The Development of Scientific Concepts and Learning Achievement on Momentum and Collisions Using Cognitive Conflict-Based Learning (CCBL) for Grade 10 Students

Abstract

This research aimed to 1) develop students’ scientific concept understanding to reach either a partial understanding (PU) or complete understanding (CU), and 2) compare students’ academic achievement with the criterion of 70 percent of the full score on the topic of momentum and collisions in a physics course, using the Cognitive Conflict-Based Learning (CCBL) approach. This study uses a one-group posttest-only design, a type of pre-experimental research design. The research instruments included: 1) a Cognitive Conflict-Based Learning lesson plan on momentum and collisions, which consisted of seven learning lesson plans conducted over a total of 10 hours; 2) a two-tier scientific conceptual understanding test, comprising two parts—Part 1 featured multiple-choice questions with four options and one correct answer, while Part 2 included open-ended questions requiring students to justify their selected responses. The test contained seven items covering the sub-concepts of momentum, force and momentum change, impulse and impulsive force, the law of conservation of momentum, elastic collisions, inelastic collisions, and explosion; and 3) an academic achievement test, which consisted of 20 multiple-choice questions with four options and one correct answer. Data analysis employs mean, percentage, standard deviation, and a t-test for one sample. The study subjects are 39 Grade 10 students. The findings indicate that 30 students, or 76.92%, have partial or complete understanding, while 9 students, or 23.08%, still hold some partial understanding with specific alternative conceptions. Additionally, the average academic achievement score is 15.18 out of 20, which accounts for 75.90%. This score is higher than the 70% requirement with statistical significance at the .05 level.

การวิจัยครั้งนี้มีวัตถุประสงค์ 1) เพื่อพัฒนาความเข้าใจมโนมติทางวิทยาศาสตร์ให้อยู่ในระดับความเข้าใจที่ถูกต้องแต่ไม่สมบูรณ์หรือระดับความเข้าใจที่สมบูรณ์ 2) เพื่อเปรียบเทียบผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนกับเกณฑ์ร้อยละ 70 ของคะแนนเต็ม เรื่องโมเมนตัมและการชน ในรายวิชาฟิสิกส์ โดยใช้การจัดการเรียนรู้แบบความขัดแย้งทางปัญญาเป็นฐาน (Cognitive Conflict-Based Learning: CCBL) งานวิจัยนี้เป็นการวิจัยเชิงทดลองเบื้องต้น (Pre-Experimental Research) ใช้รูปแบบกลุ่มตัวอย่างเดียวทดสอบหลังเรียน (One-Group Posttest-Only Design) โดยมีกลุ่มตัวอย่าง คือ นักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 จำนวน 39 คน เครื่องมือที่ใช้ในการวิจัย คือ 1) แผนการจัดการเรียนรู้แบบความขัดแย้งทางปัญญาเป็นฐาน เรื่อง โมเมนตัมและการชน จำนวน 7 แผนการเรียนรู้ รวม 10 ชั่วโมง 2) แบบวัดความเข้าใจมโนมติทางวิทยาศาสตร์ ที่มีลักษณะ เป็น 2-Teir ประกอบไปด้วย ส่วนที่ 1 ข้อสอบปรนัย 4 ตัวเลือก ซึ่งมีคำตอบที่ถูกที่สุด 1 คำตอบและส่วนที่ 2 ข้อสอบอัตนัยเป็นส่วนที่ให้แสดงเหตุผลในการเลือกคำตอบ โดยแบบวัดมีจำนวน 7 ข้อ ตามมโนมติย่อย คือ โมเมนตัม,แรงและการเปลี่ยนแปลงโมเมนตัม,การดลและแรงดล,กฎการอนุรักษ์โมเมนตัม,การชนแบบยืดหยุ่น,การชนแบบไม่ยืดหยุ่น,การดีดตัวแยกจากกันหรือการระเบิด 3) แบบทดสอบผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน ที่มีลักษณะเป็นข้อสอบปรนัย 4 ตัวเลือก โดยมีคำตอบที่ถูกที่สุด 1 คำตอบ จำนวน 20 ข้อ สถิติที่ใช้ในการวิเคราะห์ข้อมูล ได้แก่ ค่าเฉลี่ย ร้อยละ ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน และสถิติทดสอบสมมติฐาน t-test for One Sample ผลการวิจัยพบว่า นักเรียนจำนวน 30 คน คิดเป็นร้อยละ 76.92 มีระดับความเข้าใจมโนมติทางวิทยาศาสตร์ในระดับความเข้าใจที่ถูกต้องแต่ไม่สมบูรณ์ หรือระดับความเข้าใจที่สมบูรณ์ ขณะที่นักเรียนจำนวน 9 คน คิดเป็นร้อยละ 23.08 ยังมีระดับความเข้าใจที่คลาดเคลื่อนบางส่วน นอกจากนี้ ผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนเฉลี่ยอยู่ที่ 15.18 คะแนน คิดเป็นร้อยละ 75.90 ซึ่งสูงกว่าเกณฑ์ร้อยละ 70 อย่างมีนัยสำคัญทางสถิติที่ระดับ .05