วิจัยในชั้นเรียน

ผลการจัดการเรียนรู้ด้วยสเต็มศึกษา (STEM) วิชาฟิสิกส์ เรื่องเสียง ของนักเรียนชั้น มัธยมศึกษาปีที่ 5 เพื่อพัฒนาผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน และความสามารถในการแก้โจทย์ปัญหาของโพลยา วรัญญา แก้วบุตรดา รายงานการวิจัยในชั้นเรียนนี้เป็นส่วนหนึ่งของการศึกษาตามหลักสูตร ครุศาสตรบัณฑิต สาขาวิชาวิทยาศาสตร์ทั่วไปและฟิสิกส์ มหาวิทยาลัยราชภัฏอุดรธานี 2566

ผลการจัดการเรียนรู้ด้วยสเต็มศึกษา (STEM) วิชาฟิสิกส์ เรื่อง เสียง ของนักเรียนชั้น มัธยมศึกษาปีที่ 5 เพื่อพัฒนาผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน และความสามารถในการแก้โจทย์ปัญหาของโพลยา วรัญญา แก้วบุตรดา รายงานการวิจัยในชั้นเรียนนี้เป็นส่วนหนึ่งของการศึกษาตามหลักสูตร ครุศาสตรบัณฑิต สาขาวิชาวิทยาศาสตร์ทั่วไปและฟิสิกส์ มหาวิทยาลัยราชภัฏอุดรธานี 2566

เรื่อง ผลการจัดการเรียนรู้ด้วยสเต็มศึกษา (STEM) วิชาฟิสิกส์ เรื่องเสียง ของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5 เพื่อพัฒนาผลสัมฤทธิ์ ทางการเรียนและความสามารถในการแก้โจทย์ปัญหาของโพลยา ผู้ทำวิจัย นางสาววรัญญา แก้วบุตรดา สาขาวิชา วิทยาศาสตร์ทั่วไปและฟิสิกส์ ปีการศึกษา 2566 อาจารย์ที่ปรึกษางานวิจัย ดร.อัจฉรา ศิริพนาดร ครูพี่เลี้ยง นางสาวพิภาพร วงษ์ปัตตา อาจารย์ที่ประจำหลักสูตรครุศาสตร์บัณฑิต สาขาวิชาวิทยาศาสตร์ทั่วไปและฟิสิกส์คณะครุศาสตร์ มหาวิทยาลัยราชภัฏอุดรธานีอนุมัติให้นับวิจัยในชั้นเรียนฉบับนี้เป็นส่วนหนึ่งของการศึกษาตามหลักสูตรครุ ศาสตร์บัณฑิต สาขาวิชาวิทยาศาสตร์ทั่วไปและฟิสิกส์ .......................................................................หัวหน้าสาขาวิชา (ดร.อัจฉรา ศิริพนาดร ) วันที่ 23 เดือน มกราคม พ.ศ. 2567 คณะกรรมการผู้ประเมินรายงานวิจัยในชั้นเรียน .........................................................................................(ประธานคณะกรรมการ) ( ดร.อัจฉรา ศิริพนาดร ) .........................................................................................(กรรมการ) ( นางสาวพิภาพร วงษ์ปัตตา )

ก เรื่อง ผลการจัดการเรียนรู้ด้วยสเต็มศึกษา (STEM) วิชาฟิสิกส์ เรื่องเสียง ของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5 เพื่อพัฒนาผลสัมฤทธิ์ ทางการเรียนและความสามารถในการแก้โจทย์ปัญหาของโพลยา ผู้ทำวิจัย นางสาววรัญญา แก้วบุตรดา สาขาวิชา วิทยาศาสตร์ทั่วไปและฟิสิกส์ ปีการศึกษา 2566 อาจารย์ที่ปรึกษางานวิจัย ดร.อัจฉรา ศิริพนาดร บทคัดย่อ การวิจัยครั้งนี้เพื่อพัฒนาผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนและความสามารถในการแก้โจทย์ปัญหาของโพลยา ของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5 ที่เรียนโดยการเรียนรู้ด้วยสะเต็มศึกษา (STEM) วิชาฟิสิกส์ เรื่อง เสียง โดย การจัดการเรียนรู้ตามแนวคิดสะเต็มศึกษาก่อนเรียนและหลังเรียนร้อยละ 70 กลุ่มตัวอย่าง คือ นักเรียนชั้น มัธยมศึกษาปีที่ 5 ภาคเรียนที่ 1 ปีการศึกษา 2566 จำนวน 1 ห้องเรียน จำนวนนักเรียน 33 คน ซึ่งได้มาจาก การสุ่มแบบกลุ่ม (Cluster Random Sampling) แบบแผนการวิจัยคือ One Group Pretest-Posttest Design เครื่องมือที่ใช้ในการวิจัยประกอบด้วยแผนการจัดการเรียนรู้วิชาฟิสิกส์ ที่ใช้แผนการจัดการเรียนรู้แบบ สะเต็มศึกษา แบบทดสอบผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน แบบวัดความสามารถในการแก้โจทย์ปัญหาของโพลยา สถิติที่ใช้การวิเคราะห์ข้อมูล คือ ค่าร้อยละ ค่าเฉลี่ย ค่าเบี่ยงเบนมาตรฐาน ผลการวิเคราะห์ข้อมูลการทดสอบผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน ของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5 พบว่า นักเรียนมีคะแนนเฉลี่ยก่อนเรียน เท่ากับ 6.73 คิดเป็นร้อยละ 33.33 และคะแนนเฉลี่ยหลังเรียน เท่ากับ 14.15 คิดเป็นร้อยละ 72.85 ซึ่งไม่น้อยกว่าเกณฑ์ร้อยละ 70 และแบบวัดความสามารถในการแก้โจทย์ปัญหา ของโพลยา ของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5 พบว่า นักเรียนมีคะแนนเฉลี่ยก่อนเรียน เท่ากับ 8.21 คิดเป็น ร้อยละ 25.70 อยู่ในระดับพอใช้ และคะแนนเฉลี่ยหลังเรียน เท่ากับ 15.49 คิดเป็นร้อยละ 42.92 อยู่ในระดับ ปานกลาง ซึ่งหลังเรียนสูงกว่าก่อนเรียน เป็นไปตามสมมติฐานของการวิจัย คำสำคัญ : การจัดการเรียนรู้ด้วยสเต็มศึกษา (STEM), ผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน,การแก้โจทย์ปัญหาของโพลยา

ข กิตติกรรมประกาศ การทำวิจัยในครั้งนี้สำเร็จลุล่วงไปได้ด้วยดี เริ่มโดยตั้งแต่ขั้นตอนการเริ่มต้นจนกระทั่งเสร็จสมบูรณ์ ต้องขอขอบพระคุณเป็นอย่างสูงในความอนุเคราะห์ตรวจแก้ไข ให้ความคิดเห็น และความรู้เกี่ยวกับงานวิจัย เป็นอย่างดีจาก ดร.อัจฉรา ศิริพนาดร อาจารย์ที่ปรึกษา และอาจารย์สาขาวิทยาศาสตร์ทุกท่าน ขอขอบพระคุณท่านผู้อำนวยการโรงเรียน หัวหน้ากลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ครูพี่เลี้ยง และคณะครูทุกท่านที่ให้คำปรึกษาและมีส่วนช่วยจนทำให้งานวิจัยสำเร็จบรรลุล่วงได้ด้วยดี ตลอดจนขอขอบคุณนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5 ทุกคนและบุคคลที่ไม่ได้เอ่ยนามที่มีส่วนเกี่ยวข้องที่ ให้ความช่วยเหลือในการทำวิจัยครั้งนี้จนสำเร็จได้ สุดท้ายนี้ขอขอบพระคุณบิดามารดาที่ให้ความอนุเคราะห์ ให้คำแนะนำกับผู้ทำวิจัย จนทำให้เกิด แรงผลักดันในการทำวิจัย จนทำให้งานวิจัยเสร็จสมบูรณ์ วรัญญา แก้วบุตรดา ผู้วิจัย

ค สารบัญ หน้า บทคัดย่อ ก กิตติกรรมประกาศ ข สารบัญ ค บทที่ 1 บทนำ ความเป็นมาและความสำคัญของปัญหา 1 วัตถุประสงค์ของการวิจัย 4 สมมติฐานการวิจัย 4 ขอบเขตของการวิจัย 4 ประชากรและกลุ่มตัวอย่าง 4 ตัวแปรที่ศึกษา 5 เนื้อหาในการวิจัย 5 ระยะเวลาในการวิจัย 5 นิยามศัพท์เฉพาะ 5 ประโยชน์ที่จะได้รับ 6 บทที่ 2 เอกสารและงานวิจัยที่เกี่ยวข้อง หลักสูตรแกนกลางการศึกษาขั้นพื้นฐาน พุทธศักราช 2551 (ฉบับปรับปรุง 2560) 9 กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ 12 การจัดการเรียนรู้ตามแนวสะเต็มศึกษา 21 ผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน (Learning Achievement) 25 กระบวนการแก้โจทย์ปัญหาของโพลยา 28 งานวิจัยที่เกี่ยวข้อง 33 บทที่ 3 วิธีดำเนินการวิจัย ประชากรและกลุ่มตัวอย่าง 36 รูปแบบในการทดลอง 36 เครื่องมือที่ใช้ในการวิจัย 37 การสร้างและหาคุณภาพเครื่องมือ 37 การเก็บรวบรวมข้อมูล 41 การวิเคราะห์ข้อมูล 42

ง สารบัญ (ต่อ) หน้า สถิติที่ใช้ในการวิเคราะห์ข้อมูล 42 บทที่ 4 ผลการวิเคราะห์ข้อมูล ผลการวิเคราะห์ข้อมูล 43 ผลการเปรียบเทียบผลสสัมฤทธิ์ทางการเรียนก่อนเรียนและหลังเรียน 45 ผลการเปรียบเทียบแบบทดสอบความสามารถในการแก้โจทย์ปัญหาของโพลยา 45 บทที่ 5 สรุปผล อภิปรายผล และข้อเสนอแนะ วัตถุประสงค์ของการวิจัย 47 สมมติฐานของการวิจัย 47 ขอบเขตของการวิจัย 47 เครื่องมือที่ใช้ในการวิจัย 48 การเก็บรวบรวมข้อมูล 48 การวิเคราะห์ข้อมูล 49 สรุปผลการวิจัย 49 อภิปรายผลการวิจัย 49 ข้อเสนอแนะ 51 บรรณานุกรม 53 ภาคผนวก 55 ประวัติผู้วิจัย

จ

บทที่ 1 บทนำ ความเป็นมาและความสำคัญของปัญหา ปัจจุบันหลายประเทศเร่งพัฒนาการศึกษาทุกรูปแบบเพื่อสร้างทรัพยากรมนุษย์ให้มีคุณภาพใน ประเทศไทยเองมีกระแสเรียกร้องให้มีการปฏิรูปการศึกษาเกิดขึ้น เพื่อให้การศึกษาเป็นเครื่องมือในการพัฒนา เศรษฐกิจสังคม วัฒนธรรม และการเมืองของประเทศอย่างแท้จริง ดูเหมือนว่าการจัดการศึกษาเป็นความ คาดหวังและเป็นสิ่งสำคัญอย่างมากต่อการขับเคลื่อนประเทศ ดังนั้นผู้ที่ทำหน้าที่เกี่บวกับการศึกษา เช่น ครู อาจารย์ทั้งหลายจำเป็นต้องพัฒนาวิธีเรียนและปรับเปลี่ยนวิธีสอนมุ่งสู่การจัดการเรียนรู้ที่เน้นผู้เรียนเป็นสำคัญ ในการพัฒนาคุณภาพ ผู้เรียนให้เป็นคนดี คนเก่ง และมีความสุข (สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และ เทคโนโลยี, 2546 : 27) มีทักษะพื้นฐานและทักษะที่สำคัญในศตวรรษที่ 21 จากพระราชบัญญัติการศึกษา พ.ศ. 2542 และแก้ไขเพิ่มเติม พ.ศ. 2545 ในมาตรา 22 กล่าวไว้ว่า การจัดการศึกษาต้องยึดหลักว่าผู้เรียนทุก คนมีความสามารถเรียนรู้และพัฒนาตนเองได้ และถือว่าผู้เรียนมีความสำคัญที่สุด กระบวนการจัดการศึกษา ต้องส่งเสริมให้ผู้เรียนสามารถพัฒนาตามธรรมชาติและเต็มตามศักยภาพ ปัจจุบันประเทศไทยเดินหน้าตาม แผนพัฒนาเศรฐกิจและสังคมแห่งชาติฉบับที่ 12 ที่เป็นเข็มทิศอันท้าทายอย่างมากที่ประเทศต้องปรับตัว และ เร่งพัฒนาวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี การวิจัยและพัฒนา และนวัตกรรมให้เป็นปัจจัยหลักในการขับเคลื่อนการ พัฒนาในทุกด้าน เพื่อเพิ่มขีดความสามารถในการแข่งขันของประเทศไทยท่ามกลางการแข่งขันในโลกที่รุนแรง ขึ้นมาก ดังนั้นการจัดการศึกษาจึงเป็นเป้าหมายสำคัญที่จะช่วยพัฒนาประเทศให้ทันสถานการณ์โลก โดยการ จัดกิจกรรมการเรียนรู้ทางด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีควรเอื้ออำนวยต่อการพัฒนาประเทศชาติคือ ต้อง มุ่งเน้นการสร้างทรัพยากรมนุษย์หรือผู้เรียนซึ่งเป็นผลผลิตโดยตรงให้มีคุณลักษณะที่มีศักยภาพและ ความสามารถที่จะพัฒนาตนเองและสังคมไปสู่ความสำเร็จรวมทั้งสอดคล้องกับเป้าหมายการพัฒนาประเทศ (สำนักงานปลัดกระทรวงศึกษาธิการกระทรวงศึกษาธิการ, 2560 : ออนไลน์) วิทยาศาสตร์มีบทบาทสําคัญยิ่งในสังคมโลกปัจจุบันและอนาคต เพราะวิทยาศาสตร์เกี่ยวข้องกับทุก คนในชีวิตประจําวัน เครื่องมือเครื่องใช้และผลผลิตต่างๆ ที่มนุษย์ได้ใช้เพื่ออํานวยความสะดวกในการดํารงชีวิต และการทํางาน เหล่านี้ล้วนเป็นผลของความรู้วิทยาศาสตร์ผสมผสานกับความคิดสร้างสรรค์และศาสตร์อื่นๆ การเรียนรู้วิทยาศาสตร์ช่วยทําให้มนุษย์ได้พัฒนาวิธีคิดแบบต่างๆ มีทักษะสําคัญในการค้นคว้าหาความรู้ มี ความสามารถในการแก้ปัญหาอย่างเป็นระบบสามารถตัดสินใจโดยใช้ข้อมูลที่หลากหลายและมีประจักษ์พยาน ที่ตรวจสอบได้ ดังนั้นทุกคนจําเป็นต้องได้รับการพัฒนาให้เกิดการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ เพื่อที่จะมีความรู้ความ เข้าใจในธรรมชาติและเทคโนโลยีที่มนุษย์สร้างสรรค์ขึ้นสามารถนําความรู้ไปใช้อย่างมีเหตุผลสร้างสรรค์และมี คุณธรรม

2 ความสามารถฺในการแก้โจทย์ปัญหฺาเป็นพฤติกรรมด้านการคิดที่สะท้อนถึงกระบวนการ คิดอย่างเป็น ระบบในการค้นหาคำตอบของปัญหา หรือสถานการณ์ต่าง ๆ โดยต้องอาศัยทักษะ ย่อยหลายทักษะ ได้แก่ การ วิเคราะห์ปัญหาการแปลความหมายของโจทย์ปัญหาและการพิจารณาปัญหาอย่างเป็นระบบขั้นตอนตาม กระบวนการแก้โจทย์ปัญหา (บุญน า อินทนนท์, 2551: 66; เสาวนีย์ เวชพิทักษ์, 2551: 6) ซึ่งพฤติกรรมที่ แสดงออกถึงกระบวนการแก้โจทย์ปัญหานั้น ได้แก่ การอ่านเพื่อทำความเข้าใจโจทย์ปัญหาการนำข้อมูล ที่ได้ จากการอ่านมาวิเคราะห์สิ่งที่กำหนดการสำรวจ สิ่งที่โจทย์ต้องการทราบพร้อมหาหลักการที่เกี่ยวข้อง การ วางแผนในการดำเนินการแก้โจทย์ปัญหาจนได้มาซึ่งคำตอบและการตรวจสอบคำตอบ (Billstein, 1987: 30; นฤมล ฉิมงาม, 2558: 38; วิชชุดา อ้วนศรีเมือง, 2555: 9; อนัญญา อินทรภักดิ์, 2558: 482) โดยปัจจัย ภายนอกที่สำคัญมีผลต่อความสามารถฺในการแก้โจทย์ปัญหา ได้แก่ เนื้อหาในรายวิชา เนื่องจากเนื้อหาวิชา ฟิสิกส์มีความซับซ้อน เพราะเป็นความรู้ที่รวบรวมมาจากปรากฏการณ์ทางธรรมชาติ อีกทั้งบางเรื่องในรายวิชา ต้องอาศัยความรู้ในด้านคณิตศาสตร์ในรูปแบบของสมการ ต่าง ๆ เพื่อให้เกิดความกระจ่างในเนื้อหามากยิ่งขึ้น (Barham, Macours, & Maluccio, 2013: 4; พลิน ศรช่วย, 2552: 84) ส่วนปัจจัยภายในที่มีส่วนสำคัญต่อ ความสามารถฺในการแก้โจทย์ปัญหฺาทางฟิสิกส์คือ แรงจูงใจที่จะคอยกระตุ้นให้นักเรียนเกิดความกระตือรือร้น ในการนำศักยภาพที่มีอยู่ ในตัวแสดงออกมาเพื่อนำไปพัฒนาความรู้และเสริมสร้างทักษะในจัดระบบความคิดที่ จะแสดงออก ถึงความสามารถฺในการแก้โจทย์ปัญหฺาทางฟิสิกส์ได้อย่างสมบูรณ์ (Saleh, 2014: 224) ทั้งนี้ เกริก ศักดิ์สุภาพ (2556: 39) และ กานิน่า และวูเลด (Ganina & Voolaid, 2010: 81) ได้กล่าวถึง องค์ประกอบที่สำคัญในการส่งเสริมความสามารถฺในการแก้โจทย์ปัญหฺา เช่น พื้นฐานความรู้เดิม สติปัญญา ประสบการณ์ ความตั้งใจ ความมีวินัยในตนเองของนักเรียน โดยสิ่งเหล่านี้จะเป็นสิ่งที่พัฒนาทักษะและความ สามารถฺในการแก้โจทย์ปัญหฺาที่ทำให้เกิดองค์ความรู้ที่สมบูรณ์โดย สามารถนำความรู้ และทักษะในการแก้ โจทย์ปัญหานี้ ไปประยุกต์ใช้ในการแก้ปัญหาในชีวิตประจำวันได้ ซึ่งการจัดการเรียนรู้ที่ช่วยในการพัฒนาความ สามารถฺในการแก้ปัญหฺา เช่น รูปแบบการจัดการเรียนรู้และกิจกรรมส่งเสริมการเรียนรู้เป็นต้น สามารถกระตุ้น ให้นักเรียนสะท้อน ความคิดในการแก้โจทย์ปัญหา รวมถึงบรรยากาศในการเรียนรู้และสถานการณ์ที่สนับสนุน ให้เกิด ความคิดที่หลากหลายในการแก้ปัญหาของนักเรียนโดยปัจจัยเหล่านี้จะต้องจัดให้เอื้อต่อการเรียนรู้ พร้อมกระตุ้น และส่งเสริมให้นักเรียนใช้ความสามารถฺเพื่อแก้ปัญหฺาอย่างเต็มศักยภาพ จากการทบทวนวรรณกรรมที่เกี่ยวข้องกับการสอนที่ส่งเสริมความสามารถฺในการแก้โจทย์ปัญหฺาพบว่า การจัดการเรียนรู้โดยใช้กระบวนแก้โจทย์ปัญหาของโพลยาเป็นหนึ่งในวิธีการที่ส่งเสริมการฝึกคิดวิเคราะห์หา คำตอบของโจทย์ปัญหาให้กับนักเรียนได้โดยนักเรียนต้องอ่านเพื่อ วิเคราะห์โจทย์ปัญหา และปฏิบัติตามลำดับ ขั้นที่ชัดเจน จนได้มาซึ่งคำตอบที่ถูกต้องและสมบูรณ์ส่งผลให้ความสามารถฺในการแก้โจทย์ปัญหฺาของนักเรียน เกิดการพัฒนาขึ้นได้โดยลดบทบาท ครูผู้สอนที่เคยเป็นศูนย์กลางในการเรียนรู้ให้เป็นเพียงผู้ที่คอยแนะนำและ ช่วยให้คำปรึกษาเพื่อให้การเรียนรู้เป็นไปตามวัตถุประสงค์แต่ละเนื้อหานั้น ๆ และเสริมให้เนื้อหาเกิดความ สมบูรณ์มาก ที่สุด (Shaw, Chambless, Chessin, Price, & Beardain, 1997: 85; ธิดา โมสิกรัตน์, 2548: 120; พิจิตรา ศรีพัดยศ, 2559: 190; ศศิธร แก้วมี, 2555: 84) ทำให้นักเรียนต่อยอดองค์ความรู้ต่อไปได้ทั้งยัง

3 ส่งผลให้มีผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนที่สูงขึน้อีกด้วย (นรินช์ณัฏฐ์ ตระหง่าน, 2558: 766) ซึ่งกระบวนการแก้โจทย์ ปัญหาของโพลยา (Polya, 1945: 5) มีรูปแบบการจัดการเรียนรู้ที่เน้นการแก้โจทย์ปัญหา ประกอบด้วย 4 ขั้นตอน ได้แก่ ขั้นที่ 1 ขั้นท าความเข้าใจโจทย์ปัญหา เป็นขั้นตอนที่ เน้นให้นักเรียนอ่านโจทย์ปัญหาเพื่อ วิเคราะห์สิ่งที่ระบุไว้ในโจทย์ปัญหา ขั้นที่ 2 ขั้นวางแผนเป็นขั้น ที่นักเรียนค้นหารูปแบบแก้โจทย์ปัญหา และ วางแผนการแก้โจทย์ปัญหา ขั้นที่ 3 ขั้นดำเนินการตามแผน เป็นขั้นที่นักเรียนกระทำตามขั้นตอนที่ได้วาง แผนการดำเนินการไว้ และขั้นที่ 4 ขั้นตรวจสอบ เป็นขั้นที่นักเรียนตรวจสอบคำตอบจากการดำเนินการแก้ โจทย์ปัญหา ซึ่งกระบวนการแก้โจทย์ปัญหาของโพลยา มีจุดเด่นคือ มีขั้นตอนในการแก้โจทย์ปัญหาที่เป็น ระบบระเบียบ มีการระบุถึง พฤติกรรมที่นักเรียนจะแสดงออกถึงความสามารถฺในการแก้โจทย์ปัญหฺาใน รายวิชาฟิสิกส์จนนำไปสู่การจัดระบบความคิดเพื่อให้การดำเนินการแก้โจทย์จนได้มาซึ่งคำตอบที่ถูกต้องได้ อาศัย การอ่านสถานการณ์โจทย์ปัญหาทางฟิสิกส์และทำการวิเคราะห์สถานการณ์ในโจทย์ปัญหาทางฟิสิกส์จน สามารถนำข้อมูลและวิธีการในการหาคำตอบมาทำการตรวจสอบ เพื่อความสมบูรณ์ของคำตอบได้ (ศาสดา ภรณ์ หาสนาม, 2559: 543) โดยกระบวนแก้โจทย์ปัญหาของโพลยา จะช่วยส่งเสริมให้นักเรียนเข้าใจ สถานการณ์ในโจทย์ปัญหาและดำเนินการแก้โจทย์ปัญหาทางฟิสิกส์ที่มีความซับซ้อนอยู่ภายในโจทย์ปัญหานั้น ๆ ได้ เนื่องจากมีข้อคำถามที่ส่งเสริมให้นักเรียนได้แสดงออกถึงความสามารถฺในการแก้โจทย์ปัญหฺา ประกอบด้วย การวาดแผนภาพ แสดงสถานการณ์ในโจทย์ปัญหา การเขียนสัญลักษณ์แทนปริมาณที่โจทย์ กำหนดและการเขียนหลักการ ที่เกี่ยวข้องกับสถานการณ์ในโจทย์ปัญหา (สมฤทัย พุทธมนต์สิงห์, 2559: 143) ดังงานวิจัยของ อรพินท์ ชื่นชอบ (2549: 54) ที่ได้ทำการศึกษาการแสดงถึงความสามารถฺในการแก้โจทย์ปัญหฺา ทาง ฟิสิกส์ของนักเรียนระดับชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5 จำนวน 33 คน เมื่อได้รับการจัดการเรียนรู้ด้วย กระบวนการแก้โจทย์ปัญหาของโพลยา ผลการวิจัยพบว่า กระบวนการแก้โจทย์ปัญหาของโพลยา ช่วยส่งเสริม ความสามารถฺดังกล่าว ให้กับนักเรียนซึ่งข้อคำถามในแต่ละขั้นตอนช่วยในการขยาย ความพฤติกรรมที่จะส่งผล ต่อการแสดงออกถึงความสามารถฺในการแก้โจทย์ปัญหฺาทางฟิสิกส์ของนักเรียนจนสามารถดำเนินการแก้โจทย์ ปัญหาทางฟิสิกส์ได้ วิชาฟิสิกส์ถูกบรรจุลงในกลุ่มสาระการเรียนรู้ วิทยาศาสตร์ ถือว่าเป็นหัวใจสำคัญของการเรียนรู้ วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี รวมทั้งเป็นวิชาที่ต้องใช้ตรรกศาสตร์และคณิตศาสตร์ซึ่งนำไปสู่การพัฒนาทางด้าน ทฤษฎีรวมถึงเทคโนโลยีต่างๆ วิชาฟิสิกส์มีความมุ่งหวังให้นักเรียนเข้าใจปรากฏการณ์ธรรมชาติ หลักการ กฎ และทฤษฎีที่เป็นพื้นฐานของธรรมชาติที่อยู่รอบตัวเราสามารถนำหลักการทางฟิสิกส์ไปแก้ปัญหาใน ชีวิตประจำวันได้ แต่สภาพการจัดการเรียนรู้ ของผู้สอน ยังเน้นการบรรยาย การแก้โจทย์ปัญหาและขาดการ นำความรู้ไปเชื่อมโยงในชีวิตประจำวัน ทำให้นักเรียนยังขาดความเข้าใจในมโนทัศน์ทางฟิสิกส์ซึ่งสอดคล้องกับ (สุวิทย์มูลคำและ อรทัย มูลค่า, 2543, น.123) ที่กล่าวว่า การสอนแบบบรรยายเพียงอย่างเดียวไม่สามารถทำ ให้นักเรียนเข้าใจถึงทฤษฎี ปรากฏการณ์ต่าง ๆ และไม่สามารถแก้โจทย์ปัญหาในระดับการประยุกต์ใช้ได้ยิ่ง เนื้อหาบางเรื่องเป็นปรากฏการณ์เชิงนามธรรม นักเรียนจะต้องใช้จินตนาการเพื่อเข้าใจลักษณะของ ปรากฏการณ์ ทำให้นักเรียนไม่สามารถทำความเข้าใจกับเนื้อหาในบางเรื่องได้ เช่น คลื่นเสียงซึ่งเป็นเนื้อหาเชิง

4 ปรากฎการณ์ นักเรียนจำเป็นต้องจินตนาการให้เห็นถึงลักษณะของปรากฏการณ์ทำให้นักเรียนไม่เข้าใจใน เนื้อหาและไม่สามารถประยุกต์เชื่อมโยงเข้ากับชีวิตประจำวันได้ ทั้งที่เรื่องของเสียงเป็นเรื่องที่ใกล้ตัวนักเรียน มาก ด้วยเหตุผลนี ้นักเรียนจึงมองว่าวิชาฟิสิกส์เป็นวิชาที่ยาก ส่งผลให้นักเรียนขาดการกระตือรือร้นในการ เรียน ผู้วิจัยจึงมีความสนใจที่จะนำหน่วยการเรียนรู้เรื่อง เสียง มาพัฒนาการจัดการเรียนรู้ เพื่อให้รูปแบบการ จัดการเรียนรู้มีความน่าสนใจ และสร้างแรงจูงใจในการเรียนรู้ จากความเป็นมาและปัญหาดังกล่าว ผู้วิจัยจึงมีการพัฒนาหน่วยการเรียนรู้ด้วยสะเต็มศึกษา (STEM) เรื่อง เสียง มาใช้ในการจัดการเรียนการสอนเพื่อส่งเสริมความสามารถในการแก้โจทย์ปัญหาของโพลยา ของ นักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5 เพื่อเป็นการฝึกฝนและกระตุ้นให้นักเรียนได้เรียนรู้ กระบวนการแก้โจทย์ปัญหา ของโพลยา กระบวนการสร้างความคิดรวบยอด กระบวนการทำงานกลุ่ม และกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ โดยนักเรียนจะสามารถสร้างกิจกรรมของตนเองได้ นับว่าจะเป็นแนวทางหนึ่งสำหรับการเตรียมคนให้พร้อม ก้าวสู่ศตวรรษที่ 21 ต่อไป วัตถุประสงค์ของการวิจัย ในการวิจัยครั้งนี้ กำหนดวัตถุประสงค์ของการวิจัย ดังนี้ 1. เพื่อพัฒนาผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน เรื่อง เสียง ของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5 ก่อนและหลัง ได้รับการจัดการเรียนรู้ด้วยสะเต็มศึกษา (STEM) กับเกณฑ์ที่กำหนด (ร้อยละ 70) 2. เพื่อศึกษาความสามารถในการแก้โจทย์ปัญหาของโพลยา จากการจัดการเรียนรู้ด้วยสะเต็มศึกษา (STEM) ของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5 รายวิชาฟิสิกส์ เรื่องเสียง สมมติฐานของการวิจัย 1. นักเรียนที่ได้รับการจัดการเรียนรู้สะเต็มศึกษาวิชาฟิสิกส์เรื่อง เสียง มีผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนหลัง เรียนสูงกว่าก่อนเรียน ไม่น้อยกว่าร้อยละ 70 2. นักเรียนมีความสามารถฺในการแก้โจทย์ปัญหฺาทางฟิสิกส์ โดยได้รับการจัดการเรียนรู้ด้วย กระบวนการแก้โจทฺย์ปัญหาของโพลยา หลังเรียนสูงกว่าก่อนเรียน ขอบเขตของการวิจัย 1. ประชากรและกลุ่มตัวอย่าง 1.1 ประชากร ประชากรใช้ในการวิจัยครั้งนี้ คือ นักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปี่ที่ 5 ภาคเรียนที่ 1 ปีการศึกษา 2566 โรงเรียนเทศบาล 3 บ้านเหล่า อำเภอเมือง จังหวัดอุดรธานีจำนวนนักเรียน 78 คน จาก 3 ห้อง

5 1.2 กลุ่มตัวย่าง กลุ่มตัวอย่างที่ใช้ในการวิจัยครั้งนี้ เป็นนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5 โรงเรียนเทศบาล 3 บ้านเหล่า อำเภอเมือง จังหวัดอุดรธานีภาคเรียนที่ 1 ปีการศึกษา 2566 จำนวน 1 ห้อง นักเรียนจำนวน 33 คน ซึ่งได้มาจากการสุ่มแบบกลุ่ม (Cluster Random Sampling) 2. ตัวแปรที่ศึกษา 2.1 ตัวแปรต้น ได้แก่ ผลการจัดการเรียนรู้ด้วยสเต็มศึกษา (STEM) วิชาฟิสิกส์ เรื่องเสียง 2.2 ตัวแปรตาม ได้แก่ 1. ผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน 2. ความสามารถในการแก้โจทย์ปัญหาของโพลยา 3. เนื้อหาที่วิจัย เน ื้อหาที่ผู้วิจัยนำมาใช้ในการจัดกิจกรรมการเรียนรู้ในครั้งนี้ คือ วิชาฟิสิกส์ เรื่อง เสียง ระดับชั้นมัธยมศึกษาปี่ที่ 5 กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ (ฉบับปรับปรุง พ.ศ.2560) ตามหลักสูตร แกนกลางการศึกษาขั้นพื้นฐาน พุทธศักราช 2551 ตัวชี้วัดในสาระที่ 2 มาตรฐาน ว 2.3 มีรายละเอียดดังนี้ 3.1 เรื่องการเกิดเสียง 3.2 ความเข้มเสียงระดับเสียง 3.3 ปรากฏการณ์ดอปเพลอร์ 4. ระยะเวลาที่ใช้ในการวิจัย การวิจัยครั้งนี้ผู้วิจัยได้ทำการศึกษาในภาคเรียนที่ 1 ปีการศึกษา 2566 โดยใช้เวลาในการทดลอง 9 ชั่วโมง สัปดาห์ละ 3 ชั่วโมง รวมทั้งหมด 3 สัปดาห์ นิยามศัพท์เฉพาะ การจัดการเรียนรู้สะเต็มศึกษา คือ แนวทางการจัดกิจกรรมการเรียนการสอนแบบ บูรณา การข้าม สาขาวิชาทั้งสี่ ได้แก่ วิชาวิทยาศาสตร์ (Science: S) เทคโนโลยี (Technology: T) วิศวกรรมศาสตร์ (Engineering: E) และคณิตศาสตร์ (Mathematics: M) มีลักษณะการสอนที่ตั้งอยู่ บนฐานการสอนแบบสืบ เสาะหาความรู้ การสอนโดยใช้ปัญหาเป็นฐาน หรือการสอนโดยใช้โครงงาน เป็นฐาน แล้วใช้เทคโนโลยีเข้ามา เพื่ออ านวยความสะดวกในการออกแบบชิ้นงานเพื่อใช้แก้ปัญหาตาม ขั้นตอน ของกระบวนการทางวิศวกรรม ซึ่งแบ่งออกเป็น 5 ขั้นตอน คือ 1) ขั้นระบุปัญหาหรือ สถานการณ์ 2) ขั้นเก็บรวบรวมข้อมูลที่เกี่ยวข้อง 3) ขั้น ออกแบบชิ้นงานหรือวิธีการแก้ปัญหา 4) ขั้นการทดลอง และ 5) ขั้นประเมินและปรับปรุงแก้ไข 1.6.2 ผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน หมายถึง ความสามารถในการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ ที่วัดได้จาก คะแนนตอบ แบบทดสอบวัดผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนวิชาฟิสิกส์เรื่องไฟฟ้ากระแส แบบปรนัย 4 ตัวเลือกเป็นแบบทดสอบ ชนิดอิงเกณฑ์ ที่ผู้วิจัยสร้างขึ้นตามเนื้อหา และจุดประสงค์การเรียนรู้วิทยาศาสตร์ สาระที่ 2 มาตรฐาน ว 2.3 วิชาฟิสิกส์เพิ่มเติม รหัสวิชา ว 32203 หน่วยการเรียนรู้เรื่อง เสียง

6 ความสามารถในการแก้โจทย์ปัญหาของโพลยา หมายถึง ขั้นตอนในการแก้โจทย์ปัญหาทางฟิสิกส์ที่ มีการระบุข้อคำถามที่เป็นลำดับในการแก้โจทย์ปัญหาที่ชัดเจนเพื่อกระตุ้นให้นักเรียน เกิดความสามารถฺในการ แก้โจทย์ปัญหฺาทางฟิสิกส์ โดยมีขั้นตอนดังนี้ ขั้นที่ 1 การทำควฺามเข้าใจโจทย์ปัญหาเป็นขั้นที่นักเรียนอ่าน และวิเคราะห์สถานการณ์โจทย์ ปัญหา โดยสามารถเขียนแสดงแผนภาพพร้อมทั้งระบุขนาดและทิศทางของ ปริมาณต่าง ๆ ตามสถานการณ์ที่ โจทย์กำหนดได้ เพื่อใช้ในการประกอบการแก้โจทย์ปัญหา ขั้นที่ 2 การวางแผนการดำเนินฺการแก้โจทย์ปัญหา เป็นขั้นที่นักเรียนระบุสิ่งที่โจทย์ปัญหาต้องการ ทราบ และทำการเปลี่ยนจากภาษาเขียนในโจทย์ปัญหาเป็นสัญลักษณ์ เพื่อเชื่อมโยงความความสัมพันธ์ของ สัญลักษณ์และปริมาณให้อยู่ในรูปแบบของสมการได้ ขั้นที่ 3 การดำเนินการตามแผน เป็นขั้นที่นักเรียนดำเนินการแก้โจทย์ปัญหาตามที่ได้วางแผนไว้ โดยนักเรียนสามารถนาสมการความสัมพันธ์ของตัวแปรทางฟิสิกส์มาดำเนินการทางคณิตศาสตร์จนได้มาซึ่ง คำตอบของโจทย์ปัญหา ขั้นที่ 4 ตรวจสอบผลลัพธ์ เป็นขั้นที่นักเรียนดำเนินการสรุปและตรวจสอบคำตอบ เพื่อหาความ ถูกต้อง โดยการให้นักเรียนเขียนสรุปคำตอบพร้อมระบุหน่วย และตรวจสอบความ สมเหตุสมฺผลของคำตอบ ตามรูปแบบของแต่ละสถานการณ์โจทย์ปัญหาทางฟิสิกส์ ได้แก่ การสรุป ความสมเหตุสมผลฺจากการคำนวณ ค่าย้อนกลับเพื่อดูความเท่ากันของสมการทางคณิตศาสตร์การหาปริมาณที่โจทย์ต้องการทราบจากการ ดำเนินการอีกวิธีหนึ่งเพื่อตรวจสอบคำตอบ หรือการวิเคราะห์และระบุถึงความสมเหตุสมผลของการเกิดขึ้นใน สถานการณ์โจทย์ปัญหานั้น ประโยชน์ที่จะได้รับจากการวิจัย 1. ได้กิจกรรมการเรียนรู้สะเต็มศึกษาอย่างมีประสิทธิภาพที่สามารถนำไปใช้ประกอบการเรียนรู้ เรื่อง เสียง ของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5 2. ได้แนวทางการพัฒนาความสามารถในการแก้ปัญหาเชื่อมโยงในวิชาฟิสิกส์ชั้นมัธยมศึกษา ปีที่ 5 ใน เรื่องอื่นๆ ต่อไป 3. เพิ่มพูนโอกาสให้นักเรียนได้เรียนรู้รายวิชาวิทยาศาสตร์ คณิตศาสตร์ และเทคโนโลยีในบริบทที่ หลากหลายและเชื่อมโยงกับชีวิตประจำวัน

บทที่ 2 เอกสารและงานวิจัยที่เกี่ยวข้อง ในการวิจัยครั้งนี้ ผู้วิจัยได้ศึกษาเอกสารและงานวิจัยที่เกี่ยวข้องกับการศึกษาค้นคว้า ดังต่อไปนี้ 1. หลักสูตรแกนกลางการศึกษาขั้นพื้นฐาน พุทธศักราช 2551 (ฉบับปรับปรุง 2560) 1.1 วิสัยทัศน์ 1.2 หลักการ 1.3 จุดมุ่งหมาย 1.4 สมรรถนะสำคัญของผู้เรียน 1.5 คุณลักษณะอันพึงประสงค์ 1.6 การจัดการเรียนรู้ 2. กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ 2.1 ความสำคัญของวิทยาศาสตร์ 2.2 ธรรมชาติและลักษณะเฉพาะของวิทยาศาสตร์ 2.3 เป้าหมายของการจัดการเรียนการสอนวิทยาศาสตร์ 2.4 สาระและมาตรฐานการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ 2.5 คุณภาพของผู้เรียนวิทยาศาสตร์ เมื่อจบชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6 2.6 ผลการเรียนรู้และสาระการเรียนรู้เพิ่มเติม ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5 3. การจัดการเรียนรู้ตามแนวสะเต็มศึกษา 3.1 แนวคิดการจัดการเรียนรู้ตามแนวสะเต็มศึกษา (STEM EDUCATION) 3.2 ความหมายของสะเต็มศึกษา 3.3 ขั้นตอนวิธีสอนตามแนวสะเต็มศึกษา 4. ผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน (Learning Achievement) 4.1 ความหมายของผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน 4.2 การวัดและประเมินผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนวิทยาศาสตร์ 4.3 พฤติกรรมที่ต้องการทำการวัดประเมินผู้เรียน 4.4 แบบทดสอบวัดผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน 4.5 แบบทดสอบวัดผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน ประเภทที่ครูสร้าง 4.6ลักษณะของแบบทดสอบวัดผลสัมฤทธิ์ที่ดี

บทที่ 2 เอกสารและงานวิจัยที่เกี่ยวข้อง (ต่อ) 5. กระบวนการแก้โจทย์ปัญหาของโพลยา 5.1 ความหมายของกระบวนการแก้โจทย์ปัญหาของโพลยา 5.2 ขั้นตอนการแก้โจทย์ปัญหาของโพลยา 5.3 ประโยชน์ของกระบวนการแก้โจทย์ปัญหาของโพลยา 6. งานวิจัยที่เกี่ยวข้องกับชุดกิจกรรมวิทยาศาสตร์ 6.1 งานวิจัยในประเทศ 6.2 งานวิจัยต่างประเทศ

9 1. หลักสูตรแกนกลางการศึกษาขั้นพื้นฐาน พุทธศักราช 2551 (ฉบับปรับปรุง 2560) 1.1 วิสัยทัศน์ หลักสูตรแกนกลางการศึกษาขั้นพื้นฐาน มุ่งพัฒนาผู้เรียนทุกคน ซึ่งเป็นกำลังของชาติให้เป็นมนุษย์ที่ มีความสมดุลทั้งด้านร่างกาย ความรู้ คุณธรรม มีจิตสำนึกในความเป็นพลเมืองไทยและเป็นพลโลก ยึดมั่นใน การปกครองตามระบอบประชาธิปไตยอันมีพระมหากษัตริย์ทรงเป็นประมุข มีความรู้และทักษะพื้นฐาน รวมทั้งเจตคติที่จำเป็นต่อการศึกษาต่อ การประกอบอาชีพและการศึกษาตลอดชีวิต โดยมุ่งเน้นผู้เรียนเป็น สำคัญบนพื้นฐานความเชื่อว่า ทุกคนสามารถเรียนรู้และพัฒนาตนเองได้เต็มศักยภาพ 1.2 หลักการ หลักสูตรแกนกลางการศึกษาขั้นพื้นฐานมีหลักการที่สำคัญ ดังนี้ (กระทรวงศึกษาธิการ. 2551) 1. เป็นหลักสูตรการศึกษาเพื่อความเป็นเอกภาพของชาติมีจุดหมายและมาตรฐานการเรียนรู้เป็น เป้าหมายสำหรับพัฒนาเด็กและเยาวชนให้มีความรู้ ทักษะ เจตคติ และคุณธรรมบนพื้นฐานของความเป็นไทย ควบคู่กับความเป็นสากล 2. เป็นหลักสูตรการศึกษาเพื่อปวงชน ที่ประชาชนทุกคนมีโอกาสได้รับการศึกษา อย่างเสมอภาค และมีคุณภาพ 3. เป็นหลักสูตรการศึกษาที่สนองการกระจายอำนาจให้สังคมมีส่วนร่วมในการจัดการศึกษาให้ สอดคล้องกับสภาพและความต้องการของท้องถิ่น 4 .เป็นหลักสูตรการศึกษาที่มีโครงสร้างยึดหยุ่นทั้งด้านสาระการเรียนรู้ เวลาและ การจัดการ เรียนรู้ 5. เป็นหลักสูตรการศึกษาที่เน้นผู้เรียนเป็นสำคัญ 6. เป็นหลักสูตรการศึกษา สำหรับ การศึกษาในระบบ นอกระบบ และตามอัธยาศัย ครอบคลุม ทุกกลุ่มเป้าหมาย สามารถเทียบโอนผลการเรียนรู้ และประสบการณ์ 1.3 จุดมุ่งหมาย หลักสูตรแกนกลางการศึกษาขั้นพื้นฐาน มุ่งพัฒนาผู้เรียนให้คนดี มีปัญญา มีความสุข มีศักยภาพ ในการศึกษาต่อ และประกอบอาชีพ จึงกำหนดเป็นจุดหมายเพื่อให้เกิดกับผู้เรียนเมื่อจบการศึกษาขั้นพื้นฐาน ดังนี้ 1. มีคุณธรรมจริยธรรม และค่านิยมที่พึงประสงค์ เห็นคุณค่าของตนเอง มีวินัยและปฏิบัติตนตาม หลักธรรมของพระพุทธศาสนา หรือศาสนาที่ตนนับถือ ยึดหลักปรัชญาของเศรษฐกิจพอเพียง 2. มีความรู้ ความสามารถในการสื่อสาร การคิด การแก้ปัญหา การใช้เทคโนโลยีและมีทักษะชีวิต 3. มีสุขภาพกายและสุขภาพจิตที่ดี มีสุขนิสัย และรักการออกกำลังกาย 4. มีความรักชาติ มีจิตสำนึกในความเป็นพลเมืองไทยและพลโลก ยึดมั่นในสิถีชีวิตและการปกครองตาม ระบอบประชาธิปไตยอันมีพระมหากษัตริย์ทรงเป็นประมุข

10 5. มีจิตสำนึกในการอนุรักษ์วัฒนธรรมและภูมิปัญญาไทย การอนุรักษ์และพัฒนาสิ่งแวดล้อม มีจิตสาธารณะที่มุ่งทำประโยชน์และสร้างสิ่งที่ดีงามในสังคม และอยู่ร่วมกันในสังคมอย่างมีความสุข 1.4 สมรรถนะสำคัญของผู้เรียน หลักสูตรแกนกลางการศึกษาขั้นพื้นฐาน มุ่งให้ผู้เรียนเกิดสมรรถนะสำคัญ 5 ประการ ดังนี้ 1. ความสามารถในการสื่อสาร เป็นความสามารถในการรับและส่งสาร มีวัฒนธรรมในการใช้ ภาษาถ่ายทอดความคิด ความรู้ความเข้าใจ ความรู้สึก และทัศนะของตนเองเพื่อแลกเปลี่ยนข้อมูลข่าวสารและ ประสบการณ์อันจะเป็นประโยชน์ต่อการพัฒนาตนเองและสังคม รวมทั้งการเจรจาต่อรองเพื่อขจัดและลด ปัญหาความขัดแย้งต่าง ๆ การเลือกรับหรือไม่รับข้อมูลข่าวสารด้วยหลักเหตุผลและความถูกต้อง ตลอดจนการ เลือกใช้วิธีการสื่อสาร ที่มีประสิทธิภาพโดยคำนึงถึงผลกระทบที่มีต่อตนเองและสังคม 2. ความสามารถในการคิด เป็นความสามารถในการคิดวิเคราะห์ การคิดสังเคราะห์ การคิด อย่างสร้างสรรค์ การคิดอย่างมีวิจารณญาณ และการคิดเป็นระบบ เพื่อนำไปสู่การสร้างองค์ความรู้หรือ สารสนเทศเพื่อการตัดสินใจเกี่ยวกับตนเองและสังคมได้อย่างเหมาะสม 3. ความสามารถในการแก้ปัญหา เป็นความสามารถในการแก้ปัญหาและอุปสรรคต่าง ๆ ที่เผชิญ ได้อย่างถูกต้องเหมาะสมบนพื้นฐานของหลักเหตุผล คุณธรรมและข้อมูลสารสนเทศ เข้าใจความสัมพันธ์และ การเปลี่ยนแปลงของเหตุการณ์ต่าง ๆ ในสังคม แสวงหาความรู้ ประยุกต์ความรู้ มาใช้ในการป้องกันและแก้ไข ปัญหา และมีการตัดสินใจที่มีประสิทธิภาพโดยคำนึงถึงผลกระทบ ที่เกิดขึ้นต่อตนเอง สังคมและสิ่งแวดล้อม 4. ความสามารถในการใช้ทักษะชีวิต เป็นความสามารถในการนำกระบวนการต่าง ๆ ไปใช้ในการ ดำเนินชีวิตประจำวัน การเรียนรู้ด้วยตนเอง การเรียนรู้อย่างต่อเนื่อง การทำงาน และการอยู่ร่วมกันในสังคม ด้วยการสร้างเสริมความสัมพันธ์อันดีระหว่างบุคคล การจัดการปัญหาและความขัดแย้งต่าง ๆ อย่างเหมาะสม การปรับตัวให้ทันกับการเปลี่ยนแปลงของสังคมและสภาพแวดล้อม และการรู้จักหลีกเลี่ยงพฤติกรรมไม่พึง ประสงค์ที่ส่งผลกระทบต่อตนเองและผู้อื่น 5. ความสามารถในการใช้เทคโนโลยี เป็นความสามารถในการเลือก และใช้เทคโนโลยีด้านต่าง ๆ และมีทักษะกระบวนการทางเทคโนโลยี เพื่อการพัฒนาตนเองและสังคม ในด้านการเรียนรู้ การสื่อสาร การ ทำงาน การแก้ปัญหาอย่างสร้างสรรค์ ถูกต้อง เหมาะสม และมีคุณธรรม 1.5 คุณลักษณะอันพึงประสงค์ หลักสูตรแกนกลางการศึกษาขั้นพื้นฐาน มุ่งพัฒนาผู้เรียนให้มีคุณลักษณะอันพึงประสงค์ เพื่อให้ สามารถอยู่ร่วมกับผู้อื่นในสังคมได้อย่างมีความสุข ในฐานะเป็นพลเมืองไทยและพลโลก ดังนี้ 1. รักชาติ ศาสน์ กษัตริย์ 2. ซื่อสัตย์สุจริต 3. มีวินัย 4. ใฝ่เรียนรู้ 5. อยู่อย่างพอเพียง

11 6. มุ่งมั่นในการทำงาน 7. รักความเป็นไทย 8. มีจิตสาธารณะ นอกจากนี้ สถานศึกษาสามารถกำหนดคุณลักษณะอันพึงประสงค์เพิ่มเติมให้สอดคล้องตาม บริบทและจุดเน้นของตนเอง 1.6 การจัดการเรียนรู้ การจัดการเรียนรู้เป็นกระบวนการสำคัญในการนำหลักสูตรสู่การปฏิบัติ หลักสูตรแกนกลางการศึกษา ขั้นพื้นฐาน เป็นหลักสูตรที่มีมาตรฐานการเรียนรู้ สมรรถนะสำคัญและคุณลักษณะอันพึงประสงค์ของผู้เรียน เป็นเป้าหมายสำหรับพัฒนาเด็กและเยาวชน ในการพัฒนาผู้เรียนให้มีคุณสมบัติตามเป้าหมายหลักสูตร ผู้สอน พยายามคัดสรร กระบวนการเรียนรู้ จัดการเรียนรู้โดยช่วยให้ผู้เรียนเรียนรู้ผ่านสาระที่กำหนดไว้ในหลักสูตร 8 กลุ่มสาระการเรียนรู้ รวมทั้งปลูกฝังเสริมสร้างคุณลักษณะอันพึงประสงค์ พัฒนาทักษะต่าง ๆ อันเป็น สมรรถนะสำคัญให้ผู้เรียนบรรลุตามเป้าหมาย 1.6.1 หลักการจัดการเรียนรู้ การจัดการเรียนรู้เพื่อให้ผู้เรียนมีความรู้ความสามารถตามมาตรฐานการเรียนรู้สมรรถนะ สำคัญ และคุณลักษณะอันพึงประสงค์ตามที่กำหนดไว้ในหลักสูตรแกนกลางการศึกษา ขั้นพื้นฐาน โดยยึดหลัก ว่า ผู้เรียนมีความสำคัญที่สุด เชื่อว่าทุกคนมีความสามารถเรียนรู้และพัฒนาตนเองได้ยึดประโยชน์ที่เกิดกับ ผู้เรียน กระบวนการจัดการเรียนรู้ต้องส่งเสริมให้ผู้เรียน สามารถพัฒนาตามธรรมชาติและเต็มตามศักยภาพ คำนึงถึงความแตกต่างระหว่างบุคคลและพัฒนาการทางสมองเน้นให้ความสำคัญทั้งความรู้ และคุณธรรม 1.6.2 กระบวนการเรียนรู้ การจัดการเรียนรู้ที่เน้นผู้เรียนเป็นสำคัญ ผู้เรียนจะต้องอาศัยกระบวนการเรียนรู้ที่ หลากหลาย เป็นเครื่องมือที่จะนำพาตนเองไปสู่เป้าหมายของหลักสูตร กระบวนการเรียนรู้ที่จำเป็นสำหรับ ผู้เรียน อาทิ กระบวนการเรียนรู้แบบบูรณาการ กระบวนการสร้างความรู้ กระบวนการคิด กระบวนการทาง สังคม กระบวนการเผชิญสถานการณ์และแก้ปัญหา กระบวนการเรียนรู้จากประสบการณ์จริง กระบวนการ ปฏิบัติ ลงมือทำจริง กระบวนการจัดการ กระบวนการวิจัย กระบวนการเรียนรู้การเรียนรู้ของตนเอง กระบวนการพัฒนาลักษณะนิสัย กระบวนการเหล่านี้เป็นแนวทางในการจัดการเรียนรู้ที่ผู้เรียนควรได้รับการ ฝึกฝน พัฒนา เพราะจะสามารถช่วยให้ผู้เรียนเกิดการเรียนรู้ได้ดี บรรลุเป้าหมายของหลักสูตร ดังนั้น ผู้สอน จึง จำเป็นต้องศึกษาทำความเข้าใจในกระบวนการเรียนรู้ต่าง ๆ เพื่อให้สามารถเลือกใช้ในการจัดกระบวนการ เรียนรู้ได้อย่างมีประสิทธิภาพ 1.6.3 การออกแบบการจัดการเรียนรู้ ผู้สอนต้องศึกษาหลักสูตรสถานศึกษาให้เข้าใจถึงมาตรฐานการเรียนรู้ ตัวชี้วัด สมรรถนะ สำคัญ ของผู้เรียน คุณลักษณะอันพึงประสงค์ และสาระการเรียนรู้ที่เหมาะสมกับผู้เรียน แล้วจึงพิจารณาออกแบบ

12 การจัดการเรียนรู้โดยเลือกใช้วิธีสอนและเทคนิคการสอน สื่อ/แหล่งเรียนรู้ การวัดและประเมินผล เพื่อให้ ผู้เรียนได้พัฒนาเต็มตามศักยภาพและบรรลุตามเป้าหมายที่กำหนด 1.6.4 บทบาทของผู้สอนและผู้เรียน การจัดการเรียนรู้เพื่อให้ผู้เรียนมีคุณภาพตามเป้าหมายของหลักสูตร ทั้งผู้สอนและผู้เรียนควรมี บทบาท ดังนี้ 1.6.4.1 บทบาทของผู้สอน 1.6.4.1.1 ศึกษาวิเคราะห์ผู้เรียนเป็นรายบุคคล แล้วนำข้อมูลมาใช้ในการวางแผนการจัดการ เรียนรู้ ที่ท้าทายความสามารถของผู้เรียน 1.6.4.1.2 กำหนดเป้าหมายที่ต้องการให้เกิดขึ้นกับผู้เรียน ด้านความรู้และทักษะกระบวนการ ที่เป็นความคิดรวบยอด หลักการ และความสัมพันธ์ ความทั้งคุณลักษณะอันพึงประสงค์ 1.6.4.1.3 ออกแบบการเรียนรู้และจัดการเรียนรู้ที่ตอบสนองความแตกต่างระหว่างบุคคล และพัฒนาการทางสมอง เพื่อนำผู้เรียนไปสู่เป้าหมาย 1.6.4.1.4 จัดบรรยากาศที่เอื้อต่อการเรียนรู้ และดูแลช่วยเหลือผู้เรียนให้เกิดการเรียนรู้ 1.6.4.1.5 จัดเตรียมและเลือกใช้สื่อให้เหมาะสมกับกิจกรรม นำภูมิปัญญาท้องถิ่นเทคโนโลยีที่ เหมาะสมมาประยุกต์ใช้ในการจัดการเรียนการสอน 1.6.4.1.6 ประเมินความก้าวหน้าของผู้เรียนด้วยวิธีการที่หลากหลาย เหมาะสมกับธรรมชาติ ของวิชาและระดับพัฒนาการของผู้เรียน 1.6.4.1.7 วิเคราะห์ผลการประเมินมาใช้ในการซ่อมเสริมและพัฒนาผู้เรียนรวมทั้งปรับปรุง การจัดการเรียนการสอนของตนเอง 1.6.4.2 บทบาทของผู้เรียน 1.6.4.2.1 กำหนดเป้าหมาย วางแผน และรับผิดชอบการเรียนรู้ของตนเอง 1.6.4.2.2 เสาะแสวงหาความรู้ เข้าถึงแหล่งการเรียนรู้ วิเคราะห์ สังเคราะห์ข้อความรู้ ตั้ง คำถาม คิดหาคำตอบหรือหาแนวทางแก้ปัญหาด้วยวิธีการต่าง ๆ 1.6.4.2.3 ลงมือปฏิบัติจริงสรุปสิ่งที่ได้เรียนรู้ด้วยตนเองและนำความรู้ไปประยุกต์ใช้ใน สถานการณ์ต่าง ๆ 1.6.4.2.4 มีปฏิสัมพันธ์ ทำงาน ทำกิจกรรมร่วมกับกลุ่มและครู 1.6.4.2.5 ประเมินและพัฒนากระบวนการเรียนรู้ของตนเองอย่างต่อเนื่อง 2. กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ 2.1 ความสำคัญของวิทยาศาสตร์ วิทยาศาสตร์มีบทบาทสำคัญยิ่งในสังคมโลกปัจจุบันและอนาคต เพราะวิทยาศาสตร์เกี่ยวของกับ ชีวิตของทุกคน ทั้งในการดำรงชีวิตประจำวันและในงานอาชีพต่างๆ เครื่องมือเครื่องใช้ตลอดจนผลผลิตต่างๆ

13 ที่ใช้เพื่ออำนวยความสะดวกในชีวิตและในการทำงาน ล้วนเป็นผลของความรู้วิทยาศาสตร์ ผสมผสานกับ ความคิดสร้างสรรค์และศาสตร์อื่นๆ ความรู้วิทยาศาสตร์ช่วยให้เกิดการพัฒนาเทคโนโลยีอย่างมาก ในทาง กลับกันเทคโนโลยีก็มีส่วนสำคัญมากที่จะให้มีการูศึกษาคันคว้าความรู้ทางวิทยาศาสตร์เพิ่มขึ้นอย่างไม่หยุดยั้ง วิทยาศาสตร์ทำให้คนได้พัฒนา วิธีคิด ทั้งความคิดเป็นเหตุเป็นผล คิดสร้างสรรค์ คิดวิเคราะห์วิจารณ์ มีทักษะที่ สำคัญในการค้นคว้าหาความรู้ มีความสามารถในการแก้ปัญหาอย่างเป็นระบบ สามารถตัดสินใจโดยใช้ข้อมูล หลากหลายและประจักษ์พยานที่ตรวจสอบได้ วิทยาศาสตร์เป็นวัฒนธรรมของโลกสมัยใหม่ ซึ่งเป็นสังคมแห่ง การเรียนรู้ (Knowledge-Based society) ทุกคนจึงจำเป็นต้องได้รับการพัฒนาให้รู้วิทยาศาสตร์ (Scientific Literacy for All ) เพื่อที่จะมีความรู้ความเข้าใจโลกธรรมชาติเทคโนโลยีที่มนุษย์สร้างสรรค์ขึ้น และนำความรู้ ไปใช้อย่างมีเหตุผล สร้างสรรค์ มีคุณธรรม ความรู้วิทยาศาสตร์ไม่เพียงแต่นำมาใช้ในการพัฒนาคุณภาพชีวิตที่ ดี แต่ยังช่วยให้คนมีความรู้ ความเข้าใจที่ถูกต้องเกี่ยวกับการใช้ประโยชน์การดูแลรักษา ตลอดจนการพัฒนา สิ่งแวดล้อมและทรัพยากร ธรรมชาติอย่างสมดุลและยั่งยืนและที่สำคัญอย่างยิ่ง คือ ความรู้วิทยาศาสตร์ช่วย เพิ่มขีดความสามารถในการพัฒนาเศรษฐกิจ สามารถแข่งขันกับนานาประเทศและดำเนินชีวิตอยู่รวมกันใน สังคมโลกได้อย่างมีความสุข (กรมวิชาการ, 2553: 7-8) วิทยาศาสตร์ในยุคสมัยนี้ได้มีการดค้นสิ่งใหม่ๆ เกิดขึ้นตลอด ซึ่งวิทยาศาสตร์ได้ทำการพัฒนาและ คิดค้นสิ่งประดิษฐ์ที่สะดวกสบายทันสมัยขึ้นมา และไต้ทำการสร้างสิ่งที่พันสมัยขึ้นมา โดยจะเห็นเรื่องการ วิเคราะห์ผ่านดาวตกกัน ซึ่งก็วิเคราะห์นั้นก็เกิดจากวิทยาศาสตร์เหมือนกัน และวิทยาศาสตร์สมัยนี้ได้ทำการ ปรับปรุงและพัฒนาขึ้นมาตามยุคสมัยเรื่อย ๆ และเราจะได้เรียนรู้สิ่งที่เราพบเจอกับเรื่องวิทยาศาสตร์ที่นำ ตื่นเต้นกัน วิทยาศาสตร์ที่น่าค้นหากับโลกยุคใหม่ การเรียนวิทยาศาสตร์ในปัจจุบันไม่ได้น่าเบื่อเหมือนใน สมัยก่อน ซึ่งผู้สอนวิทยาศาสตร์จะคอยมีลูกเล่นและกิจกรรมมาจัดให้แก่ผู้เรียน เพื่อที่จะให้สนุกในวิทยาศาสตร์ และสนใจเรียนกันมากขึ้น ดีกว่าเมื่อก่อนที่พอเวลาถึงวิชาวิทยาศาสตร์เด็กก็จะหนีกันหมด เพราะเกิดความเบื่อ หน่ายที่ต้องมาวิเคราะห์สูตรต่างๆซึ่งโลกสมัยนี้ใด้มีการปรับเปลี่ยนขึ้น เพราะสมัยนี้วิทยาศาสตร์ได้มีบทบาท ขึ้นเยอะกว่าเดิมจากข่าวเรื่องวิทยาศาสตร์ ในสิ่งที่คิดค้นขึ้นมาใหม่ และสามารถหาข้อเท็จจริงได้นั้นเอง โดย เป็นที่น่าสนใจมากขึ้นของกลุ่มคนที่ขอบวิทยาศาสตร์ โดยที่ได้มีส่วนร่วมในการหาคำตอบของสิ่งที่เราอยากซึ่ง ถือว่าเป็นเรื่องที่ดีอย่างนึ่งเลยในวงการของวิทยาศาสตร์ และยังเป็นเรื่องที่น่าสนใจอย่างมาก เพราะถ้าได้ลอง มาสนใจวิทยาศาสตร์แล้ว เราจะรู้ว่าวิทยาศาสตร์มีเรื่องที่มหัศจรรย์อยู่มากมายเพราะว่าการเรียนวิทยาศาสตร์ นั้นมันสิ่งที่ไม่มีใครไม่ชอบ และหลีกเลี่ยง หลีกหนีตลอดจนมาถึงในสมัยนี้ ที่ได้หันมาสนใจวิทยาศาสตร์กันมาก ขึ้น และได้หันมาเริ่มรู้เรียนและยอมเข้าถึงวิทยาศาสตร์กันมากขึ้น โดยต่างจากเมื่อก่อนที่ว่า วิทยาศาสตร์ไม่ ค่อยมีบทบาทในการเรียน โดยนักเรียนส่วนมากแล้วถ้ายอมที่จะเข้าไปหาข้อมูลและค้นหาคำตอบของการ วิเคราะห์ จะสนุกกับมันโดยที่ไม่ต้องเบื่อหน่ายอีก เพราะคำตอบของวิทยาศาสตร์นั้น เป็นสิ่งที่สามารถหาไปได้ เรื่อย ๆ ไม่ใช่พอหาคำตอบเจอแล้วคือจบ แต่สามารถหาคำตอบต่อไปได้อีกเรื่อย ๆ ซึ่งก็เป็นผลดีของวิชา วิทยาศาสตร์นั้นเอง เพียงแค่ลองเปิดใจในการการเรียนวิทยาศาสตร์ และลองเข้าไปเรียนรู้ข้อมูลต่าง ๆ ใน ห้องเรียนวิทยาศาสตร์ ก็จะหลงรักในการค้นหาคำตอบและการทดลองต่าง ๆ

14 2.2 ธรรมชาติและลักษณะเฉพาะของวิทยาศาสตร์ ความรู้ทางวิทยาศาสตร์ใด้มาด้วยความพยายามของมนุษย์ที่ใช้กระบวนการทางวิทยาศาสตร์ (Scientific Process) ในการสืบเสาะหาความรู้ (Scientific Inquiry) การแก้ปัญหา โคยผ่านการสังเกต การ สำรวจตรวจสอบ (Investigation) การศึกษาค้นคว้าอย่างมีระบบ และการสืบค้นข้อมูลทำให้เกิดองค์ความรู้ ใหม่เพิ่มพูนตลอดเวลา ความรู้และกระบวนการดังกล่าวมีการถ่ายทอดต่อเนื่องกันเป็นเวลายาวนาน ความรู้วิทยาศาสตร์ต้องสามารถอธิบายและตรวจสอบได้ เพื่อนำมาใช้อ้างอิงทั้งในการสนับสนุน หรือโด้แย้งเมื่อมีการคันพบข้อมูล หรือหลักฐานใหม่ หรือแม้แต่ข้อมูลเดิมเดียวกันก็อาจความขัดแย้งขึ้นได้ ถ้า นักวิทยาศาสตร์แปลความหมายด้วยวิธีการหรือแนวคิดที่แตกต่างกัน ความรู้วิทยาศาสตร์จึงอาจเปลี่ยนแปลง ได้ วิทยาศาสตร์เป็นเรื่องที่ทุกคนสามารถมีส่วนร่วมได้ไม่ว่าจะอยู่ในส่วนใดของโลกวิทยาศาสตร์จึง เป็นผลจากการสร้างเสริมความรู้ของบุคคล การสื่อสารและการเผยแพร่ข้อมูลเพื่อให้เกิดความคิดในเชิง วิเคราะห์วิจารณ์ มีผลให้ความรู้วิทยาศาสตร์เพิ่มขึ้นอย่างไม่หยุดยั้งและส่งผลต่อคนในสังคมและสิ่งแวดล้อม การศึกษากันคว้าและกาวใช้ความรู้ทางวิทยาศาสตร์จึงต้องอยู่ในคุณธรรม จริยธรรม เป็นที่ยอมรับของสังคม และเป็นการรักษาสิ่งแวดล้อมอย่างยั่งยืน ความรู้วิทยาศาสตร์เป็นพื้นฐานที่สำคัญในการพัฒนาเทคโนโลยี เทคโนโลยีเป็นกระบวนการใน งานต่างๆ หรือกระบวนการพัฒนา ปรับปรุงผลิตภัณฑ์ โดยอาศัยความรู้วิทยร่วมกับศาสตร์อื่นๆ ทักษะ ประสบการณ์ จิตนาการและความคิดริเริ่มสร้างสรรค์ของมนุษย์ โดยมีมุ่งหมายที่จะให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่ตอบสนอง ความต้องการและแก้ปัญหาของมวลมนุษย์ เกี่ยวข้องกับทรัพยากร กระบวนการ และระบบการจัดการ จึงต้อง ใช้เทคโนโลยีในทางสร้างสรรค์ต่อสังคมและสิ่งแวดล้อม การเรียนรู้เรื่องราวของวิทยาศาสตร์นั่นทำให้ เข้าใจอย่างแท้จริงแล้ววิทยาศาสตร์เป็นสิ่งสำคัญ ต่อโลกใบนี้อย่างมาก มีเรื่องราวต่างๆ มากมายที่จำเป็นต้องพึ่งพาวิทยาศาสตร์ในการค้นคว้าหาคำตอบ นักวิทยาศาสตร์จำนวนมากได้ทุ่มเทแรงกาย แรงใจ ทั้งหมด เพื่อพยายามสร้างสรรค์สิ่งดี เรียนการสอนวิทยาศาสตร์ 2.3 เป้าหมายของการจัดการเรียนการสอนวิทยาศาสตร์ ในการเรียนการสอนวิทยาศาสตร์มุ่งเน้นให้ผู้เรียนได้ค้นพบความรู้ด้วยตนเองมากที่สุด เพื่อให้ได้ ทั้งกระบวนการและความรู้ จากวิธีการสังเกต การสำรวจตรวจสอบ การทดลอง แล้วนำผลที่ได้มาจัดระบบเป็น หลักการ แนวคิด และองค์ความรู้ การจัดการเรียนการสอนวิทยาศาสตร์จึงมีเป้าหมายที่สำคัญ ดังนี้ 1. เพื่อให้เข้าใจหลักการ ทฤษฎี และกฎที่เป็นพื้นฐานในวิชาวิทยาศาสตร์ 2. เพื่อให้เข้าใจขอบเขตของธรรมชาติของวิชาวิทยาศาสตร์และข้อจำกัดในการศึกษาวิชาวิทยาศาสตร์ 3. เพื่อให้มีทักษะที่สำคัญในการศึกษาค้นคว้าและคิดค้นทางเทคโนโลยี

15 4. เพื่อให้ตระหนักถึงความสัมพันธ์ระหว่างวิชาวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี มวลมนุษย์และสภาพแวดล้อม ในเชิงที่มีอิทธิพลและผลกระทบซึ่งกันและกัน 5. เพื่อนำความรู้ ความเข้าใจ ในวิชาวิทยาศาสตร์ และเทคโนโลยีไปใช้ให้เกิดประโยชน์ต่อสังคมและ การดำรงชีวิต 6. เพื่อพัฒนากระบวนการคิดและจินตนาการ ความสามารถในการแก้ปัญหา และการจัดการ ทักษะ ในการสื่อสาร และความสามารถในการตัดสินใจ 7. เพื่อให้เป็นผู้ที่มีจิตวิทยาศาสตร์ มีคุณธรรม จริยธรรม และค่านิยมในการใช้วิทยาศาสตร์และ เทคโนโลยีอย่างสร้างสรรค์ 2.4 สาระและมาตรฐานการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์มุ่งหวังให้ผู้เรียนได้เรียนรู้วิทยาศาสตร์ที่เน้นการเชื่อมโยงความรู้ กับกระบวนการ มีทักษะสำคัญในการค้นคว้าและสร้างองค์ความรู้ โดยใช้กระบวนการในการสืบเสาะหาความรู้ และแก้ปัญหาที่หลากหลาย ให้ผู้เรียนมีส่วนร่วมในการเรียนรู้ทุกขั้นตอน มีการทำกิจกรรมด้วยการลงมือปฏิบัติ จริง อย่างหลากหลาย เหมาะสมกับระดับชั้น โดยกำหนดสาระสำคัญไว้ 8 สาระ ดังนี้ (กระทรวงศึกษาธิการ, 2560) สาระที่ 1 วิทยาศาสตร์ชีวภาพ มาตรฐาน ว 1.1 เข้าใจความหลากหลายของระบบนิเวศ ความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งไม่มีชีวิตกับ สิ่งมีชีวิต และ ความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตกับสิ่งมีชีวิตต่าง ๆ ในระบบนิเวศ การถ่ายทอดพลังงานการ เปลี่ยนแปลงแทนที่ในระบบนิเวศ ความหมายของประชากร ปัญหาและผลกระทบที่มีต่อทรัพยากรธรรมชาติ และสิ่งแวดล้อม แนวทางในการอนุรักษ์ทรัพยากรธรรมชาติและการแก้ไขปัญหาสิ่งแวดล้อมรวมทั้งนำความรู้ ไปใช้ประโยชน์ มาตรฐาน ว 1.2 เข้าใจสมบัติของสิ่งมีชีวิต หน่วยพื้นฐานของสิ่งมีชีวิต การลำเลียงสารผ่านเซลล์ ความสัมพันธ์ของโครงสร้าง และหน้าที่ของระบบต่าง ๆ ของสัตว์และมนุษย์ที่ทำงานสัมพันธ์กัน ความสัมพันธ์ ของโครงสร้างและหน้าที่ของอวัยวะต่าง ๆ ของพืชที่ทำงานสัมพันธ์กัน รวมทั้งนำความรู้ไปใช้ประโยชน์ มาตรฐาน ว 1.3 เข้าใจกระบวนการและความสำคัญของการถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรม สาร พันธุกรรมการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมที่มีผลต่อสิ่งมีชีวิต ความหลากหลายทางชีวภาพและวิวัฒนาการของ สิ่งมีชีวิต รวมทั้งนำความรู้ไปใช้ประโยชน์ สาระที่ 2 วิทยาศาสตร์กายภาพ มาตรฐาน ว 2.1 เข้าใจสมบัติของสสาร องค์ประกอบของสสาร ความสัมพันธ์ระหว่างสมบัติของ สสารกับโครงสร้างและแรงยึดเหนี่ยวระหว่างอนุภาค หลักและธรรมชาติของการเปลี่ยนแปลงสถานะของสสาร การเกิดสารละลายและการเกิดปฏิกิริยาเคมี มาตรฐาน ว 2.2 เข้าใจธรรมชาติของแรงในชีวิตประจำวัน ผลของแรงที่กระทำต่อวัตถุ ลักษณะ การเคลื่อนที่แบบ ต่าง ๆ ของวัตถุ รวมทั้งนำความรู้ไปใช้ประโยชน์

16 มาตรฐาน ว 2.3 เข้าใจความหมายของพลังงาน การเปลี่ยนแปลงและการถ่ายโอนพลังงาน ปฏิสัมพันธ์ระหว่างสสาร และพลังงาน พลังงานในชีวิตประจำวัน ธรรมชาติของคลื่น ปรากฏการณ์ที่เกี่ยวข้อง กับเสียง แสง และคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า รวมทั้งนำความรู้ไปใช้ประโยชน์ สาระที่ 3 วิทยาศาสตร์โลก และอวกาศ มาตรฐาน ว 3.1 เข้าใจองค์ประกอบ ลักษณะ กระบวนการเกิด และวิวัฒนาการของเอกภพ กาแล็กซี ดาวฤกษ์ และระบบสุริยะ รวมทั้งปฏิสัมพันธ์ภายในระบบสุริยะที่ส่งผลต่อสิ่งมีชีวิตและการ ประยุกต์ใช้เทคโนโลยี อวกาศ มาตรฐาน ว 3.2 เข้าใจองค์ประกอบ และความสัมพันธ์ของระบบโลก กระบวนการเปลี่ยนแปลง ภายในโลกและบนผิวโลก ธรณีพิบัติภัย กระบวนการเปลี่ยนแปลงลมฟ้าอากาศและภูมิอากาศโลก รวมทั้งผล ต่อสิ่งมีชีวิตและสิ่งแวดล้อม สาระที่ 4 ชีววิทยา มาตรฐาน ว 4.1 เข้าใจธรรมชาติของสิ่งมีชีวิต การศึกษาชีววิทยาและวิธีการทางวิทยาศาสตร์ สารที่เป็น องค์ประกอบของสิ่งมีชีวิต ปฏิกิริยาเคมีในเซลล์ของสิ่งมีชีวิต กล้องจุลทรรศน์ โครงสร้างและ หน้าที่ ของเซลล์ การลำเลียงสารเข้าและออกจากเซลล์ การแบ่งเซลล์ และการหายใจระดับเซลล์ มาตรฐาน ว 4.2 เข้าใจการถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรม การถ่ายทอดยีนบนโครโมโซม สมบัติ และหน้าที่ ของสารพันธุกรรม การเกิดมิวเทชัน เทคโนโลยีทางดีเอ็นเอ หลักฐาน ข้อมูล และแนวคิดเกี่ยวกับ วิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิต ภาวะสมดุลของฮาร์ดี-ไวน์เบิร์ก การเกิดสปีชีส์ใหม่ ความหลากหลายทางชีวภาพ กำเนิดของสิ่งมีชีวิต ความหลากหลายของสิ่งมีชีวิต และ อนุกรมวิธาน รวมทั้งนำความรู้ไปใช้ประโยชน์ มาตรฐาน ว 4.3 เข้าใจส่วนประกอบของพืช การแลกเปลี่ยนแก๊สและคายน้ำของพืช การลำเลียง ของพืช การสังเคราะห์ด้วยแสง การสืบพันธุ์ของพืชดอกและการเจริญเติบโตและ การตอบสนองของพืช รวมทั้งนำความรู้ไปใช้ประโยชน์ มาตรฐาน ว 4.4 เข้าใจการย่อยอาหารของสัตว์และมนุษย์ รวมทั้งการหายใจและการแลกเปลี่ยน แก๊ส การลำเลียงสารและการหมุนเวียนเลือด ภูมิคุ้มกันของร่างกาย การขับถ่ายการรับรู้และการตอบสนอง การเคลื่อนที่ การสืบพันธุ์และการเจริญเติบโต ฮอร์โมนกับการรักษาดุลยภาพ และพฤติกรรมของสัตว์ รวมทั้ง นำความรู้ไปใช้ประโยชน์ มาตรฐาน ว 4.5 เข้าใจแนวคิดเกี่ยวกับระบบนิเวศ กระบวนการถ่ายทอดพลังงานและการ หมุนเวียนสารในระบบนิเวศ ความหลากหลายของไบโอม การเปลี่ยนแปลงแทนที่ของสิ่งมีชีวิต ในระบบนิเวศ ประชากร และรูปแบบการเพิ่มของประชากร ทรัพยากรธรรมชาติและสิ่งแวดล้อม ปัญหาและผลกระทบที่ เกิด จากการใช้ประโยชน์ และแนวทางการแก้ไขปัญหา

17 สาระที่ 5 เคมี มาตรฐาน ว 5.1 เข้าใจโครงสร้างอะตอม การจัดเรียงธาตุในตารางธาตุ สมบัติของธาตุพันธะเคมี และสมบัติของสาร แก๊สและสมบัติของแก๊ส ประเภทและสมบัติของสารประกอบอินทรีย์และ พอลิเมอร์ รวมทั้งการนำความรู้ไปใช้ประโยชน์ มาตรฐาน ว 5.2 เข้าใจการเขียนและการดุลสมการเคมี ปริมาณสัมพันธ์ในปฏิกิริยาเคมี อัตราการ เกิดปฏิกิริยาเคมี สมดุลในปฏิกิริยาเคมี สมบัติและปฏิกิริยาของกรด–เบส ปฏิกิริยารีดอกซ์และเซลล์เคมีไฟฟ้า รวมทั้งการนำความรู้ไปใช้ประโยชน์ มาตรฐาน ว 5.3 เข้าใจหลักการทำปฏิบัติการเคมี การวัดปริมาณสาร หน่วยวัดและการเปลี่ยน หน่วย การคำนวณปริมาณของสาร ความเข้มข้นของสารละลาย รวมทั้งการบูรณาการความรู้และทักษะในการ อธิบายปรากฏการณ์ในชีวิตประจำวันและการแก้ปัญหาทางเคมี สาระที่ 6 ฟิสิกส์ มาตรฐาน ว 6.1 เข้าใจธรรมชาติทางฟิสิกส์ ปริมาณและกระบวนการวัด การเคลื่อนที่ แนวตรง แรงและกฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน กฎความโน้มถ่วงสากล แรงเสียดทาน สมดุลกลของวัตถุ งานและกฎการ อนุรักษ์พลังงานกล โมเมนตัมและกฎการอนุรักษ์โมเมนตัม การเคลื่อนที่แนวโค้ง รวมทั้งนำความรู้ไปใช้ ประโยชน์ มาตรฐาน ว 6.2 เข้าใจการเคลื่อนที่แบบฮาร์มอนิกส์อย่างง่าย ธรรมชาติของคลื่น เสียงและการ ได้ยิน ปรากฏการณ์ที่เกี่ยวข้องกับเสียง แสงและการเห็น ปรากฏการณ์ที่เกี่ยวข้องกับแสง รวมทั้งนำความรู้ไป ใช้ประโยชน์ มาตรฐาน ว 6.3 เข้าใจแรงไฟฟ้าและกฎของคูลอมบ์สนามไฟฟ้า ศักย์ไฟฟ้า ความจุไฟฟ้า กระแสไฟฟ้าและกฎของโอห์ม วงจรไฟฟ้ากระแสตรง พลังงานไฟฟ้าและกำลังไฟฟ้า การเปลี่ยนพลังงาน ทดแทนเป็นพลังงานไฟฟ้า สนามแม่เหล็ก แรงแม่เหล็กที่กระทำกับประจุไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้า การเหนี่ยวนำ แม่เหล็กไฟฟ้าและกฎของฟาราเดย์ ไฟฟ้ากระแสสลับ คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าและการสื่อสาร รวมทั้งนำความรู้ไป ใช้ประโยชน์ มาตรฐาน ว 6.4 เข้าใจความสัมพันธ์ของความร้อนกับการเปลี่ยนอุณหภูมิและสถานะของสสาร สภาพยืดหยุ่นของวัสดุและมอดุลัสของยัง ความดันในของไหล แรงพยุงและหลักของอาร์คิมีดีส ความตึงผิวและ แรงหนืด ของของเหลว ของไหลอุดมคติและสมการแบร์นูลลี กฎของแก๊ส ทฤษฎีจลน์ของแก๊สอุดมคติและ พลังงานในระบบ ทฤษฎีอะตอมของโบร์ ปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริก ทวิภาวะของคลื่นและอนุภาค กัมมันตภาพรังสี แรงนิวเคลียร์ ปฏิกิริยานิวเคลียร์ พลังงานนิวเคลียร์ ฟิสิกส์อนุภาค รวมทั้งนำความรู้ไปใช้ ประโยชน์

18 สาระที่ 7 โลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ มาตรฐาน ว 7.1 เข้าใจกระบวนการเปลี่ยนแปลงภายในโลก ธรณีพิบัติภัย และผลต่อสิ่งมีชีวิต และสิ่งแวดล้อม การศึกษาลำดับชั้นหิน ทรัพยากรธรณี แผนที่ และการนำไปใช้ประโยชน์ มาตรฐาน ว 7.2 เข้าใจสมดุลพลังงานของโลก การหมุนเวียนของอากาศบนโลก การหมุนเวียน ของน้ำในมหาสมุทร การเกิดเมฆ การเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศโลก และผลต่อสิ่งมีชีวิตและสิ่งแวดล้อม รวมทั้ง การพยากรณ์อากาศ มาตรฐาน ว 7.3 เข้าใจองค์ประกอบ ลักษณะ กระบวนการเกิด และวิวัฒนาการของเอกภพ กาแล็กซี ดาวฤกษ์ และระบบสุริยะ ความสัมพันธ์ของดาราศาสตร์กับมนุษย์จากการศึกษาตำแหน่งดาวบนทรง กลมฟ้า และปฏิสัมพันธ์ภายในระบบสุริยะ รวมทั้งการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีอวกาศในการดำรงชีวิต สาระที่ 8 เทคโนโลยี มาตรฐาน ว 8.1 เข้าใจแนวคิดหลักของเทคโนโลยีเพื่อการดำรงชีวิตในสังคมที่มีการเปลี่ยนแปลง อย่างรวดเร็ว ใช้ความรู้และทักษะทางด้านวิทยาศาสตร์ คณิตศาสตร์ และศาสตร์อื่น ๆเพื่อแก้ปัญหาหรือ พัฒนางานอย่างมีความคิดสร้างสรรค์ด้วยกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม เลือกใช้เทคโนโลยีอย่าง เหมาะสมโดยคำนึงถึงผลกระทบต่อชีวิต สังคม และสิ่งแวดล้อม มาตรฐาน ว 8.2 เข้าใจและใช้แนวคิดเชิงคำนวณในการแก้ปัญหาที่พบในชีวิตจริงอย่างเป็น ขั้นตอนและเป็นระบบ ใช้เทคโนโลยีสารสนเทศและการสื่อสารในการเรียนรู้ การทำงาน และการแก้ปัญหาได้ อย่างมีประสิทธิภาพรู้เท่าทันและมีจริยธรรม 2.5 คุณภาพของผู้เรียนวิทยาศาสตร์ จบชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6 เข้าใจการลำเลียงสารเข้าและออกจากเซลล์ กลไกการรักษาดุลยภาพของมนุษย์ ภูมิคุ้มกันใน ร่างกายของมนุษย์และความผิดปกติของระบบภูมิคุ้มกัน การใช้ประโยชน์จากสารต่าง ๆ ที่พืชสร้างขึ้น การ ถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรม การเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรม วิวัฒนาการที่ทำให้เกิดความหลากหลายของ สิ่งมีชีวิต ความสำคัญและผลของเทคโนโลยีทางดีเอ็นเอต่อมนุษย์สิ่งมีชีวิต และสิ่งแวดล้อม เข้าใจความหลากหลายของไบโอมในเขตภูมิศาสตร์ต่าง ๆ ของโลก การเปลี่ยนแปลงแทนที่ใน ระบบนิเวศ ปัญหาและผลกระทบที่มีต่อทรัพยากรธรรมชาติและสิ่งแวดล้อม แนวทางในการอนุรักษ์ ทรัพยากรธรรมชาติ และการแก้ไขปัญหาสิ่งแวดล้อม เข้าใจชนิดของอนุภาคสำคัญที่เป็นส่วนประกอบในโครงสร้างอะตอม สมบัติบางประการของธาตุ การจัดเรียงธาตุในตารางธาตุ ชนิดของแรงยึดเหนี่ยวระหว่างอนุภาคและสมบัติต่าง ๆ ของสารที่มีความสัมพันธ์ กับแรงยึดเหนี่ยว พันธะเคมี โครงสร้างและสมบัติของพอลิเมอร์การเกิดปฏิกิริยาเคมี ปัจจัยที่มีผลต่ออัตราการ เกิดปฏิกิริยาเคมี และการเขียนสมการเคมี

19 เข้าใจปริมาณที่เกี่ยวกับการเคลื่อนที่ ความสัมพันธ์ระหว่างแรง มวลและความเร่งผลของ ความเร่งที่มีต่อการเคลื่อนที่แบบต่าง ๆ ของวัตถุ แรงโน้มถ่วง แรงแม่เหล็ก ความสัมพันธ์ระหว่าง สนามแม่เหล็กและกระแสไฟฟ้า และแรงภายในนิวเคลียส เข้าใจพลังงานนิวเคลียร์ ความสัมพันธ์ระหว่างมวลและพลังงาน การเปลี่ยนพลังงานทดแทนเป็น พลังงานไฟฟ้า เทคโนโลยีด้านพลังงาน การสะท้อน การหักเห การเลี้ยวเบนและการรวมคลื่น การได้ยิน ปรากฏการณ์ที่เกี่ยวข้องกับเสียง สีกับการมองเห็นสี คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าและประโยชน์ของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เข้าใจการแบ่งชั้นและสมบัติของโครงสร้างโลก สาเหตุ และรูปแบบการเคลื่อนที่ของแผ่นธรณีที่ สัมพันธ์กับการเกิดลักษณะธรณีสัณฐาน สาเหตุ กระบวนการเกิดแผ่นดินไหว ภูเขาไฟระเบิด สึนามิ ผลกระทบ แนวทางการเฝ้าระวัง และการปฏิบัติตนให้ปลอดภัย เข้าใจผลของแรงเนื่องจากความแตกต่างของความกดอากาศ แรงคอริออลิส ที่มีต่อการหมุนเวียน ของอากาศ การหมุนเวียนของอากาศตามเขตละติจูด และผลที่มีต่อภูมิอากาศความสัมพันธ์ของการหมุนเวียน ของอากาศ และการหมุนเวียนของกระแสน้ำผิวหน้าในมหาสมุทรและผลต่อลักษณะลมฟ้าอากาศ สิ่งมีชีวิต และสิ่งแวดล้อม ปัจจัยต่าง ๆ ที่มีผลต่อการเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศโลก และแนวปฏิบัติเพื่อลดกิจกรรมของ มนุษย์ที่ส่งผลต่อการเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศโลกรวมทั้งการแปลความหมายสัญลักษณ์ลมฟ้าอากาศที่สำคัญ จากแผนที่อากาศ และข้อมูลสารสนเทศ เข้าใจการกำเนิดและการเปลี่ยนแปลงพลังงาน สสาร ขนาด อุณหภูมิของเอกภพ หลักฐานที่ สนับสนุนทฤษฎีบิกแบง ประเภทของกาแล็กซี โครงสร้างและองค์ประกอบของกาแล็กซีทางช้างเผือก กระบวนการเกิดและการสร้างพลังงาน ปัจจัยที่ส่งผลต่อความส่องสว่างของดาวฤกษ์ และความสัมพันธ์ระหว่าง ความส่องสว่างกับโชติมาตรของดาวฤกษ์ ความสัมพันธ์ระหว่างสีอุณหภูมิผิว และสเปกตรัมของดาวฤกษ์ วิวัฒนาการและการเปลี่ยนแปลงสมบัติบางประการของดาวฤกษ์ กระบวนการเกิดระบบสุริยะ การแบ่งเขต บริวารของดวงอาทิตย์ ลักษณะของดาวเคราะห์ที่เอื้อต่อการดำรงชีวิต การเกิดลมสุริยะ พายุสุริยะและผลที่มี ต่อโลก รวมทั้งการสำรวจอวกาศและการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีอวกาศ ระบุปัญหา ตั้งคำถามที่จะสำรวจตรวจสอบ โดยมีการกำหนดความสัมพันธ์ระหว่างตัวแปรต่าง ๆ สืบค้นข้อมูลจากหลายแหล่ง ตั้งสมมติฐานที่เป็นไปได้หลายแนวทาง ตัดสินใจเลือกตรวจสอบสมมติฐานที่เป็นไปได้ ตั้งคำถามหรือกำหนดปัญหาที่อยู่บนพื้นฐานของความรู้และความเข้าใจทางวิทยาศาสตร์ ที่แสดง ให้เห็นถึงการใช้ความคิดระดับสูงที่สามารถสำรวจตรวจสอบหรือศึกษาค้นคว้าได้อย่างครอบคลุมและเชื่อถือได้ สร้างสมมติฐานที่มีทฤษฎีรองรับหรือคาดการณ์สิ่งที่จะพบ เพื่อนำไปสู่การสำรวจตรวจสอบ ออกแบบวิธีการ สำรวจตรวจสอบตามสมมติฐานที่กำหนดไว้ได้อย่างเหมาะสมมีหลักฐานเชิงประจักษ์ เลือกวัสดุ อุปกรณ์ รวมทั้งวิธีการในการสำรวจตรวจสอบอย่างถูกต้องทั้งในเชิงปริมาณและคุณภาพ และบันทึกผลการสำรวจ ตรวจสอบอย่างเป็นระบบ วิเคราะห์ แปลความหมายข้อมูล และประเมินความสอดคล้องของข้อสรุปเพื่อตรวจสอบกับ สมมติฐานที่ตั้งไว้ ให้ข้อเสนอแนะเพื่อปรับปรุงวิธีการสำรวจตรวจสอบ จัดกระทำข้อมูลและนำเสนอข้อมูลด้วย

20 เทคนิควิธีที่เหมาะสม สื่อสารแนวคิด ความรู้จากผลการสำรวจตรวจสอบโดยการพูด เขียน จัดแสดงหรือใช้ เทคโนโลยีสารสนเทศเพื่อให้ผู้อื่นเข้าใจโดยมีหลักฐานอ้างอิงหรือมีทฤษฎีรองรับ แสดงถึงความสนใจ มุ่งมั่น รับผิดชอบ รอบคอบ และซื่อสัตย์ ในการสืบเสาะหาความรู้ โดยใช้ เครื่องมือและวิธีการที่ให้ได้ผลถูกต้อง เชื่อถือได้ มีเหตุผลและยอมรับได้ว่าความรู้ทางวิทยาศาสตร์อาจมีการ เปลี่ยนแปลงได้ แสดงถึงความพอใจและเห็นคุณค่าในการค้นพบความรู้ พบคำตอบ หรือแก้ปัญหาได้ทำงาน ร่วมกับผู้อื่นอย่างสร้างสรรค์ แสดงความคิดเห็นโดยมีข้อมูลอ้างอิงและเหตุผลประกอบเกี่ยวกับผลของการ พัฒนาและการใช้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีอย่างมีคุณธรรมต่อสังคมและสิ่งแวดล้อม และยอมรับฟังความคิดเห็น ของผู้อื่น เข้าใจความสัมพันธ์ของความรู้วิทยาศาสตร์ที่มีผลต่อการพัฒนาเทคโนโลยีประเภทต่าง ๆ และการ พัฒนาเทคโนโลยีที่ส่งผลให้มีการคิดค้นความรู้ทางวิทยาศาสตร์ที่ก้าวหน้าผลของเทคโนโลยีต่อชีวิต สังคม และ สิ่งแวดล้อม ตระหนักถึงความสำคัญและเห็นคุณค่าของความรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีที่ใช้ในชีวิตประจำวัน ใช้ความรู้และกระบวนการทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีในการดำรงชีวิตและการประกอบอาชีพ แสดงความชื่น ชม ภูมิใจ ยกย่อง อ้างอิงผลงาน ชิ้นงานที่เป็นผลมาจากภูมิปัญญาท้องถิ่น และการพัฒนาเทคโนโลยีที่ทันสมัย ศึกษาหาความรู้เพิ่มเติม ทำโครงงานหรือสร้างชิ้นงานตามความสนใจ แสดงความซาบซึ้ง ห่วงใย มีพฤติกรรมเกี่ยวกับการใช้และรักษาทรัพยากรธรรมชาติและสิ่งแวดล้อม อย่างรู้คุณค่า เสนอตัวเองร่วมมือปฏิบัติกับชุมชนในการป้องกัน ดูแลทรัพยากรธรรมชาติและสิ่งแวดล้อมของ ท้องถิ่น วิเคราะห์แนวคิดหลักของเทคโนโลยี ได้แก่ ระบบทางเทคโนโลยีที่ซับซ้อนการเปลี่ยนแปลงของ เทคโนโลยี ความสัมพันธ์ระหว่างเทคโนโลยีกับศาสตร์อื่น โดยเฉพาะวิทยาศาสตร์หรือคณิตศาสตร์ วิเคราะห์ เปรียบเทียบ และตัดสินใจเพื่อเลือกใช้เทคโนโลยี โดยคำนึงถึงผลกระทบต่อชีวิต สังคม เศรษฐกิจ และสิ่งแวดล้อม ประยุกต์ใช้ความรู้ ทักษะ ทรัพยากรเพื่อออกแบบสร้างหรือพัฒนาผลงาน สำหรับแก้ปัญหาที่มีผลกระทบต่อสังคม โดยใช้กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม ใช้ซอฟต์แวร์ช่วยในการออกแบบและนำเสนอผลงาน เลือกใช้วัสดุ อุปกรณ์ และเครื่องมือได้อย่างถูกต้อง เหมาะสม ปลอดภัย รวมทั้งคำนึงถึงทรัพย์สินทางปัญญา ใช้ความรู้ทางด้านวิทยาการคอมพิวเตอร์ สื่อดิจิทัล เทคโนโลยีสารสนเทศและการสื่อสาร เพื่อ รวบรวมข้อมูลในชีวิตจริงจากแหล่งต่าง ๆ และความรู้จากศาสตร์อื่น มาประยุกต์ใช้สร้างความรู้ใหม่ เข้าใจการ เปลี่ยนแปลงของเทคโนโลยีที่มีผลต่อการดำเนินชีวิต อาชีพ สังคมวัฒนธรรม และใช้อย่างปลอดภัย มีจริยธรรม 2.6 ผลการเรียนรู้และสาระการเรียนรู้เพิ่มเติม ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5 ในการจัดการเรียนรู้กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์นั้น หลักสูตรแกนกลางการศึกษาขั้นพื้นฐาน ได้มีการกำหนดผลการเรียนรู้ และสาระการเรียนรู้แกนกลางไว้ทุกสาระการเรียนรู้ แต่ผู้วิจัยนำเสนอเพียงสาระ การเรียนรู้ที่เกี่ยวข้องกับงานวิจัย ดังนี้

21 สาระฟิสิกส์ เข้าใจการเคลื่อนที่แบบฮาร์มอนิกส์อย่างง่าย ธรรมชาติของคลื่น เสียงและการได้ยิน ปรากฏการณ์ที่เกี่ยวข้องกับเสียง แสงและการเห็น ปรากฏการณ์ที่เกี่ยวข้องกับแสง รวมทั้งนำความรู้ไปใช้ประ โยชน 6.1 อธิบายการเกิดเสียง การเคลื่อนที่ของเสียง ความสัมพันธ์ระหว่างคลื่นการกระจัดของ อนุภาคกับคลื่นความดัน ความสัมพันธ์ระหว่างอัตราเร็วของเสียงในอากาศที่ขึ้นกับอุณหภูมิในหน่วยองศา เซลเซียส การสะท้อน การหักเห การแทรกสอด การเลี้ยวเบน ของ คลื่นเสียง รวมทั้งคำนวณปริมาณต่าง ๆ ที่ เกี่ยวข้อง 6.2 ทดลอง และอธิบายการเกิดการสั่นพ้องของ อากาศในท่อปลายเปิดหนึ่งด้าน รวมทั้งสังเกต และอธิบายการเกิดบีต คลื่นนิ่ง ปรากฏการณ์ดอปเพลอร์ คลื่นกระแทกของเสียง คำนวณ ปริมาณต่าง ๆ ที่ เกี่ยวข้อง และนำความรู้เรื่อง เสียงไปใช้ในชีวิตประจำวัน 3. การจัดการเรียนรู้ตามแนวสะเต็มศึกษา 3.1 แนวคิดการจัดการเรียนรู้ตามแนวสะเต็มศึกษา (STEM EDUCATION) ในปัจจุบันความเจริญก้าวหน้าทางด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีมีการพัฒนา อยู่ตลอดเวลา แนวคิดเกี่ยวกับทักษะในศตวรรษที่ 21 ส่งผลต่อกระบวนทัศน์ทางการเปลี่ยนแปลงไป การจัดการศึกษาทุก ระดับเน้นให้ผู้เรียนเกิดการพัฒนาทักษะการคิด เช่น การคิดสร้างสรรค์ การคิด แก้ปัญหาฯลฯ รวมทั้งการ พัฒนาทักษะการสื่อสาร การใช้เทคโนโลยีให้เป็นเครื่องมือในการแสวงหา ความรู้การมีทักษะทางสังคม แนวโน้มการจัดการศึกษาจึงจำเป็นต้องบูรณาการศาสตร์ต่าง ๆ เข้าด้วยกัน ผู้เรียนสามารถบูรณาการการ เรียนรู้ได้ทั้งในห้องเรียนและในชีวิตจริง ทำให้การเรียนนั้น มีความหมายเป็นประโยชน์ต่อผู้เรียนตลอดจน สามารถนำไปใช้ในชีวิตประจำวันได้และเป็น กำลังสำคัญในการพัฒนาประเทศให้มีความแข็งแกร่ง (พรทิพย์ ศิริภัทราชัย, 2556) สะเต็มศึกษา (STEM Education) เป็นแนวทางการศึกษาที่บูรณาการวิทยาศาสตร์เทคโนโลยี วิศวกรรมศาสตร์และคณิตศาสตร์ ที่มุ่งแก้ไขปัญหาที่พบเห็นในชีวิตจริง เพื่อเสริมสร้าง ประสบการณ์ ทักษะ ชีวิต ความคิดสร้างสรรค์และเป็นการเตรียมความพร้อมให้นักเรียนในการ ปฏิบัติงานที่ต้องใช้องค์ความรู้และ ทักษะกระบวนการด้านวิทยาศาสตร์ คณิตศาสตร์และเทคโนโลยีรวมทั้งนำไปสู่การสร้างนวัตกรรมในอนาคต (สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี(สสวท) กระทรวงศึกษาธิการ)สอดคล้องกับแนวคิดของ Dewy (1859-1952) นักปรัชญาและ นักการศึกษาชาวอเมริกันเป็นผู้วางรากฐานแนวคิดการศึกษาใหม่แก่ ผู้เรียนโดยการนำความคิดไปสู่ การกระทำ (Learning by doing) จากแนวคิดนี้สามารถเชื่อมโยงกับการจัด กิจกรรมการเรียนการสอน ในลักษณะบูรณาการความรู้ เพราะการเรียนรู้ตามแนวสะเต็มศึกษา จะทำให้ผู้เรียน ได้รับประสบการณ์ตรงจากการคิดแก้ปัญหา เรียนรู้การทำงานร่วมกันเกิดทักษะกระบวนการคิดและทักษะ กระบวนทาง วิทยาศาสตร์ ผู้เรียนสามารถเชื่อมโยงประสบการณ์ความรู้เดิมกับความรู้ใหม่ที่ได้รับและสามารถ

22 สร้าง ผลผลิตที่มีคุณภาพจากการปฏิบัติงานดังนั้นวิธีสอนตามแนวทางสะเต็มศึกษาจึงเป็นเทคนิควิธีการ หนึ่งที่ จะช่วยให้ผู้เรียนเกิดการเรียนรู้จริงปฏิบัติจริง สามารถคิดแก้ปัญหาอย่างมีระบบเป็นขั้นตอน ผู้เรียนสามารถ สร้างสรรค์ผลงานใหม่ตามศักยภาพของตนเองโดยมีครูเป็นผู้ให้คำปรึกษาเพื่อสร้าง เสริมคุณลักษณะให้เป็น บุคคลที่มีคุณภาพและสามารถนำความรู้ที่ได้รับไปประยุกต์ใช้ในชีวิตประจำวัน ให้เกิดประโยชน์ 3.2 ความหมายของสะเต็มศึกษา สถาบันที่เกี่ยวข้องการศึกษาและนักการศึกษาหลายท่านได้ให้ความหมายของการสอน ตามแนวทาง สะเต็มศึกษาไว้ดังนี้ สถาบันการส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (สสวท.) อธิบายว่า “สะเต็ม ศึกษา” (STEM Education)คือแนวทางจัดการศึกษาที่บูรณาการใน 4 สหวิทยาการได้แก่วิทยาศาสตร์32 วิศวกรรมศาสตร์ เทคโนโลยีและคณิตศาสตร์โดยเน้นการนำความรู้ไปใช้แก้ปัญหาในชีวิตจริง รวมทั้งพัฒนา กระบวนการหรือผลผลิตใหม่ๆ ที่เป็นประโยชน์ต่อการดำรงชีวิตและการทำงาน มนตรี จุฬาวัฒนทล (2556: 3) อธิบายว่า “สะเต็มศึกษา” (STEM Education) เป็นแนวทางใหม่ใน การจัดการศึกษาสายวิชา วิทยาศาสตร์ที่เน้นการบูรณาการการเรียนวิทยาศาสตร์คณิตศาสตร์และเทคโนโลยี โดยเริ่มตั้งแต่การศึกษาขั้นพื้นฐานจนถึงอุดมศึกษา อาชีวศึกษาและ การศึกษาตลอดชีวิตเพื่อให้คนไทยมี ความรู้และทักษะสำหรับสร้างสรรค์สิ่งใหม่ สามารถประกอบ วิชาชีพวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีตลอดจนมี คุณภาพชีวิตที่ดีในยุคประชาคมอาเซียน อภิสิทธิ์ ธงไชย (2556: 15) อธิบายว่า “สะเต็มศึกษา” STEM Education เป็นวิทยาการจัดการ เรียนรู้แบบบูรณาการที ่มีการนำวิทยาศาสตร์ (Science), เทคโนโลยี(Technology), วิศวกรรมศาสตร์ (Engineering) และคณิตศาสตร์ (Mathematics) เข้าด้วยกัน โดยผ่านการแก้ปัญหาที่เชื่อมโยงกับชีวิตจริง พรทิพย์ ภัทราชัย (2556: 50) กล่าวว่า “สะเต็มศึกษา” STEM Education คือ การสอบ แบบบูรณา การข้ามกลุ่มสาระวิชา (Interdisciplinary Integeation) ระหว่างศาสตร์สาขาต่าง ๆ ได้แก่ วิทยาศาสตร์ (Science: S) เทคโนโลยี(Technology: T) วิศวกรรมศาสตร์(Engineering: E) และคณิตศาส ตร์ (Mathematics: M) โดยจุดเด่นของธรรมชาติตลอดจนวิธีสอนของแต่ละสาขาวิชา มาผสมผสานกันอย่างลงตัว เพื่อให้ผู้เรียนนำความรู้ทุกแขนงมาใช้ในการแก้ปัญหาการค้นคว้าและการ พัฒนาสิ่งต่าง ๆ ในสถานการณ์โลก ปัจจุบัน ซึ่งอาศัยการจัดการเรียนรู้ที่ครูผู้สอนหลายสาขาร่วมมือ กันเพราะในการทำงานจริงหรือใน ชีวิตประจำวันนั้นต้องใช้ความรู้หลายด้านในการทำงานทั้งสิ้นไม่ได้แยกใช้ความรู้เป็นส่วน ๆ นอกจากนี้สะเต็ม ศึกษายังเป็นการส่งเสริมการพัฒนาทักษะสำคัญในโลก โลกาภิวัตน์หรือทักษะที่จำเป็นสำหรับศตวรรษที่ 21 Capraro, Capraro, and Morgan (2013), Gonzalez and Kuenzi (2012) และ Zollman (2011) กล่าวว่า สะเต็ม (STEM) เป็นคำที่ย่อมาจากวิทยาศาสตร์(Science) เทคโนโลยี(Technology) วิศวกรรม (Engineering) และคณิตศาสตร์ (Mathematics) ส่วนสะเต็มศึกษา (STEM Education) เป็นแนวคิดการ จัดการเรียนรู้แบบบูรณาการที่เกิดขึ้นในประเทศสหรัฐอเมริกา โดยผู้สอนจะสอนแบบแยกเป็นรายวิชาเฉพาะ วิชาวิทยาศาสตร์และคณิตศาสตร์ ต่อมามีการสอนแบบ บูรณาการโดยเพิ่มวิชาวิศวกรรมและเทคโนโลยีเข้าไป

23 จึงทำให้สะเต็มศึกษาเกี่ยวข้องกับ 4 วิชา ดังกล่าว ในปัจจุบันสะเต็มศึกษา(STEM Education) หมายถึง แนวทางการจัดการเรียนรู้ที่บูรณาการ ใน 4 สาขาวิชา ได้แก ่ วิทยาศาสตร์ (Science) เทคโนโลยี (Technology) วิศวกรรมศาสตร์(Engineering) และคณิตศาสตร์(Mathematics) ดังนั้นความหมายของสะ เต็มศึกษาในปัจจุบันจะ ครอบคลุมการเกษตร สิ่งแวดล้อม เศรษฐศาสตร์ การศึกษาและการแพทย์ จากความหมายดังกล่าวมาข้างต้นนี้สามารถสรุปได้ว่า สะเต็มศึกษา (STEM Education) คือการบูร ณาการวิชาวิทยาศาสตร์ คณิตศาสตร์ เทคโนโลยีและใช้กระบวนการออกแบบทางวิศวกรรม เข้าร่วมด้วย โดย มีจุดมุ่งหมายให้ผู้เรียนสามารถนำความรู้มาบูรณาการเพื่อใช้ในการแก้ปัญหาหรือ สถานการณ์ที่เกิดขึ้น ผู้เรียน จะสามารถสร้างสรรค์ผลงานใหม่ ๆ ที่เกิดจากความคิดสร้างสรรค์ของตน องทำให้ผู้เรียนมีทักษะสำคัญในการ สร้างสรรค์สิ่งใหม่ ๆ ที่เป็นประโยชน์ต่อตนเองและผู้อื่นอันเป็น ทักษะที่สำคัญในศตวรรษที่ 21 3.3 ขั้นตอนวิธีสอนตามแนวสะเต็มศึกษา สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี(2557) เสนอขั้นตอนกระบวนการ ออกแบบเชิง วิศวกรรม ซึ่งเป็นขั้นตอนการแก้ปัญหาหรือสนองความต้องการ มีขั้นตอน ดังนี้ 1. ระบุปัญหา (Problem Identification) เป็นการทำความเข้าใจปัญหาหรือ ความท้าทาย วิเคราะห์เงื่อนไขหรือข้อจำกัดของสถานการณ์ปัญหา เพื่อกำหนดขอบเขตของปัญหา ซึ่งจะนำไปสู่การสร้าง ชิ้นงานหรือวิธีการในการแก้ปัญหา 2. รวบรวมข้อมูลและแนวคิดที่เกี่ยวข้องกับปัญหา (Related Information Search) เป็นการ รวบรวมข้อมูลและแนวคิดทางวิทยาศาสตร์ คณิตศาสตร์ และเทคโนโลยีที ่เกี่ยวข้องกับ แนวทางการแก้ปัญหา และประเมินความเป็นไปได้ ข้อดีและข้อจำกัด 3. ออกแบบวิธีการแก้ปัญหา (Solution Design) เป็นการประยุกต์ใช้ข้อมูลและแนวคิด ที่เกี่ยวข้อง เพื่อการออกแบบชิ้นงานหรือวิธีการในการแก้ปัญหา โดยคำนึงถึงทรัพยากร ข้อจำกัดและ เงื่อนไขตาม สถานการณ์ที่กำหนด 4. วางแผนและดำเนินการแก้ปัญหา (Planning and Development) เป็นการกำหนด ลำดับ ขั้นตอนของการสร้างชิ้นงานหรือวิธีการ แล้วลงมือสร้างชิ้นงานหรือพัฒนาวิธีการเพื่อใช้ใน การแก้ปัญหา 5. ทดสอบ ประเมินผลและปรับปรุงแก้ไขวิธีการแก้ปัญหาหรือชิ้นงาน (Testing, Evaluation and Design Improvement) เป็นการทดสอบและประเมินการใช้งานของชิ้นงานหรือ วิธีการ โดยผลที ่ได้อาจ นำมาใช้ในการปรับปรุงและพัฒนาให้มีประสิทธิภาพในการแก้ปัญหา ได้อย่างเหมาะสมที่สุด 6. นำเสนอวิธีการแก้ปัญหา ผลการแก้ปัญหาหรือชิ้นงาน (Presentation) เป็นการนำเสนอแนวคิด และขั้นตอนการแก้ปัญหาของการสร้างชิ้นงานหรือการพัฒนาวิธีการ ให้ผู้อื่นเข้าใจและได้ข้อเสนอแนะเพื่อการ พัฒนาต่อไป โดยการแก้ปัญหาตามขั้นตอนกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรมอาจมีลำดับขั้นตอน การ ดำเนินงานแตกต่างจากนี้ โดยอาจมีการสลับขั้นตอนหรือย้อนกลับขั้นตอนได้ และโดยทั่วไป การสร้างสรรค์ชิ้นงานหรือการ แก้ปัญหาเรื่องใดเรื่องหนึ่ง มักเป็นกระบวนการที่ต้องทำซ้ำและต่อเนื่อง จนกว่าจะสามารถแก้ปัญหาได้

24 พลศักดิ์ แสงพรมศรี(2558) ได้นำเสนอขั้นตอนการจัดการเรียนการสอนตามแนวทาง สะเต็ม ดังนี้ 1. การระบุปัญหาหรือสถานการณ์ เพื่อให้ผู้เรียนวิเคราะห์ถึงประเด็นปัญหาหรือ ความต้องการ รวมทั้งเงื่อนไขต่าง ๆ จากข้อมูล หรือสถานการณ์ที่กำหนดให้ 2. การเก็บรวบรวมข้อมูลที่เกี่ยวข้อง เป็นขั้นที่ผู้เรียนต้องรวบรวมข้อมูลต่าง ๆ ที่จำเป็น สำหรับการ แก้ไขปัญหา หรือสถานการณ์ตามเงื่อนไขที ่กำหนด โดยวิเคราะห์ว่าจะใช้ความรู้ใน เรื่องใดบ้างในการแก้ไข ปัญหาและต้องสรุปองค์ความรู้นั้นเอง รวมทั้งต้องทำการทดลองเพื่อ ประกอบการตัดสินใจเลือกสารเคมีและ อุปกรณ์ (ซึ่งพบเห็นได้ในชีวิต ประจำวันของผู้เรียน) ที่จะใช้ในการแก้ปัญหา พร้อมบอกเหตุผลประกอบด้วยตัว ของผู้เรียนเองทั้งหมด 3. การออกแบบชิ้นงานหรือวิธีการแก้ปัญหา ผู้เรียนช่วยกันระดมความคิด วางแผน วาดรูป และ แสดงชิ้นงานที ่ออกแบบไว้ ซึ่งการที่ผู้เรียนสามารถวาดรูปออกแบบชิ้นงานออกมาได้จะแสดงถึงได้ผ่าน กระบวนการคิดเป็นลำดับขั้นมาก่อนแล้วเพื่อนำไปสู่การสร้างชิ้นงานและปฏิบัติจริง 4. การทดลอง ขั้นนี้ผู้เรียนต้องทำการทดลองตามที่นักเรียนแต่ละกลุ่มร่วมกันออกแบบ ไว้และ นักเรียนจะต้องบันทึกข้อมูลทุกอย่างที่ได้เพื่อนำไปพิจารณาผลการทดลองต่อไป 5. การประเมินและปรับปรุง แก้ไข ผู้เรียนจะได้ประเมินผลการทดลองที่ได้ของแต่ละกลุ่ม พร้อมทั้งบอกปัญหาที่เกิดขึ้นระหว่างการทดลอง และบอกวิธีในการปรับปรุงแก้ไข หากยังไม่สามารถแก้ปัญหาตามเงื่อนไข หรืออาจแก้ปัญหาได้ตามเงื่อนไข และยังต้องการปรับปรุง ให้ดีขึ้นพร้อมทั้งอธิบายเหตุผลประกอบด้วย สำหรับงานวิจัยในครั้งนี้ ผู้วิจัยได้นำวิธีการจัดการเรียนรู้โดยใช้กระบวนการสะเต็มศึกษา ของ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (สสวท.) (2557) ซึ่งประกอบด้วย 6 ขั้นตอน ดังนี้ 1) ระบุปัญหา (Problem Identification) 2) รวบรวมข้อมูลและแนวคิดที่เกี่ยวข้องกับปัญหา (Related Information Search) 3) ออกแบบวิธีการแก้ปัญหา (Solution Design) 4) วางแผนและ ดำเนินการแก้ปัญหา (Planning and Development) 5) ทดสอบ ประเมินผล และปรับปรุงแก้ไข วิธีการแก้ปัญหาหรือชิ้นงาน (Testing, Evaluation and Design Improvement) และ 6) นำเสนอ วิธีการแก้ปัญหาผลการแก้ปัญหาหรือชิ้นงาน (Presentation) เนื่องจากผู้วิจัยเห็นว่ามีขั้นตอนที่เหมาะสม ซึ่งขั้นตอนดังกล่าวครอบคลุมต่อการพัฒนาทักษะ กระบวนการทางวิทยาศาสตร์และ ความสามารถในการสร้างสรรค์ผลงาน อึกทั้งขั้นตอนดังกล่าวนี้ทำให้ผู้เรียน ได้วางแผนการทำงาน อย่างเป็นขั้นตอน นอกจากเหตุผลดังกล่าวข้างต้นนี้เมื่อพิจารณาการจัดการเรียนรู้ตามแนวสะเต็มศึกษา ของสถาบัน ส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (สสวท.) ที่ละขั้นตอนนั้นจะพบว่าสามารถ การพัฒนาทักษะ กระบวนการทางวิทยาศาสตร์และความสามารถในการสร้างสรรค์ผลงานได้โดยขั้นระบุปัญหาจะเป็นขั้นตอนที่ ต้องทำความเข้าใจและวิเคราะห์ปัญหาจากสถานการณ์ที่กำหนดให้เพื่อนำมาตั้งเป็นประเด็นที่จะใช้แก้ไข ขั้น

25 รวบรวมข้อมูลและแนวคิดที่เกี่ยวข้องกับปัญหา ขั้นนี้จะเป็น ขั้นตอนศึกษา ค้นคว้าแลรวบรวมข้อมูลและ แนวคิดที่เกี่ยวกับปัญหา โดยนักเรียนจะใช้เทคโนโลยีในการสืบค้นข้อมูลและช่วยกันระดมสมองเพื่อรวบรวม ข้อมูลที่เกี่ยวกับปัญหา ขั้นออกแบบวิธีการ แก้ปัญหา เป็นขั้นของการแก้ปัญหาโดยใช้แนวคิดต่าง ๆ เพื่อให้ ผู้อื่นเข้าใจ ขั้นวางแผนและดำเนินการ แก้ปัญหานักเรียนจะได้มีการวางแผนช่วยกันสร้างผลงานได้ลงมือ ทำงานร่วมกับคนอื่น ขั้นทดสอบ ประเมินผล และปรับปรุงแก้ไขวิธีการแก้ปัญหาหรือผลงาน นักเรียนจะได้ ทดสอบและปรับปรุงผลงาน ของกลุ่มนักเรียนเอง โดยผลงานนั้นอาจเกิดความแตกต่างกันระหว่างกลุ่มตนเอง กับกลุ่มอื่น ซึ่งจุดนี้จะทำให้เกิดการพัฒนางานขึ้น และขั้นนำเสนอวิธีการแก้ปัญหาผลการแก้ปัญหาหรือ ผลงานจะเป็น ขั้นของการสื่อสารนำเสนอผลงานของกลุ่มตนเองให้เพื่อนกลุ่มอื่นได้รับฟัง ทำให้เกิดการ วิพากษ์วิจารณ์ผลงาน เกิดการเรียนรู้ร่วมกันและเป็นการฝึกการรับฟังความคิดเห็นของผู้อื่น 4. ผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน (Learning Achievement) 4.1 ความหมายของผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน ผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนเป็นความสามารถของนักเรียน ในด้านต่าง ๆ ซึ่งเกิดจากนักเรียน ได้รับประสบการณ์จากกระบวนการเรียนการสอนของครู โดยครูต้องศึกษา แนวทางในการวัดและ ประเมินผลการสร้างเครื่องมือวัดให้มีคุณภาพนั้น ได้มีผู้ให้ความหมายของผลสัมฤทธิ์ ทางการเรียนไว้ดังนี้ สมพร เชื้อพันธ์ (2547: 53) สรุปว่า ผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนวิชาคณิตศาสตร์ หมายถึง ความสามารถ ความสำเร็จและสมรรถภาพด้านต่าง ๆ ของผู้เรียนที่ได้จากการเรียนรู้อันเป็นผลมาจาก การเรียนการสอน การ ฝึกฝนหรือประสบการณ์ของแต่ละบุคคลซึ่งสามารถวัดได้จากการทดสอบด้วย วิธีการต่าง ๆ พิมพันธ์ เดชะคุปต์ และพเยาว์ ยินดีสุข (2548: 125) กล่าวว่า ผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน หมายถึง ขนาดของความสำเร็จที่ได้จากกระบวนการเรียนการสอน ปราณีกองจินดา (2549: 42) กล่าวว่า ผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน หมายถึง ความสามารถ หรือ ผลสำเร็จที่ได้รับจากกิจกรรมการเรียนการสอน เป็นการเปลี่ยนแปลงพฤติกรรมและประสบการณ์ เรียนรู้ ทางด้านพุทธิพิสัย จิตพิสัย และทักษะพิสัย และยังได้จำแนกผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนไว้ตาม ลักษณะของ วัตถุประสงค์ของการเรียนการสอนที่แตกต่างกัน 4.2 การวัดและประเมินผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนวิทยาศาสตร์การวัดและประเมินผลกลุ่มสาระการ เรียนรู้วิทยาศาสตร์ว่า การประเมินผลสัมฤทธิ์ ทางการเรียนวิชาวิทยาศาสตร์เป็นการพิจารณ าผลที่เกิดจาก การวัด การเรียนรู้ในภาพรวม การประเมินผลกลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์จึงประกอบด้วยการประเมิน ความเข้าใจกระบวนการ วิทยาศาสตร์ เจตคติวิทยาศาสตร์ ทักษะการใช้ห้องปฏิบัติการทางวิทยาศาสตร์และ ความรับผิดชอบ ในการปฏิบัติงานวิทยาศาสตร์ซึ่งความก้าวหน้าด้านต่าง ๆ ของผู้เรียนจะส่งผลต่อจุดประสงค์ ของ รายวิชา ผลการเรียนรู้ที่คาดหวัง และมาตรฐานการเรียนรู้ที่สถานศึกษาก าหนดไว้ การวัดและ ประเมินผลตัวผู้เรียนกลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์จึงวัดและประเมิน 2 แนวทางคือการวัดและ ประเมินผล

26 ตามคู่มือ Taxonomy of educational objectives ของ Bloom และการประเมินตาม สภาพจริง (Authentic assessment) 4.3 พฤติกรรมที่ต้องการทำการวัดประเมินผู้เรียนดังนี้ 4.3.1 ด้านความรู้ความจำ หมายถึง ความสามารถในการระลึกถึงสิ่งที่เคยเรียนรู้มาแล้วเกี่ยวกับ ข้อเท็จจริง ศัพท์นิยาม มโนทัศน์ ข้อตกลง การจัดประเภท เทคนิควิธีการ หลักการ กฎ ทฤษฎี และแนวคิดที่ สำคัญทางด้านวิทยาศาสตร์ นักเรียนที่มีความสามารถในด้านนี้ จะแสดงออก โดยสามารถให้คำจำกัดความ หรือนิยาม เล่าเหตุการณ์ จดบันทึก เรียกชื่อ อ่านสัญลักษณ์ และระลึก ข้อสรุปได้ การวัดพฤติกรรมด้าน ความรู้ความจำลักษณะของข้อสอบจะถามเกี่ยวกับความรู้ความจำไม่เกินร้อยละยี่สิบของข้อสอบทั้งหมด 4.3.2 ด้านความเข้าใจ หมายถึง ความสามารถในการอธิบาย การแปลความ การตีความสร้างข้อสรุป ขยายความ นักเรียนมีความสามารถในด้านนี้จะแสดงออกโดยสามารถ เปรียบเทียบแสดงความสัมพันธ์ การ อธิบายชี้แนะ การจำแนกเข้าหมวดหมู่ ยกตัวอย่าง ให้เหตุผล จับใจความเขียนภาพประกอบ ตัดสินเลือก แสดง ความเห็น อ่านกราฟแผนภูมิและแผนภาพได้ 1) พฤติกรรมความเข้าใจ แบ่งออกเป็น 3 ระดับ 1.1) ความสามารถอธิบายความเข้าใจต่าง ๆ ได้ด้วยตนเอง 1.2) ความสามารถจำแนกหรือระบุความรู้ได้เมื่อปรากฏในรูปสถานการณ์ใหม่ 1.3) ความสามารถแปลความรู้จากสัญลักษณ์หนึ่งไปสู่อีกสัญลักษณ์หนึ่ง 2) การวัดพฤติกรรมความเข้าใจ ลักษณะของข้อสอบจะถามให้นักเรียนอธิบาย หรือบรรยาย ความรู้ต่าง ๆ ด้วยคำพูดของตัวหรือให้ระบุข้อเท็จจริง มโนทัศน์ หลักการ กฎ หรือทฤษฎีที่เกี่ยวข้อง กับ สถานการณ์ที่ก าหนดให้ หรือให้แปลความหมายสถานการณ์ ที่ก าหนดให้ซึ่งอาจอยู่ใน รูปของข้อความ สัญลักษณ์ รูปภาพ หรือแผนภาพ เป็นต้น 4.3.3 ด้านการนำไปใช้เป็นการวัดความสามารถด้านการนำเอาความรู้ความเข้าใจ มา ประยุกต์ใช้ หรือแก้ปัญหาในเหตุการณ์ หรือสถานการณ์ใหม่ได้อย่างเหมาะสม การเขียนค าถามใน ระดับนี้อาจเขียนค า ถามความสอดคล้องระหว่างวิชาและการปฏิบัติ ถามให้อธิบาย หลักวิชา ถามให้แก้ปัญหา ถามเหตุผลของ ภาคปฏิบัติ 4.3.4 ด้านการวิเคราะห์ เป็นการวัดความสามารถในการแยกแยะ หรือแจกแจง รายละเอียดของ เรื่องราว ความคิด การปฏิบัติออกเป็นระดับย่อย ๆ โดยอาศัยหลักการหรือกฎเกณฑ์ต่าง ๆ เพื่อค้นพบ ข้อเท็จจริงและคุณสมบัติบางประการ ค าถามระดับการวิเคราะห์ แบ่งออก 3 ประเภท คือ การวิเคราะห์ ความสำคัญ การวิเคราะห์ความสัมพันธ์ และการวิเคราะห์หลักการ 4.3.5 ด้านการสังเคราะห์เป็นการวัดความสามารถในการรวบรวมและผสมผสานใน ด้านรายละเอียด หรือเรื่องราวปลีกย่อย ของข้อมูลสร้างเป็นสิ่งใหม่ที่แตกต่างจากเดิม ความสามารถ ดังกล่าวเป็นพื้นฐานของ ความคิดริเริ่มสร้างสรรค์ คำถามระดับนี้แบ่งออกเป็น 3 ประเภท ได้แก่ การสังเคราะห์ข้อความ การสังเคราะห์ แผนงาน การสังเคราะห์ความสัมพันธ์

27 4.3.6 ด้านการวัดและประเมินค่า เป็นการวัดความสามารถในด้านการสรุปค่าหรือตีราคา เกี่ยวกับ เรื่องราว ความคิด พฤติกรรมว่าดี-เลว เหมาะสม-ไม่เหมาะสม เพื่อหาจุดประสงค์บาง ประการมาอ้างโดยใช้ เกณฑ์ภายในและการประเมินโดยใช้เกณฑ์ภายนอก (สมพร เชื้อพันธ์, 2547) 4.4 แบบทดสอบวัดผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน พิชิต ฤทธิ์จรูญ (2545: 96) กล่าวว่า แบบทดสอบวัดผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน หมายถึง แบบทดสอบ ที่ใช้วัดความรู้ ทักษะ และความสามารถทางวิชาการที่นักเรียนได้เรียนรู้มาแล้วว่าบรรลุผล ส าเร็จตาม จุดประสงค์ที่กำหนดไว้เพียงใด สิริพร ทิพย์คง (2545: 193) กล่าวว่า แบบทดสอบวัดผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน หมายถึง ชุดคำถามที่ มุ่งวัดพฤติกรรมการเรียนของนักเรียนว่ามีความรู้ ทักษะ และสมรรถภาพด้านสมองด้าน ต่าง ๆ ในเรื่องที่ เรียนรู้ไปแล้วมากน้อยเพียงใด สมพร เชื้อพันธ์ (2547: 59) กล่าวว่า แบบทดสอบวัดผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน หมายถึง แบบทดสอบ หรือชุดของข้อสอบที่ใช้วัดความสำเร็จหรือความสามารถในการทำกิจกรรมการเรียนรู้ของ นักเรียนที่เป็นผลมา จากการจัดกิจกรรมการเรียนการสอนของครูผู้สอนว่าผ่านจุดประสงค์การเรียนรู้ที่ตั้งไว้เพียงใด 4.5 แบบทดสอบวัดผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน ประเภทที่ครูสร้างมีหลายแบบ แต่ที่นิยมใช้มี6 แบบ ดังนี้ 4.5.1 ข้อสอบอัตนัยหรือความเรียง (Subjective or Essay test) เป็นข้อสอบที่มีเฉพาะคำถาม แล้วให้นักเรียนเขียนตอบอย่างเสรี เขียนบรรยายตามความรู้และเขียนข้อคิดเห็นของแต่ละคน 4.5.2 ข้อสอบแบบกาถูก-ผิด (True-false test) คือข้อสอบแบบเลือกตอบที่มี 2 ตัวเลือก แต่ ตัวเลือกดังกล่าวเป็นแบบคงที่และมีความหมายตรงกันข้าม เช่น ถูก-ผิด ใช่-ไม่ใช่ จริง-ไม่จริง เหมือนกันต่างกัน เป็นต้น 4.5.3 ข้อสอบแบบเติมคำ (Completion test) เป็นข้อสอบที่ประกอบด้วยประโยค หรือข้อความที่ ยังไม่สมบูรณ์แล้วให้ตอบเติมค าหรือประโยค หรือข้อความลงในช่องว่างที่เว้นไว้นั้น เพื่อให้มีใจความสมบูรณ์ และถูกต้อง 4.5.4 ข้อสอบแบบตอบสั้น ๆ (Short answer test) เป็นข้อสอบที่คล้ายกับข้อสอบ แบบเติมค า แต่ แตกต่างกันที่ข้อสอบแบบตอบสั้น ๆ เขียนเป็นประโยคคำถามสมบูรณ์ (ข้อสอบเติมคำ เป็นประโยคหรือ ข้อความที่ยังไม่สมบูรณ์) แล้วให้ผู้ตอบเขียนตอบ คำตอบที่ต้องการจะสั้นและ กะทัดรัดได้ใจความสมบูรณ์ไม่ใช่ เป็นการบรรยายแบบข้อสอบอัตนัยหรือความเรียง 4.5.5 ข้อสอบแบบจับคู่ (Matching test) เป็นข้อสอบแบบเลือกตอบชนิดหนึ่งโดยมีค่าหรือ ข้อความแยกออกจากกันเป็น 2 แล้วให้ผู้ตอบเลือกจับคู่ว่าแต่ละข้อความในชุดหนึ่งจะคู่กับคำ หรือข้อความใด ในอีกชุดหนึ่งซึ่งมีความสัมพันธ์กันอย่างใดอย่างหนึ่งตามที่ผู้ออกข้อสอบกำหนดไว้ 4.5.6 ข้อสอบแบบเลือกตอบ (Multiple choice test) คำถามแบบเลือกตอบ โดยทั่วไปจะ ประกอบด้วย 2 ตอน คือ ตอนนำหรือคำถาม (Stem) กับตอนเลือก (Choice) ในตอน เลือกนั้นจะ

28 ประกอบด้วยตัวเลือกที่เป็นคำตอบถูกและตัวเลือกลวง ปกติจะมีคำถามที่กำหนดให้พิจารณา แล้วหาตัวเลือกที่ ถูกต้องมากที่สุดเพียงตัวเลือกเดียวจากตัวเลือกอื่น ๆ และคำถามแบบ เลือกตอบที่ดีนิยมใช้ตัวเลือกที่ใกล้เคียง กัน (สมพร เชื้อพันธ์, 2547) 4.6 ลักษณะของแบบทดสอบวัดผลสัมฤทธิ์ที่ดี นักการศึกษาหลายท่านได้กล่าวถึงลักษณะของแบบทดสอบวัดผลสัมฤทธิ์ที่ดี(สิริพร ทิพย์คง, 2545: 195; พิชิต ฤทธิ์จรูญ, 2545: 135–161) 4.6.1 ความเที่ยงตรง เป็นแบบทดสอบที่สามารถน าไปวัดในสิ่งที่เราต้องการวัดได้อย่าง ถูกต้อง ครบถ้วน ตรงตามจุดประสงค์ที่ต้องการวัด 4.6.2 ความเชื่อมั่น แบบทดสอบที่มีความเชื่อมั่น คือ สามารถวัดได้คงที่ไม่ว่าจะวัด กี่ครั้งก็ตาม เช่น ถ้าน าแบบทดสอบไปวัดกับนักเรียนคนเดิมคะแนนจากการสอบทั้งสองครั้งควรมีความสัมพันธ์กันดี เมื่อสอบ ได้คะแนนสูงในครั้งแรกก็ควรได้คะแนนสูงในการสอบครั้งที่สอง 4.6.3 ความเป็นปรนัย เป็นแบบทดสอบที่มีคำถามชัดเจน เฉพาะเจาะจง ความถูกต้อง ตามหลักวิชา และเข้าใจตรงกัน เมื่อนักเรียนอ่านคำถามจะเข้าใจตรงกัน ข้อคำถามต้องชัดเจนอ่านแล้ว เข้าใจตรงกัน 4.6.4 การถามลึก หมายถึง ไม่ถามเพียงพฤติกรรมขั้นความรู้ความจำโดยถามตามตำราหรือถาม ตามที่ครูสอน แต่พยายามถามพฤติกรรมขั้นสูงกว่าขั้นความรู้ความจำได้แก่ ความเข้าใจ การน าไปใช้ การ วิเคราะห์ การสังเคราะห์และการประเมินค่า 4.6.5 ความยากง่ายพอเหมาะ หมายถึง ข้อสอบที่บอกให้ทราบว่าข้อสอบข้อนั้นมีคน ตอบถูกมาก หรือตอบถูกน้อย ถ้ามีคนตอบถูกมากข้อสอบข้อนั้นก็ง่ายและถ้ามีคนตอบถูกน้อยข้อสอบ ข้อนั้นก็ยาก ข้อสอบ ที่ยากเกินความสามารถของนักเรียนจะตอบได้นั้นก็ไม่มีความหมาย เพราะ ไม่สามารถจำแนกนักเรียนได้ว่าใคร เก่งใครอ่อน ในทางตรงกันข้ามถ้าข้อสอบง่ายเกินไปนักเรียนตอบ ได้หมด ก็ไม่สามารถจำแนกได้เช่นกัน ฉะนั้น ข้อสอบที่ดีควรมีความยากง่ายพอเหมาะ ไม่ยากเกินไป ไม่ง่ายเกินไป 4.6.6 อำนาจจำแนก หมายถึง แบบทดสอบนี้สามารถแยกนักเรียนได้ว่าใครเก่งใคร อ่อนโดยสามารถ จำแนกนักเรียนออกเป็นประเภท ๆ ได้ทุกระดับอย่างละเอียดตั่งแต่อ่อนสุดจนถึง เก่งสุด 4.5.7 ความยุติธรรม คำถามของแบบทดสอบต้องไม่มีช่องทางชี้แนะให้นักเรียนที่ฉลาด ใช้ไหวพริบ ในการเดาได้ถูกต้อง และไม่เปิดโอกาสให้นักเรียนที่เกียจคร้านซึ่งดูตำราอย่างคร่าว ๆ ตอบได้และต้องเป็น แบบทดสอบที่ไม่ลำเอียงต่อกลุ่มใดกลุ่มหนึ่ง (พิชิต ฤทธิ์จรูญ, 2545) 5. กระบวนการแก้โจทย์ปัญหาของโพลยา 5.1 ความหมายของกระบวนการแก้โจทย์ปัญหาของโพลยา จากการศึกษาความหมายของกระบวนการแก้โจทย์ปัญหาของโพลยา มีนักวิชาการ ศึกษาหลายท่าน ได้กล่าวถึงความหมายเป็นไปในแนวทางเดียวกันว่า เป็นกระบวนการจัดการ เรียนรู้ที่ส่งเสริมให้ผู้เรียนเกิดการ คิดแก้โจทย์ปัญหาที่เป็นระบบระเบียบ (พิมพ์สรณ์ ตุกเตียน, 2552: 96; วรางคณา สำอางค์, 2560: 54) การใช้

29 ข้อคำถามที่เป็นรูปแบบการระบุเป็นขั้นตอน ซึ่งมีการลำดับขั้นตอนจากง่ายไปหายาก โดยใช้ข้อคำถามที่เป็น ภาษาระบุถึงพฤติกรรมที่ต้องการ ให้ผู้เรียนแสดงออกได้อย่างชัดเจน (Polya, 1945: 1) เน้นการเปิดโอกาสให้ ผู้เรียนมีอิสระในการคิด ตามล าดับของกระบวนแก้โจทย์ปัญหาที่กำหนดเป็นขั้นตอนที่ชัดเจน (วรางคณา บุญ ครอบ, 2553: 760) ซึ่งไม่เพียงแต่จะสามารถด าเนินการแก้โจทฺย์ปัญหาจนได้มาซึ่งคำตอบของคำถาม จาก สถานการณ์ในโจทย์ปัญหาแล้ว แต่ยังสามารถตรวจสอบถึงความเป็นเหตุเป็นผลของคำตอบ ที่ได้มาได้อีกด้วย ซึ่งการท าเช่นนี้จะสามารถใช้ในการคาดเดาและเรียนรู้วิธีการที่จะสามารถนำไป ประยุกต์ใช้กับสถานการณ์ โจทย์ปัญ หาอื่น ๆ ในอนาคต ได้(Polya, 1945: 1) อีกทั้งสามารถ น ากระบวนการนี้มาใช้ในการด าเนินการ แก้โจทย์ปัญหาที่มีสถานการณ์ปัญหาที่มีความซับซ้อน มากขึ้นไปได้(นิธินันท์ กลั่นคูวัฒน์, 2559: 31) จากการท บทวนวรรณกรรมเกี่ยวกับกระบวนการแก้โจทย์ปัญหาของโพลยา สามารถสรุปได้ว่า เป็น กระบวนการที่มีการดำเนินการแก้โจทย์ปัญหาที่เป็นระบบ มีการระบุเป็น ข้อคำถามที่จะสามารถทำให้ผู้เรียน แสดงออกถึงพฤติกรรมในการแก้โจทย์ปัญหาที่เป็นขั้นตอน ที่ชัดเจนโดยมีการด าเนินการแก้โจทย์ปัญหาไป พร้อมกับการตรวจสอบถึงความสมเหตุสมผล ของคำตอบ จึงสามารถนำไปใช้กับการแก้โจทย์ปัญหาที่มี สถานการณ์ที่ซับซ้อนได้เป็นอย่างดี 5.2 ขั้นตอนการแก้โจทย์ปัญหาของโพลยา ขั้นตอนในการแก้โจทย์ปัญหาของโพล ยาประกอบด้วย 4 ขั้นตอน ดังนี้ (Polya, 1945: 3) ขั้นที่ 1 การทำความเข้าใจโจทย์ปัญหา เป็นขั้นตอนในการนำปัญหามาให้ผู้เรียน ทำการศึกษา และพิจารณาว่าสถานการณ์ของโจทฺย์ปัญหาเป็นไปในรูปแบบใด และได้ข้อมูลใดบ้าง จากการศึกษาโจทย์ ปัญหามักพบปัญหาว่านักเรียนเกิดความไม่เข้าใจโจทย์ปัญหาทั้งข้อ หรือเพียงบางส่วน โดยสามารถแก้ปัญหา ได้โดยการใช้คำถามในการกระตุ้นผู้เรียนให้ทำการ วิเคราะห์สถานการณ์ในโจทย์ปัญหา ได้แก่ 1) สิ่งที่สถานการณ์กำหนดให้ 2) สิ่งที่โจทย์ต้องการทราบ 3) แผนภาพของสถานการณ์ในโจทย์ปัญหา 4) เงื่อนไขเพิ่มเติมของสถานการณ์ในโจทย์ปัญหา ขั้นที่ 2 วางแผนเป็นการหาวิธีการแก้โจทย์ปัญหาที่เหมาะสมที่สุด โดยวิธีการ ก็จะมีการใช้การ คิดเพื่อหารูปแบบการด าเนินการแก้โจทย์ปัญหา โดยมีการวางแผนให้เป็นลำดับ ขั้นตอนเพื่อค้นหาวิธีการ ดำเนินการแก้โจทย์ปัญหฺาผนวกกับประสบการเดิมของผู้เรียนในการกำหนดวิธีการที่เหมาะสม วิธีการที่จะ นำมาใช้ก็มีอยู่อย่างหลากหลาย อาทิการจำลองสถานการณ์ที่ใกล้เคียงกับโจทย์ การเปลี่ยนภาษาเขียนที่ระบุ ในโจทย์เป็นสัญลักษณ์ การใช้เหตุผลมาประกอบ และอ้างถึงวิธีการนั้น ๆ การสร้างตารางหรือสมการ ผนวก กับการระบุถึงหลักการหรือทฤษฎีที่ เกี่ยวข้อง จะสามารถทำให้การดำเนินการแก้โจทฺย์ปัญหาเป็นไปได้ง่าย มากยิ่งขึ้น ขั้นที่ 3 ดำเนินการตามแผน เป็นขั้นตอนที่สำคัญเนื่องจากเราต้องจดจ่ออยู่กับ การดำเนินการแก้ โจทย์ปัญหา จนสามารถได้มาซึ่งคำตอบที่ถูกต้องได้

30 ขั้นที่ 4 การมองย้อนกลับ ขั้นนี้เป็นการสะท้อนและมองย้อนกลับไปว่าเรามีการดำเนินการตาม แผนถูกต้องและครบถ้วนหรือไม่ ขั้นนี้จะทำให้เห็นถึงข้อบกพร่องของการแก้โจทย์ ปัญหาได้เป็นอย่างดี และ เพื่อตรวจสอบความเป็นเหตุเป็นผลของคำตอบ อีกทั้งสามารถทำนายได้อีกว่าวิธีการที่วางแผนไว้นั้นสามารถ นำไปใช้กับสถานการณ์ปัญหาในรูปแบบที่โจทย์กำหนดหรือ สถานการณ์อื่น ๆ ได้หรือไม่ วิลสัน, เพอร์นันเดช และฮาดาเวย์(Wilson, Fernandez, & Hadaway, 1993: 60) ได้นำ ขั้นตอนการแกโจทฺย์ปัญหาของโพลยามาร่างเป็นแผนภาพโดยแสดงลูกศรบอกขั้นตอน การดำเนินการตาม ขั้นตอน ซึ่งเป็นขั้นตอนที่ไม่เพียงแต่แสดงถึงขั้นตอนที่เป็นทฤษฎีในเรื่องของการแก้โจทย์ปัญหาแต่ยังสะท้อน ถึงการนำขั้นตอนการแก้โจทย์ปัญหานี้ไปใช้ในห้องเรียนได้จริง ดังแสดงในภาพประกอบ 1 ภาพประกอบ 7แผนภาพขั้นตอนในการแก้โจทย์ปัญหาตามขั้นตอนการแก้โจทย์ปัญหาของโพลยา (Polya, 1945: 5; Wilson et al., 1993: 60) โดยแผนภาพนี้แสดงให้เห็นถึงการดำเนินการแก้โจทย์ปัญหาตามขั้นตอนของโพลยา เมื่อถูก นำไปใช้จริง ผู้เรียนจะไม่สามารถทำให้เป็นไปในทิศทางเดียวกันได้ แต่จะมีการดำเนินการ ในลักษณะกลับไป กลับมา ตรวจสอบความสมเหตุสมผล และความบกพร่องของการดำเนินการแก้โจทย์ปัญหาของแต่ละขั้นตอน ได้โดยตลอด หากขั้นตอนไหนที่เกิดความผิดพลาดก็สามารถมอง ย้อนกลับไปตรวจสอบขั้นตอนก่อนหน้าที่ กระทำผ่านมาก่อน เพื่อปรับปรุงและแก้ไขและดำเนินการ ไปยังขึ้นตอนต่อไปได้ จนได้คำตอบ จากขั้นตอนที่ได้ทบทวนวรรณกรรมสามารถสรุปได้ว่า ขั้นตอนในการแก้โจทย์ปัญหา ของโพลยา ประกอบด้วย 4 ขั้นตอน ดังนี้ ขั้นที่ 1 ขั้นทำความเข้าใจโจทย์ปัญหา เป็นขั้นตอนที่เน้นให้ผู้เรียนอ่านโจทย์ปัญหาเพื่อ วิเคราะห์สิ่งที่ระบุไว้ในโจทย์ปัญหา รวมถึงการแสดงออกมาถึงแผนภาพสถานการณ์ที่โจทย์กำหนดมาให้ได้ ซึ่ง ถือว่าเป็นการแบ่งองค์ประกอบสำคัญที่ระบุในโจทย์ปัญหาให้แยกออกเป็นส่วน ๆ ให้สามารถมองภาพได้ง่าย มากยิ่งขึ้น ปัญหา ทำความเข้าใจโจทย์ปัญหา การมองย้อนกลับ ดำเนินการตามแผน วางแผน

31 ขั้นที่ 2 ขั้นวางแผนการดำเนินการแก้โจทย์ปัญหาเป็นขั้นที่สร้างให้นักเรียนเกิด ความสา มารถฺในการหาสิ่งที่โจทย์ปัญหาต้องการทราบและท าการเปลี่ยนจากภาษาเขียนในโจทย์ปัญหาเป็นสัญลักษณ์ เพื่อเชื่อมโยงความความสัมพันธ์ของสัญลักษณ์ของปริมาณ ให้อยู่ในรูปแบบของสมการได้ ขั้นที่ 3 ขั้นดำเนินการตามแผนการดำเนินการตามแผน ซึ่งเป็นขั้นการดำเนินการแก้โจทย์ ปัญหาตามที่ได้วางแผนไว้ และดำเนินการทางคณิตศาสตร์ จนได้มาซึ่งคำตอบของโจทย์ปัญหา ขั้นที่ 4 ขั้นตรวจสอบเป็นขั้นที่พิจารณ าถึงความเรียบร้อยของการดำเนินการแก้โจทย์ปัญหา โดยมีการตรวจสอบแต่ละขั้นตอนว่ามีความบกพร่องที่ขั้นตอนใดหรือไม่ ซึ่งถือเป็นการตรวจสอบว่าคำตอบที่ ได้มามีความสมเหตุสมผลหรือไม่ อีกทั้งยังสามารถคาดการณ์ได้ว่า วิธีการที่ใช้ในการดำเนินการแก้โจทย์ปัญหา จะสามารถใช้ได้กับโจทย์ปัญหาในรูปแบบที่คล้ายกัน ได้อีกด้วย โดยแต่ละขั้นตอนในการแก้โจทย์ปัญหาของโพลยาได้กระตุ้นและพัฒนาให้ผู้เรียน แสดงออกถึง ความสามารถฺในการแก้โจทย์ปัญหฺาทางฟิสิกส์ได้ดังนี้ ขั้นที่ 1 การทำความเข้าใจโจทย์ปัญหา เป็นขั้นที่ส่งเสริมให้เกิดพฤติกรรมการ อ่านและ วิเคราะห์สถานการณ์โจทย์ปัญหา และเขียนแสดงแผนภาพพร้อมทั้งระบุขนาดและ ทิศทางของปริมาณต่าง ๆ ตามสถานการณ์ที่โจทย์กำหนดได้ เพื่อใช้ในการประกอบการแก้โจทย์ปัญหา ขั้นที่ 2 การวางแผนการแก้โจทย์ปัญหาเป็นขั้นที่ส่งเสริมให้นักเรียนเกิดพฤติกรรมใน การหา สิ่งที่โจทย์ปัญหาต้องการทราบ และทำการเปลี่ยนจากภาษาเขียนในโจทย์ปัญหาเป็นสัญลักษณ์เพื่อเชื่อมโยง ความความสัมพันธ์ของสัญลักษณ์ของปริมาณ ให้อยู่ในรูปแบบของสมการได้ ขั้นที่ 3 การดำเนินการตามแผน ซึ่งเป็นขั้นที่ส่งเสริมให้นักเรียนเกิดพฤติกรรม ในการนำ สมการความสัมพันธ์ของตัวแปรทางฟิสิกส์มาดำเนินการทางคณิตศาสตร์ จนได้มาซึ่งคำตอบของโจทย์ปัญหา ขั้นที่ 4 ตรวจสอบผลลัพธ์ เป็นขั้นที่จะแสดงออกถึงพฤติกรรมในการเขียนสรุปคำตอบพร้อม ระบุหน่วย และตรวจสอบความสมเหตุสมผล โดยใช้การระบุถึงหลักการกฎ หรือ ทฤษฎีที่เกี่ยวข้องกับ สถานการณ์ในโจทย์ปัญหฺาและทำการวิเคราะห์ออกมาเพื่อสรุปถึงความเป็นเหตุเป็นผลของการได้มาซึ่งคำตอบ นั้น ๆ ได้โดยกระบวนการแก้โจทย์ปัญหาของโพลยาแต่ละขั้นตอนสามารถส่งเสริมให้นักเรียน เกิดพฤติกรรม ในการแก้โจทย์ปัญหาทางฟิสิกส์ 5.3 ประโยชน์ของกระบวนการแก้โจทย์ปัญหาของโพลยา จากการทบทวนวรรณกรรมเกี่ยวกับประโยชน์ของการจัดการเรียนรู้ด้วยกระบวนการแก้โจทย์ปัญหา ของโพลยา พบว่า ช่วยเสริมสร้างให้ผู้เรียนได้แสดงออกถึงความคิดในการแก้โจทย์ปัญหฺาอย่างมีอิสระในการ คิด ตามขั้นตอนในการแก้โจทย์ปัญหาที่กำหนดขึ้นด้วยการใช้ข้อคำถาม ที่ชัดเจน (วรางคณา บุญครอบ, 2553: 761) โดยข้อคำถามมีการมีการลำดับขั้นตอนจากง่ายไป หายาก อีกทั้งระบุพฤติกรรมที่ต้องการให้ผู้เรียน แสดงออกได้อย่างชัดเจน (Polya, 1945: 1) ถือเป็นสิ่งที่กระตุ้นให้ผู้เรียนกล้าที่จะเผชิญกับสถานการณ์ใน โจทย์ปัญหา (สุจินต์ สุทธิวรางกูล,2561: 151) ซึ่งเป็นการปลูกฝังให้ผู้เรียนทราบถึงขั้นตอนการเริ่มต้นการแก้ โจทย์ปัญหาว่าเริ่มอย่างไร (สมพร สีตาล, 2560: 873) และฝึกฝนการเชื่อมโยงความรู้เดิมกับสถานการณ์ของ

32 โจทย์ปัญหาที่ผู้เรียนได้เผชิญ กลั่นกรอง รวบยอดความรู้ จนเกิดเป็นองค์ความรู้และนำไปดำเนินการแก้โจทย์ ปัญหา (Brijlall, 2015: 197) โดยจากการศึกษางานวิจัยของ อรพินท์ ชื่นชอบ (2549: 62) ที่ได้ทำการวิจัยการ พัฒนาความสามารถฺ ในการแก้โจทฺย์ทางฟิสิกส์ โดยเสริมการแก้โจทย์ปัญหาด้วยกระบวนการแก้โจทย์ปัญหาของโพลยาส่งผลให้ ผู้เรียนระดับชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 ผลการวิจัยพบว่า ผู้เรียนสามารถแก้โจทย์ปัญหาได้ไวมากยิ่งขึ้น อีกทั้งมี ความสามารถดังกล่าวนี้ที่มีเพิ่มมากขึ้น ส่งเสริมให้ผู้เรียนแก้โจทย์ปัญหฺาทางฟิสิกส์ด้วยตนเองได้อย่างเป็น ระบบ และคิดแก้โจทย์ปัญหาทางฟิสิกส์อย่างมีเหตุผล แต่ยังคงมีข้อจำกัดเนื่องจากต้องใช้เวลาในการทำความ เข้าใจขั้นตอนในการแก้โจทย์ปัญหา โดยผู้สอนจะต้องมีการชี้แนะการด าเนินการตามขั้นตอนการแก้โจทฺย์ ปัญหา และเมื่อ ได้รับการชี้แนะจากผู้สอน ผู้เรียนก็สามารถด าเนินการในการแก้โจทย์ปัญหาตามกระบวนแก้ โจทย์ปัญหาของโพลยาได้ดีซึ่งก็เป็นไปในแนวทางเดียวกันกับผลการวิจัยของ นิธินันท์ กลั่นคูวัฒน์(2559: 87) ที่มีการน ากระบวนการแก้โจทฺย์ปัญหาของโพลยามาใช้ในกระบวนแก้โจทย์ปัญหาใน การพัฒนาความสามารถฺ ของนักเรียนระดับชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 2 ซึ่งพบว่าผู้เรียนในกลุ่มกลางกับ กลุ่มอ่อนต้องได้รับการชี้แนะจาก ผู้สอนในเรื่องของการด าเนินการตามกระบวนการแก้โจทย์ปัญหา ผู้เรียนจึงจะสามารถดำเนินการตาม กระบวนแก้โจทย์ปัญหาของโพลยาได้ดียิ่งขึ้น โดยผู้เรียนที่ สามารถดำเนินการแก้โจทย์ปัญหาได้ตาม กระบวนการของโพลยานั้น ผู้เรียนจะสามารถที่จะบอกรายละเอียดของโจทย์ปัญหา รวมไปถึงการวางแผนการ แก้โจทย์ปัญหาพร้อมดำเนินการแก้โจทย์ ปัญหาจนได้คำตอบและตรวจสอบคำตอบได้และสอดคล้องกับ งานวิจัยของโอลานิยาน และ โกเวนเดอร์ (Olaniyan & Govender, 2018: 767) ที่ได้ทำการศึกษาผลของการ ใช้กระบวนการแก้โจทย์ปัญหาของโพลยาและการจัดการเรียนรู้แบบเน้นภาระงานของนักเรียนระดับชั้น มัธยมศึกษา ตอนปลายเพื่อหาแนวทางที่เหมาะสมกับการพัฒนาความสามารถฺในการแก้โจทย์ปัญหฺาทางฟิสิกส์ พบว่ากระบวนการแก้โจทย์ปัญหฺาของโพลยาส่งผลให้ผู้เรียนมีความ สามารถฺที่สูงขึ้น โดยผู้เรียนสำมารถ จดจำขั้นตอนใน การแก้โจทย์ปัญหาและการแก้โจทย์ปัญหาจน ได้คำตอบ ซึ่งกระบวนการแก้โจทย์ปัญหาของ โพลยามีจุดเด่นอยู่ที่การใช้ข้อคำถามที่เป็นกระบวนการในการชี้แนะ จัดลำดับขั้นในการแก้โจทย์ปัญหาและ กระตุ้นให้เกิดการคิดเพื่อแสดงพฤติกรรมในการแก้โจทย์ปัญหาได้เป็นอย่างดี จากการศึกษางานวิจัยและทบทวนวรรณกรรมสามารถสรุป ได้ว่า การจัดการเรียนรู้ด้วยกระบวนการ แก้โจทย์ปัญหาของโพลยา มีประโยชน์ที่มุ่งเน้นไปที่เสริมสร้างให้ผู้เรียนนั้น สามารถดำเนินการแก้โจทย์ปัญหฺา จนได้คำตอบที่สมบูรณ์ได้ด้วยการคิดที่เป็นระบบและมีอิสระ ทางการคิดตามขั้นตอน โดยแสดงถึงการเชื่อมโยง ความรู้เดิมมาประยุกต์ใช้ผ่านการดำเนินการ ตามขั้นตอนที่ระบุข้อคำถามที่ทำให้ผู้เรียนได้แสดงออกถึง พฤติกรรมในการแก้โจทย์ปัญหาของ สถานการณ์นั้น ๆ ได้ชัดเจนมากยิ่งขึ้น จนสามารถทำให้นักเรียนเกิดองค์ ความรู้การวิจัยครั้งนี้ผู้วิจัย นำกระบวนแก้โจทย์ปัญหาของโพลยามาใช้ในการพัฒนาความ สามารถฺในการแก้ โจทย์ปัญหฺาทางฟิสิกส์ โดยสอดแทรกกระบวนแก้โจทย์ปัญหาของโพลยาใน ขั้นตอนการจัดการเรียนรู้แบบ ปกติ ในขั้นตอนที่มีการแก้โจทย์ปัญหาทางฟิสิกส์สำหรับการสอน แบบปกติที่ผู้วิจัยใช้ในการจัดการเรียนการ สอนในห้องเรียน คือ การสอนแบบสืบเสาะ 5 ขั้นตอน ประกอบด้วย ขั้นสร้างความสนใจ ขั้นสำรวจและค้นหา

33 ขั้นอธิบายและลงข้อสรุป ขั้นขยายความรู้และขั้นประเมินผล โดยกระบวนแก้โจทฺย์ปัญหาของโพลยาจะถูก นำมาแทรก ในขั้นตอนอธิบาย และลงข้อสรุป และขั้นขยายความรู้ โดยขั้นตอนอธิบายและลงข้อสรุปจะเป็น ขั้นที่ครูผู้สอนทำการนำเสนอสถานการณ์โจทย์ปัญหาทางฟิสิกส์โดยร่วมกันอภิปรายและทำโจทย์ปัญหาทาง ฟิสิกส์ไปพร้อมกับผู้เรียนเพื่อชี้แนะรูปแบบการดำเนินการแก้โจทย์ปัญหาตามกระบวนการแก้โจทย์ปัญหาของ โพลยาที่ถูกนำมาใช้ในการระบุข้อคำถามที่กระตุ้นให้ผู้เรียนเกิดความสามารถฺในการแก้โจทย์ปัญหฺาทางฟิสิกส์ โดยขั้นตอนของกระบวนแก้โจทย์ปัญหาของโพลยา เป็นดังนี้ ขั้นการทำความเข้าใจโจทย์ปัญหา คือ ขั้นตอนที่ผู้เรียนทำความเข้าใจองค์ประกอบของโจทย์ ปัญหา หาสิ่งที่โจทย์ปัญหาต้องการทราบ มุ่งเน้นให้ผู้เรียนวิเคราะห์โจทย์ ปัญหา โดยสามารถเขียนแสดง แผนภาพ พร้อมทั้งระบุขนาดและทิศทางของปริมาณทางฟิสิกส์ตามสถานการณ์ที่โจทย์กำหนดได้ เพื่อใช้ใน การประกอบการแก้โจทย์ปัญหา ขั้นการหาวิธีการแก้โจทย์ปัญหา คือ ขั้นตอนที่ผู้เรียนนำองค์ประกอบของโจทย์ปัญหามาเขียน เป็นตัวแปรทางฟิสิกส์ โดยเขียนให้อยู่ในรูปสมการความสัมพันธ์ของตัวแปรทางฟิสิกส์ได้ ขั้นการดำเนินการแก้โจทย์ปัญหา คือ ขั้นตอนที่มุ่งเน้นให้ผู้เรียนนำสมการ ความสัมพันธ์ของตัว แปรทางฟิสิกส์มาดำเนินการทางคณิตศาสตร์ จนได้มาซึ่งคำตอบของโจทย์ปัญหา ขั้นการดำเนินการสรุปและตรวจสอบคำตอบ คือ ขั้นตอนที่มุ่งเน้นให้ผู้เรียน เขียนสรุปคำตอบ และตรวจสอบความสมเหตุสมผลตามรูปแบบของแต่ละสถานการณ์โจทย์ปัญหาทางฟิสิกส์ได้แก่ การสรุปความ สมเหตุสมผลจากการคิดค่าย้อนกลับเพื่อดูความเท่ากันของสมการทางคณิตศาสตร์การหาปริมาณที่โจทย์ ต้องการทราบจากการทำอีกวิธีหนึ่งเพื่อตรวจสอบคำตอบ หรือการระบุถึงความสมเหตุสมผลของการเกิดขึ้นใน สถานการณ์โจทย์ปัญหานั้น ๆ 6. งานวิจัยที่เกี่ยวข้องกับชุดกิจกรรมวิทยาศาสตร์ 6.1 งานวิจัยในประเทศ นิตยา ภูผาบาง (2559, น.75-81) ได้ทำการวิจัยเรื่องการใช้กิจกรรมสะเต็มศึกษา เรื่อง พลาสติก ชีวภาพจากแป้งมันสำปะหลัง เพื่อพัฒนาทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ขั้น บูรณาการสำหรับนักเรียนชั้น มัธยมศึกษาปีที่ 2 เป็นวิจัยประเภททดลอง กลุ่มตัวอย่างคือนักเรียน ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 2 โรงเรียนชลกันมี จุดประสงค์เพื่อ 1) เพื่อศึกษาปัจจัยที่ส่งผลต่อสมบัติทาง กายภาพของแผ่นฟิล์มพลาสติกชีวภาพจากแป้งมัน สำปะหลัง 2) เพื่อสร้างกิจกรรมสะเต็มศึกษา เรื่อง พลาสติกชีวภาพจากแป้งมันส าปะหลังเพื่อพัฒนาทักษะ กระบวนการทางวิทยาศาสตร์ขั้น บูรณาการสำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 2 3) เพื่อเปรียบเทียบทักษะ กระบวนการทาง วิทยาศาสตร์ขั้นกระบวนการของนักเรียนระหว่างกิจกรรมที่ 1 และกิจกรรมที่ 2 โดยใช้ กิจกรรมสะ เต็มเรื่อง พลาสติกชีวภาพจากแป้งมันส าปะหลัง ผลการศึกษาพบว่านักเรียนที่เรียนรู้ผ่านกิจกรรม สะเต็มศึกษา เรื่องพลาสติกชีวภาพจากแป้งมันส าปะหลังในกิจกรรมที่ 2 มีทักษะกระบวนการทาง วิทยาศาสตร์สูงกว่ากิจกรรมที่1

34 อาทิตยา พูนเรือง (2559, น.66-67) ได้ทำการวิจัยเรื่อง การพัฒนาผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนและ ความสามารถการแก้ปัญหาทางวิทยาศาสตร์ เรื่อง เอนไซม์ โดยใช้การจัดการ เรียนรู้ ตามแนวทางสะเต็ม ศึกษา เป็นวิจัยประเภททดลอง กลุ่มเป้าหมาย คือ นักเรียนชั้น มัธยมศึกษาปีที่ 5 โรงเรียนขนาดใหญ่แห่งหนึ่ง ในรุงเทพมหานคร จำนวน 30 คน ผ่านการเลือกวิธีแบบเจาะจง โดยใช้รูปแบบการทดลองแบบหนึ่งกลุ่ม ทดสอบก่อนเรียนและหลังเรียน ผลการวิจัย พบว่านักเรียนมีผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนวิทยาศาสตร์หลังเรียนสูง กว่าก่อนเรียนและนักเรียนมีความสามารถในการแก้ปัญหาวิทยาศาสตร์หลังเรียนสูงกว่าก่อนเรียน ซึ่งเป็นไป ตามวัตถุประสงค์ที่ผู้วิจัยได้ก าหนดไว้ แสดงให้เห็นว่าการจัดการเรียนรู้ตามแนวทางสะเต็มศึกษา จะช่วยให้ นักเรียน มีผลสมั ฤทธิ์ทางการเรียนและความสามารถในการแก้ปัญหาทางวิทยาศาสตร์ได้ดียิ่งขึ้น พลศักดิ์แสงพรมศรี(2559, น.73-77) ได้ศึกษาการเปรียบเทียบผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนทักษะ กระบวนการทางวิทยาศาสตร์ขั้นบูรณาการ และเจตคติต่อการเรียนวิชาเคมีของ นักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5 ที่ได้รับการจัดการเรียนรู้สะเต็มศึกษากับแบบปกติ กลุ่มตัวอย่างในการวิจัยคือนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5 โรงเรียนพยัคฆภูมิวิทยาคาร จังหวัดมหาสารคาม ผ่านการคัดเลือกด้วยวิธีการสุ่มแบบแบ่งกลุ่ม ผลการศึกษา พบว่า นักเรียนที่ได้รับการจัดการเรียนรู้ตามแนวทางสะเต็มศึกษามีผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนทักษะ กระบวนการทางวิทยาศาสตร์ขั้นบรูณาการ และเจตคติต่อการเรียนวิชาเคมีหลังเรียนสูงกว่าก่อนเรียน และ นักเรียนที่ได้รับการจัดการ เรียนรู้ตามแนวคิดสะเต็มศึกษามีผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน ทักษะกระบวนการทาง วิทยาศาสตร์ขั้น บูรณาการและเจตคติต่อการเรียนวิชาเคมี สูงกว่ากลุ่มนักเรียนที่ได้รับการจัดการเรียนรู้แบบ ปกติซึ่งเป็นไปตามวัตถุประสงค์ที่ผู้วิจัยได้กำหนด แสดงให้เห็นว่าการจัดการเรียนรู้ตามแนวทางสะเต็มศึกษา จะช่วยให้นักเรียนมีการพัฒนาด้านผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน ทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ขั้นสูง และเจต คติต่อรายวิชาเคมีได้ดียิ่งขึ้น วรรณา รุ่งลักษมีศรี (2551: บทคัดย่อ) ได้ศึกษาผลของการเรียนการสอนที่เน้นกระบวนการ ออกแบบทางวิศวกรรมที่มีต่อความสามารถในการแก้ปัญหาเชิงวิทยาศาสตร์ และทักษะกระบวนการ ทาง วิทยาศาสตร์ขั้นผสมผสานของนักเรียนมัธยมศึกษาตอนต้นในโรงเรียนสาธิต ผลการวิจัยพบว่า นักเรียนกลุ่มที่ เรียนวิทยาศาสตร์โดยจัดการเรียนการสอนที่เน้นกระบวนการออกแบบทางวิศวกรรม 66 มีคะแนน ความสามารถในการแก้ปัญหาเชิงวิทยาศาสตร์เฉลี่ยร้อยละ 75.58 ซึ่งสูงกว่าเกณฑ์ที่กำหนด คือ ร้อยละ 70 นักเรียนกลุ่มที่เรียนวิทยาศาสตร์โดยจัดการเรียนการสอน ที่เน้นกระบวนการออกแบบทางวิศวกรรมมีคะแนน ทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ ขั้นผสมผสานเฉลี่ยร้อยละ 83.90 ซึ่งสูงกว่าเกณฑ์ที่กำหนด คือ ร้อยละ 70 นักเรียนกลุ่มที่เรียนวิทยาศาสตร์โดยจัดการเรียนการสอนที่ เน้นกระบวนการออกแบบทางวิศวกรรมมี คะแนนความสามารถในการแก้ปัญหาเชิงวิทยาศาสตร์เฉลี่ย สูงกว่ากลุ่มที่เรียนด้วยวิธีสอนแบบทั่วไปอย่าง มี นัยสำคัญทางสถิติที่ระดับ.05 และนักเรียนกลุ่มที่ เรียนวิทยาศาสตร์โดยจัดการเรียนการสอนที่เน้น กระบวนการออกแบบทางวิศวกรรมมีคะแนนทักษะ กระบวนการทางวิทยาศาสตร์ขั้นผสมผสานเฉลี่ยสูงกว่า กลุ่มที ่เรียนด้วยวิธีสอนแบบทั่วไปอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติที่ระดับ .05

35 ภาณุพงศ์ โคนชัยภูมิ (2559: บทคัดย่อ) ศึกษาการพัฒนากิจกรรมการเรียนรู้สะเต็มศึกษา เรื่อง การ สังเคราะห์ด้วยแสง เพื่อส่งเสริมผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนและความสามารถด้านการคิดเชิง ระบบผลการวิจัย พบว่านักเรียนที่ได้รับการจัดกิจกรรมการเรียนรู้สะเต็มศึกษา เรื่อง การสังเคราะห์ด้วยแสง มีผลสัมฤทธิ์ ทางการเรียนหลังเรียนสูงกว่าก่อนเรียนอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติที่ระดับ .05 ผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน และ ความสามารถด้านการคิดเชิงระบบหลังการจัดกิจกรรมการเรียนรู้สะเต็มศึกษามีความสัมพันธ์กันอย่างมี นัยสำคัญทางสถิติที่ระดับ.05 อรพินท์ ชื่นชอบ (2549, น. 36 ได้ศึกยาเกี่ยวกับการพัฒนาผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนฟิสิกส์และ ความสามารถในการแก้ปัญทาทางฟิสิกส์ด้วยวิธีสอนแบบสืบเสาะหาความรู้ โดยเสริมการแก้ปัญหาโจทย์ตาม เทคนิคของไพลยาของขั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 ผลการวิชัยพบว่า นักเรียนมีผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนฟิสิกส์และ ความสามารถในการแก้ปัญทาทางฟิสิกส์หลังเรียนด้วยวิธีสอนแบบ สืบเสาะหาความรู้โดยเสริมการแก้ปัญทาตามเทคนิคของไพลยาสูงกว่าก่อนเรียน และสูงกว่าเกณฑ์อย่างมี นัยสำคัญทางสถิติที่ระดับ .01 6.2 งานวิจัยต่างประเทศ Selcuk & et al. (2008, pp. 1089-11 10) ได้ศึกษาผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนและความสามารถใน การแก้โจทย์ปัญหาวิชาฟิสิกส์ ของนักเรียนสาขาการศึกษาชั้นปีที่ 1 ที่ได้รับการเสริมกระบวนการแก้ปัญหา ตามเทคนิคของโพลยา ผลการวิจัย พบว่า นักเรียนที่ได้รับการสอนโคยใช้กระบวนการแก้โจทย์ปัญหาและ ทักษะในการดำเนินการแท้โจทย์ปัญหา 4 ขั้นตอน ตามเทคนิคของโพลยามีผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนและ ความสามารถในการแก้โจทย์ปัญหาวิชาฟิสิกส์สูงกว่านักเรียนที่ได้รับการสอนตามปกติอย่างมีนัยสำคัญทาง สถิติที่ ระดับ 05 Tawfik, Trueman, and Trueman (2014) ทำการศึกษาโดยการจัดการเรียนรู้ตามแนวคิดสะ เต็ม ศึกษารูปแบบ Problem-Based Learning และ Service Learning ในวิชาชีววิทยา กับกลุ่มผู้เรียน ที่ไม่ใช่ นักเรียนวิทยาศาสตร์ โดยมีการสอบก่อนเรียนและหลังเรียน ผลที่ได้พบว่า การจัดการ เรียนรู้ตามแนวคิดสะ เต็มศึกษารูปแบบ Problem-Based Learning และ Service Learning ส่งผลให้ผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน สูงขึ้นอยางมีนัยสำคัญทางสถิติที่ดีขึ้นกว่าเดิม Hami dah (1983: 19-22) ได้ศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน วิทยาศาสตร์และ ทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ โดยใช้กลุ่มตัวอย่างที่เป็นนักเรียนชั้น มัธยมศึกษาตอนปลายของมาเลเซีย ที่มีความสามารถสูงพบว่าผลสัมฤทธิ์ทางวิทยาศาสตร์มีความสัมพันธ์กับทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ เพียงเล็กน้อย Corbett et al. (2013) ได้นำเสนอการจัดการเรียนการสอนโดยใช้สะเต็มศึกษา (STEM Explore, Dicover, Apply) ในกระบวนการออกแบบทางวิศวกรรมสำหรับนักเรียนที่เรียน STEM ใน Middle School โดยกลุ่มตัวอย่างที ่ใช้ในงานวิจัยคือนักเรียนในระดับชั้น ป.6 ม.1 และ ม.2 ใช้เวลาในการเรียนแต่ละเรื่อง ซึ่ง ผลจากการวิจัยการใช้กระบวนการออกแบบทางวิศวกรรมโดยใช้สะเต็มศึกษาทำให้ผู้เรียนได้เกิดการเรียนรู้ และแก้ปัญหาโดยใช้กระบวนการคิดอย่างเป็นระบบ

บทที่ 3 วิธีดำเนินการวิจัย การวิจัยครั้งนี้ มีวัตถุประสงค์เพื่อพัฒนาผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน และเพื่อศึกษาความสามารถในการ แก้โจทย์ปัญหาของโพลยา ก่อนและหลังได้รับการการจัดการเรียนรู้ด้วยสะเต็มศึกษา (STEM) ของนักเรียนชั้น มัธยมศึกษาปีที่ 5 รายวิชาฟิสิกส์ เรื่องเสียง หลังเรียนสูงกว่าก่อนเรียน ผู้วิจัยได้ดำเนินตามขั้นตอนดังต่อไปนี้ คือ ประชากรและกลุ่มตัวอย่าง แบบแผนการวิจัย เครื่องมือที่ใช้ในการวิจัย การเก็บรวบรวมข้อมูล และการ วิเคราะห์ข้อมูล ซึ่งมีรายละเอียดดังนี้ ประชากรและกลุ่มตัวอย่าง 1. ประชากร ประชากรใช้ในการวิจัยครั้งนี้ คือ นักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปี่ที่ 5 ภาคเรียนที่ 1 ปีการศึกษา 2566 โรงเรียนแห่งหนึ่งในอำเภอเมือง จังหวัดอุดรธานีจำนวนนักเรียน 78 คน จาก 3 ห้อง 2. กลุ่มตัวย่าง กลุ่มตัวอย่างที่ใช้ในการวิจัยครั้งนี้ เป็นนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5 โรงเรียนเทศบาล 3 บ้านเหล่า อำเภอเมือง จังหวัดอุดรธานีภาคเรียนที่ 1 ปีการศึกษา 2566 จำนวน 1 ห้อง นักเรียนจำนวน 33 คน ซึ่งได้มา จากการสุ่มแบบกลุ่ม (Cluster Random Sampling) รูปแบบในการทดลอง ในการวิจัยครั้งนี้ผู้วิจัยได้ใช้รูปแบบในการทดลองแบบกลุ่มเดียว (One Group Pretest – Posttest Design) โดยมีการทดสอบก่อนเรียนและหลังเรียน ดังนี้ (พวงรัตน์ ทวีรัตน์, 2540 : 60) ตารางที่ 1 แบบแผนที่ใช้ในการทดลอง สอบก่อน ทดลอง สอบหลัง T1 X T2 T1 แทน การทดสอบก่อนได้รับการจัดการเรียนรู้ด้วยหน่วยบูรณาการแบบ STEM (Pretest) X แทน จัดกิจกรรมการเรียนรู้ด้วยหน่วยบูรณาการแบบ STEM เรื่อง เสียง T2 แทน การทดสอบหลังได้รับการจัดการเรียนรู้ด้วยหน่วยบูรณาการแบบ STEM (Posttest)

37 เครื่องมือที่ใช้ในการวิจัย เครื่องมือที่ใช้ในการวิจัยในครั้งนี้ ประกอบด้วย 1.1 แผนการจัดการเรียนรู้วิชาฟิสิกส์ ที่ใช้แผนการจัดการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษาสำหรับนักเรียนชั้น มัธยมศึกษาปีที่ 5 จำนวน 3 แผนการจัดการเรียนรู้ใช้เวลา 9 ชั่วโมง ประกอบด้วยเนื้อหาย่อย ดังนี้ แผนการจัดการเรียนรู้ที่ 1 เรื่อง การเกิดเสียง แผนการจัดการเรียนรู้ที่ 2 เรื่อง ความเข้มเสียงกับระดับเสียง แผนการจัดการเรียนรู้ที่ 3 เรื่อง ปรากฏการณ์ดอปเพลอร์ 1.2 แบบทดสอบผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน วิชาฟิสิกส์ เรื่อง เสียง เป็นแบบทดสอบที่ใช้วัดความรู้ ความเข้าใจหรือความสามารถทางสติปัญญาที่สามารถวัดออกมาเป็นคะแนน หลังจากได้จัดกิจกรรมการเรียนรู้ แบบสะเต็มศึกษา ซึ่งแบบทดสอบเป็นแบบปรนัย 4 ตัวเลือก จำนวน 20 1.3 แบบวัดความสามารถในการแก้โจทย์ปัญหาของโพลยา วิชาฟิสิกส์ เรื่อง เสียง เป็นแบบทดสอบ ถาม-ตอบ 5 ข้อ การสร้างและการหาคุณภาพเครื่องมือ 1 แผนการจัดการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา 1.1 ขั้นตอนการสร้างแผนและหาคุณภาพ 1) ศึกษาเอกสารและงานวิจัยที่เกี่ยวข้องกับหลักสูตรแกนกลางการศึกษาขั้นพื้นฐานพุทธศักราช 2551 (ฉบับปรับปรุง พ.ศ.2560) กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี สาระฟิสิกส์ หนังสือเรียน ฟิสิกส์ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5 เรื่อง เสียง, คู่มือการสอนฟิสิกส์ รวมทั้งเอกสารและงานวิจัยที่เกี่ยวข้องกับการ จัดการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา 2) วิเคราะห์และกำหนดจุดประสงค์การเรียนรู้และกิจกรรมการจัดการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา 3) เขียนแผนการจัดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา จำนวน 3 แผน รวม 9 ชั่วโมง โดยให้ สอดคล้องกับจุดประสงค์การเรียนรู้ที่กำหนดไว้ โดยมีรายละเอียดดังนี้ แผนการจัดการเรียนรู้ที่ 1 เรื่อง การเกิดเสียง แผนการจัดการเรียนรู้ที่ 2 เรื่อง ความเข้มเสียงกับระดับเสียง แผนการจัดการเรียนรู้ที่ 3 เรื่อง ปรากฏการณ์ดอปเพลอร์ 1.2 นำแผนการจัดการเรียนรู้ที่สร้างขึ้นเสนอต่ออาจารย์ที่ปรึกษาเพื่อปรับปรุงแก้ไข ตรวจสอบ ความถูกต้องเหมาะสม ความสอดคล้องและความเป็นไปได้ระหว่างจุดประสงค์การเรียนรู้เนื้อหาสาระ กิจกรรมการเรียนรู้ การวัดผลประเมินผลและพิจารณาให้ข้อเสนอแนะ 1.3 นำแผนการจัดการเรียนรู้ที่ปรับปรุงแก้ไขตามข้อเสนอแนะของอาจารย์ที่ปรึกษา เสนอต่อ ผู้เชี่ยวชาญจำนวน 3 ท่าน ซึ่งเป็นผู้เชี่ยวชาญด้านการสอนวิทยาศาสตร์ และการวัดผลและประเมินผล เพื่อ ตรวจสอบความเที่ยงตรงเชิงเนื้อหา (Content Validity) ของแผนการจัดการเรียนรู้ โดยพิจารณาจากค่าดัชนี

38 ความสอดคล้อง (Index of item objective congruence : IOC) ระหว่างจุดประสงค์การเรียนรู้ เนื้อหา กระบวนการจัดการเรียนรู้และการวัดประเมินผล โดยให้ผู้เชี่ยวชาญแต่ละท่านพิจารณาตรวจสอบให้คะแนน ดังนี้ ให้คะแนนเป็น +1 เมื่อแน่ใจว่าองค์ประกอบของแผนการจัดการเรียนรู้ มีความเหมาะสมและสอดคล้องกัน ให้คะแนนเป็น 0 เมื่อไม่แน่ใจว่าองค์ประกอบของแผนการจัดการเรียนรู้ มีความเหมาะสมและ สอดคล้องกัน ให้คะแนนเป็น –1 เมื่อแน่ใจว่าองค์ประกอบของแผนการจัดการเรียนรู้ มีความไม่เหมาะสมและไม่ สอดคล้องกัน แล้วนำคะแนนที่ได้มาหาค่าดัชนีความสอดคล้องของแผนการจัดการเรียนรู้ โดยพิจารณาค่าดัชนี ความสอดคล้องขององค์ประกอบตั้งแต่ 0.67 ขึ้นไป 1.4 ปรับปรุงแก้ไขแผนการจัดการเรียนรู้ตามข้อเสนอแนะของผู้เชี่ยวชาญ แล้วนำเสนออาจารย์ที่ ปรึกษาเพื่อตรวจสอบความถูกต้องอีกครั้ง นำแผนการจัดการเรียนรู้ที่ผ่านการปรับปรุงแก้ไขแล้ว ไปทดลองใช้ กับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5 ที่ไม่ใช่กลุ่มตัวอย่างจำนวน 12 คน ที่มีระดับความสามารถเก่ง ปานกลาง และอ่อน เพื่อดูความเหมาะสมของกระบวนการจัดการเรียนรู้ เวลาที่ใช้และปัญหาที่เกิดขึ้น แล้วนำมาปรับปรุง แก้ไข 1.5 นำแผนการจัดการเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษาเรื่อง เสียง ไปใช้กับนักเรียนกลุ่มตัวอย่างต่อไป 2. แบบทดสอบผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน 1. สร้างแบบทดสอบวัดผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนฟิสิกส์เรื่อง เสียง ให้สอดคล้องกับเนื้อหาและ พฤติกรรมที่ต้องการวัด โดยสร้างเป็นข้อสอบเลือกตอบ 4 ตัวเลือก จำวน 20 ข้อ โดยมีเกณฑ์ในการให้คะแนน คือ หากตอบถูกได้1 คะแนน ถ้าตอบผิดหรือไม่ตอบ หรือตอบมากกว่า 1 ข้อได้ 0 คะแนน 2. นำแบบทดสอบวัดผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนฟิสิกส์เรื่อง เสียง ให้อาจารย์ที่ปรึกษาพิจารณา ตรวจสอบลักษณะการใช้คำถาม ตัวเลือก ตัวลวง ตลอดจนความถูกต้อง ด้านภาษา และสอดคล้องกับผลการ เรียนรู้แบบสะเต็มศึกษา (STEM) เรื่อง เสียง 3. นำแบบสอบวัดผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนวิชาฟิสิกส์ที่ปรับปรุงแก้ ไขแล้วให้ผู้เชี่ยวชาญ จำนวน 3 ท่าน ตรวจสอบความเที่ยงตรงเชิงเนื้อหา ความสอดคล้องกับผลการเรียนรู้ลักษณะของคำถาม ตัวเลือก ตัว ลวง ตลอดจนความถูกต้องด้านภาษา แล้วนำมาปรับปรุงตาม ข้อเสนอแนะ โดยให้ผู้เชี่ยวชาญประเมินความ เที่ยงตรงเชิงเนื้อหา ลงในแบบประเมินทดสอบ ผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนเป็นรายข้อ ซึ่ง มีค่าประเมิน 3 ระดับ ดังนี้ +1 หมายถึง สอดคล้อง 0 หมายถึง ไม่แน่ใจ -1 หมายถึง ไม่สอดคล้อง

39 แล้วคัดเลือกข้อสอบที่มีค่าดัชนีความสอดคล้อง (IOC) ตั้งแต่ 0.5 ขึ้นไป ซึ่ง หมายถึงข้อสอบมีความ สอดคล้อง ผลปรากฏว่าข้อสอบใช้ได้ 20 ข้อ เนื่องจากมีค่า IOC มากว่าหรือเท่ากับ 0.6 จากนั้นนำแบบทดสอบ วัดผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนที่ปรับปรุงแก้ไข แล้วทดลองใช้กับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5 โรงเรียนแห่งหนึ่ง ในจังหวัดุดรธานีที่ผ่านการเรียนเรื่อง เสียง จำนวน 33 คน ซึ่งมีคุณสมบัติใกล้เคียงกับกลุ่มตัวอย่าง 4. ปรับปรุงแก้ไขแบบทดสอบวัดการคิดวิเคราะห์ ตามข้อเสนอแนะของผู้เชี่ยวชาญ แล้วนำเสนอ อาจารย์ที่ปรึกษา แล้วนำไปทดสอบกับนักเรียน ที่ไม่ใช่กลุ่มตัวอย่าง ที่เคยเรียนเรื่อง ปริมาณสัมพันธ์ มาแล้ว จำนวน 33 คน แล้วนำคะแนนการทดสอบมาวิเคราะห์หาความยากง่าย (p) และอำนาจจำแนก (r) เป็นรายข้อ คัดเลือกข้อสอบโดยพิจารณาความยากง่ายระหว่าง 0.20 – 0.80 และอำนาจจำแนกตั้งแต่ 0.20 ขึ้นไป 5. นำแบบทดสอบที่คัดเลือกไว้ มาวิเคราะห์หาความเชื่อมั่นทั้งฉบับ โดยคำนวณจากสูตร K-R20 โดยพิจารณาค่าความเชื่อมั่นทั้งฉบับตั้งแต่ 0.80 ขึ้นไป 6. นำแบบทดสอบวัดความสามารถในการคิดวิเคราะห์ ที่หาคุณภาพเรียบร้อยแล้วไปทดลองใช้กับ นักเรียนกลุ่มตัวอย่างต่อไป 3. แบบวัดความสามารถในการแก้โจทย์ปัญหาของโพลยา 1.ศึกษาปัญหาจากการจัดการเรียนรู้รายวิชาฟิสิกส์พร้อมทั้งศึกษาหัวข้อเรื่องในรายวิชาฟิสิกส์ที่เกิด ข้อบกพร่องในการดำเนินการแก้โจทย์ปัญหาจนส่งผลต่อความเข้าใจในหลักการซึ่งได้แก่ เนื้อหาเรื่อง เสียง 2.กำหนดนิยามเชิงปฏิบัติการที่แสดงถึงกระบวนการในการแสดงออกซึ่งความสามารถในการแก้ โจทย์ปัญหาทางฟิสิกส์ เพื่อใช้เป็นขอบเขตในการสร้างแบบวัดดังนี้ ความสามารถในการแก้โจทย์ปัญหาทางฟิสิกส์ หมายถึง การแสดงออกทางกระบวนการคิดของ นักเรียนที่เป็นระบบ ประกอบการใช้ข้อมูล นำความรู้และประสบการณ์เดิมมาเชื่อมโยง รวมไปถึงการรู้จัก วิเคราะห์รูปแบบของปัญหาหรือสถานการณ์ทางฟิสิกส์ที่เกี่ยวข้องกับเนื้อหา เรื่อง เสียง แล้วสามารถเขียน แผนภาพแสดงเหตุการณ์และปริมาณที่เกี่ยวข้องได้ พร้อมทั้งนำมาซึ่งการหาหลักการและสมการความสัมพันธ์ ของตัวแปรต่าง ๆ มาใช้ในการแก้โจทย์ปัญหาทางฟิสิกส์ได้ประกอบด้วย 5 พฤติกรรม ได้แก่ 1) การทำความ เข้าใจโจทย์ปัญหา 2) การเขียนแสดงแผนภาพ 3) การหาวิธีการแก้โจทย์ปัญหา 4) การดำเนินการแก้โจทย์ ปัญหาและ 5) การสรุปและตรวจสอบคำตอบ 3.ศึกษาแนวทางในการสร้างเครื่องมือวัดความสามารถในการแก้โจทย์ปัญหาทางฟิสิกส์จากแนวคิด เอกสาร บทความและงานวิจัยต่างๆทำให้ได้แนวทางในการสร้างเครื่องมือเป็นลักษณะแบบวัดแบบเขียนตอบ มีลักษณะที่เน้นให้ผู้เรียนเขียนบรรยายคำตอบซึ่งเป็นรูปแบบของแบบวัดที่เหมาะสมกับการแสดงออกถึง กระบวนการในการแก้โจทย์ปัญหาซึ่งเป็นขั้นตอนที่ชัดเจน ให้ผู้เรียนได้เขียนตอบแสดงกระบวนคิดที่ใช้เพื่อแก้ โจทย์ปัญหาทางฟิสิกส์ 4.สร้างแบบวัดความสามารถในการแก้โจทย์ปัญหาทางฟิสิกส์ตามกระบวนการแก้โจทย์ปัญหาของ โพลยา ที่เน้นการแก้โจทย์ปัญหาประกอบด้วย 4 ขั้นตอน ได้แก่

40 ขั้นที่ 1 ขั้นทำความเข้าใจโจทย์ปัญหา เป็นขั้นตอนที่เน้นให้นักเรียนอ่านโจทย์ปัญหาเพื่อ วิเคราะห์สิ่งที่ระบุไว้ในโจทย์ปัญหาโดยใช้ข้อคำถามระบุไว้ในโจทย์ปัญหาแต่ละข้อว่า “สิ่งที่โจทย์กำหนดให้” และ “สิ่งที่โจทย์ต้องการทราบ”และ “วาดแผนภาพ” ขั้นที่ 2 ขั้นวางแผน เป็นขั้นที่นักเรียนค้นหารูปแบบแก้โจทย์ปัญหา พร้อมกับวางแผนการ ดำเนินการแก้โจทย์ปัญหา โดยใช้ข้อคำถามระบุไว้ในโจทย์ปัญหาแต่ละข้อว่า “กำหนดตัวแปรแทนปริมาณทาง ฟิสิกส์”และ“หลักการและสมการที่เกี่ยวข้อง” ขั้นที่ 3 ขั้นดำเนินการตามแผนเป็นขั้นที่นักเรียนดำเนินการตามขั้นตอนที่ได้วางแผนการ ดำเนินการไว้โดยใช้ข้อคำถามระบุไว้ในโจทย์ปัญหาแต่ละข้อว่า “แสดงวิธีทำ” ขั้นที่ 4ขั้นตรวจสอบ เป็นขั้นที่นักเรียนตรวจสอบความสมเหตุสมผลของคำตอบจากการดำเนินการแก้โจทย์ ปัญหาผ่านการคำนวณค่าย้อนกลับเพื่อดูความเท่ากันของสมการทางคณิตศาสตร์ การหาปริมาณที่โจทย์ ต้องการทราบจากการดำเนินการอีกวิธีหนึ่งเพื่อตรวจสอบคำตอบ หรือการวิเคราะห์และระบุถึงความ สมเหตุสมผลของการเกิดขึ้นในสถานการณ์โจทย์ปัญหานั้น ๆ โดยใช้ข้อคำถามระบุไว้ในโจทย์ปัญหาแต่ละข้อ ว่า “สรุปคำตอบ”และ“ตรวจสอบคำตอบ”และสร้างเกณฑ์การให้คะแนนแบบวัดความสามารถในแก้โจทย์ ปัญหาทางฟิสิกส์แบบรายข้อที่ระบุถึงพฤติกรรมการแสดงออกถึงความสามารถในการแก้โจทย์ปัญหาตาม แนวคิดของ Docktor (2015) โดยแบบวัดฯ มีจำนวน 5 ข้อ แต่ละข้อกำหนดคะแนนแต่ละพฤติกรรมที่นักเรียน จะแสดงออกถึงความสามารถในการแก้โจทย์ปัญหา 4 คะแนน รวมข้อละ 20 คะแนน คะแนนเต็ม 140 คะแนน ครอบคลุมเนื้อหาเรื่อง เสียง การเกิดเสียง ความเข้มเสียงกับระดับเสียง และปรากฏการณ์ดอปเพลอร์ 5. ตรวจสอบความตรงเชิงเนื้อหาพร้อมทั้งตรวจสอบความเหมาะสมด้านภาษาและการ นำไปใช้ของเกณฑ์การให้คะแนน โดยผู้เชี่ยวชาญด้านวิทยาศาสตร์ศึกษา จำนวน 2 ท่าน และการวัดและ ประเมินผล จำนวน 1 ท่าน รวมจำนวน 3 ท่าน ซึ่งความตรงเชิงเนื้อหาของข้อคำถามในแบบวัดฯ มีค่าเฉลี่ย เป็น 1.00 ทุกข้อคำถาม และแบบวัดฯ มีค่าเฉลี่ยความเหมาะสมด้านภาษาและการนำไปใช้ระหว่าง 4.00 - 4.67 ส่วนเกณฑ์การให้คะแนนของแบบวัดฯ มีค่าเฉลี่ยความเหมาะสมระหว่าง4.20 -4.50 ซึ่งอยู่ในระดับมาก ถึงมากที่สุดจากนั้นผู้วิจัยทำการปรับปรุงข้อคำถามของแบบวัดฯ และเกณฑ์การให้คะแนนตามคำแนะนำของ ผู้เชี่ยวชาญซึ่งตัวอย่างของเกณฑ์การให้คะแนนแบบวัดความสามารถในการแก้โจทย์ปัญหาทางฟิสิกส์ 6.นำแบบวัดความสามารถในการแก้โจทย์ปัญหาทางฟิสิกส์ฯไปทดลองใช้กับนักเรียนระดับชั้น มัธยมศึกษาปีที่ 6 จำนวน 20 คน ที่ผ่านการเรียนในเนื้อหาเรื่อง เสียง มาแล้ว ซึ่งเป็นนักเรียนกลุ่มที่มีปัญหาใน การแสดงออกซึ่งความสามารถในการแก้โจทย์ปัญหาทางฟิสิกส์เหมือนกับกลุ่มที่ศึกษานำแบบวัดฯ มาทำการ ตรวจให้คะแนนตามเกณฑ์การให้คะแนน จากนั้นทำการจัดระดับความสามารถในการแก้โจทย์ปัญหาทาง ฟิสิกส์ตามเกณฑ์ในการแปลความหมายระดับความสามารถในการแก้โจทย์ปัญหาทางฟิสิกส์ของคะแนนรวม แบบวัดทั้งฉบับ ดังนี้ คะแนน 80-100 มีความสามารถในการแก้โจทย์ปัญหาทางฟิสิกส์ในระดับดีมาก คะแนน 60-80 มีความสามารถในการแก้โจทย์ปัญหาทางฟิสิกส์ในระดับดี

41 คะแนน 40-60 มีความสามารถในการแก้โจทย์ปัญหาทางฟิสิกส์ในระดับปานกลาง คะแนน 20-40 มีความสามารถในการแก้โจทย์ปัญหาทางฟิสิกส์ในระดับพอใช้ คะแนน 0-20 มีความสามารถในการแก้โจทย์ปัญหาทางฟิสิกส์ในระดับปรับปรุง 7. หาค่าความยากของแบบวัดรายข้อมีค่าอยู่ระหว่าง 0.34-0.57 ค่าดัชนีอำนาจจำแนกของแบบวัด รายข้อโดยใช้เทคนิคร้อยละ 25 ของคะแนนในกลุ่มสูงสุดและกลุ่มต่ำสุด ตามสูตรของวิทนีย์และซาเบอร์ (Whitney,& Sabers, 1970) มีค่าอยู่ระหว่าง 0.25-0.63 แสดงว่าข้อคำถามเป็นข้อคำถามที่สามารถนำไปใช้ ในการจำแนกนักเรียนได้ในระดับพอใช้ ซึ่งควรมีการปรับปรุงข้อคำถาม ไปจนถึงข้อคำถามที่สามารถนำไป จำแนกนักเรียนได้ในระดับดีมาก จากนั้นหาค่าความเชื่อมั่นของแบบวัดฯ ทั้งฉบับโดยการคำนวณค่า สัมประสิทธิ์แอลฟาของครอนบัค ซึ่งมีค่าความเชื่อมั่นเท่ากับ0.83 แสดงว่าแบบวัดความสามารถในการแก้ โจทย์ปัญหาทางฟิสิกส์ฉบับนี้มีความเชื่อมั่นอยู่ในระดับสูง (Samang, 2017) สามารถนำไปใช้ในการวัด ความสามารถในการแก้โจทย์ปัญหาของนักเรียนระดับชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5 ได้ การเก็บรวบรวมข้อมูล การดำเนินการวิจัยครั้งนี้ ผู้วิจัยดำเนินการทดลองและเก็บข้อมูลกับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปี่ที่ 5 โรงเรียน แห่งหนึ่ง ในอำเภอเมือง จังหวัดอุดรธานี การดำเนินการทดลองและเก็บข้อมูลในแต่ละขั้น มีดังนี้ 1. เตรียมนักเรียนก่อนดำเนินการสอนโดยแนะนำวิธีการเรียนโดยใช้กิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็ม ศึกษาให้นักเรียนมีความรู้การสร้างข้อตกลงเบื้องต้นเกี่ยวกับการเรียนขั้นตอนการเรียนและบทบาทวิธีการ ปฏิบัติตนในการเรียนวิชาฟิสิกส์ ใช้เวลา 1 ชั่วโมง ในสัปดาห์แรก ก่อนทำการทดลอง 2. ทำการทดสอบก่อนเรียน (Pretest) โดยใช้แบบทดสอบผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน วิชาฟิสิกส์ ใช้เวลา 1 ชั่วโมงในสัปดาห์แรกก่อนทำการทดลอง 3. ดำเนินการทดลองการจัดกิจกรรมการเรียนการสอนวิชาฟิสิกส์โดยใช้กิจกรรมการเรียนรู้ตาม แผนการจัดการเรียนรู้สะเต็มศึกษา เรื่อง เสียง กับนักเรียนตามแผนการจัดการเรียนรู้ที่ผู้วิจัยสร้างขึ้น จำนวน 3 แผน ใช้เวลา 9 ชั่วโมง 4. ทำการทดสอบหลังเรียน หลังจากการทดลองสอนสิ้นสุดลง โดยใช้ผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน วิชา ฟิสิกส์ฉบับเดียวกันกับที่ใช้ทดสอบก่อนการทดลอง โดยใช้เวลา 1 ชั่วโมง 5. นำคะแนนจากแบบวัดความสามารถในการแก้โจทย์ปัญหาของโพลยา โดยใช้กิจกรรมการเรียนรู้ ด้วยสะเต็มศึกษา STEM การวิเคราะห์ข้อมูล นำคะแนนผลการทดสอบผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน และการวัดความสามารถในแก้โจทย์ปัญหาของโพล ยา ก่อนเรียนและหลังเรียน มาคิดคะแนนเป็นร้อยละ ค่าเฉลี่ย และส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน (S.D) แล้วนำ คะแนนทั้งสองมาเปรียบเทียบโดยใช้สถิติ t-test for Dependent Sample

42 สถิติที่ใช้ในการวิเคราะห์ข้อมูล 1. สถิติที่ใช้ในการวิเคราะห์คุณภาพเครื่องมือ 1.1 วิเคราะห์หาความเที่ยงตรงเชิงเนื้อหา แผนการจัดการเรียนรู้ด้วยสะเต็มศึกษาก่อนเรียนและหลัง เรียน เรื่อง เสียง แบบทดสอบวัดผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนวิทยาศาสตร์และแบบทดสอบการวัดความสามารถใน แก้โจทย์ปัญหาของโพลยา โดยการคำนวณค่าดัชนีความสอดคล้อง (IOC) 1.2 หาความยากง่าย (p) และอำนาจจำแนก ( r) ของแบบทดสอบวัดผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน วิทยาศาสตร์ และแบบทดสอบการวัดความสามารถในแก้โจทย์ปัญหาของโพลยา 1.3 หาความเชื่อมั่นทั้งฉบับของแบบทดสอบวัดผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนวิทยาศาสตร์และแบบทดสอบ การวัดความสามารถในแก้โจทย์ปัญหาของโพลยา โดยคำนวณจากสูตร K-R20 2. สถิติพื้นฐาน 2.1 ค่าร้อยละ 2.2 ค่าเฉลี่ย 2.3 ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน 3. สถิติที่ใช้ในการทดสอบสมมติฐาน เปรียบเทียบคะแนนผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนวิทยาศาสตร์และแบบทดสอบการวัดความสามารถในแก้ โจทย์ปัญหาของโพลยา ก่อนเรียนและหลังเรียน โดยใช้สถิติ t-test Dependent