The Development of Scientific Concept on Electrochemical Cell of Mathayomsuksa 5 Students by Using Metacognitive Learning Cycle

Abstract

The purpose of this research aims to develop scientific concepts on electrochemical cell of Mathayomsuksa 5 students by using Metacognitive learning cycle, to achieve complete understanding or partial understanding level. The target group was 35 students in Mathayomsuksa 5/10 students of Wapipathum School, Thailand, studied in the second semester of the academic year 2019. The purposive sampling was used to select the target group. Action Research was used in this research which consists of 3 cycles as follows: the first cycle consisted of galvanic cell, cell diagram for galvanic cell, cell potential and standard electrode potential, the second cycle consisted of electrolytic cell and calculating standard cell potential of electrolytic cell, and the third cycle consisted of electroplating and electrolysis. The research instruments were: 1) 7 lesson plans of Metacognitive learning cycle; 2) the multiple-choice test with rational explanation containing 14 questions of the electrochemical cell and; 3) the observation form; and 4) the semi-structured interview. The collected data were analyzed by using percentage and mean. Moreover, the qualitative data were analyzed by using data from observation form and semi-construction interview.

The research presented that in the first cycle, 13 students (37.14%) had scientific concepts understanding on complete understanding or partial understanding levels. In the second cycle, 24 students (68.57%) passed the level of scientific concept understanding on complete understanding or partial understanding levels. In the third cycle, 32 students (91.43%) achieved complete understanding or partial understanding levels. In the concept exploration phase of metacognitive learning cycle, students explored the concept by themselves through experiments which encouraged them to have a deep understanding. They presented their science ideas by answering the questions before instruction begins, and also presented their concept that they constructed in the concept exploration phase. After reflecting on the concept, students changed their misconception to occur in scientific understanding.

การวิจัยครั้งนี้จัดทำขึ้นเพื่อพัฒนามโนมติทางวิทยาศาสตร์ เรื่องเซลล์ไฟฟ้าเคมี ของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5 โดยใช้วงจรการเรียนรู้เมตาคอกนิชัน ให้มีความเข้าใจมโนมติอยู่ในระดับความเข้าใจที่สมบูรณ์ หรือความเข้าใจที่ถูกต้องแต่ไม่สมบูรณ์ โดยกลุ่มเป้าหมายในการวิจัยครั้งนี้ คือ นักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5/10 จำนวน 35 คน โรงเรียนวาปีปทุม ภาคเรียนที่ 2 ปีการศึกษา 2562 โดยวิธีเลือกแบบเจาะจง โดยเป็นการวิจัยเชิงปฏิบัติการ ดำเนินการวิจัยทั้งหมด 3 วงจรปฏิบัติการ ประกอบด้วย วงจรปฏิบัติการที่ 1 เรื่อง เซลล์กัลวานิก แผนภาพเซลล์กัลวานิก ศักย์ไฟฟ้าของเซลล์และศักย์ไฟฟ้ามาตรฐานของครึ่งเซลล์ วงจรปฏิบัติการที่ 2 เรื่อง เซลล์อิเล็กโทรไลต์ และการคำนวณหาค่าศักย์ไฟฟ้าของเซลล์อิเล็กโทรไลต์ วงจรปฏิบัติการที่ 3 เรื่อง การชุบโลหะด้วยไฟฟ้า และการแยกสลายด้วยไฟฟ้า เครื่องมือที่ใช้ในการวิจัยประกอบไปด้วย 1) แผนการจัดกิจกรรมการเรียนรู้ตามวงจรการเรียนรู้เมตาคอกนิชัน จำนวน 7 แผน 2) แบบวัดมโนมติทางวิทยาศาสตร์แบบปรนัย 4 ตัวเลือก พร้อมการอธิบายเหตุผลเพิ่มเติม จำนวน 14 ข้อ 3) แบบสังเกตพฤติกรรม และ 4) แบบสัมภาษณ์กึ่งโครงสร้าง โดยสถิติที่ใช้ในการวิเคราะห์ข้อมูล คือ ร้อยละ ค่าเฉลี่ย และใช้ข้อมูลจากแบบสังเกตและแบบสัมภาษณ์นักเรียนในการวิเคราะห์ข้อมูลเชิงคุณภาพ

ผลการวิจัยพบว่า วงจรปฏิบัติการที่ 1 นักเรียนมีความเข้าใจมโนมติทางวิทยาศาสตร์ผ่านเกณฑ์ระดับความเข้าใจที่สมบูรณ์ หรือความเข้าใจที่ถูกต้องแต่ไม่สมบูรณ์ จำนวน 13 คน คิดเป็นร้อยละ 37.14 วงจรปฏิบัติการที่ 2 นักเรียนมีความเข้าใจมโนมติทางวิทยาศาสตร์ระดับความเข้าใจที่สมบูรณ์ หรือความเข้าใจที่ถูกต้องแต่ไม่สมบูรณ์ผ่านเกณฑ์ จำนวน 24 คน คิดเป็นร้อยละ 68.57 และวงจรปฏิบัติการที่ 3 นักเรียนมีความเข้าใจมโนมติทางวิทยาศาสตร์ระดับความเข้าใจที่สมบูรณ์ หรือความเข้าใจที่ถูกต้องแต่ไม่สมบูรณ์ผ่านเกณฑ์ จำนวน 32 คน คิดเป็นร้อยละ 91.43 โดยการจัดกิจกรรมการเรียนรู้ตามวงจรการเรียนรู้เมตาคอกนิชันในขั้นสำรวจค้นหามโนมติ พบว่านักเรียนเป็นผู้ดำเนินการสำรวจและค้นหามโนมติผ่านการลงมือปฏิบัติกิจกรรมด้วยตนเอง ส่งเสริมให้เกิดความเข้าใจในประเด็นที่ศึกษาได้อย่างลึกซึ้ง และนักเรียนมีส่วนร่วมในการตอบคำถามเพื่อแสดงมโนมติพื้นฐานทางวิทยาศาสตร์ของนักเรียนก่อนการปฏิบัติกิจกรรมเพื่อค้นหามโนมติ รวมทั้งตอบคำถามเพื่อแสดงมโนมติที่ได้หลังจากทำการศึกษาในขั้นสำรวจค้นหามโมติ และนักเรียนได้ทำการแก้ไขมโนมติที่ยังคลาดเคลื่อนอยู่ให้เป็นมโนมติที่ถูกต้อง ส่งเสริมให้นักเรียนมีมโนมติทางวิทยาศาสตร์