Developing Critical Thinking Skills in 10th Grade Students through Problem-Based Learning in STEM Education on the Topic of Work and Energy

Abstract

This research is a classroom action research aiming to enhance students' critical thinking through problem-based learning (PBL) based on STEM education concepts. The objective was for students to achieve a critical thinking score of at least 70 percent. The target group consisted of 17 out of 24 Mathayomsuksa 4/3 students at Princess Chulabhorn Science High School, Mukdahan, in the second semester of the 2024 academic year, who initially scored below 70 percent in critical thinking assessments. The research instruments included: (1) six problem-based learning lesson plans based on STEM concepts under the unit "Work and Energy," (2) a critical thinking test, (3) a critical thinking behavior observation form, and (4) a student interview form. Data were analyzed using basic statistics: percentage, mean, and standard deviation. The results revealed that after the first action cycle, students’ average critical thinking score was 54.88, accounting for 68.60%. Ten students (58.82%) met the 70% criterion, while seven students (41.18%) did not. After implementing the second cycle, the average score increased to 62.29 or 77.87%, and all 17 students (100%) successfully passed the 70% benchmark.

การวิจัยในครั้งนี้เป็นการวิจัยเชิงปฏิบัติการในชั้นเรียน มีวัตถุประสงค์เพื่อพัฒนาการคิดอย่างมีวิจารณญาณของนักเรียนด้วยการจัดการเรียนรู้โดยใช้ปัญหาเป็นฐานตามคิดทางสะเต็มศึกษา ให้มีคะแนนผ่านเกณฑ์ร้อยละ 70 กลุ่มเป้าหมายเป็นนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4/3 โรงเรียนวิทยาศาสตร์จุฬาภรณราชวิทยาลัย มุกดาหาร ภาคเรียนที่ 2 ปีการศึกษา 2567 ที่มีคะแนนการคิดอย่างมีวิจารณญาณไม่ผ่านเกณฑ์ร้อยละ 70 จำนวน 17 คน จากจำนวนนักเรียนทั้งหมด 24 คน เครื่องมือที่ใช้ในการวิจัยได้แก่ 1) แผนการจัดการเรียนรู้โดยใช้ปัญหาเป็นฐานตามแนวคิดสะเต็มศึกษา หน่วยการเรียนรู้ เรื่อง งานและพลังงาน จำนวน 6 แผน 2) แบบทดสอบวัดการคิด อย่างมีวิจารณญาณ 3) แบบสังเกตพฤติกรรมการคิดอย่างมีวิจารณญาณของนักเรียน 4) แบบสัมภาษณ์นักเรียน ซึ่งวิเคราะห์ข้อมูลโดยใช้สถิติพื้นฐาน ได้แก่ ร้อยละ ค่าเฉลี่ย และส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน ผลการวิจัยพบว่า นักเรียนที่ได้รับการจัดการเรียนรู้โดยใช้ปัญหาเป็นฐานตามแนวคิดสะเต็มศึกษาในวงจรปฏิบัติการที่ 1คะแนนการคิดอย่างมีวิจารณญาณของนักเรียนมีค่าเฉลี่ยของคะแนนอยู่ที่ 54.88 คิดเป็นร้อยละ 68.60 โดยมีนักเรียนผ่านเกณฑ์ร้อยละ 70 จำนวน 10 คน คิดเป็นร้อยละ 58.82 และมีนักเรียนที่ยังไม่ผ่านเกณฑ์ร้อยละ 70 จำนวน 7 คน คิดเป็นร้อยละ 41.18 ของกลุ่มเป้าทั้งหมด 17 คน วงจรปฏิบัติการที่ 2 คะแนนการคิดอย่างมีวิจารณญาณของนักเรียนมีค่าเฉลี่ยของคะแนนอยู่ที่ 62.29 คิดเป็นร้อยละ 77.87 ซึ่งมีนักเรียนผ่านเกณฑ์ร้อยละ 70 จำนวน 17 คน คิดเป็นร้อยละ 100 ของจำนวณกลุ่มเป้าหมายทั้งหมด 17 คน