based learning in accordance with the STEM education approach For Improving Scientific Explanation for MatthayomSuksa 4 Students

Abstract

The objectives of this research are to 1) develop problem-based learning activities based on the STEM education approach to meet the efficiency criteria of 75/75. 2) to compare the ability to create scientific explanations through problem-based learning based on the STEM education approach among Grade 10 students with the benchmark of 70% of the total score, and 3) to compare the academic achievement of Grade 10 students who participated in problem-based learning based on the STEM education approach with the benchmark of 70% of the total score.The sample group for this research was 40 students from Grade 10/6 at Kalasinpittayasan School, Mueang Kalasin District, Kalasin Province, during the second semester of the 2023 academic year. The sample was selected through cluster random sampling.The research tools included:Six problem-based learning lesson plans based on the STEM education approach, focusing on the physics topic "Momentum and Collision" for Grade 10 students. Each plan consisted of 2 periods, with each period lasting 50 minutes. A test measuring the ability to create scientific explanations.An achievement test on the topic "Momentum and Collision."The statistics used in data analysis included the mean, percentage, standard deviation, and hypothesis testing through the One-sample t-test.

The research results are as follows:

1. The development of problem-based learning activities based on the STEM education approach on the topic of momentum and collision for Grade 10 students achieved an efficiency score of 77.29/78.23, which is higher than the set criterion of 75/75.

2. Students who participated in problem-based learning based on the STEM education approach scored significantly higher than the benchmark of 70% in their ability to create scientific explanations, both in individual aspects and overall, at the statistical significance level of .05.

3. Students who participated in problem-based learning based on the STEM education approach scored significantly higher than the benchmark of 70% in academic achievement, at the statistical significance level of .05.

การวิจัยในครั้งนี้ มีความมุ่งหมาย 1) เพื่อพัฒนากิจกรรมการเรียนรู้โดยใช้ปัญหาเป็นฐานตามแนวคิดสเต็มศึกษาให้มีประสิทธิภาพตามเกณฑ์ 75/75 2) เพื่อเปรียบเทียบความสามารถในการสร้างคำอธิบายทางวิทยาศาสตร์ด้วยการจัดการเรียนรู้โดยใช้ปัญหาเป็นฐานตามแนวคิดสเต็มศึกษาของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 กับเกณฑ์ร้อยละ 70 ของคะแนนเต็ม และ 3) เพื่อเปรียบเทียบผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 ที่ได้การจัดการเรียนรู้โดยใช้ปัญหาเป็นฐานตามแนวคิดสเต็มศึกษากับเกณฑ์ร้อยละ 70 ของคะแนนเต็ม กลุ่มตัวอย่างที่ใช้ในการวิจัยครั้งนี้เป็นนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4/6 โรงเรียนกาฬสินธุ์พิทยาสรรพ์ อำเภอเมืองกาฬสินธุ์ จังหวัดกาฬสินธุ์ ภาคเรียนที่ 2 ปีการศึกษา 2566 จำนวน 40 คน จาก 1 ห้อง ซึ่งได้จากการสุ่มแบบกลุ่ม (Cluster Random Sampling) เครื่องมือที่ใช้ในการวิจัย คือ 1) แผนการจัดการเรียนรู้โดยใช้ปัญหาเป็นฐานตามแนวคิดสะเต็มศึกษา วิชาฟิสิกส์ เรื่อง โมเมนตัม และการชน ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 จำนวน 6 แผน แผนละ 2 คาบ คาบละ 50 นาที 2) แบบวัดความสามารถในการสร้างคำอธิบายทางวิทยาศาสตร์ 3) แบบทดสอบวัดผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนเรื่อง โมเมนตัม และการชน สถิติที่ใช้ในการวิเคราะห์ ข้อมูล ได้แก่ ค่าเฉลี่ย ร้อยละ ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน และสถิติทดสอบสมมติฐานใช้สถิติ One sample t-test

ผลการวิจัยปรากฏดังนี้

1. ผลการพัฒนากิจกรรมการเรียนรู้โดยใช้ปัญหาเป็นฐานตามแนวคิดสะเต็มศึกษาเรื่องโมเมนตัม และการชนสำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 มีประสิทธิภาพเท่ากับ 77.29/78.23 ซึ่งเป็นไปตามเกณฑ์ที่กำหนด

2. นักเรียนที่ได้รับการจัดการเรียนรู้โดยใช้ปัญหาเป็นฐานตามแนวคิดสะเต็มศึกษามีคะแนนความสามารถในการสร้างคำอธิบายวิทยาศาสตร์จำแนกรายด้านและโดยรวมสูงกว่าเกณฑ์ร้อยละ 70 อย่างมีนัยสำคัญทางสถิติที่ระดับ .05

3. นักเรียนที่ได้รับการจัดการเรียนรู้โดยใช้ปัญหาเป็นฐานตามแนวคิดสะเต็มศึกษามีคะแนนผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนสูงกว่าเกณฑ์ร้อยละ 70 อย่างมีนัยสำคัญทางสถิติที่ระดับ .05