ผลการศึกษาความสามารถในการคิดแก้ปัญหาโดยการจัดกิจกรรมการเรียนรู้ แบบสะเต็ม(STEM) ของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 เรื่อง โมเมนตัมและการชน จิรภัทร แสงเดช รายงานวิจัยนี้เป็นส่วนหนึ่งของการศึกษาตามหลักสูตร ครุศาสตรบัณฑิต สาขาวิชาวิทยาศาสตร์ทั่วไปและฟิสิกส์ มหาวิทยาลัยราชภัฏอุดรธานี 2566
ผลการศึกษาความสามารถในการคิดแก้ปัญหาโดยการจัดกิจกรรมการเรียนรู้ แบบสะเต็ม(STEM) ของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 เรื่อง โมเมนตัมและการชน จิรภัทร แสงเดช รายงานวิจัยนี้เป็นส่วนหนึ่งของการศึกษาตามหลักสูตร ครุศาสตรบัณฑิต สาขาวิชาวิทยาศาสตร์ทั่วไปและฟิสิกส์ มหาวิทยาลัยราชภัฏอุดรธานี 2566
ก ชื่อเรื่อง ผลการศึกษาความสามารถในการคิดแก้ปัญหาโดยการจัดกิจกรรมการเรียนรู้ แบบสะเต็ม(STEM) ของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 เรื่อง โมเมนตัมและการชน ผู้วิจัย จิรภัทร แสงเดช รหัสนักศึกษา 63040113101 สาขาวิชา วิทยาศาสตร์ทั่วไปและฟิสิกส์ ครูพี่เลี้ยง นายวิระศักดิ์ ประจันตะเสน อาจารย์นิเทศก์ ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ภากร ไทยพิทักษ์ ปริญญญา ครุศาสตรบัณฑิต ปีการศึกษา 2566 บทคัดย่อ การวิจัยครั้งนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาความสามารถในการคิดแก้ปัญหาของนักเรียนชั้น มัธยมศึกษาปีที่ 4 เรื่องโมเมนตัมและการชน โดยการจัดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็ม(STEM) กลุ่ม ตัวอย่างที่ใช้ในการวิจัยครั้งนี้ คือ นักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 ที่กำลังศึกษาอยู่ในภาคเรียนที่ 2 ปี การศึกษา 2566 โรงเรียนอุดรพิทยานุกูล จังหวัดอุดรธานี จำนวน 40 คน ซึ่งกลุ่มตัวอย่างที่ใช้ในการ วิจัยได้มาโดยได้มาจากการสุ่มแบบเจาะจง เครื่องมือที่ใช้ในการวิจัย คือ 1) แผนการจัดการเรียนรู้ รายวิชาฟิสิกส์1 ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 เรื่อง โมเมนตัมและการชน โดยใช้การจัดกิจกรรมการเรียนรู้แบบ สะเต็ม จำนวน แผน 4 ใช้เวลา 8 ชั่วโมง 2) แบบทดสอบวัดความสามารถในการคิดแก้ปัญหา เรื่อง โม เมนตัมและการชน จำนวน 5 สถานการณ์จำนวน 20 ข้อ สถิติที่ใช้ในการวิเคราะห์ข้อมูล คือ ร้อยละ ค่าเฉลี่ย และส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน ผลการวิจัยพบว่า ผลการศึกษาและเปรียบเทียบผลทักษะความสามารถในการคิดแก้ไขปัญหา ของนักเรียนชั้น มัธยมศึกษาปีที่ 4 ที่ได้รับการจัดการเรียนรู้แบบสะเต็ม(STEM) เรื่อง โมเมนตัมและการชน พบว่า นักเรียนมีคะแนนเฉลี่ยก่อนเรียน เท่ากับ 5.38คิดเป็นร้อยละ26.875และคะแนนเฉลี่ยหลังเรียน เท่ากับ 15.00 คิดเป็นร้อยละ 75.00ไม่น้อยกว่าเกณฑ์ร้อยละ 70 โดยมีนักเรียนที่ผ่านเกณฑ์จำนวน 35 คน คิดเป็นร้อยละ 87.50 เป็นไปตามสมมติฐานที่กำหนดไว้ และเมื่อเปรียบเทียบคะแนนก่อนเรียนและ หลังเรียน พบว่า นักเรียนมีคะแนนหลังเรียนสูงกว่าก่อนเรียน อย่างมีนัยสำคัญทางสถิติที่ระดับ 0.01
ข กิตติกรรมประกาศ วิจัยฉบับนี้สำเร็จสมบูรณ์ได้ด้วยความกรุณาและความช่วยเหลืออย่างสูงยิ่งจาก ผู้ช่วย ศาสตราจารย์ ภากร ไทยพิทักษ์ที่ได้ให้คำปรึกษาแนะนำการทำงานวิจัยนี้ทุกขั้นตอนจนเสร็จสมบูรณ์ ผู้วิจัยจึงขอกราบขอบพระคุณเป็นอย่างสูงมา ณ โอกาสนี้ การวิจัยครั้งนี้สำเร็จสมบูรณ์ได้ด้วยความกรุณาและความช่วยเหลืออย่างสูงยิ่งจาก นายวิระ ศักดิ์ ประจันตะเสน นายศราวุธ ลาบัวใหญ่ และว่าที่ร้อยตรีภานุพงศ์ ทองบ่อ ที่กรุณาเป็นผู้เชี่ยวชาญ ในการตรวจสอบคุณภาพเครื่องมือที่ใช้ในการวิจัย โดยให้คำแนะนำอย่างดียิ่ง ซึ่งเป็นส่วนสำคัญที่ทำให้ การวิจัยนี้สำเร็จลุล่วงด้วยดี ขอขอบพระคุณ นายสุวิทูร ภักดีสมัย ผู้อำนวยการโรงเรียนอุดรพิทยานุกูล พร้อมทั้งคณะครู ในโรงเรียนทุกท่าน และนักเรียนทุกคนที่มีส่วนเกี่ยวข้อง ที่ได้ให้กำลังใจและให้ความอนุเคราะห์ เครื่องมือและอุปกรณ์ต่าง ๆ ในการทดลองและเก็บรวบรวมข้อมูลเพื่อการวิจัย คุณค่าและประโยชน์อันพึงมีจากการวิจัยครั้งนี้ ผู้วิจัยขอน้อมรำลึกถึงคุณบิดา มารดา ผู้ให้ ชีวิต ให้การศึกษา ตลอดจนบูรพาจารย์และผู้มีพระคุณทุกท่าน ที่ได้ให้ความรู้และอบรมสั่งสอนแก่ ผู้วิจัยจนประสบความสำเร็จในการศึกษา
ค สารบัญ หน้า บทคัดย่อ ...................................................................................................................... ก กิตติกรรมประกาศ ....................................................................................................... ข สารบัญ ......................................................................................................................... ค บทที่ 1 บทนำ ………………………………………………………………………………………………………… 1 ความเป็นมาและความสำคัญของปัญหา ……………………………………..……...………. 1 วัตถุประสงค์ของการวิจัย …………………………………………………………………………… 2 สมมติฐานของการวิจัย ……………………………………….……………………………………… 2 ขอบเขตของการวิจัย ……………………………………………….………………………………… 3 นิยามศัพท์เฉพาะ ……………………………………………………………………………………… 3 ประโยชน์ที่ได้รับ ……………………………………………….……………………………………… 4 2 เอกสารและงานวิจัยที่เกี่ยวข้อง ………………………………………..…………………………… 5 หลักสูตรแกนกลางการศึกษาขั้นพื้นฐาน พุทธศักราช 2551 (ฉบับปรับปรุง พุทธศักราช2560)………………………….……………..………..……………..……………………….. 6 กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ………………………..……………………. 10 การจัดการเรียนการสอนตามแนวทางสะเต็ม ................................................. 18 เอกสารที่เกี่ยวข้องกับความสามารถในการคิดแก้ปัญหา .......................................... 21 งานวิจัยที่เกี่ยวข้อง …………………….…………..…………………….…………………..……… 28 กรอบแนวคิดการวิจัย ………………………………………………………………………..……… 31 3 วิธีดำเนินการวิจัย… …………………….…………..…………………..…..….……………………… 32 ประชากรและกลุ่มตัวอย่าง …………………….………..…………………………….………….. 32 ตัวแปรที่ศึกษา ........................................................................................................ 33 ระยะเวลาที่ใช้ในการวิจัย ……………………………………………………………………………… 33
ง สารบัญ (ต่อ) บทที่ หน้า เครื่องมือที่ใช้ในการวิจัย .............................................................................................. 32 การเก็บรวบรวมข้อมูล …………………….……..…………..……...……………..….…………….. 34 การวิเคราะห์ข้อมูล …………………….…………..……………..…………………………..……….. 37 สถิติที่ใช้ในการวิเคราะห์ข้อมูล …………………….………...........................……………….. 37 4 ผลการวิเคราะห์ข้อมูล …………………….………….…………………..……….……………………… 38 สัญลักษณ์ที่ใช้ในการวิเคราะห์ข้อมูล ……………………..…….………………………….…….. 38 ลำดับขั้นในการนำเสนอผลการวิเคราะห์ข้อมูล ……………………….....………….……….. 38 ผลการวิเคราะห์ข้อมูล …………………………………………………..….……………..………….. 39 5 สรุปผล อภิปรายผล และข้อเสนอแนะ …………………….………….…….…………………… 40 วัตถุประสงค์ของการวิจัย ………………………………………………….……..……….………….. 40 สรุปผลการวิจัย ……………………………………………………………………………….………….. 40 การอภิปรายผล ……………………..………………………………………………………..………….. 41 ข้อเสนอแนะ ………………………………………………………………..….……………..………….. 41 บรรณานุกรม …………………….….…………..……….…………..………………..……………………….. 42 ภาคผนวก …………………….………….…….…………………………………………………..……………… 43 ภาคผนวก ก แผนการจัดการเรียนรู้สะเต็มศึกษา ..................………….……………… 44 ภาคผนวก ข ผลการวิเคราะห์คุณภาพเครื่องมือ ..................................................... 76 ภาคผนวก ค ภาพระหว่างการจัดการเรียนการสอนและผลงานนักเรียน ................ 82 ประวัติย่อของผู้วิจัย …………………….………….…….………………………..…………..……………… 84
1 บทที่ 1 บทนำ ความเป็นมาและความสำคัญของปัญหา ปัจจุบันวิทยาศาสตร์มีบทบาทสำคัญยิ่งในสังคมโลก เพราะวิทยาศาสตร์เกี่ยวข้องกับชีวิตทุกคน ทั้ง ในการดำรงชีวิตประจำวันและในงานอาชีพต่างๆ เครื่องมือเครื่องใช้เพื่ออำนวยความสะดวกในชีวิตและในการ ทำงาน ล้วนเป็นผลของความรู้ทางวิทยาศาสตร์ผสมผสานกับความคิดสร้างสรรค์และศาสตร์อื่นๆ ความรู้ วิทยาศาสตร์ช่วยให้เกิดองค์ความรู้และความเข้าใจในปรากฏการณ์ธรรมชาติมากมายมีผลให้เกิดการพัฒนา เทคโนโลยีอย่างมาก ในทางกลับกันเทคโนโลยีก็มีส่วนสำคัญมากที่จะให้เกิดการศึกษาค้นคว้าความรู้ทาง วิทยาศาสตร์ต่อไปอย่างไม่หยุดยั้ง วิทยาศาสตร์เป็นวัฒนธรรมขอโลกสมัยใหม่ซึ่งเป็นสังคมแห่งความรู้ ทุกคน จึงจำเป็นต้องได้รับการพัฒนาให้รู้ทางวิทยาศาสตร์ ความรู้ทางวิทยาศาสตร์ไม่เพียงแต่นำมาใช้ในการพัฒนา คุณภาพชีวิตที่ดี แต่ยังช่วยให้คนมีความเข้าใจที่ถูกต้องเกี่ยวกับการใช้ประโยชน์ การดูแลรักษาตลอดจนพัฒนา สั่งแวดล้อมธรรมชาติอย่างสมดุลและยั่งยืนและช่วยเพิ่มขีดความสามารถในการพัฒนาเศรษฐกิจ (กรมวิชาการ, 2546 : 1) สภาพการจัดการเรียนการสอนในปัจจุบันพบว่าครูบางส่วนยังมีพฤติกรรมการสอนแบบเดิมคือ สอน แบบบรรยายความรู้ นักเรียนเป็นผู้ฟังและจดจำความรู้ในเนื้อหามากกว่าการจัดกิจกรรมให้ผู้เรียนได้ปฏิบัติเพื่อ ปลูกฝังให้ผู้เรียนเกิดทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ ทั้งนี้เป็นเพราะ ครูขาดความเข้าใจวิธีการจัด กระบวนการเรียนรู้วิชาวิทยาศาสตร์ ที่ชัดเจน กิจกรรมที่จัดขึ้นไม่เน้นทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ ไม่ ส่งเสริมให้นักเรียนแสวงหาความรู้ด้วยตนเอง ครูสอนให้นักเรียนได้ปฏิบัติการทคลองโดยครูเป็นผู้ตัดสินใจ ทั้งหมดตั้งแต่การเลือกหัวข้อ ตั้งคำถาม จัดวัสดุอุปกรณ์ออกแบบการทคลอง วิเคราะห์และสรุปผล จึงทำให้ นักเรียนมีทักษะกระบวนการวิทยาศาสตร์ต่ำ(เสมียน คำเพราะ, 2548: 2) สอดคลื้องกับผลการศึกษาของ นันท กา คันธิยงค์ (2547: 3-4) ที่กล่าวว่า ในส่วนที่เกี่ยวกับวิธีการจัดกิจกรรมการเรียนการสอนขอวครูผู้สอน พบว่า ยังยึดครูเป็นศูนย์กลางโดยใช้การบรรยายเป็นส่วนใหญ่ นักเรียนมี โอกาสปฏิบัติกิจกรรมและฝึกการแก้ปัญหา ร่วมกันน้อยมาก แทบไม่มีปฏิสัมพันธ์กันในขณะที่การเรียนการสอนดำเนินอยู่ ส่งผลให้นักเรียนขาดการ ช่วยเหลือกันในการเรียนรู้เนื้อหาวิชาและขาดทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ ทำให้นักเรียนไม่กล้ำา แสดงออกไม่กล้ำาถามเมื่อไม่เข้าใจ โดยเฉพาะนักเรียนที่เรียนช้าจะขาดความเชื่อมั่นในตนเองและคิดว่าตนไม่ ไม่มีความสามารถที่จะเรียนวิทยาศาสตร์ได้ ทำให้ขาดความพยายามแรงจูงใจในการเรียนลดน้อยลง และ นักเรียนจะมีปัญหามากขึ้นตามลำดับ เมื่อเรียนบทเรียนที่ซับซ้อนขึ้นจนในที่สุดนักเรียนเหล่านี้จะเบื่อและไม่ ชอบเรียนวิชาวิทยาศาสตร์ จากการสอนนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 โรงเรียนอุดรพิทยานุกูล อำเภอเมืองอุดรธานี จังหวัด อุดรธานีเรื่อง ซึ่งผู้วิจัยเป็นนักศึกษาฝึกปฏิบัติการสอนในสถานศึกษาที่กลุ่มผู้มีส่วนร่วมในการวิจัยศึกษา จึงเกิด ความคุ้นเคยกับกลุ่มผู้มีส่วนร่วมในการวิจัยอย่างดี ได้เข้าร่วมกิจกรรมต่าง ๆ กับกลุ่มผู้มีส่วน ร่วมจนเกิด
2 ความคุ้นเคยและความเข้าใจกับกลุ่มผู้มีส่วนร่วม และเนื่องจากผู้วิจัยได้ฝึกปฏิบัติการสอน ที่โรงเรียนนี้ทำให้ได้ เข้าไปมีส่วนร่วมในการสังเกตชั้นเรียนและเข้าไปคลุกคลีกับกลุ่มผู้มีส่วนร่วมในการ วิจัยเป็นระยะเวลานาน และได้ทำการติดตามกลุ่มผู้มีส่วนร่วมในการวิจัยตลอดทั้งภาคเรียน การสังเกตแบบนี้จะช่วยให้ผู้วิจัยให้ ความสำคัญกับทุก ๆ รายละเอียดของกลุ่ม สังเกตได้ว่านักเรียน มีความสามารถในการคิด แต่ยังไม่ถึงขั้นมี ทักษะการคิดด้านต่าง ๆ พบว่านักเรียนส่วนใหญ่ขาดทักษะ การคิด โดยเฉพาะทักษะการคิดแก้ปัญหา รวมถึง การมีส่วนร่วมในการแสดงความคิดเห็นในการทำงาน กลุ่ม ซึ่งการทำงานกลุ่มแต่ละครั้งนั้นนักเรียนที่เก่งจะมี บทบาทในการทำงานและแสดงความคิดเห็น แทบทั้งหมด จึงทำให้นักเรียนส่วนใหญ่ขาดทักษะการคิด แก้ปัญหา ขาดการตัดสินใจและการมีส่วน ร่วมในกิจกรรมในชั้นเรียนและการศึกษาที่ผ่านมายังไม่ส่งเสริมให้ เกิดทักษะดังกล่าวเท่าที่ควร นอกจากนี้ในการเรียนการสอนเนื้อหาในกลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และ เทคโนโลยี ยังถูกจำกัด ในเรื่องของเวลาที่มีน้อยแต่มีเนื้อหารายวิชามาก ซึ่งจะส่งผลต่อผลสัมฤทธิ์ของนักเรียน จากสภาพ ปัญหาดังกล่าว การจัดการเรียนการสอนเพื่อพัฒนาความสามารถในการคิดแก้ปัญหาจึงนับเป็นเรื่อง สำคัญที่ต้องปรับปรุงและพัฒนาอย่างจริงจังและต่อเนื่อง ด้วยการจัดกิจกรรมการเรียนรู้เพื่อ พัฒนาการคิดเน้น การเรียนรู้ด้วยการสร้างประเด็นปัญหาเพื่อนำไปสู่การค้นคว้าหาคำตอบที่เหมาะสม และหลากหลาย จากเหตุผลทั้งหมดที่กล่าวมาคณะผู้วิจัยเห็นว่าแนวทางสะเต็ม : (STEM Education) คือการสอน แบบบูรณาการข้ามกลุ่มสาระวิชาระหว่างศาสตร์สาขาต่าง ๆ ได้แก่ วิทยาศาสตร์ (Science: S) เทคโนโลยี (Technology) วิศวกรรมศาสตร์(Engineering ) และคณิตศาสตร์(Mathematics) ซึ่งนำเอาจุดเด่นของแต่ละ สาขาวิชามาผสมผสานให้ลงตัว เพื่อให้ผู้เรียนสามารถนำความรู้มาใช้แก้ปัญหาจากการลงมือปฏิบัติและ ออกแบบสิ่งประดิษฐ์สามารถพัฒนาความสามมารถในการแก้ปัญหาได้ ผู้วิจัยจึงทำการศึกษาความสามารถใน การคิดแก้ปัญหา โดยการจัดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็ม (STEM) ของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 โรงเรียนอุดรพิทยานุกูล อำเภอเมืองอุดรธานี จังหวัดอุดรธานีเรื่อง โมเมนตัมและการชน วัตถุประสงค์ของการวิจัย เพื่อศึกษาและเปรียบเทียบทักษะความสามารถในการคิดแก้ปัญหา เรื่อง โมเมนตัมและการชน ของ นักเรียนชั้นชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 ที่ได้รับการจัดการเรียนรู้โดยใช้กิจกรรมการเรียนรู้แบบ สะเต็ม (STEM) ผ่าน เกณฑ์ร้อยละ 70 สมมติฐานของการวิจัย นักเรียนที่ได้รับการจัดการเรียนรู้โดยใช้วิธีการสอนแบบสะเต็ม (STEM) เรื่อง โมเมนตัมและการชน มีทักษะความสามารถในการคิดแก้ปัญหา ผ่านเกณฑ์ร้อยละ 70
3 ขอบเขตของการวิจัย การศึกษาสมรรถนะการคิดแก้ปัญหาของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 เรื่อง โมเมนตัมและการชน โดยการจัดการเรียนรู้แบบสะเต็ม (STEM) 1. กลุ่มตัวอย่าง นักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 ที่กำลังศึกษาอยู่ในภาคเรียนที่ 2 ปีการศึกษา 2566 โรงเรียนอุดร พิทยานุกูล จังหวัดอุดรธานี จำนวน 40 คน 2. ตัวแปร 2.1 ตัวแปรต้น ได้แก่ การจัดการเรียนรู้โดยใช้กิจกรรมตามแนวทางสะเต็ม (STEM) เรื่อง โมเมนตัมและการชน 2.2 ตัวแปรตาม ได้แก่ความสามารถการคิดแก้ปัญหา ของนักเรียนชั้น มัธยมศึกษปีที่ 4 3. เนื้อหาการวิจัย เนื้อหาที่ใช้ในการวิจัยครั้งนี้ เป็นเนื้อหากลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 เรื่อง โมเมนตัมและการชน กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ตามหลักสูตรแกนกลาง การศึกษา ขั้นพื้นฐาน พุทธศักราช 2551 (ฉบับบปรับปรุง 2560) มัธยมศึกษาปีที่ 4 จำนวน 4 แผน แต่ละแผนใช้เวลา 2 ชั่วโมง รวมทั้งสิ้น 8 ชั่วโมง 4. ระยะเวลาที่ใช้ในการวิจัย ระยะเวลาที่ใช้ในการวิจัย 1 ภาคการศึกษา ในปีการศึกษา 2566 5. สถานที่ในการวิจัย โรงเรียนอุดรพิทยานุกูล อำเภอเมืองอุดรธานี จังหวัดอุดรธานี นิยามศัพท์เฉพาะ เพื่อให้เกิดความเข้าใจที่ตรงกัน ผู้วิจัยจึงได้ให้ความหมายคำศัพท์เฉพาะสำหรับการวิจัย ดังนี้ 1. สะเต็ม คือ แนวทางการจัดการเรียนการสอนที่มีการบูรณาการความรู้ วิชาวิทยาศาสตร์ วิชา เทคโนโลยี วิชาวิศวกรรมศาสตร์ และวิชาคณิตศาสตร์ เข้าด้วยกันโดยการนำความรู้ของแต่ละรายวิชามา ผสมผสานกัน เพื่อให้ผู้เรียนเห็นความสัมพันธ์และสำคัญของวิชาทั้งสี่ และเพื่อให้ผู้เรียนเกิดทักษะกระบวนการ นำความรู้ ทักษะกระบวนการในแต่ละวิชามาผสมผสานกันเพื่อใช้ในการแก้ปัญหา ค้นคว้า สร้างสรรค์และ พัฒนาสิ่งต่างๆ ในศตวรรษที่ 21 2. ความสามารถการคิดแก้ปัญหา การที่นักเรียนสามารถคิดค้นหาวิธีที่จะนำมาใช้คิดแก้ปญหา โดยศึกษาวิธีจากแหล่งความรู้ ต่างๆ เช่น ห้องสมุด อินเตอร์เน็ต ถามจากผู้รู้ เป็นต้น แล้วตัดสินใจเลือกวิธีที่ดีที่สุดตามแนวคิดของ เวียร์(Weir,1974) สรุป ความสามารถในการคิดแก้ปัญหาแบ่งออกเป็น 4 ขั้น ได้แก่ขั้นระบุปัญหา หมายถึง ความสามารถในการบอก ปัญหาจากสถานการณ์ที่กำหนด ขั้นวิเคราะห์ปัญหา หมายถึง ความสามารถในการบอกสาเหตุของปัญหาจาก
4 สถานการณ์ที่กำหนด ขั้นกำหนดวิธีการแก้ปัญหา หมายถึง ความสามารถในการหาคิดวิธีการแก้ปัญหาให้ ตรง กับสาเหตุของปัญหา ขั้นตรวจสอบผลลัพธ์ หมายถึง ความสามารถในการอภิปรายผลที่เกิดขึ้นหลังจาก การคิด แก้ปัญหาว่าผลที่เกิดขึ้นเป็นอย่างไรความสามารถ ในการคิดแก้ปัญหาสามารถวัดได้จาก แบบทดสอบวัด ความสามารถการคิดแก้ปัญหาเป็นแบบปรนัย จำนวน 5 สถานการณ์20 ข้อ ซึ่งผู้วิจัยสร้างขึ้นและหา คุณภาพ แล้ว ประโยชน์ที่คาดว่าได้รับ 1. ได้แนวทางการจัดการเรียนรู้โดยใช้กิจกรรมตามแนวทางสะเต็ม (STEM) เรื่อง โมเมนตัมและ การชน ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 เรื่อง สามารถนำไปใช้ในการจัดกิจกรรมการเรียนรู้ และเป็นแนวทางในการ พัฒนาการจัดกิจกรรมการเรียนรู้ กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ระดับชั้นมัธยมศึกษาปีที่4 2. เป็นแนวทางสำหรับครู และผู้ที่สนใจในการจัดการเรียนรู้แบบสะเต็ม (STEM) เรื่อง โมเมนตัมและการชน กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี และกลุ่มสาระการเรียนรู้อื่นๆ ต่อไป ตามความเหมาะสม
5 บทที่ 2 เอกสารและงานวิจัยที่เกี่ยวข้อง การวิจัยครั้งนี้ ผู้วิจัยได้ดำเนินการศึกษาเอกสารและงานวิจัยที่เกี่ยวข้อง โดยแยกการนำเสนอ เนื้อหาตามลำดับ ดังนี้ 1. หลักสูตรแกนกลางการศึกษาขั้นพื้นฐาน พุทธศักราช 2551 (ฉบับปรับปรุง พุทธศักราช 2560) 1.1 วิสัยทัศน์ 1.2 หลักการ 1.3 จุดมุ่งหมาย 1.4 สมรรถนะสำคัญของผู้เรียน 1.5 คุณลักษณะอันพึงประสงค์ 1.6 การจัดการเรียนรู้ 2. กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี 2.1 ความสำคัญของวิทยาศาสตร์ 2.2 ธรรมชาติและลักษณะเฉพาะของวิทยาศาสตร์ 2.3 เป้าหมายของการจัดการเรียนการสอนวิทยาศาสตร์ 2.4 สาระและมาตรฐานการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ 2.5 คุณภาพของผู้เรียนวิทยาศาสตร์ เมื่อจบชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6 2.6 ผลการเรียนรู้และสาระการเรียน ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 3. การจัดการเรียนการสอนตามแนวทางสะเต็ม 4. เอกสารที่เกี่ยวของกับความสามารถในการคิดแกปญหา 2.1 ความหมายการคิดแกปญหา 2.2 กระบวนการคิดแกปญหา 2.3 การวัดความสามารถในการคิดแกปญหา 5. งานวิจัยที่เกี่ยวข้อง 6. กรอบแนวคิดการวิจัย
6 1. หลักสูตรแกนกลางการศึกษาขั้นพื้นฐาน พุทธศักราช 2551 (ฉบับปรับปรุง พุทธศักราช 2560) จากการศึกษาเกี่ยวกับหลักสูตรแกนกลางการศึกษาขั้นพื้นฐาน พุทธศักราช 2551 (ฉบับปรับปรุง พุทธศักราช 2560) พบว่ามีองค์ประกอบหลักที่สำคัญของหลักสูตร ได้แก่ วิสัยทัศน์ หลักการ จุดหมาย สมรรถนะของผู้เรียน คุณลักษณะอันพึงประสงค์ กิจกรรมพัฒนาผู้เรียน และการจัดการเรียนรู้ ซึ่งมี รายละเอียดดังต่อไปนี้ (กระทรวงศึกษาธิการ, 2551 : 4-26) 1.1 วิสัยทัศน์ หลักสูตรแกนกลางการศึกษาขั้นพื้นฐานพุทธศักราช 2551 (ฉบับปรับปรุง พุทธศักราช 2560) มุ่ง พัฒนาผู้เรียนทุกคน ซึ่งเป็นกำลังของชาติให้เป็นมนุษย์ที่มีความสมดุลทั้งด้านร่างกาย ความรู้ คุณธรรม มี จิตสำนึกในความเป็นพลเมืองไทยและเป็นพลโลก ยึดมั่นในการปกครองตามระบอบประชาธิปไตยอันมี พระมหากษัตริย์ทรงเป็นประมุข มีความรู้และทักษะพื้นฐาน รวมทั้ง เจตคติ ที่จำเป็นต่อการศึกษาต่อ การ ประกอบอาชีพและการศึกษาตลอดชีวิต โดยมุ่งเน้นผู้เรียนเป็นสำคัญบนพื้นฐานความเชื่อว่า ทุกคนสามารถ เรียนรู้และพัฒนาตนเองได้เต็มตามศักยภาพ 1.2 หลักการ หลักสูตรแกนกลางการศึกษาขั้นพื้นฐาน พุทธศักราช 2551 (ฉบับปรับปรุง พุทธศักราช 2560) มี หลักการที่สำคัญ ดังนี้ 1. เป็นหลักสูตรการศึกษาเพื่อความเป็นเอกภาพของชาติ มีจุดหมายและมาตรฐานการเรียนรู้ เป็นเป้าหมายสำหรับพัฒนาเด็กและเยาวชนให้มีความรู้ ทักษะ เจตคติ และคุณธรรมบนพื้นฐานของความเป็น ไทยควบคู่กับความเป็นสากล 2. เป็นหลักสูตรการศึกษาเพื่อปวงชน ที่ประชาชนทุกคนมีโอกาสได้รับการศึกษาอย่างเสมอ ภาค และมีคุณภาพ 3. เป็นหลักสูตรการศึกษาที่สนองการกระจายอำนาจ ให้สังคมมีส่วนร่วมในการจัดการศึกษา ให้สอดคล้องกับสภาพและความต้องการของท้องถิ่น 4. เป็นหลักสูตรการศึกษาที่มีโครงสร้างยืดหยุ่นทั้งด้านสาระการเรียนรู้ เวลาและการจัดการ เรียนรู้ 5. เป็นหลักสูตรการศึกษาที่เน้นผู้เรียนเป็นสำคัญ 6. เป็นหลักสูตรการศึกษาสำหรับการศึกษาในระบบ นอกระบบ และตามอัธยาศัย ครอบคลุม ทุกกลุ่มเป้าหมาย สามารถเทียบโอนผลการเรียนรู้ และประสบการณ์
7 1.3 จุดหมาย หลักสูตรแกนกลางการศึกษาขั้นพื้นฐาน พุทธศักราช 2551 (ฉบับปรับปรุง พุทธศักราช 2560) มุ่ง พัฒนาผู้เรียนให้เป็นคนดี มีปัญญา มีความสุข มีศักยภาพในการศึกษาต่อ และประกอบอาชีพ จึงกำหนดเป็น จุดหมายเพื่อให้เกิดกับผู้เรียน เมื่อจบการศึกษาขั้นพื้นฐาน ดังนี้ 1. มีคุณธรรม จริยธรรม และค่านิยมที่พึงประสงค์ เห็นคุณค่าของตนเอง มีวินัยและปฏิบัติตน ตามหลักธรรมของพระพุทธศาสนา หรือศาสนาที่ตนนับถือ ยึดหลักปรัชญาของเศรษฐกิจพอเพียง 2. มีความรู้ ความสามารถในการสื่อสาร การคิด การแก้ปัญหา การใช้เทคโนโลยี และมีทักษะ ชีวิต 3. มีสุขภาพกายและสุขภาพจิตที่ดี มีสุขนิสัย และรักการออกกำลังกาย 4. มีความรักชาติ มีจิตสำนึกในความเป็นพลเมืองไทยและพลโลก ยึดมั่นในวิถีชีวิตและการ ปกครองตามระบอบประชาธิปไตยอันมีพระมหากษัตริย์ทรงเป็นประมุข 5. มีจิตสำนึกในการอนุรักษ์วัฒนธรรมและภูมิปัญญาไทย การอนุรักษ์และพัฒนาสิ่งแวดล้อม มีจิตสาธารณะที่มุ่งทำประโยชน์และสร้างสิ่งที่ดีงามในสังคม และอยู่ร่วมกันในสังคมอย่างมีความสุข 1.4 สมรรถนะของผู้เรียน หลักสูตรแกนกลางการศึกษาขั้นพื้นฐาน พุทธศักราช 2551 (ฉบับปรับปรุง พุทธศักราช 2560) มุ่ง ให้ผู้เรียนเกิดสมรรถนะสำคัญ 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 ที่ เผชิญได้อย่างถูกต้องเหมาะสมบนพื้นฐานของหลักเหตุผล คุณธรรมและข้อมูลสารสนเทศ เข้าใจความสัมพันธ์ และการเปลี่ยนแปลงของเหตุการณ์ต่าง ๆ ในสังคม แสวงหาความรู้ ประยุกต์ความรู้มาใช้ในการป้องกันและ แก้ไขปัญหา และมีการตัดสินใจที่มีประสิทธิภาพโดยคำนึงถึงผลกระทบที่เกิดขึ้นต่อตนเอง สังคมและ สิ่งแวดล้อม 4. ความสามารถในการใช้ทักษะชีวิต เป็นความสามารถในการนำกระบวนการต่างๆ ไปใช้ใน การดำเนินชีวิตประจำวัน การเรียนรู้ด้วยตนเอง การเรียนรู้อย่างต่อเนื่อง การทำงาน และการอยู่ร่วมกันใน
8 สังคมด้วยการสร้างเสริมความสัมพันธ์อันดีระหว่างบุคคล การจัดการปัญหาและความขัดแย้งต่าง ๆ อย่าง เหมาะสม การปรับตัวให้ทันกับการเปลี่ยนแปลงของสังคมและสภาพแวดล้อม และการรู้จักหลีกเลี่ยง พฤติกรรมไม่พึงประสงค์ที่ส่งผลกระทบต่อตนเองและผู้อื่น 5. ความสามารถในการใช้เทคโนโลยี เป็นความสามารถในการเลือก และใช้เทคโนโลยีด้าน ต่าง ๆ และมีทักษะกระบวนการทางเทคโนโลยี เพื่อการพัฒนาตนเองและสังคม ในด้านการเรียนรู้ การสื่อสาร การทำงาน การแก้ปัญหาอย่างสร้างสรรค์ ถูกต้อง เหมาะสม และมีคุณธรรม 1.5 คุณลักษณะอันพึงประสงค์ หลักสูตรโรงเรียนอุดรพิทยานุกูล จังหวัดอุดรธานีพุทธศักราช 2561 ตามหลักสูตรแกนกลาง การศึกษาขั้นพื้นฐาน พุทธศักราช 2551 (ฉบับปรับปรุง พุทธศักราช 2560) มุ่งพัฒนาผู้เรียนให้มีคุณลักษณะ อันพึงประสงค์ เพื่อให้สามารถอยู่ร่วมกับผู้อื่นในสังคมได้อย่างมีความสุข ในฐานะเป็นพลเมืองไทยและพลโลก ดังนี้ 1. รักชาติ ศาสน์ กษัตริย์ 2. ซื่อสัตย์สุจริต 3. มีวินัย 4. ใฝ่เรียนรู้ 5. อยู่อย่างพอเพียง 6. มุ่งมั่นในการทำงาน 7. รักความเป็นไทย 8. มีจิตสาธารณะ นอกจากนี้ สถานศึกษาสามารถกำหนดคุณลักษณะอันพึงประสงค์เพิ่มเติมให้สอดคล้องตามบริบท และจุดเน้นของตนเอง 1.6 การจัดการเรียนรู้ การจัดการเรียนรู้ตามลักสูตรแกนกลางการศึกษาขั้นพื้นฐาน พุทธศักราช 2551 (ฉบับปรับปรุง พุทธศักราช 2560) ครูผู้สอนต้องวิเคราะห์มาตรฐานการเรียนรู้/ตัวชี้วัด สมรรถนะสำคัญของผู้เรียนในการ จัดการเรียนรู้ตามกลุ่มสาระการเรียนรู้และคุณลักษณะอันพึงประสงค์ โดยมีหลักการเรียนรู้โดยเน้นผู้เรียนเป็น สำคัญการจัดการเรียนรู้ที่คำนึงถึงความแตกต่างระหว่างบุคคล การจัดการเรียนรู้ที่สอดคล้องกับการพัฒนาการ ทางสมอง การจัดการเรียนรู้ที่เน้นคุณธรรม จริยธรรม ซึ่งเขตพื้นที่การศึกษาและสถานศึกษาอาจเพิ่มขึ้นได้ ในการจัดการเรียนรู้ที่เน้นผู้เรียนเป็นสำคัญ ผู้สอนต้องจัดกระบวนการเรียนรู้ ที่หลากหลาย เพื่อให้ ผู้เรียนเกิดการเรียนรู้ได้ดี บรรลุตามเป้าหมายของหลักสูตร กระบวนการจัดการเรียนรู้ที่จำเป็นสำหรับผู้เรียน เช่น การจัดการเรียนรู้แบบบูรณาการ กระบวนการสร้างความรู้ กระบวนการคิด กระบวนการทางสังคม
9 กระบวนการจัดการ กระบวนการวิจัย กระบวนการเรียนรู้การเรียนรู้ของตนเอง และกระบวนการพัฒนา ลักษณะนิสัย เป็นต้น ทั้งนี้ต้องให้ความสำคัญกับการใช้สื่อ การพัฒนาสื่อ การใช้แหล่งเรียนรู้ การใช้แหล่งการ เรียนรู้ ภูมิปัญญาท้องถิ่น และการวัดผลอย่างหลากหลายเพื่อให้เกิดการพัฒนาผู้เรียนอย่างแท้จริง ในการพัฒนาผู้เรียนให้มีคุณสมบัติตามเป้าหมายหลักสูตร ผู้สอนพยายามคัดสรรกระบวนการ เรียนรู้ การจัดผู้เรียนโดยช่วยให้ผู้เรียนผ่านสาระที่กำหนดไว้ในหลักสูตร 8 กลุ่มสาระการเรียนรู้รวมทั้งปลูกฝัง เสริมสร้างคุณลักษณะอันพึงประสงค์ พัฒนาทักษะต่าง ๆ อันเป็นสมรรถนะสำคัญให้ผู้เรียนบรรลุตามเป้าหมาย 6.1 หลักการจัดการเรียนรู้ การจัดการเรียนรู้เพื่อให้ผู้เรียนมีความสารถตามมาตรฐานการ เรียนรู้ สมรรถนะสำคัญ และคุณลักษณะอันพึงประสงค์ตามที่กำหนดไว้ในหลักสูตรแกนกลางการศึกษาขั้น พื้นฐาน โดยยึดหลักว่า ผู้เรียนมีความสำคัญที่สุด เชื่อว่าทุกคนมีความสามารถเรียนรู้และพัฒนาตนเองได้ ยึด ประโยชน์ที่เกิดกับผู้เรียน กระบวนการจัดการเรียนรู้ต้องส่งเสริมให้ผู้เรียน สามารถพัฒนาตามธรรมชาติและ ศักยภาพของเด็ก คำนึงถึงความแตกต่างระหว่างบุคคลและการพัฒนาทางสมองเน้นให้ความสำคัญทั้งความรู้ และจริยธรรม 6.2 กระบวนการเรียนรู้ การจัดการเรียนรู้ที่เน้นผู้เรียนเป็นสำคัญ ผู้เรียนจะต้องอาศัย กระบวนการเรียนรู้ที่หลากหลาย เป็นเครื่องมือที่จะนำพาตนเองไปสู่เป้าหมายของหลักสูตร กระบวนการ เรียนรู้ที่จำเป็นสำหรับผู้เรียน อาทิ กระบวนการเรียนรู้แบบบูรณาการ กระบวนการสร้างความรู้ กระบวนการ คิด กระบวนการสร้างสังคม กระบวนการเผชิญสถานการณ์และแก้ปัญหา กระบวนการเรียนรู้จาก ประสบการณ์จริง กระบวนการปฏิบัติ ลงมือทำจริง กระบวนการจัดการ กระบวนการวิจัย กระบวนการเรียนรู้ การเรียนรู้ของตนเอง กระบวนการพัฒนาลักษณะนิสัย กระบวนการเหล่านี้เป็นแนวทางในการจัดการเรียนรู้ที่ ผู้เรียนควรได้รับการฝึกฝน พัฒนาเพราะจะสามารถช่วยให้ผู้เรียนเกิดการเรียนรู้ได้ดี บรรลุเป้าหมายของ หลักสูตร ดังนั้น ผู้สอนจึงจำเป็นต้องศึกษาทำความเข้าใจในกระบวนการต่าง ๆ เพื่อให้สามารถเลือกใช้ในการ จัดกระบวนการเรียนรู้ได้อย่างมีประสิทธิภาพ 6.3 การออกแบบการจัดการเรียนรู้ ผู้สอนต้องศึกษาหลักสูตรสถานศึกษาให้เข้าใจถึง มาตรฐานการเรียนรู้ ตัวชี้วัด สมรรถนะสำคัญของผู้เรียน คุณลักษณะอันพึงประสงค์ และสาระ การเรียนรู้ที่เหมาะสมกับผู้เรียน แล้วจึงพิจารณาออกแบบการจัดการเรียนรู้โดยใช้วิธีการสอนและเทคนิคการ สอน สื่อ/แหล่งเรียนรู้ การวัดและการประเมินผล เพื่อให้ผู้เรียนได้พัฒนาเด็กตามศักยภาพและบรรลุเป้าหมาย ที่กำหนด 6.4 บทบาทของผู้เรียนและผู้สอน การจัดการเรียนรู้เพื่อให้ผู้เรียนมีคุณภาพตามเป้าหมาย ของหลักสูตร ทั้งผู้สอนและผู้เรียนควรมีบทบาทดังนี้ บทบาทของผู้สอน 1) ศึกษาวิเคราะห์ผู้เรียนเป็นรายบุคคล แล้วนำข้อมูลมาใช้ในการวางแผน การจัดการเรียนรู้ ที่ท้าทายความสามารถของผู้เรียน
10 2) กำหนดเป้าหมายที่ต้องการให้เกิดขึ้นกับผู้เรียน ด้านความรู้และทักษะ กระบวนการ ที่เป็นความคิดรวบยอด หลักการ และความสัมพันธ์ รวมทั้งคุณลักษณะอันพึงประสงค์ 3) ออกแบบการเรียนรู้ที่ตอบสนองความแตกต่างระหว่างบุคคลและพัฒนาการทาง สมอง เพื่อนำผู้เรียนไปสู่เป้าหมาย 4) จัดบรรยากาศที่เอื้อต่อการเรียนรู้ และดูแลช่วยเหลือผู้เรียนให้เกิดการเรียนรู้ 5) จัดเตรียมและเลือกใช้สื่อที่เหมาะสมกับกิจกรรม นำภูมิปัญญาท้องถิ่นเทคโนโลยี ที่เหมาะสมมาประยุกต์ใช้ในการจัดการเรียนการสอน 6) ประเมินความก้าวหน้าของผู้เรียนด้วยวิธีการที่หลากหลาย เหมาะสมกับ ธรรมชาติของวิชาและระดับพัฒนาการของผู้เรียน 7) วิเคราะห์ผลการประเมินมาใช้ในการซ่อมเสริมและพัฒนาผู้เรียน รวมทั้งปรับปรุง การจัดการเรียนการสอนของตนเอง บทบาทของผู้เรียน 1) กำหนดเป้าหมาย วางแผน และรับผิดชอบการเรียนรู้ของตนเอง 2) เสาะแสวงหาความรู้ เข้าถึงแหล่งเรียนรู้ วิเคราะห์ สังเคราะห์ข้อความรู้ ตั้ง คำถาม คิดหาคำตอบหรือแนวทางแก้ปัญหาด้วยวิธีต่าง ๆ 3) ลงมือปฏิบัติจริง สรุปสิ่งที่ได้เรียนรู้ด้วยตนเอง และนำความรู้ไปประยุกต์ใช้ใน สถานการณ์ต่าง ๆ 4) มีปฏิสัมพันธ์ ทำงาน ทำกิจกรรมร่วมกับกลุ่มและครู 5) ประเมินและพัฒนากระบวนการเรียนรู้ของตนเองอย่างต่อเนื่อง 2. กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์มุ่งหวังให้ผู้เรียนได้เรียนรู้วิทยาศาสตร์ที่เน้นการเชื่อมโยงความรู้กับ กระบวนการ มีทักษะสำคัญในการค้นคว้าและสร้างองค์ความรู้ โดยใช้กระบวนการในการสืบเสาะหาความรู้ และการแก้ปัญหาที่หลากหลาย ให้ผู้เรียนมีส่วนร่วมในการเรียนรู้ทุกขั้นตอน มีการทำกิจกรรมด้วยการลงมือ ปฏิบัติจริงอย่างหลากหลาย เหมาะสมกับระดับชั้นและช่วงวัยของผู้เรียน 2.1 ความสำคัญของวิทยาศาสตร์ วิทยาศาสตร์มีบทบาทสำคัญยิ่งในสังคมโลกปัจจุบันและอนาคต เพราะวิทยาศาสตร์เกี่ยวข้องกับ ทุกคนทั้งในชีวิตประจำวันและการงานอาชีพต่าง ๆ ตลอดจนเทคโนโลยี เครื่องมือเครื่องใช้และผลผลิตต่าง ๆ ที่มนุษย์ได้ใช้เพื่ออำนวยความสะดวกในชีวิตและการทำงาน เหล่านี้ล้วนเป็นผลของความรู้วิทยาศาสตร์ ผสมผสานกับความคิดสร้างสรรค์และศาสตร์อื่น ๆ วิทยาศาสตร์ช่วยให้มนุษย์ได้พัฒนาวิธีคิด ทั้งความคิดเป็น
11 เหตุเป็นผล คิดสร้างสรรค์ คิดวิเคราะห์วิจารณ์ มีทักษะสำคัญในการค้นคว้าหาความรู้ใช้ความรู้และทักษะเพื่อ แก้ปัญหาหรือพัฒนางานด้วยกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม มีความสามารถในการแก้ปัญหาอย่างเป็น ระบบ รวมทั้งสามารถค้นหาข้อมูลหรือสารสนเทศ ประเมินสารสนเทศ ประยุกต์ใช้ทักษะการคิดเชิงคำนวณ และความรู้ด้านวิทยาการคอมพิวเตอร์ สื่อดิจิทัล เทคโนโลยีสารสนเทศและการสื่อสารเพื่อแก้ปัญหาในชีวิตจริง อย่างสร้างสรรค์สามารถตัดสินใจโดยใช้ข้อมูลที่หลากหลายและมีประจักษ์พยานที่ตรวจสอบได้ วิทยาศาสตร์ เป็นวัฒนธรรมของโลกสมัยใหม่ซึ่งเป็นสังคมแห่งการเรียนรู้ (knowledge-based society) ดังนั้นทุกคนจึง จำเป็นต้องได้รับการพัฒนาให้รู้วิทยาศาสตร์ เพื่อที่จะมีความรู้ความเข้าใจในธรรมชาติและเทคโนโลยีที่มนุษย์ สร้างสรรค์ขึ้น สามารถนำความรู้ไปใช้อย่างมีเหตุผล สร้างสรรค์ และมีคุณธรรม 2.2 ธรรมชาติและลักษณะเฉพาะของวิทยาศาสตร์ ความรู้ทางวิทยาศาสตร์ได้มาด้วยความพยายามของมนุษย์ ที่ใช้กระบวนการสืบเสาะ หาความรู้ (Scientific Inquiry) การสังเกต สำรวจตรวจสอบ ศึกษาค้นคว้าอย่างเป็นระบบ และ การสืบค้นข้อมูล ทำให้เกิดองค์ความรู้ใหม่เพิ่มพูนตลอดเวลา ความรู้และกระบวนการดังกล่าวมีการถ่ายทอด ต่อเนื่องกันเป็นเวลายาวนานความรู้วิทยาศาสตร์ต้องสามารถอธิบายและตรวจสอบได้ เพื่อนำมาใช้อ้างอิงทั้งใน การสนับสนุน หรือโต้แย้งเมื่อมีการค้นพบข้อมูล หรือหลักฐานใหม่ หรือแม้แต่ข้อมูลเดิมเดียวกันก็อาจเกิด ความขัดแย้งขึ้นได้ถ้านักวิทยาศาสตร์แปลความหมายด้วยวิธีการหรือแนวคิดที่แตกต่างกัน ความรู้วิทยาศาสตร์ จึงอาจเปลี่ยนแปลงได้ วิทยาศาสตร์เป็นเรื่องที่ทุกคนสามารถมีส่วนร่วมได้ไม่ว่าจะอยู่ในส่วนใดของโลก วิทยาศาสตร์จึงเป็นผลจากการสร้างเสริมความรู้ของบุคคล การสื่อสารและการเผยแพร่ข้อมูลเพื่อให้เกิด ความคิดในเชิงวิเคราะห์วิจารณ์ มีผลให้ความรู้วิทยาศาสตร์เพิ่มขึ้นอย่างไม่หยุดยั้งและส่งผลต่อคนในสังคม การศึกษาค้นคว้าและการใช้ความรู้ทางวิทยาศาสตร์จึงต้องอยู่ภายในขอบเขต คุณธรรม จริยธรรม เป็นที่ ยอมรับของสังคมความรู้ วิทยาศาสตร์เป็นพื้นฐานที่สำคัญในการพัฒนาเทคโนโลยี เทคโนโลยีเป็นกระบวนการในงานต่าง ๆ หรือกระบวนการพัฒนา ปรับปรุงผลิตภัณฑ์ โดยอาศัยความรู้วิทยาศาสตร์ร่วมกับศาสตร์อื่น ๆ ทักษะ ประสบการณ์ จินตนาการและความคิดริเริ่มสร้างสรรค์ของมนุษย์ โดยมีจุดมุ่งหมายที่จะให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่ ตอบสนองความต้องการและแก้ปัญหาของมวลมนุษย์ เทคโนโลยีเกี่ยวข้องกับทรัพยากร กระบวนการ และ ระบบการจัดการ จึงต้องใช้เทคโนโลยีในทางสร้างสรรค์ต่อสังคมและสิ่งแวดล้อม 2.3 เป้าหมายของการจัดการเรียนการสอนวิทยาศาสตร์ ในการเรียนการสอนวิทยาศาสตร์มุ่งเน้นให้ผู้เรียนได้ค้นพบความรู้ด้วยตนเองมากที่สุดเพื่อให้ได้ทั้ง กระบวนการและความรู้จากวิธีการสังเกต การสำรวจตรวจสอบ การทดลอง แล้วนำผลที่ได้มาจัดระบบเป็น หลักการ แนวคิด และองค์ความรู้ การจัดการเรียนการสอนวิทยาศาสตร์จึงมีเป้าหมายที่สำคัญ ดังนี้
12 1. เพื่อให้เข้าใจหลักการ ทฤษฎีและกฎที่เป็นพื้นฐานในวิชาวิทยาศาสตร์ 2. เพื่อให้เข้าใจขอบเขตของธรรมชาติของวิชาวิทยาศาสตร์และข้อจำกัดในการศึกษาวิชา วิทยาศาสตร์ 3. เพื่อให้มีทักษะที่สำคัญในการศึกษาค้นคว้าและคิดค้นทางเทคโนโลยี 4. เพื่อให้ตระหนักถึงความสัมพันธ์ระหว่างวิชาวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยีมวลมนุษย์และ สภาพแวดล้อมในเชิงที่มีอิทธิพลและผลกระทบซึ่งกันและกัน 5. เพื่อนำความรู้ความเข้าใจ ในวิชาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีไปใช้ให้เกิดประโยชน์ต่อ สังคมและการดำรงชีวิต 6. เพื่อพัฒนากระบวนการคิดและจินตนาการ ความสามารถในการแก้ปัญหา และการจัดการ ทักษะในการสื่อสาร และความสามารถในการตัดสินใจ 7. เพื่อให้เป็นผู้ที่มีจิตวิทยาศาสตร์ มีคุณธรรม จริยธรรม และค่านิยมในการใช้วิทยาศาสตร์ และเทคโนโลยีอย่างสร้างสรรค์ 2.4 สาระและมาตรฐานการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ สาระที่ 1 วิทยาศาสตร์ชีวภาพ มาตรฐาน ว 1.1 เข้าใจความหลากหลายของระบบนิเวศ ความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งไม่มีชีวิตกับ สิ่งมีชีวิต และความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตกับสิ่งมีชีวิตต่าง ๆ ในระบบนิเวศการถ่ายทอดพลังงาน การ เปลี่ยนแปลงแทนที่ในระบบนิเวศ ความหมายของประชากร ปัญหาและผลกระทบที่มีต่อทรัพยากรธรรมชาติ และสิ่งแวดล้อมแนวทางในการอนุรักษ์ทรัพยากรธรรมชาติและการแก้ไขปัญหาสิ่งแวดล้อมรวมทั้งนำความรู้ไป ใช้ประโยชน์ มาตรฐาน ว 1.2 เข้าใจสมบัติของสิ่งมีชีวิต หน่วยพื้นฐานของสิ่งมีชีวิต การลำเลียงสารเข้า และออกจากเซลล์ ความสัมพันธ์ของโครงสร้างและหน้าที่ของระบบต่าง ๆ ของสัตว์และมนุษย์ที่ทำงานสัมพันธ์ กัน ความสัมพันธ์ของโครงสร้างและหน้าที่ของอวัยวะต่าง ๆ ของพืชที่ทำงานสัมพันธ์กัน รวมทั้งนำความรู้ไปใช้ ประโยชน์มาตรฐาน ว 1.3 เข้าใจกระบวนการและความสำคัญของการถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรมสาร พันธุกรรม การเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมที่มีผลต่อสิ่งมีชีวิต ความหลากหลายทางชีวภาพและวิวัฒนาการของ สิ่งมีชีวิต รวมทั้งนำความรู้ไปใช้ประโยชน์ สาระที่ 2 วิทยาศาสตร์กายภาพ มาตรฐาน ว 2.1 เข้าใจสมบัติของสสาร องค์ประกอบของสสาร ความสัมพันธ์ระหว่างสมบัติ ของสสารกับโครงสร้างและแรงยึดเหนี่ยวระหว่างอนุภาค หลักและธรรมชาติของการเปลี่ยนแปลงสถานะของ สสาร การเกิดสารละลาย และการเกิดปฏิกิริยาเคมี มาตรฐาน ว 2.2 เข้าใจธรรมชาติของแรงในชีวิตประจำวัน ผลของแรงที่กระทำต่อวัตถุ ลักษณะการเคลื่อนที่แบบต่าง ๆ ของวัตถุ รวมทั้งนำความรู้ไปใช้ประโยชน์
13 มาตรฐาน ว 2.3 เข้าใจความหมายของพลังงาน การเปลี่ยนแปลงและการถ่ายโอนพลังงาน ปฏิสัมพันธ์ระหว่างสสารและพลังงาน พลังงานในชีวิตประจำวัน ธรรมชาติของคลื่น ปรากฏการณ์ที่เกี่ยวข้อง กับเสียง แสง และคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า รวมทั้งนำความรู้ไปใช้ประโยชน์ สาระที่ 3 วิทยาศาสตร์โลก และอวกาศ มาตรฐาน ว 3.1 เข้าใจองค์ประกอบ ลักษณะ กระบวนการเกิด และวิวัฒนาการของเอกภพ กาแล็กซี ดาวฤกษ์ และระบบสุริยะ รวมทั้งปฏิสัมพันธ์ภายในระบบสุริยะที่ส่งผลต่อสิ่งมีชีวิต และการ ประยุกต์ใช้เทคโนโลยีอวกาศ มาตรฐาน ว 3.2 เข้าใจองค์ประกอบและความสัมพันธ์ของระบบโลก กระบวนการ เปลี่ยนแปลงภายในโลกและบนผิวโลก ธรณีพิบัติภัย กระบวนการเปลี่ยนแปลงลมฟ้าอากาศและภูมิอากาศโลก รวมทั้งผลต่อสิ่งมีชีวิตและสิ่งแวดล้อม สาระที่ 4 เทคโนโลยี มาตรฐาน ว 4.1 เข้าใจแนวคิดหลักของเทคโนโลยีเพื่อการดำรงชีวิตในสังคมที่มี การเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว ใช้ความรู้และทักษะทางด้านวิทยาศาสตร์ คณิตศาสตร์ และศาสตร์ อื่น ๆ เพื่อแก้ปัญหาหรือพัฒนางานอย่างมีความคิดสร้างสรรค์ด้วยกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม เลือกใช้ เทคโนโลยีอย่างเหมาะสมโดยคำนึงถึงผลกระทบต่อชีวิต สังคม และสิ่งแวดล้อม มาตรฐาน ว 4.2 เข้าใจและใช้แนวคิดเชิงคำนวณในการแก้ปัญหาที่พบในชีวิตจริงอย่างเป็น ขั้นตอนและเป็นระบบ ใช้เทคโนโลยีสารสนเทศและการสื่อสารในการเรียนรู้การทำงาน และการแก้ปัญหาได้ อย่างมีประสิทธิภาพ รู้เท่าทัน และมีจริยธรรม สาระวิทยาศาสตร์เพิ่มเติม สาระชีววิทยา 1. เข้าใจธรรมชาติของสิ่งมีชีวิต การศึกษาชีววิทยาและวิธีการทางวิทยาศาสตร์ สาร ที่เป็นองค์ประกอบของสิ่งมีชีวิต ปฏิกิริยาเคมีในเซลล์ของสิ่งมีชีวิต กล้องจุลทรรศน์ โครงสร้างและหน้าที่ของ เซลล์ การลำเลียงสารเข้าและออกจากเซลล์ การแบ่งเซลล์ และการหายใจระดับเซลล์ 2. เข้าใจการถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรม การถ่ายทอดยีนบนโครโมโซม สมบัติ และหน้าที่ของสารพันธุกรรม การเกิดมิวเทชัน เทคโนโลยีทางดีเอ็นเอ หลักฐานข้อมูลและแนวคิดเกี่ยวกับ วิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิต ภาวะสมดุลของฮาร์ดี-ไวน์เบิร์ก การเกิดสปีชีส์ใหม่ ความหลากหลายทางชีวภาพ กำเนิดของสิ่งมีชีวิต ความหลากหลายของสิ่งมีชีวิต และอนุกรมวิธาน รวมทั้งนำความรู้ไปใช้ประโยชน์ 3. เข้าใจส่วนประกอบของพืช การแลกเปลี่ยนแก๊สและคายน้ำของพืช การลำเลียงของพืช การสังเคราะห์ด้วยแสง การสืบพันธุ์ของพืชดอกและการเจริญเติบโต และการตอบสนอง ของพืช รวมทั้งนำความรู้ไปใช้ประโยชน์ 4. เข้าใจการย่อยอาหารของสัตว์และมนุษย์ การหายใจและการแลกเปลี่ยนแก๊สการ ลำเลียงสารและการหมุนเวียนเลือด ภูมิคุ้มกันของร่างกาย การขับถ่าย การรับรู้และการตอบสนองการ
14 เคลื่อนที่ การสืบพันธุ์และการเจริญเติบโต ฮอร์โมนกับการรักษาดุลยภาพ และพฤติกรรมของสัตว์ รวมทั้งนำ ความรู้ไปใช้ประโยชน์ 5. เข้าใจแนวคิดเกี่ยวกับระบบนิเวศ กระบวนการถ่ายทอดพลังงานและ การหมุนเวียนสารในระบบนิเวศ ความหลากหลายของไบโอม การเปลี่ยนแปลงแทนที่ของสิ่งมีชีวิตในระบบ นิเวศประชากรและรูปแบบการเพิ่มของประชากร ทรัพยากรธรรมชาติและสิ่งแวดล้อม ปัญหาและผลกระทบที่ เกิดจากการใช้ประโยชน์ และแนวทางการแก้ไขปัญหา สาระเคมี 1. เข้าใจโครงสร้างอะตอม การจัดเรียงธาตุในตารางธาตุ สมบัติของธาตุ พันธะเคมี และสมบัติของสาร แก๊สและสมบัติของแก๊ส ประเภทและสมบัติของสารประกอบอินทรีย์และพอลิเมอร์รวมทั้ง การนำความรู้ไปใช้ประโยชน์ 2. เข้าใจการเขียนและการดุลสมการเคมี ปริมาณสัมพันธ์ในปฏิกิริยาเคมี อัตราการ เกิดปฏิกิริยาเคมี สมดุลในปฏิกิริยาเคมี สมบัติและปฏิกิริยาของกรด-เบส ปฏิกิริยารีดอกซ์และเซลล์เคมีไฟฟ้า รวมทั้งการนำความรู้ไปใช้ประโยชน์ 3. เข้าใจหลักการทำปฏิบัติการเคมี การวัดปริมาณสาร หน่วยวัดและ การเปลี่ยนหน่วยการคำนวณปริมาณของสาร ความเข้มข้นของสารละลาย รวมทั้งการบูรณาการความรู้และ ทักษะในการอธิบายปรากฏการณ์ในชีวิตประจำวันและการแก้ปัญหาทางเคมี สาระฟิสิกส์ 1. เข้าใจธรรมชาติทางฟิสิกส์ ปริมาณและกระบวนการวัด การเคลื่อนที่แนวตรงแรง และกฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน กฎความโน้มถ่วงสากล แรงเสียดทานสมดุลกลของวัตถุงานและกฎการอนุรักษ์ พลังงานกล โมเมนตัมและกฎการอนุรักษ์โมเมนตัม การเคลื่อนที่แนวโค้งรวมทั้งนำความรู้ไปใช้ประโยชน์ 2. เข้าใจการเคลื่อนที่แบบฮาร์มอนิกส์อย่างง่าย ธรรมชาติของคลื่น เสียงและการได้ ยิน ปรากฏการณ์ที่เกี่ยวข้องกับเสียง แสงและการเห็น ปรากฏการณ์ที่เกี่ยวข้องกับแสงรวมทั้งนำความรู้ไปใช้ ประโยชน์ 3. เข้าใจแรงไฟฟ้าและกฎของคูลอมบ์ สนามไฟฟ้า ศักย์ไฟฟ้า ความจุไฟฟ้า กระแสไฟฟ้าและกฎของโอห์ม วงจรไฟฟ้ากระแสตรง พลังงานไฟฟ้าและกำลังไฟฟ้า การเปลี่ยนพลังงาน ทดแทนเป็นพลังงานไฟฟ้า สนามแม่เหล็ก แรงแม่เหล็กที่กระทำกับประจุไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้า การเหนี่ยวนำ แม่เหล็กไฟฟ้าและกฎของฟาราเดย์ ไฟฟ้ากระแสสลับ คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าและการสื่อสาร รวมทั้งนำความรู้ไป ใช้ประโยชน์ 4. เข้าใจความสัมพันธ์ของความร้อนกับการเปลี่ยนอุณหภูมิและสถานะของสสาร สภาพยืดหยุ่นของวัสดุและมอดุลัสของยัง ความดันในของไหล แรงพยุง และหลักของอาร์คิมีดีสความตึงผิวและ แรงหนืดของของเหลว ของไหลอุดมคติ และสมการแบร์นูลลี กฎของแก๊ส ทฤษฎีจลน์ของแก๊สอุดมคติและ พลังงานในระบบ ทฤษฎีอะตอมของโบร์ ปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริก ทวิภาวะของคลื่นและอนุภาค
15 กัมมันตภาพรังสี แรงนิวเคลียร์ ปฏิกิริยานิวเคลียร์ พลังงานนิวเคลียร์ ฟิสิกส์อนุภาค รวมทั้งนำความรู้ไปใช้ ประโยชน์ สาระโลก ดาราศาสตร์ และอวกาศ 1. เข้าใจกระบวนการเปลี่ยนแปลงภายในโลก ธรณีพิบัติภัยและผลต่อสิ่งมีชีวิตและ สิ่งแวดล้อม รวมทั้งการศึกษาลำดับชั้นหิน ทรัพยากรธรณี แผนที่ และการนำไปใช้ประโยชน์ 2. เข้าใจสมดุลพลังงานของโลก การหมุนเวียนของอากาศบนโลก การหมุนเวียนของ น้ำในมหาสมุทร การเกิดเมฆ การเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศโลกและผลต่อสิ่งมีชีวิตและสิ่งแวดล้อม รวมทั้งการ พยากรณ์อากาศ 3. เข้าใจองค์ประกอบ ลักษณะ กระบวนการเกิด และวิวัฒนาการของเอกภพ กาแล็กซี ดาวฤกษ์ และระบบสุริยะ ความสัมพันธ์ของดาราศาสตร์กับมนุษย์จากการศึกษาตำแหน่งดาวบนทรง กลมฟ้าและปฏิสัมพันธ์ภายในระบบสุริยะ รวมทั้งการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีอวกาศในการดำรงชีวิต 2.5 คุณภาพของผู้เรียนวิทยาศาสตร์ เมื่อจบชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 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 เข้าใจปริมาณที่เกี่ยวกับการเคลื่อนที่ ความสัมพันธ์ระหว่างแรง มวลและความเร่งผลของความเร่ง ที่มีต่อการเคลื่อนที่แบบต่าง ๆ ของวัตถุ แรงโน้มถ่วง แรงแม่เหล็ก ความสัมพันธ์ระหว่างสนามแม่เหล็กและ กระแสไฟฟ้า และแรงภายในนิวเคลียส เข้าใจพลังงานนิวเคลียร์ ความสัมพันธ์ระหว่างมวลและพลังงาน การเปลี่ยนพลังงานทดแทนเป็น พลังงานไฟฟ้า เทคโนโลยีด้านพลังงาน การสะท้อน การหักเห การเลี้ยวเบนและการรวมคลื่น การได้ยิน ปรากฏการณ์ที่เกี่ยวข้องกับเสียง สีกับการมองเห็นสี คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าและประโยชน์ของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า
16 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 ตัดสินใจเลือกตรวจสอบสมมติฐานที่ เป็นไปได้ ตั้งคำถามหรือกำหนดปัญหาที่อยู่บนพื้นฐานของความรู้และความเข้าใจทางวิทยาศาสตร์ ที่แสดง ให้เห็นถึงการใช้ความคิดระดับสูงที่สามารถสำรวจตรวจสอบหรือศึกษาค้นคว้าได้อย่างครอบคลุมและเชื่อถือได้ สร้างสมมติฐานที่มีทฤษฎีรองรับหรือคาดการณ์สิ่งที่จะพบ เพื่อนำไปสู่การสำรวจตรวจสอบ ออกแบบวิธีการ สำรวจตรวจสอบตามสมมติฐานที่กำหนดไว้ได้อย่างเหมาะสมมีหลักฐานเชิงประจักษ์เลือกวัสดุ อุปกรณ์ รวมทั้ง วิธีการในการสำรวจตรวจสอบอย่างถูกต้องทั้งในเชิงปริมาณและคุณภาพ และบันทึกผลการสำรวจตรวจสอบ อย่างเป็นระบบ วิเคราะห์ แปลความหมายข้อมูล และประเมินความสอดคล้องของข้อสรุปเพื่อตรวจสอบกับ สมมติฐานที่ตั้งไว้ ให้ข้อเสนอแนะเพื่อปรับปรุงวิธีการสำรวจตรวจสอบ จัดกระทำข้อมูลและนำเสนอข้อมูลด้วย เทคนิควิธีที่เหมาะสม สื่อสารแนวคิด ความรู้จากผลการสำรวจตรวจสอบโดยการพูด เขียน จัดแสดงหรือใช้ เทคโนโลยีสารสนเทศเพื่อให้ผู้อื่นเข้าใจโดยมีหลักฐานอ้างอิงหรือมีทฤษฎีรองรับ แสดงถึงความสนใจ มุ่งมั่น รับผิดชอบ รอบคอบ และซื่อสัตย์ ในการสืบเสาะหาความรู้ โดยใช้ เครื่องมือและวิธีการที่ให้ได้ผลถูกต้อง เชื่อถือได้ มีเหตุผลและยอมรับได้ว่าความรู้ทางวิทยาศาสตร์อาจมีการ เปลี่ยนแปลงได้
17 แสดงถึงความพอใจและเห็นคุณค่าในการค้นพบความรู้ พบคำตอบ หรือแก้ปัญหาได้ทำงานร่วมกับ ผู้อื่นอย่างสร้างสรรค์ แสดงความคิดเห็นโดยมีข้อมูลอ้างอิงและเหตุผลประกอบเกี่ยวกับผลของการพัฒนาและ การใช้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีอย่างมีคุณธรรมต่อสังคมและสิ่งแวดล้อม และยอมรับฟังความคิดเห็นของ ผู้อื่น เข้าใจความสัมพันธ์ของความรู้วิทยาศาสตร์ที่มีผลต่อการพัฒนาเทคโนโลยีประเภทต่าง ๆ และการ พัฒนาเทคโนโลยีที่ส่งผลให้มีการคิดค้นความรู้ทางวิทยาศาสตร์ที่ก้าวหน้าผลของเทคโนโลยีต่อชีวิต สังคม และ สิ่งแวดล้อม ตระหนักถึงความสำคัญและเห็นคุณค่าของความรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีที่ใช้ในชีวิตประจำวัน ใช้ความรู้และกระบวนการทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีในการดำรงชีวิตและการประกอบอาชีพ แสดงความ ชื่นชม ภูมิใจ ยกย่อง อ้างอิงผลงาน ชิ้นงานที่เป็นผลมาจากภูมิปัญญาท้องถิ่น และการพัฒนาเทคโนโลยีที่ ทันสมัย ศึกษาหาความรู้เพิ่มเติม ทำโครงงานหรือสร้างชิ้นงานตามความสนใจ แสดงความซาบซึ้ง ห่วงใย มีพฤติกรรมเกี่ยวกับการใช้และรักษาทรัพยากรธรรมชาติและ สิ่งแวดล้อมอย่างรู้คุณค่า เสนอตัวเองร่วมมือปฏิบัติกับชุมชนในการป้องกัน ดูแลทรัพยากรธรรมชาติและ สิ่งแวดล้อมของท้องถิ่น วิเคราะห์แนวคิดหลักของเทคโนโลยี ได้แก่ ระบบทางเทคโนโลยีที่ซับซ้อนการเปลี่ยนแปลงของ เทคโนโลยี ความสัมพันธ์ระหว่างเทคโนโลยีกับศาสตร์อื่น โดยเฉพาะวิทยาศาสตร์หรือคณิตศาสตร์ วิเคราะห์ เปรียบเทียบ และตัดสินใจเพื่อเลือกใช้เทคโนโลยี โดยคำนึงถึงผลกระทบต่อชีวิต สังคม เศรษฐกิจ และ สิ่งแวดล้อม ประยุกต์ใช้ความรู้ ทักษะ ทรัพยากรเพื่อออกแบบสร้างหรือพัฒนาผลงาน สำหรับแก้ปัญหาที่มี ผลกระทบต่อสังคม โดยใช้กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม ใช้ซอฟต์แวร์ช่วยในการออกแบบ และนำเสนอผลงาน เลือกใช้วัสดุ อุปกรณ์ และเครื่องมือได้อย่างถูกต้อง เหมาะสม ปลอดภัย รวมทั้งคำนึงถึง ทรัพย์สินทางปัญญา ใช้ความรู้ทางด้านวิทยาการคอมพิวเตอร์ สื่อดิจิทัล เทคโนโลยีสารสนเทศและการสื่อสาร เพื่อ รวบรวมข้อมูลในชีวิตจริงจากแหล่งต่าง ๆ และความรู้จากศาสตร์อื่น มาประยุกต์ใช้สร้างความรู้ใหม่ เข้าใจการ เปลี่ยนแปลงของเทคโนโลยีที่มีผลต่อการดำเนินชีวิต อาชีพ สังคมวัฒนธรรม และใช้อย่างปลอดภัย มีจริยธรรม 2.6 ผลการเรียนรู้และสาระการเรียน ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 สาระฟิสิกส์ 1. เข้าใจธรรมชาติทางฟิสิกส์ ปริมาณและกระบวนการวัด การเคลื่อนที่แนวตรงแรงและกฎการ เคลื่อนที่ของนิวตัน กฎความโน้มถ่วงสากล แรงเสียดทานสมดุลกลของวัตถุงานและกฎการอนุรักษ์ พลังงานกล โมเมนตัมและกฎการอนุรักษ์โมเมนตัม การเคลื่อนที่แนวโค้งรวมทั้งนำความรู้ไปใช้ประโยชน์ ผลการเรียนรู้
18 14. อธิบาย และคำนวณโมเมนตัมของวัตถุและการกดจากสมการและพื้นที่ใต้กราฟความสัมพันธ์ ระหว่างแรงลัพท์กับเวลา รวมทั้งอธิบายความสัมพันธ์ระหว่างแรงดลกับโมเมนตัม 15. ทดลอง อธิบาย และคำนวณปริมาณต่าง ๆที่เกี่ยวกับการชนของวัตถุในหนึ่งมิติ ทั้งแบบ ยืดหยุ่น ไม่ยืดหยุ่น และการดีดตัวแยกจากกันในหนึ่งมิติซึ่งเป็นไปตามกฎการอนุรักษ์โมเมนตัม รวมทั้งหมด 2 ผลการเรียนรู้ 3. การจัดการเรียนการสอนตามแนวทางสะเต็มศึกษา 3.1 ความหมายของสะเต็ม แม้ว่าความหมายของคำว่า สะเต็ม หรือการจัดการเรียนรู้ตามแนว STEM จะยังไม่มีใครให้นิยาม หรือความหมายที่ชัดเจนได้ (Jonathan M Breiner et al., 2012: 3-11) แต่จากการศึกษาเอกสารงานวิจัยที่ เกี่ยวข้องมีผู้ให้นิยามคำว่า สะเต็มศึกษา ไว้ดังนี้ สุพรรณี ชาญประเสริฐ (2557: 3-5) ได้สรุปว่า สะเต็ม เป็นแนวทางการ จัดการเรียนรู้ที่มีการบรูณาการวิทยาศาสตร์เทคโนโลยีวิศวกรรมและคณิตศาสตร์ โดยที่การจัดการเรียนรู้ตาม แนวทางสะเต็มศึกษาจะต้องมีการบรูณาการพฤติกรรมที่ต้องการหรือคาดหวังให้เกิดขึ้นกับนักเรียนเข้ากับการ เรียนรู้เนื้อหาด้วยพฤติกรรมเหล่านี้ รวมถึงการกระตุ้นให้เกิดความสนใจในการสืบเสาะหาความรู้ การสำรวจ ตรวจสอบ การคิดอย่างมีเหตุมีผลในเชิงตรรกะ รวมถึงทักษะของการเรียนรู้หรือการทำงานแบบร่วมมือ พลศักดิ์ แสงพรมศรี ปิยะเนตร จันทร์ถิระติกุลและประสาท เนืองเฉลิม (2558: 401-418) สรุปว่าสะเต็มศึกษา คือ แนวทางการจัดการเรียนรู้ที่มีการบูรณาการข้ามกลุ่มสาระวิชาระหว่างสาขาวิชาทั้งสี่ ได้แก่ วิชาวิทยาศาสตร์ วิชาเทคโนโลยี วิชาวิศวกรรมศาสตร์ และวิชาคณิตศาสตร์ โดยนำความรู้ของแต่ละวิชา มาผสมผสานกันให้เป็นหนึ่งเดียว นัสรินทร์ บือชา (2558) กล่าวว่าสะเต็ม คือ การจัดการเรียนรูที่มีการ บูรณาการศาสตร์เนื้อหาความรูวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยีและคณิตศาสตร์โดยผานกระบวนการทาง วิศวกรรมศาสตร์ โดยเน้นให้ผู้เรียนนำความรู้ในภาคทฤษฎีมาใชแกปญหาในชีวิตจริงที่เกิดขึ้น สงผลใหผู้เรียน เห็นความสำคัญของความรูด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี อันเป็นสิ่งสำคัญที่เป็นความรู้และทักษะพื้นฐานใน การดำรงชีวิตเพื่อการประกอบอาชีพและพัฒนาประเทศในอนาคต นิตยา ภูผาบาง (2559) สรุปว่า สะเต็ม เป็นรูปแบบการจัดการศึกษาที่ บูรณาการกลุ่มสาระและทักษะกระบวนการของทั้ง 4 สาระ อันได้แก่ วิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี วิศวกรรมศาสตร์ และคณิตศาสตร์ โดยนำลักษณะธรรมชาติของแต่ละสาระวิชาและกระบวนการจัดการ เรียนรู้ใหกับผู้เรียนมาผสมผสานกันเพื่อให้ผู้เรียนได้เกิดการเรียนรู้และพัฒนาทักษะที่สำคัญและจำเป็นอีกทั้งยัง ตอบสนองต่อการดำรงชีวิตอยู่ในยุคปัจจุบันและโลกอนาคต
19 ปรเมศวร์ วงศ์ชาชม (2559) สรุปว่าสะเต็ม หมายถึง การจัดการเรียนรู้ที่มีการบรูณาการ วิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี วิศวกรรม และคณิตศาสตร์ โดยมีการบรูณาการพฤติกรรมที่ต้องการหรือคาดหวังให้ เกิดขึ้นกับนักเรียนเข้ากับการเรียนรู้เนื้อหาด้วยพฤติกรรมเหล่านี้ รวมถึงการกระตุ้นให้เกิดความสนใจในการสืบ เสาะหาความรู้ การสำรวจตรวจสอบ การคิดอย่างมีเหตุมีผลในเชิงตรรกะรวมถึงทักษะของการเรียนรู้หรือการ ทำงานแบบร่วมมือกัน ดังนั้น จากการศึกษาเอกสารงานวิจัยที่เกี่ยวข้อง จึงขอสรุปความหมายของ สะเต็ม (STEM) คือ แนวทางการจัดการเรียนการสอนที่มีการบูรณาการความรู้ วิชาวิทยาศาสตร์ วิชาเทคโนโลยี วิชา วิศวกรรมศาสตร์ และวิชาคณิตศาสตร์ เข้าด้วยกันโดยการนำความรู้ของแต่ละรายวิชามาผสมผสานกัน เพื่อให้ ผู้เรียนเห็นความสัมพันธ์และสำคัญของวิชาทั้งสี่ และเพื่อให้ผู้เรียนเกิดทักษะกระบวนการ นำความรู้ ทักษะ กระบวนการในแต่ละวิชามาผสมผสานกันเพื่อใช้ในการแก้ปัญหา ค้นคว้า สร้างสรรค์และพัฒนาสิ่งต่างๆ ใน ศตวรรษที่ 21 3.2 ประโยชน์จากการจัดการเรียนรู้ตามแนวทางสะเต็ม 1. ผู้เรียนมีทักษะการคิดวิเคราะห์และสร้างนวัตกรรมใหม่ๆ ที่ใช้วิทยาศาสตร์ คณิตศาสตร์ เทคโนโลยีและกระบวนการออกแบบทางวิศวกรรม เป็นพื้นฐาน 2. ผู้เรียนเข้าใจสาระและกระบวนการทางวิทยาศาสตร์และคณิตศาสตร์มากขึ้น 3. ส่งเสริมการจัดการเรียนรู้และเชื่อมโยงกันระหว่างกลุ่มสาระวิชา 4. หน่วยงานภาครัฐและเอกชนมีส่วนร่วมสนับสนุนการจัดกิจกรรมของครูและบุคลากรทางการ ศึกษา 3.3 สิ่งที่นักเรียนได้รับจากการจัดการเรียนรู้ตามแนวทางสะเต็ม Bybee (2010 : 3-35) ได้กล่าวว่า การรู้วิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี วิศวกรรมศาสตร์ และ คณิตศาสตร์ (STEM Literacy) เป็นจุดมุ่งหมายที่สำคัญของหลักสูตรที่ควรบรรจุอยู่ในโรงเรียนโดยทั่วไป การ เรียนรู้วิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี วิศวกรรมศาสตร์ และคณิตศาสตร์ หมายรวมถึง ความเข้าใจเกี่ยวกับแนวคิด กระบวนการ และความสามารถของผู้เรียนที่มีต่อความรู้ด้านสะเต็มศึกษา ที่สัมพันธ์กับตัวบุคคล สังคมรอบ ข้าง และประเด็นปัญหาที่เกิดขึ้นบนโลก และยังหมายรวมถึง การบูรณาการสาขาวิชาวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี วิศวกรรมศาสตร์ และคณิตศาสตร์ ดังนี้ 1. การได้เรียนถึงความรู้ด้านสะเต็มศึกษาและใช้ความรู้เหล่านั้นมาระบุปัญหา ได้เรียนรู้องค์ ความรู้ใหม่ และประยุกต์ใช้ความรู้ที่สัมพันธ์กับ STEM ในประเด็นปัญหาต่างๆ 2. เข้าใจลักษณะของสาขาด้านสะเต็ม ว่าเป็นความพยายามของมนุษย์ที่ได้ รวมเอากระบวนการ สืบเสาะหาความรู้ ความรู้ทางเทคโนโลยี วิทยาศาสตร์และคณิตศาสตร์มาใช้ในการออกแบบทาง วิศวกรรมศาสตร์ 3. ตระหนักถึงรูปแบบของสะเต็ม ทั้งด้านเนื้อหา การใช้ปัญญา และเป็นวัฒนธรรมหนึ่งของโลก
20 4. เข้าร่วมในประเด็นที่สัมพันธ์กับสะเต็ม สามารถใช้แนวคิดเกี่ยวกับสะเต็มศึกษาว่าเป็นสิ่งที่ เกี่ยวข้องกับพลเมืองโลก Lantz (2009 : 125) สรุปการจัดการเรียนรู้ตามแนวทางของสะเต็มเป็นการส่งเสริมคุณภาพการ สอนและประเมินผลของนักเรียน สิ่งที่นักเรียนได้พัฒนาจากการเรียนรู้ตามแนวทางของสะเต็มศึกษา ดังนี้ 1. ความสามารถในการแก้ปัญหา กล่าวคือ สามารถที่จะกหนดคำถามและปัญหา ออกแบบและค้นคว้าเพื่อรวบรวมข้อมูล ลงข้อสรุป และ สามารถประยุกต์ใช้กับสถานการณ์ใหม่ๆ ได้ โดยใช้ทักษะความรู้ ทางวิทยาศาสตร์และคณิตศาสตร์ร่วมด้วย 2. ความเป็นผู้มีความคิดริเริ่มสร้างสรรค์ กล่าวคือ สามารถวิเคราะห์สถานการณ์ปัญหาที่เกิดเพื่อก าหนดกรอบหรือขอบเขต ที่จะศึกษา โดยใช้ความรู้ ด้านวิทยาศาสตร์ คณิตศาสตร์ และเทคโนโลยี เป็นพื้นฐานสู่การออกแบบทางวิศวกรรมเพื่อสร้างสรรค์สิ่งต่างๆ เพื่อสนองความต้องการของโลกปัจจุบัน 3. ความสามารถในการประดิษฐ์ กล่าวคือ ออกแบบอย่างสร้างสรรค์ ทำการทดลอง และออกแบบซ้ำโดยการบูรณาการความรู้ด้านวิทยาศาสตร์ และเทคโนโลยี เพื่อนำไปสู่การน าไปใช้ในชีวิตจริงเพื่อตอบสนองความต้องการของสังคม 4. ความเชื่อมั่นในตัวเอง กล่าวคือ สามารถที่จะสร้างแรงกระตุ้นในการพัฒนาตนเอง มีแรงจูงใจในการพัฒนาความรู้และเพิ่มความ เชื่อมั่นในตนเองในการทำงานในช่วงเวลาและสถานการณ์ที่แตกต่างกันไป 5. ความคิดอย่างมีเหตุและผล กล่าวคือ สามารถที่จะเข้าใจเหตุและผลและตรรกะ ผ่านกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ คณิตศาสตร์และ วิศวกรรมศาสตร์ในการออกแบบสิ่งประดิษฐ์หรือนวัตกรรมต่างๆ ได้ 6. ความรู้ทางด้านเทคโนโลยี กล่าวคือ มีความเข้าใจและสามารถอธิบายธรรมชาติของเทคโนโลยี การพัฒนาทักษะที่จำเป็น และสามารถนำ ความรู้ไปใช้ประยุกต์ใช้ได้อย่างเหมาะสม 4.ลักษณะการจัดการเรียนรู้ที่สนับสนุนการเรียนรู้ตามแนวทางสะเต็มศึกษา ลักษณะของการจัดกิจกรรมการเรียนรู้ที่สนับสนุนการเรียนรู้ตามแนวทางสะเต็มศึกษา จะมีลักษณะ ดังนี้ (ธานี จันทร์นาง. 2556 ; พรทิพย์ ศิริภัทราชัย. 2556 ; มนตรี จุฬาวัฒนฑล. 2556 ; รักษพล ธนานุวงศ์. 2556 ; อภิสิทธิ์ ธงไชย. 2556 ; Lantz. 2009 ; Breiner and others. 2012) 1. มีลักษณะเป็นการสอนแบบสืบเสาะหาความรู้ การจัดการเรียนรู้ตามแนวทางของ STEM ตั้งอยู่บนพื้นฐานของการเรียนแบบสืบเสาะซึ่งเป็น แนวทางที่ทำให้ได้มาซึ่งองค์ความรู้ทางวิทยาศาสตร์ โดยผ่านการลงมือปฏิบัติทดลองจริง เพื่อให้นักเรียนเข้าใจ ทั้งเนื้อหาและแนวคิดของแต่ละเรื่องที่เรียน โดยจากการศึกษาพบว่า การสอนแบบสืบเสาะทำให้นักเรียนมี ความสนใจเรียนวิทยาศาสตร์เพิ่มขึ้นและมีเจตคติที่ดีต่อวิทยาศาสตร์เพิ่มขึ้นด้วย
21 2. มีลักษณะการสอนที่ใช้ปัญหาหรือโครงงานเป็นฐาน การสอนแบบใช้ปัญหาหรือโครงงานเป็นฐาน เป็นการเรียนการสอนที่เหมาะสำหรับ สายวิชาชีพที่ เป็นวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมศาสตร์ ทำให้ผู้เรียนมีส่วนร่มในการทำงานร่วมกันเป็นกลุ่ม ร่วมกันถาม ร่วมกัน แก้ปัญหาเพื่อกำหนดกรอบหรือขอบเขตเพื่อศึกษาและหาแนวทางในการแก้ปัญหา โดยใช้ความรู้ทางด้าน วิทยาศาสตร์มาช่วยแก้ปัญหา มีการสะท้อนความคิดจากประสบการณ์โดยตรงของนักเรียนและรวมทั้งมีการใช้ สื่อเทคโนโลยีเข้าร่วม จนนำไปสู่โครงงานเพื่อสร้างสิ่งประดิษฐ์ขึ้นใช้แก้ปัญหาในที่สุด 3. มีการบูรณาการสื่อเทคโนโลยีเข้ามาใช้ในการจัดการเรียนรู้ กล่าวคือ สื่อเทคโนโลยีจะช่วยในการส่งเสริมการสอนและการเรียนรู้ของผู้เรียน โดยเนื้อหาได้รับการ ปรับปรุงให้ทันสมัยโดยครูหรือจากโรงเรียน สามารถเข้าถึงได้ทันทีจากการเชื่อมต่ออินเตอร์เน็ต เป็นต้น การจัดการเรียนการสอนตามแนวทางสะเต็มศึกษาเป็นการเรียนรู้ผ่านการ ปฏิบัติกิจกรรมหรือ โครงงานที่บูรณาการการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ คณิตศาสตร์ เทคโนโลยี รวมกับ แนวคิดการออกแบบเชิง วิศวกรรม โดยนักเรียนได้ทำกิจกรรมเพื่อพัฒนาความรู้ความเข้าใจและฝึก ทักษะด้านวิทยาศาสตร์ คณิตศาสตร์และเทคโนโลยี และได้นำความรู้มาออกแบบชิ้นงานหรือวิธีการ เพื่อแก้ปัญหาที่เกี่ยวข้องกับ ชีวิตประจำวัน เพื่อให้ได้เทคโนโลยีซึ่งเป็นผลผลิตจากกระบวนการออกแบบ เชิงวิศวกรรม ซึ่งประกอบด้วย 6 ขั้นตอน คือ 1) ระบุปัญหา 2) รวบรวมข้อมูล 3) ออกแบบวิธีแก้ปัญหา 4) วางแผนและดำเนินการแก้ปัญหา 5) ทดสอบและปรับปรุงแก้ไข 6) นำเสนอผลการแก้ปัญหา 4. เอกสารที่เกี่ยวข้องกับความสามารถในการคิดแก้ปัญหา 4.1 ความหมายการคิดแก้ปัญหา นักการศึกษาหลายท่านได้ให้แนวคิดเกี่ยวกับการแก้ปัญหาไว้ดังนี้ เพียเจท์ (Piaget. 1962 : 120) ได้อธิบายถึงความสามารถในการคิดแก้ปัญหาตามทฤษฎีพัฒนาการ ในแง่ที่ว่าความสามารถในการคิดแก้ปัญหาเริ่มตั้งแต่เด็กอายุประมาณ 7 - 11 ปีเริ่มมีความคิดในการแก้ปัญหา แบบง่าย ๆ ภายในขอบเขตจำกัดต่อมาถึงระดับเมื่อเด็กอายุประมาณ 12 -15 ปีเด็กมีความสามารถคิดหา เหตุผลดีขึ้นและสามารถคิดแก้ปัญหาที่ซับซ้อนได้ กานิเย่ (Gagne. 1970 : 63) ได้อธิบายความสามารถในการคิดแก้ปัญหาว่าเป็นรูปแบบของการ เรียนรู้อย่างหนึ่ง ต้องอาศัยการเรียนรู้ประเภทหลักการที่มีความเกี่ยวข้องกันตั้งแต่สองประเภทขึ้นไปโดยการ เรียนรู้ประเภทหลักต้องอาศัยความสามารถในการมองเห็นลักษณะร่วมกันของสิ่งเร้า และใช้หลักการนั้น ผสมผสานจนี้เป็นความสามารถชนิดใหม่ที่เรียกว่าความสามารถทางการคิดแก้ปัญหา เบริ์น, เอคสแตรนด์และดอมโนสกี ( Bourn, Ekstrand and Domnoski. 1971 : 9) อธิบาย ความสามารถในการแก้ปัญหาเป็นความสามารถในการใช้ประสบการณ์เดิมจากประสบการณ์ทางตรงและ
22 ทางอ้อม เป็นการแสดงความรู้ความคิดของสถานการณ์ที่เป็นปัญหาในปัจจุบัน โดยนามาจัดเรียงลำดับใหม่เพื่อ ผลของความสำเร็จในจุดมุ่งหมายเฉพาะอย่าง กู๊ด (Good. 1973 : 518) การคิดแก้ปัญหาเป็นแบบแผน หรือวิธีดำเนินการซึ่งอยู่ในสภาวะ ยากลำบาก หรืออยู่ในสภาวะที่พยายามตรวจข้อมูล ที่หามาได้ซึ่งมีความเกี่ยวข้องกับปัญหา มีการตั้งสมมตฐาน และมีการตรวจสอบสมมติฐานภายใต้การควบคุมมีการรวบรวมเก็บข้อมูลจากการทดลอง เพื่อหาความสัมพันธ์ ที่ทดแทนสมมตฐานั้นนว่าเป็นจริงหรือไม่ เมเยอร์ (http ://www2.ups.edu/community/tofu/lev1f/intframe.htm อ้างอิงจาก Mayer. 1983) ให้นิยามการแก้ปัญหาว่าเป็นกระบวนการที่มีขั้นตอนหลากหลาย ซึ่งนักแก้ปัญหาจะต้องหา ความสัมพันธ์ระหว่างประสบการณ์ในอดีต และปัญหาเฉพาะหน้า และคิดหาทางออก เมเยอร์เสนอแนะ คุณลักษณะ 3 ประการของการแก้ปัญหา 1. การแก้ปัญหาเป็นความจำแตอนุมานว่ามาจากพฤติกรรม 2. การแก้ปัญหาเป็นผลจากพฤติกรรมซึ่งนำไปสู่ทางออกของปัญหา 3. การแก้ปัญหาเป็นกระบวนการซึ่งเกี่ยวข้องกับการจัดการกับความรู้เดิม ครูลิค และรูดินค (Krulik & Rudnick. 1993 : 6) ให้ความหมายของความสามารถในการ แก้ปัญหาว่าเป็นกระบวนการที่บุคคลจะใช้ประสบการณ์ทักษะ ความรู้ที่ได้เรียนรู้มาก่อนหน้า มาใช้เพื่อหา ข้อสรุปเพื่อแก้ปัญหาในสถานการณ์ใหม่ โยกระบวนการเริ่มต้นตั้งแต่การมองเห็นปัญหาไปจนถึงการลงข้อสรุป ได้มาจากการพิจารณาอย่างถี่ถ้วน และนักเรียนจะต้องวิเคราะห์ได้ว่าจะนำความรู้ที่ได้เรียนมาไปแก้ปัญหาใน สถานการณ์ใหม่ได้อย่างไร โซเดน (Soden. 1994 : 27) กล่าวว่าความสามารถในการแก้ปัญหาเป็นทักษะด้านการคิด เช่นเดียวกับการเรียนรู้ที่เป็นทักษะทางด้านความคิดด้วยเช่นกัน นักเรียนจะต้องรู้วิธีการที่จะกระทำกับข้อมูล ใหม่ ๆ ที่ได้มาเพื่อการปัญหา และบุคคลที่จะเป็นผู้เรียนรู้ได้ดีนั้นจะต้องเป็นผู้ที่มีความสามารถในการแก้ปัญหา ที่ดีด้วย กมลรัตน์หล้าสุวงษ์ (2528 : 259) กล่าวว่าการคิดแก้ปัญหาเป็นความสามารถในการใช้ประสบการณ์ เดิมจากการเรียนรู้มาแก้ปัญหาใหม่ที่ประสบ สุวิทย์มูลค่า (2547 : 15) ให้ความหมายการคิดแก้ปัญหา คือความสามารถทางสมองในการขจัด สภาวะความไม่สมดุลที่เกิดขึ้น โดยพยายามปรับตัวเอังและสิ่งแวดล้อมให้ผสมผสำนักลืนกลับเข้าสู่สภาวะ สมดุลหรือสภาวะที่คาดหวัง จากความหมายที่กล่าวมาข้างต้นสรุปได้ว่า ความสามารถในการคิดแก้ปัญหาเป็นแบบแผน วิธีดำเนินการหรือพฤติกรรมที่ต้องอาศัยความรู้ความคิด วิธีการขั้นตอนที่ต้องอาศัยกระบวนการคิดเชิง วิทยาศาสตร์ตลอดจนประสบการณ์เดิมจากการเรียนรู้ทั้งทางตรงและทางอ้อมมาใช้เพื่อให้บรรลุถึงจุดมุ่งหมาย
23 4.2 กระบวนการคิดแก้ปัญหา 4.2.1 องค์ประกอบของกระบวนการคิดแก้ปัญหา ความสามารถในการแก้ปัญหา ต้องอาศัยองค์ประกอบหลายอย่างที่จะช่วยให้การแก้ปัญหาบรรลุได้ ตามจุดมุ่งหมายที่ต้องการนักการศึกษาได้กล่าวไว้หลายท่านดังนี้ จอห์นสัน และไรซิง (Johnson and Rising. 1969 : 107 - 110) ให้ความเห็นว่า กระบวนการ แก้ปัญหาป็นกระบวนการทางสมองที่ซับซ้อน ซึ่งมีองค์ประกอบดังนี้ 1. การมองเห็นภาพ (Visualizing) 2. การจินตนาการ(imagining) 3. การจัดทำอย่างมีทักษะ (manipulation) 4. การวิเคราะห์ (analyzing) 5. การสรุปในเชิงนามธรรม (abstracting) 6. การเชื่อมโยงความคิด (assosiation ideals) ออซูเบล (Ausubel. 1968 : 551) กล่าวว่าองค์ประกอบททำให้บุคคลแตกต่างกันในการแก้ปัญหา แบ่งออกได้ 3 ประการคือ 1. ความรู้ในเนื้อหาวิชาและความเคยชินในการคิดเกี่ยวกับเรื่องนั้น 2. การใช้แบบความคิด ที่ไวต่อการแก้ปัญหา และความรู้ทั่ว ๆ ไปเกี่ยวกับวิธีการแก้ปัญหาที่มี ประสิทธิภาพ 3. คุณลักษณะทางบุคลิกภาพ เช่น แรงขับ ความมั่นคงในอารมณ์ความวิตกกังวลกมลรัตน์หล้าสุ วงษ์ (2528 : 260 -261) กล่าวว่า ในการแก้ปัญหาแต่ละครั้งจะสำเร็จหรือได้ผลดีขึ้นอยู่กับองค์ประกอบต่อไปนี้ 1. ระดับความสามารถทางเชาวน์ปัญญา ผู้มีระดับเชาวน์ปัญญาสูงย่อมสามารถแก้ปัญหาได้ดีกว่าผู้มี ระดับเชาวน์ปัญญาต่า 2. การเรียนรู้การแก้ปัญหาได้สำเร็จรวดเร็ว เกิดจากการที่ผู้เรียนเกิดการเรียนรู้อย่างแท้จริงสามารถ จัดการเรียนรู้ต่าง ๆได้อย่างถ่องแท้เมื่อประสบปัญหาที่คล้ายคลึงกัน จะแก้ปัญหาได้รวดเร็วถูกต้อง 3. การรู้จักคิดอย่างสมเหตุสมผล ซึ่งอาศัยสิ่งต่าง ๆ คือ 3.1 ข้อเท็จจริงและความรู้จากประสบการณ์เดิม 3.2 จุดมุ่งหมายในการคิดแก้ปัญหา 3.3 ระยะเวลา สุวิทย์มูลค่า (2547 : 24) กล่าวถึงลักษณะของกระบวนการคิดแก้ปัญหามีดังนี้ 1. การแก้ปัญหา ต้องเป็นการกระทำที่มีจุดมุ่งหมายการกระทำที่ขาดจุดมุ่งหมายไม่นับว่าเป็นการ แก้ปัญหา 2. การแก้ปัญหามีวิธีการหลายวิธีผู้แก้ปัญหาจะต้องเลือกวิธีการที่มีความเหมาะสมกับความ ต้องการและความสามารถของตน
24 3. วิธีแก้ปัญหาแต่ละปัญหาอาจจะใช้วิธีการที่แตกต่างกัน จะขึ้นอยู่กับความเหมาะสมปัจจัย หรือ บริบทที่เกี่ยวข้องกับปัญหานั้น ๆ 4. การแก้ปัญหาจะต้องอาศัยความรู้แจ้งเหน็จริง คือในการแก้ปัญหาแต่ละครั้งนั้นจะต้องศึกษา ปัญหาให้เข้าใจถ่องแท้เสียก่อนจึงจะสามารถแก้ปัญหานั้นได้ 5. การแก้ปัญหาเป็นการสร้างสรรค์คือเมื่อแก้ปัญหานั้นได้สำเร็จจะต้องได้ความรู้ใหม่เกิดขึ้นและ ผู้แก้ต้องมีสติปัญญางอกงามขึ้นด้วย 6. ปัญหาที่นำมาแกต้องไม่เป็นกิจกรรมที่เกิดขึ้นี้เป็นประจำ เพราะกิจกรรมที่เกิดขึ้นี้เป็นประจา นั้นไม่ถือว่าเป็นปัญหา 7. กระบวนการที่กระทำไปโดยไม่มีแบบแผน ไม่ถือว่าเป็นกระบวนการแก้ปัญหา 8. กิจกรรมที่นำมาใช้ในการแก้ปัญหาเดิมไม่ได้ไม่ถือว่าเป็นกระบวนการแก้ปัญหา 9. กิจกรรมที่ทำไปเพื่อหลีกเลี่ยงปัญหา ไม่ถือว่าเป็นกระบวนการแก้ปัญหา 10. การแก้ปัญหาย่อมประกอบด้วยการวิพากษ์วิจารณ์วิเคราะห์และสังเคราะห์ สรุปได้ว่าองค์ประกอบที่สำคัญและจำเป็นที่จะต้องนำมาใช้ในการคิดแก้ปัญหาของแต่ละบุคคล นั้น คือคุณลักษณะทางบุคลิกภาพ วุฒิภาวะ ประสบการณ์และระดับสติปัญญาซึ่งจะทำให้บุคคลมี ความสามารถในการแก้ปัญหาแตกต่างกัน 4.2.2 ขั้นตอนการคิดแก้ปัญหา แนวคิดที่เกี่ยวกับความสามารถในการคิดแก้ปัญหาที่สำคัญ ได้แก่ เพียร์สันและจอห์น ดิวอี้ (สุวิทย์มูลค่า. 2547 : 26 ; อ้างอิงจาก Pearson-JohnDewey) ได้เสนอ ขั้นตอนของกระบวนการคิดแก้ปัญหาดังนี้ 1. การกำหนดปัญหา 2. การตั้งสมมติฐาน 3. การค้นหาหลักฐานเพื่อทดสอบสมมติฐาน 4. การประเมินความถูกต้องของสมมติฐาน 5. การปรับปรุงแก้ไขสมมติฐานถ้าจำเป็น 6. การนำข้อสรุปไปประยุกต์ใช้กับปัญหาที่คล้ายคลึงกัน บลูม (Bloom. 1956 : 122) ได้เสนอว่าขั้นตอนในการคิดแก้ปัญหามีอยู่ 6 ขั้นตอน ดังนี้ 1. เมื่อผู้เรียนพบปัญหาผู้เรียนจะคิดค้นหาสิ่งที่เคยพบเห็นและเกี่ยวข้องกับปัญหา 2. ผู้เรียนจะใช้ผลจากขั้นที่หนึ่งมาสร้างรูปแบบของปัญหาใหม่ 3. การจำแนกแยกแยะปัญหา 4. การเลือกใช้ทฤษฎีหลักการความคิด และวิธีการที่เหมาะสมกับปัญหา 5. การใช้ข้อสรุปของวิธีการมาแก้ปัญหา 6. ตรวจสอบผลที่ได้รับจากการแก้ปัญหา
25 กิลฟอร์ด (Guilford. 1971 : 130) เห็นว่า กระบวนการคิดแก้ปัญหาประกอบด้วย 5 ขั้นตอนดังนี้ 1. การเตรียมการ(preparation) หมายถึงขั้นในการตั้งปัญหาหรือค้นหาว่าปัญหาที่แท้จริงของ เหตุการณ์นั้นคืออะไร 2. การวิเคราะห์ปัญหา (analysis) หมายถึงขั้นพิจารณาดูว่ามีสิ่งใดบ้างที่เป็นสาเหตุสำคัญของ ปัญหา หรือสิ่งใดไม่ใช้สาเหตุสำคัญของปัญหา 3. การเสนอแนวทางในการคิดแก้ปัญหา (production) หมายถึงการหาวิธีการคิดแก้ปัญหาให้ ตรงกับสาเหตุปัญหาแล้วออกมาในรูปของวิธีการสุดท้ายได้ผลลัพธ์ออกมา 4. การตรวจสอบผล (verification) หมายถึงขั้นในการเสนอเกณฑ์เพื่อตรวจสอบผลลัพธ์ที่ได้จาก การเสนอวิธีการคิดแก้ปัญหา ถ้าผลลัพธ์ยังไม่ถูกต้องก็ต้องมีการเสนอวิธีการคิดแก้ปัญหาใหม่จนกว่าจะได้ วิธีการที่ดีที่สุด 5. การนำไปประยุกต์ใหม่ (re - application) หมายถึงการวิธีการคิดแก้ปัญหาที่ถูกต้องไปใช้ใน โอกาสหน้า เมื่อพบกับเหตุการณ์ที่คล้ายคลึงกับปัญหาที่เคยประสบมาแล้วขั้นตอนการคิดแก้ปัญหาของกิล ฟอร์ดมีผู้ให้ความสนใจอย่างกว้างขวางและนักการศึกษาก็นำเอาขั้นตอนนี้ไปดัดแปลง เพื่อใช้ในการวิจัยที่ เกี่ยวข้องกับเรื่องการคิดแก้ปัญหา แต่การดัดแปลงและปรับปรุงนั้นยังมีเค้าโครงส่วนใหญ่เหมือนเดิม เวียร์ (Weir. 1974 : 16-18) ได้เสนอขั้นตอนในการคิดแก้ปัญหาไว้ 4 ลำดับคือ 1. ขั้นตั้งปัญหาหรือวิเคราะห์ประโยคที่เป็นปัญหา 2. ขั้นนิยามสาเหตุของปัญหาโดยแยกแยะจากลักษณะที่สำคัญ 3. ขั้นค้นหาแนวทางแก้ปัญหาและตั้งสมมตฐาน 4. ขั้นพิสูจน์คำตอบหรือผู้ลลัพธ์ที่ได้จากการแก้ปัญหา นอกจากนี้เวียร์ได้ให้หลักการแก้ปัญหา (Perception for Solution) 6 ประการซึ่งจะสามารถ ช่วยในการแก้ไขปัญหาได้ดังนี้ หลักการข้อที่ 1 เริ่มต้นการวิเคราะหว่าปัญหาคืออะไร ทบทวนสิ่งที่เกี่ยวข้องกับปัญหาหลาย ๆ ครั้ง จนกระทั่งได้รูปแบบที่ครอบคลุมเรื่องทั้งหมด ต่อไปคือการแยกแยะปัญหาที่แท้จริงจากสิ่งที่เห็นได้ง่าย จากนั้น ให้โยงปัญหาที่ใกล้ตัวเข้ากับปัญหาทั้งหมดซึ่งบางครั้งอาจเป็นเพียงส่วนหนึ่งเท่านั้นที่แฝงอยู่ในปัญหา กล่าวโดย สรุปหลักการข้อนี้ก็คือการหาความสัมพันธ์ของเหตุการณ์ย่อย ๆ ต่าง ๆและความเหมาะสมในกลุ่มของ เหตุการณ์นั้น ๆ หลักการข้อที่ 2 การตัดสินในการนิยามปัญหาซึ่งหลักการข้อนี้จะคลี่คลายข้อสงสัยที่ติดอยู่ในใจซึ่ง ลักษณะของปัญหาส่วนใหญ่คือเรื่องการให้ความหมายของคำคือการให้ความหมายที่คำนึงถึงความเหมาะสม ของข้อความมากกว่าความเป็นจริง หลีกเลี่ยงได้โดยระมัดระวังการนิยามความหมายของคำศัพท์ที่เกี่ยวข้องกับ ปัญหา หลักการข้อที่ 3 การเรียบเรียงเหตุการณ์ต่าง ๆ ของปัญหา หลักการข้อที่ 4 ถ้าพบว่าไม่มีทางหาคำตอบจากวิธีการเดิมให้หาวิธีหารใหม่
26 หลักการข้อที่ 5 หยุดเมื่อติดขัดีหรือพบอุปสรรค หลักการข้อที่ 6 ปรึกษาปัญหากับผู้อื่น ซึ่งจะทำให้เกิดแง่คิดต่าง ๆ จากการศึกษาขั้นตอนการแก่ปัญหาของเวียร์จะเห็นว่าได้พัฒนาขั้นตอนการแก้ปัญหามาจาก กระบวนการทางวิทยาศาสตร์ที่ใช้ในการแก้ปัญหา พาเนส (มานพ เถี้ยมแก้ว. 2545 : 19; อ้างอิงจาก Parnas. 1977.)ได้เสนอขั้นตอนในการแก้ปัญหา ไว้ 5 ขั้นตอน ดังนี้ คือ 1. การเก็บข้อมูล (face finding) ได้แก่การเก็บข้อมูลไว้สำหรับเตรียมการพิจารณาว่าอะไรคือปัญหา 2. การวิเคราะห์ปัญหา (problem finding) ได้แก่การวิเคราะห์สถานการณ์สิ่งแวดล้อมข้อมูลต่าง ๆ ที่ให้ไว้ในขั้นแรกเพื่อจะได้ชี้ขาดว่าอะไรคือตัวปัญหาอันแท้จริง 3. การระดมความคิด (idea finding) ได้แก่การช่วยกันพิจารณาทุกแง่ทุกมุม เพื่อค้นหาว่ามีวิธีการ หรือความคิดอ่านอันใดที่จะนำไปใช้ในการแก้ปัญหาได้ 4. การทดสอบ (solution finding) ได้แก่การพิจารณาค้นหาดูว่าจะใช้หนทางหรือวิธีการแก้ไข (Potential Solution) อันใดมาใช้แก้ปัญหาได้อาศัยหลักเกณฑ์ในการประเมินผลการพิสูจน์และการทดสอบ 5. การยอมรับข้อเสนอ (acceptance finding) ได้แก่การยอมรับข้อเสนอแนะและการวางแผนเพื่อ นำข้อเสนอมาปฏิบัติจริง บราวว์และนอร์แมน (Brown. N.D.and Norman D.A.1972 : 53) ได้สรุปถึงขั้นตอน ในการคิด แก้ปัญหาให้กับนักเรียนไว้ 4 ขั้นตอนดังนี้ คือ Wait - Think - See - So ซึ่งสามารถสรุปได้ดังนี้ 1. สะกิดใจให้หยุดคิด (Wait) คือเป็นขั้นที่ทำความรู้จักเข้าใจในปัญหา 2. พิจารณา (Think) เป็นขั้นที่คำนึงถึงความเป็นไปได้ในการคิดแก้ปัญหา และเลือกดูว่าวิธีใดที่เป็น วิธีที่ดีที่สุด แล้วจึงปฏิบัติตามวิธีการนั้น 3. เห็น (See) เห็นว่าการดำเนินการคิดแก้ปัญหานั้น เป็นอย่างไร เพื่อให้สัมฤทธิ์ผลตรงตาม เป้าหมาย 4. เช่นนั้น (So) เมื่อได้ข้อมูลจาก 3 ขั้นแรกแล้วก็มาถึงขั้นการตัดสินใจที่จะหาเช่นนั้น จอห์น ดิวอี้ (John Dewey) ได้เสนอวิธีการคิดแก้ปัญหาที่ปัจจุบันถือว่าเป็นวิธีการแสวงหาความรู้ ทางวิทยาศาสตร์ไว้ 5 ขั้นตอน (ล้วน สายยศ และอังคณา สายยศ. 2536 : 4-5) ดังนี้ 1. กำหนดปัญหา เป็นขั้นที่ปรากฏความยุ่งยากเกิดเป็นปัญหาขึ้น 2. จำกัดขอบเขตของปัญหาและนิยามความยุ่งยากเป็นขั้นของการสังเกต เก็บรวบรวมข้อเท็จจริง และหาสาเหตุเพื่อช่วยให้ปัญหาชัดเจนขึ้น 3. เสนอแนะการแก้ปัญหาจากการเก็บรวบรวมข้อมูลข้างต้นทำให้สามารถเดาคำตอบเกี่ยวกับวิธีการ แก้ปัญหาที่เกิดขึ้น การเดาคำตอบนี้จะต้องสอดคล้องกับข้อเท็จจริงที่เป็นสาเหตุของปัญหา 4. อนุมานเหตุผลในการแก้ปัญหาเป็นขั้นของการเก็บรวบรวมข้อมูลหรือหลักฐานต่าง ๆเพื่อนำไปใช้ พิจารณาหาสาเหตุของปัญหาได้
27 5. ทดสอบสมมติฐาน เป็นขั้นของการวิเคราะห์ข้อมูลเพื่อทดสอบดูว่าข้อเท็จจริงที่ได้เก็บรวบรวม ข้อมูลมาและวิธีแก้ปัญหาดังกล่าว เชื่อถือได้หรือไม่ ทฤษฎีการแก้ปัญหาของ Peter Tugwell (1983) อ้างถึงใน http ://cai.md.chula.ac.th โดยแบ่งการแก้ปัญหาออกเป็น 5 ขั้นตอน ดังนี้ ขั้นที่ 1 การประเมินสถานการณ์ ขั้นที่ 2 การค้นหาต้นเหตุของปัญหา ขั้นที่ 3 การค้นหาวิธีแก้ปัญหา ขั้นที่ 4 การดำเนินการแก้ปัญหา ขั้นที่ 5 การควบคุมกำกับการดำเนินการ กรมวิชาการ(2540 :69-70) ได้กล่าวถึงขั้นตอนในกระบวนการแก้ปัญหาไว้ดังนี้ ขั้นที่ 1 สังเกต ศึกษาข้อมูลรับรู้ทำความเข้าใจ ตระหนักในปัญหา ขั้นที่ 2 วิเคราะห์อภิปรายแสดงความคิดเห็น แยกประเด็นปัญหา ลำดับความสำคัญ ขั้นที่ 3 แสวงหาทางเลือก แสวงหาทางเลือกอย่างหลากหลาย ทดลอง ค้นคว้าตรวจสอบ ขั้นที่ 4 เก็บข้อมูล ประเมินทางเลือก ปฏิบัติตามแผน บันทึกรายงาน ตรวจสอบ ขั้นที่ 5 สรุป ด้วยการสังเคราะห์ สุวิทย์มูลค่า (2547 : 28) ได้สรุปขั้นตอนของกระบวนการคิดแก้ปัญหาเป็น 6 ขั้นตอน ดังนี้ ขั้นที่ 1 กำหนดปัญหา เป็นการทบทวนปัญหาที่พบเพื่อทำความเข้าใจให้ถ่องแท้ในประเด็นต่าง ๆ รวมทั้งการกำหนดขอบเขตของปัญหา ขั้นที่ 2 ตั้งสมมตฐานหรือหาสาเหตุของปัญหา เป็นการค้าดคะเนคำตอบของปัญหาโดยใช้ความรู้ และประสบการณ์ช่วยในการค้าดคะเน รวมทั้งการพิจารณาสาเหตุของปัญหาว่ามาจากสาเหตุอะไร หรือจะมี วิธีการแก้ปัญหาได้โดยวิธีใดบ้างซึ่งควรจะตั้งสมมตฐานไว้หลาย ๆ อย่าง ขั้นที่ 3 วางแผนแก้ปัญหา เป็นการคิดหาวิธีการเทคนิคเพื่อแก้ปัญหาและกำหนด ขั้นตอนย่อย ของการแก้ปัญหาไว้อย่างเหมาะสม ขั้นที่ 4 เก็บรวบรวมข้อมูล เป็นการค้นควาหาความรู้จากแหล่งต่าง ๆ ตามแผนที่ว่างไว้ ซึ่งขั้นนี้จะ เป็นขั้นของการทดลองและลงมือแก้ปัญหาด้วย ขั้นที่ 5 วิเคราะห์ข้อมูลและทดสอบสมมติฐาน เป็นการนำข้อมูลที่รวบรวมได้มาทำการวิเคราะห์ วินิจฉัยว่ามีความถูกต้อง เที่ยงตรงและเชื่อถือได้มากน้อยเพียงใด และทดสอบสมมติฐาน ที่ตั้งไว้ ขั้นที่ 6 สรุปผล เป็นการประเมินผลวิธีการแก้ปัญหาหรือการตัดสินใจเลือกวิธีการแก้ปัญหาที่ ได้ผลดีที่สุด โดยอาจสรุปในรูปของหลักการที่จะนำไปอธิบายเป็นคำตอบตลอดจนนำความรู้ไปใช้ จากกระบวนการแก้ปัญหาที่กล่าวมานี้จะเห็นว่ามีขั้นตอนในการแก้ปัญหาหลายอย่างซึ่ง สามารถนำไปเป็นแนวทางในการแก้ปัญหาได้ในการศึกษาครั้งนี้ผู้วิจัยได้ใช้กระบวนการแก้ปัญหาของ
28 เวียร์เพราะเป็นขั้นตอนที่เหมาะสมกับความสามารถของนักเรียนระดับชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 4.2.3 การวัดความสามารถในการคิดแก้ปัญหา การแก้ปัญหาเป็นความสามารถเฉพาะตัวของ บุคคลที่จะแก้ปัญหาได้ตามความสามารถของตนเอง ดังนั้นการวัดความสามารถในการคิดแก้ปัญหาจำเป็นต้องมีวิธีการที่ดีเพื่อให้ได้ผลที่ใกล้ความเป็นจริงมากที่สุด ดังที่ส.วาสนา ประวาลพฤกษ์ (2538 : 48) กล่าวว่า การแก้ปัญหาเป็นกระบวนการทางความคิดที่ำคัญมาก กระบวนการหนึ่งซึ่งหลักสูตรระดับประถมศึกษาและมัธยมศึกษาในปัจจุบันจะเน้นให้ผู้เรียนได้มโอกาสฝึกฝน แก้ปัญหาอยู่เสมอ อย่างไรก็ตามในการจัดการเรียนการสอน อาจจะยังไม่ได้เน้นให้ผู้เรียนใช้กระบวนคิดเพื่อ แก้ปัญหามากนักมีวิธีการอย่างหนังก็ระตุ้นให้นักเรียนได้ตื่นตัวคือการใช้แบบทดสอบไปกระตุ้นโดยใช้ แบบทดสอบที่ให้นักเรียนคิดหาคำตอบเองเป็นข้อสอบททำทายความคิด แต่ค่อนข้างยาก โดยข้อสอบจะ ประกอบด้วยข้อคำถามที่ให้ผู้สอบพิจารณา คำตอบเอง โดยจะต้องประยุกต์ความรู้จากแหล่งต่าง ๆ มาวางแผน เพื่อแก้ปัญหา ลักษณะของปัญหาจะเป็นปัญหาที่เลียนแบบปัญหาที่พบในชีวิตประจำวันกล่าวคือจะต้องมีความ สมจริงและเป็นไปได้เพื่อให้การฝึกฝนั้นนมีสภาพคล้ายชีวิตจริงอันเป็นแนวทางการวัดที่เรียกว่าการวัดจาก สภาพจริง (AuthenticPerformance Measurement) การสร้างข้อคำถามอาจทำได้โดยเสนอสถานการณ์ที่ ประกอบด้วยข้อมูล และข้อจำกัดต่าง ๆให้นักเรียนพิจารณาแก้ปัญหาโดยพิจารณาตามความสมบูรณ์ของ คำตอบในประเด็นั้นน ๆ ในแบบทดสอบวัดการคิดแก้ปัญหานั้น จะเน้นความสามารถของนักเรียนในหัวข้อ ต่อไปนี้ 1. ความเข้าใจในปัญหา 2. กระบวนการและกลยทธุ์ในการแก้ปัญหา 3. การสื่อสารอย่างมีเหตุผลในการแก้ปัญหา 4. ความสามารถในการแก้ปัญหา จากความคิดเห็นข้างต้นจะเห็นได้ว่าการวัดความสามารถในการคิดแก้ปัญหานั้นจะเน้นให้นักเรียน รู้จักปัญหา สามารถนำมาวิเคราะห์หาสาเหตุและดำเนินการแก้ปัญหาต่อไป 5. งานวิจัยที่เกี่ยวข้อง 5.1 งานวิจัยที่เกี่ยวข้องในประเทศ กมลฉัตร กล่อมอิ่ม (2559 : 46) กมลฉัตร กล่อมอิ่ม ได้ศึกษาการเปรียบเทียบผลสัมฤทธิ์ทางการ เรียนของนักเรียนที่เรียนด้วยการจัดการเรียนรู้แบบบูรณาการสะเต็มศึกษากับการดำเนินการเรียนรู้แบบปกติ สำหรับนักเรียนชั้นประถมศึกษาปี ที่ 4 พบว่า ผลสัมฤทธิ์ของนักเรียนหลังเรียนจะมากกว่าก่อนเรียนหลังจากที่ นักเรียนที่ได้รับการจัดการเรียนรู้แบบบูรณาการสะเต็มศึกษาอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติที่ระดับ 0.01 และ นักเรียนที่ได้รับการจัดการเรียนรู้แบบบูรณาการสะเต็มศึกษามีผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนสูงกว่านักเรียนที่ได้รับ การจัดการเรียนรู้แบบปกติอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติที่ระดับ0.01
29 รักษ์ศิริจิตอารี(2560 : 32) รักษ์ศิริ จิตอารี และคณะ ได้ศึกษาเรื่อง การพัฒนารูปแบบการสอน ตามแนวทฤษฎีการสร้างความรู้และการจัดการเรียนรู้ สะเต็มศึกษา เพื่อเสริมสร้างการรู้วิทยาศาสตร์สำหรับ นักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 พบว่าการรู้เรื่อวิทยาศาสตร์ทีความสำคัญและเป็นสมรรถนะที่สำคัญยิ่งต่อ นักเรียนจัดเป็นกิจกรรมการเรียนการสอนเพื่อพัฒนาการรู้วิทยาศาสตร์ประกอบด้วย 5ขั้น และผลการ ตรวจสอบคุณภาพโดยผู้ทรงคุณวุฒิ พบว่า รูปแบบที่พัฒนาขึ้นมีความเหมาะสมอยู่ในระดับมาก และผลการ ทดลองใช้รูปแบบพบว่านักเรียนที่มีคะแนนการรู้เรื่อวิทยาศาสตร์ใน 3 ด้านสูงกว่าก่อนเรียน แยกรายด้านได้ อย่างมีนัยสำคัญทางสถิติที่ระดับ 0.05 อารี รังสีินนท์ (2532 : 52)อารี รังสีินนท์ ได้กล่าวถึงความคิดสร้างสรรค์ว่า หมายถึง ความคิดที่คิด ได้หลายทิศทาง หลายด้านมุมคิดและทำให้มีการคิดประดิษฐ์สิ่งแปลกใหม่รวมถึงการคิดค้นพบวิธีการแก้ปัญหา ได้สำเร็จ ความคิดสร้างสรรค์ประกอบด้วยความคิดริเริ่ม (Originality) ความคล่องในการคิด (Fluency) ความ ยืดหยุ่นในการคิด (Flexibility) และความคิดละเอียดลออ(Elaboration) มานพ เถี้ยมแก้ว (2545 : 57) ได้ศึกษาการพัฒนาแบบทดสอบวัดความสามารถในการคิดแก้ปัญหา ของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาตอนต้นตามแนวการคิดแก้ปัญหาของเวียร์ โดยการพัฒนาคุณภาพของ แบบทดสอบด้านอำนาจจำแนก ความเชื่อมั่นความเที่ยงตรงเชิงเนื้อหา ความเที่ยงตรงตามสภาพ ความ เที่ยงตรงเชิงโครงสร้าง สร้างเกณฑ์ปกติและคู่มือการใช้แบบทดสอบ โดยกลุ่มตัวอย่างเป็นนักเรียนชั้น มัธยมศึกษาปีที่ 3 ปีการศึกษา 2542 ของโรงเรียนสังกัดกรมสามัญศึกษาจังหวัดสงขลา จำนวน 1,856 คน ได้มาโดยวิธีการสุ่มแบบหลายขั้นตอน มีค่าดัชนีความสอดคล้องอยู่ระหว่าง 0.6 - 1.0 แบบทดสอบ 10 สถานการณ์จำนวน 40 ข้อ ทดสอบเพื่อหาคุณภาพกับกลุ่มตัวอย่างจำนวน 260 คน มีค่าความเที่ยงตรงตาม สภาพเท่ากับ .851 มีนัยสำคัญทางสถิติที่ระดับ .01มีความเที่ยงตรงเชิงโครงสร้างอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติที่ ระดับ .01 มีค่าความเชื่อมั่นเท่ากับ .891นำแบบทดสอบที่หาคุณภาพเรียบร้อยแล้ว จำนวน 10 สถานการณ์ 40 ข้อ ทดสอบเพื่อสร้างเกณฑ์ปกติกับกลุ่มตัวอย่างจำนวน 826 คน คะแนนดิบของแบบทดสอบอยู่ระหว่าง 1 - 39 คะแนน และเกณฑ์ปกติอยู่ในรูปคะแนนที่(T - Score) มีค่าอยู่ระหว่าง T15 ถึง T 80 มยุรี หรุ่นคำ (2544 : 121) ได้ศึกษาการใช้รูปแบบพัฒนาการคิดอย่างมีวิจารณ์ญาณที่มีต่อ ความสามารถในการคิดแก้ปัญหาในบริบทของชุมชนของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 3 กลุ่มตัวอย่างเป็น นักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 3 โรงเรียนวัดทัพหมัน สังกัดสำนักงานการประถมศึกษาจังหวัดอุทัยธานีโดยวิธีสุม อย่างง่าย โดยกลุ่มทดลองได้รับการสอนโดยใช้รูปแบบพัฒนาการคิดอย่างมีวิจารณ์ญาณโดยใช้เวลาเรียน จำนวน 16 ชั่วโมง วิเคราะห์ข้อมูลโดยใช้สถิติทดสอบที่(t-test) ผลปรากฏว่า กลุ่มทดลองได้รับการสอนโดยใช้ รูปแบบพัฒนาการคิดอย่างมีวิจารณ์ญาณ มีคะแนนความสามารถในการคิดแก้ปัญหาในบริบทของชุมชน มากกว่ากิลุ่มควบคุมที่มีการเรียนตามปกติ 5.2 งานวิจัยที่เกี่ยวข้องในต่างประเทศ ดิลเบิร์ต อาคะ,เนสเช่ แตร์ทิมิซ และ อะเต็ม แทสดิมิช (Dilber Acar, Nese Tertemiz and Adem Tasdemir, 2018) ได้ทำการศึกษาผลจากการฝึกฝนนักเรียนโดยใช้วิธีการสอนแบบ STEMที่ส่งผลต่อ
30 ผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนของนักเรียนระดับชั้นประถมศึกษาปีที่ 4 ในวิชาวิทยาศาสตร์และคณิตศาสตร์แสดงให้ เห็นถึงมุมมองที่มีความเกี่ยวข้อง กับการฝึกฝนนักเรียนโดยใช้วิธีการสอนแบบ STEMซึ่งประกอบไปด้วย นักเรียน ชั้นประถมศึกษาปีที่4 มีผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนวิทยาศาสตร์และคณิตศาสตร์ในการวิจัยครั้งนี้เป็น การทดลองแบบลอง โดยมีการให้นักเรียนได้ทำการสอบก่อนเรียนและหลังเรียน โดยมีการใช้เทคนิคในการ สัมภาษณ์คือนักเรียนเพื่อเก็บข้อมูลด้วยนอกจากนี้ยังมีการใช้เครื่องมือคือแบบทดสอบผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน วิชาวิทยาศาสตร์และคณิตศาสตร์และมีการใช้แบบสัมภาษณ์เข้ามาใช้ด้วย ซึ่งจากผลการวิจัยพบว่า การฝึกฝน นักเรียนโดยใช้วิธีการสอนแบบ STEM นั้นมีผลต่อผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนวิชาวิทยาศาสตร์และณิตศาสตร์ หลังเรียนเพิ่มมากขึ้น และอาจส่งผลต่อการพิจารณาเลือกใช้ความรู้จาก STEM มาประยุกต์ใช้สำหรับการเลือก อาชีพในอนาคตของนักเรียนได้ ยูการ์ซารี, มิสรา อลิสซีและโอเมอร์ฟารุค เซน (Ugur Sari, Misra Alici and Omer Faruk Sen, 2018) ได้ทำการศึกษาผลของการสอนแบบ สะเต็ม (STEM) ต่อทัศนคติการเข้าใจในอาชีพและความสนใจใน อาชีพ และความคิดเห็นของนักเรียนจากสภาพแวดล้อมการเรียนรู้โดยใช้ปัญหาเป็นฐาน (PBL)การวิจัยในครั้ง นี้ได้ใช้กลุ่มตัวอย่างเป็นนักเรียนชั้นประถมศึกษาปีที่ 5 ของโรงเรียนในเมืองอังการา จำนวน22 คนแบ่งเป็น ผู้ชาย 12 คน ผู้หญิง 10 คน โดยมีเครื่องมือที่ใช้ในการทดลองเป็นแบบสำรวจและแบบทดสอบ เพื่อประเมิน ทัศนคติที่มีผลต่อสะเต็ม (STEM) หลังจากที่เรียนเสร็จเรียบร้อยแล้ว ซึ่งจากผลการวิจัยพบว่า ผลของการสอน แบบ สะเต็ม (STEM) ต่อทัศนคติการเข้าใจในอาชีพและความสนใจในอาชีพ นั้นเพิ่มขึ้นมาก อย่างมีนัยสำคัญ นอกจากนี้มื่อทำการสัมภาษณ์นักเรียนเพิ่มเติมยังพบว่า การสอนแบบสะเต็มถือเป็นการสอนที่มีประสิทธิภาพ มาก เพราะช่วยทำให้นักเรียนสามารถพัฒนาทักษะของนักเรียนในศตวรรษที่ 21 อีกทั้งยังทำให้นักเรียนเกิด ความสนุกสนาน และเพิ่มความสนใจให้กับนักเรียนด้วยนอกจากนี้ความคิดเห็นของนักเรียนจากสภาพแวดล้อม การเรียนรู้โดยใช้ปัญหาเป็นฐาน (PBL) เข้ามาร่วมในการจัดการเรียนรู้ในห้องปฏิบัติการทดลองยิ่งส่งผลทำให้ ทัศนคติของนักเรียนดีขึ้นและเป็นแนวทางในการนำไปเลือกอาชีพต่อไปได้ในอนาคต เบริส เคย์ซีและจีเซ็ม ตาบารุอรเนค (Baris Cayci and Gizem Tabaru Onek, 2019)ได้ทำการศึกษา ผลของการใช้กิจกรรมสะเต็ม (STEM) ที่หลากหลายในห้องเรียนวิทยาศาสตร์การวิจัยในครั้งนี้มีวัตถุประสงค์ เพื่อต้องการทราบผลการใช้กิจกรรมสะเต็ม (STEM) ที่หลากหลายในห้องเรียนวิทยาศาสตร์ของนักเรียนชั้น ประถมศึกษาปีที่ 4 ที่มีผลต่อกระบวนการทางวิทยาศาสตร์และทักษะในการแก้ปัญหาของนักเรียน ในการวิจัย ครั้งนี้ได้ใช้นักเรียนในโรงเรียนประถมแห่งหนึ่ง ในจังหวัด Karman โดยมีการใช้"เกณฑ์มาตรในการวัดทักษะ ขั้นพื้นฐาน" และ"เกณฑ์มาตรในการวัดทักษะในการแก้ปัญหา" มีเครื่องมือที่ใช้ในการวิจัยเป็นแบบทดสอบ และเก็บรวบรวมข้อมูล ซึ่งจากการวิจัยในครั้งนี้พบว่า คะแนนผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนวิทยาศาสตร์ หลังจากที่ ได้ทำกิจกรรมสะเต็ม เรื่อง ไฟฟ้าอย่างง่าย สูงกว่าก่อนเรียนอย่างมีนัยสำคัญ(U = 109.000, P <.001) นอกจากนี้ยังพบว่า คะแนนทักษะในการแก้ปัญหา หลังจากการเรียนโดยใช้กิจกรรมสะเต็มสูงกว่าก่อนเรียน อย่างมีนัยสำคัญ (U = 201.500, P > .05)
31 ความสามารถในการคิดแก้ปัญหา จากงานวิจัยที่เกี่ยวข้อง พบว่า ผลการจัดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็ม(STEM) ส่งผลทำให้นักเรียนมี ผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนวิชาวิทยาศาสตร์เพิ่มมากขึ้นจากเดิม มีการพัฒนาความคิดสร้างสรรค์ทางวิทยาศาสตร์ เพิ่มขึ้นจากเดิมด้วย ซึ่งสามารถนำความรู้ที่ได้จากการเรียนรู้สะเต็มศึกษา มาประยุกต์ใช้หรือสร้างเป็นชิ้นงานที่ มีประโยชน์ต่อไปได้นอกจากนี้การนำกิจกรรม STEM มาใช้ในการจัดกิจกรรมการเรียนการสอน ยังเป็นการ ส่งเสริมให้นักเรียนได้มีการลงมือปฏิบัติทำกิจกรรมต่าง ๆ และแก้ปัญหาที่เผชิญอยู่ จากสถานการณ์ที่เกิดขึ้น ด้วยตนเองอีกทั้งยังทำให้บทเรียนมีความน่าสนใจและสนุกสนานไม่น่าเบื่อ ซึ่งจะส่งผลทำให้นักเรียนเกิดเจต คติที่ดีต่ออาชีพที่มีความเกี่ยวข้องกับสะเต็มศึกษา สามารถนำมาใช้เป็นแนวทางในการพิจารณาเลือกอาชีพได้ ต่อไปในอนาคตต่อไป 6. กรอบแนวคิดการวิจัย กรอบแนวคิดการวิจัยในครั้งนี้ ปรากฏดังภาพที่ 1 ภาพที่ 1 กรอบแนวคิดการวิจัย การจัดการเรียนรู้โดย ใช้กิจกรรมการเรียนรู้ตามแนวทาง สะเต็ม เรื่องโมเมนตัมและการชน
32 บทที่ 3 วิธีดำเนินการวิจัย การวิจัยครั้งนี้ ประเด็นการศึกษาของผู้วิจัยส่วนใหญ่มีขอบเขตอยู่ที่การใช้กิจกรรมการเรียนรู้ตาม แนวทางสะเต็ม(STEM) เรื่อง โมเมนตัมและการชน สำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 ผู้วิจัยได้กำหนด หัวข้อการดำเนินการวิจัยตามลำดับ ดังนี้ 1. ประชากรและกลุ่มตัวอย่าง 2. แบบแผนการวิจัย 3. ตัวแปรที่ศึกษา 4. ระยะเวลาที่ใช้ในการวิจัย 5. เครื่องมือที่ใช้ในการวิจัย 6. การเก็บรวบรวมข้อมูล 7. การวิเคราะห์ข้อมูล 8. สถิติที่ใช้ในการวิเคราะห์ข้อมูล ประชากรและกลุ่มตัวอย่าง 1. ประชากรที่ใช้ในการวิจัย ได้แก่ นักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 โรงเรียนเรียนอุดรพิทยานุกูล อำเภอเมืองอุดรธานี จังหวัดอุดรธานีที่เรียนรายวิชาวิทยาศาสตร์ กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ ภาคเรียน ที่ 2 ปีการศึกษา 2566 จำนวน 40 คน คัดเลือกโดยวิธี สุ่มแบบกลุ่ม (Cluster Random Sampling) แบบแผนการวิจัย การวิจัยครั้งนี้มีแบบแผนการทดลอง (Experimental Design) กลุ่มเดียว ทดสอบก่อนและหลังทดลอง One Group Pretest – Posttest Design (พวงรัตน์ ทวีรัตน์, 2540: 60-61) แบบแผนที่ใช้ในการทดลอง สอบก่อน ทดลอง สอบหลัง T1 X T2 T1 หมายถึง การทดสอบก่อนเรียน (Pretest) X หมายถึง การจัดการเรียนรู้แบบสะเต็ม (STEM) เรื่อง โมเมนตัมและการชน T2 หมายถึง การทดสอบหลังเรียน (Posttest)
33 ตัวแปรที่ศึกษา ตัวแปรต้น คือ การจัดการเรียนรู้แบบสะเต็ม (STEM) ตัวแปรตาม คือ ความสามารถในแก้ปัญหา ของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 เรื่อง โมเมนตัมและ การชน ระยะเวลาที่ใช้ในการวิจัย ระยะเวลาที่ใช้ในการวิจัย คือ ภาคเรียนที่ 2 ปีการศึกษา 2566 โดยใช้เวลา 2 สัปดาห์สัปดาห์ละ 4 คาบ มีการแบ่งช่วงเวลาในการจัดการเรียนรู้แบบสะเต็ม (STEM) 4 เรื่อง โมเมนตัมและการชน ชั้นมัธยมศึกษา ปี 4 ที่พัฒนาขึ้น ดังตาราง 1 ตาราง 1 แสดงการจัดการเรียนรู้โดยแผนการจัดการเรียนรู้รายวิชาฟิสิกส์ ชั้นมัธยมศึกษา ปีที่ 4 เรื่อง โมเมนตัมและการชน โดยใช้การจัดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็ม(STEM) สัปดาห์ที่ เนื้อหา จำนวน ชั่วโมง 1 โมเมนตัม 2 ชั่วโมง 1 แรงและการเปลี่ยนแปลงโมเมนตัม 2 ชั่วโมง 2 การดล 2 ชั่วโมง 2 การอนุรักษ์โมเมนตัม 2 ชั่วโมง รวม 8 ชั่วโมง เครื่องมือที่ใช้ในการวิจัย เครื่องมือที่ใช้ในการวิจัย จำแนกตามลักษณะของการใช้ ดังนี้ 1) แผนการจัดการเรียนรู้รายวิชาฟิสิกส์1 ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 เรื่อง โมเมนตัมและการชน โดยใช้การ จัดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็ม จำนวน แผน 4 ใช้เวลา 8 ชั่วโมง 2) แบบทดสอบวัดความสามารถในการคิดแก้ปัญหา เรื่อง โมเมนตัมและการชน จำนวน 5 สถานการณ์จำนวน 20 ข้อ การเก็บรวบรวมข้อมูล 1. ก่อนการทดลอง ให้นักเรียนกลุ่มตัวอย่างทำแบบทดสอบวัดความสามารถในการแก้ปัญหา เพื่อนำ คะแนนมาวิเคราะห์เป็นคะแนนก่อนเรียน 2. ผู้วิจัยดำเนินการสอนนักเรียนกลุ่มตัวอย่าง โดยใช้การจัดการเรียนรู้ด้วยการเรียนรู้แบบสะเต็ม (STEM) 4 เรื่อง โมเมนตัมและการชน ชั้นมัธยมศึกษาปี 4 จำนวน 4 แผน รวม 8 ชั่วโมง รวมทั้งหมด 2 สัปดาห์
34 3. เมื่อสิ้นสุดการทดลอง ทำการทดลองหลังเรียน โดยให้นักเรียนกลุ่มตัวอย่างทำแบบทดสอบวัด ความสามารถในการแก้ปัญหา ชุดเดิมกับแบบทดสอบก่อนเรียน เพื่อนำคะแนนมาวิเคราะห์เป็นคะแนนหลัง เรียน การวิเคราะห์ข้อมูล นำคะแนนทดสอบวัดความสามารถในการคิดแก้ปัญหาก่อนเรียนและหลังเรียน มาคิดคะแนนเป็นร้อย ละ ค่าเฉลี่ย และส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน (S.D) แล้วนำคะแนนทั้งสองมาเปรียบเทียบโดยใช้สถิติ t-test Dependent สถิติที่ใช้ในการวิเคราะห์ข้อมูล 1. สถิติที่ใช้ในการวิเคราะห์คุณภาพเครื่องมือ 1.1 ค่าดัชนีความสอดคล้อง (IOC) เพื่อให้แบบทดสอบวัดความสามารถในการคิดแก้ปัญหา เรื่อง โมเมนตัมและการชน มีความสอดคล้องกับจุดประสงค์การเรียนรู้และเนื้อหา เรื่อง โมเมนตัมและการชน 1.2 ค่าความยากของแบบทดสอบวัดความสามารถในการคิดแก้ปัญหา เรื่อง โมเมนตัมและการชน 1.3 ค่าอำนาจจำแนกของแบบทดสอบวัดความสามารถในการคิดแก้ปัญหา เรื่อง โมเมนตัมและการชน 1.4 ค่าความเชื่อมั่นของแบบทดสอบวัดความสามารถในการคิดแก้ปัญหา เรื่อง โมเมนตัมและการชน 2. สถิติพื้นฐาน 2.1 ค่าร้อยละ 2.2 ค่าเฉลี่ย (X ̅) 2.3 ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน 3. สถิติที่ใช้ในการทดสอบสมมติฐาน เปรียบเทียบคะแนนความสามารถในการคิดแก้ปัญหา ก่อนเรียนและหลังเรียน โดยใช้ สถิติ t-test Dependent
35 บทที่ 4 ผลการวิจัย การวิจัยครั้งนี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อศึกษาความสามารถในการคิดแก้ปัญหาของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปี ที่ 4 เรื่อง โมเมนตัมและการชน โดยการจัดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็ม(STEM) โดยการเก็บข้อมูลด้วยแบบ ประเมินความสามารถในการคิดแก้ปัญหา นำข้อมูลที่ได้วิเคราะห์ทางสถิติโดยใช้ค่าร้อยละค่าเฉลี่ย ค่าเบี่ยงเบน มาตรฐานและนำคะแนนทั้งสองมาเปรียบเทียบโดยใช้สถิติ T-Test Dependent โดยการทดลอง (Experimental Design) กลุ่มเดียว ทดสอบก่อนและหลังทดลอง One Group Posttest Design ในการศึกษาค้นคว้าผู้วิจัยได้เสนอ ผลการวิเคราะห์ข้อมูลตามลำดับต่อไปนี้ 4.1 ผลการวิเคราะห์ข้อมูล ผู้วิจัยได้ใช้แบบทดสอบวัดความสามารถในการแก้ปัญหา เรื่อง โมเมนตัมและการชน ซึ่งเป็นแบบปรนัย จำนวนทั้งหมด 5 สถานการณ์ 20 ข้อ คะแนนเต็ม 20 คะแนน ทดสอบกับกลุ่มตัวอย่างก่อนเรียนและหลังเรียน ด้วยการจัดการเรียนรู้แบบสะเต็ม(STEM) เรื่อง โมเมนตัมและการชน จากนั้นนำคะแนนการทดสอบก่อนเรียน และหลังเรียนมาวิเคราะห์หาค่าร้อยละ ค่าเฉลี่ย ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน แสดงผลดังตารางที่ 1 ตารางที่1 คะแนนความสามารถในการแก้ปัญหาของนักเรียนก่อนเรียนและหลังเรียนด้วยการจัดการ เรียนรู้แบบสะเต็ม(STEM) เรื่อง โมเมนตัมและการชน เลขที่ ก่อนเรียน หลังเรียน คะแนน (20) ร้อยละ คะแนน (20) ร้อยละ 1 6 30 14 70 2 5 25 15 75 3 7 35 16 80 4 4 20 16 80 5 2 10 19 95 6 6 30 18 90 7 5 25 16 80 8 8 40 14 70 9 9 45 15 75 10 3 15 12 60 11 4 20 18 90 12 2 10 17 85
36 ตารางที่ 1 คะแนนความสามารถในการแก้ปัญหาของนักเรียนก่อนเรียนและหลังเรียนด้วยการจัดการ เรียนรู้แบบสะเต็ม(STEM) เรื่อง โมเมนตัมและการชน เลขที่ ก่อนเรียน หลังเรียน คะแนน (20) ร้อยละ คะแนน (20) ร้อยละ 13 6 30 13 65 14 5 25 18 90 15 4 20 19 95 16 2 10 16 80 17 7 35 15 75 18 6 30 14 70 19 6 30 14 70 20 3 15 17 85 21 5 25 12 60 22 4 20 13 65 23 7 35 10 50 24 6 30 15 75 25 5 25 19 95 26 7 35 14 70 27 5 25 12 60 28 7 35 10 50 29 3 15 10 50 30 4 20 13 65 31 6 30 15 75 32 2 10 14 70 33 5 25 16 80 34 6 30 14 70 35 7 35 17 85 36 7 35 16 80 37 8 40 15 75 38 6 30 16 80 39 6 30 17 85 40 9 45 16 80
37 ตารางที่ 1 คะแนนความสามารถในการแก้ปัญหาของนักเรียนก่อนเรียนและหลังเรียนด้วยการจัดการ เรียนรู้แบบสะเต็ม(STEM) เรื่อง โมเมนตัมและการชน เลขที่ ก่อนเรียน หลังเรียน คะแนน (20) ร้อยละ คะแนน (20) ร้อยละ คะแนนเฉลี่ย 5.38 26.875 15.00 75.00 S.D 1.86 9.31 2.37 11.87 **ผ่านเกณฑ์ร้อยละ 70 จากตารางที่ 1 ผลการวิเคราะห์ข้อมูลการทดสอบวัดความสามารถในการแก้ปัญหา ของนักเรียนของ นักเรียนนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 พบว่านักเรียนมีคะแนนเฉลี่ยก่อนเรียน เท่ากับ 5.38 คิดเป็นร้อยละ 26.875 และคะแนนเฉลี่ยหลังเรียน เท่ากับ 15.00 คิดเป็นร้อยละ 75.00 ไม่น้อยกว่าเกณฑ์ร้อยละ 70 โดยมี นักเรียนที่ผ่านเกณฑ์จำนวน 35 คน คิดเป็นร้อยละ 87.50 4.2 ผลการเปรียบเทียบความสามารถในการแก้ปัญหา การเปรียบเทียบความสามารถในการแก้ปัญหา ของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 ก่อนเรียนและหลัง เรียนด้วยการจัดการเรียนรู้การจัดการเรียนรู้แบบสะเต็ม(STEM) เรื่อง โมเมนตัมและการชน ผู้วิจัยได้นำ คะแนนเฉลี่ยก่อนเรียนและหลังเรียนจากการทดสอบวัดความสามารถในการแก้ปัญหา มาวิเคราะห์ เปรียบเทียบโดยการทดสอบ t-test for Dependent Sample ผลการวิเคราะห์ข้อมูลแสดงผลดังตารางที่ 2 ตารางที่2 ผลการทดสอบความสามารถในการแก้ปัญหา เรื่อง การถ่ายโอนความร้อน ของนักเรียน ก่อนเรียนและหลังเรียนด้วยการจัดการเรียนรู้แบบสะเต็ม(STEM) เรื่อง โมเมนตัมและการชน ผลการทดสอบ จำนวน (คน) ̅ S.D. t-test Sig. ก่อนเรียน 40 5.38 1.86 18.97 .000** หลังเรียน 40 15.00 2.37 **มีนัยสำคัญทางสถิติที่ระดับ 0.01 จากตารางที่ 2 ผลการทดสอบความสามารถในการแก้ปัญหาของชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 พบว่านักเรียนมี คะแนนเฉลี่ยก่อนเรียน เท่ากับ 5.38 คิดเป็นร้อยละ 26.90 และคะแนนเฉลี่ยหลังเรียน เท่ากับ 15.00 คิดเป็น ร้อยละ 75.00 ซึ่งคะแนนเฉลี่ยหลังเรียนสูงกว่าก่อนเรียน อย่างมีนัยสำคัญทางสถิติที่ระดับ 0.01 แสดงว่า นักเรียนที่ได้รับการจัดการเรียนรู้แบบสะเต็ม(STEM) มีผลความสามารถในการแก้ปัญหาหลังเรียนสูงกว่าก่อน เรียน
38 บทที่ 5 สรุป อภิปรายผล และข้อเสนอแนะ การวิจัยครั้งนี้เป็นการศึกษาความสามารถในการคิดแก้ปัญหาของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปี ที่ 4 เรื่องโมเมนตัมและการชน โดยการจัดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็ม ซึ่งมีขั้นตอนการนำเสนอ ผลดังนี้ 1. วัตถุประสงค์ของการวิจัย 2. สรุปผลการวิจัย 3. การอภิปรายผล 4. ข้อเสนอแนะ 5.1 วัตถุประสงค์ของการวิจัย เพื่อศึกษาความสามารถในการคิดแก้ปัญหาของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 เรื่อง โมเมนตัมและการชน โดยการจัดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็ม 5.2 สรุปผลการวิจัย ผลการศึกษาและเปรียบเทียบผลทักษะความสามารถในการคิดแก้ไขปัญหา ของนักเรียนชั้น มัธยมศึกษาปีที่ 4 ที่ได้รับการจัดการเรียนรู้แบบสะเต็ม(STEM) เรื่อง โมเมนตัมและการชน พบว่า นักเรียนมีคะแนนเฉลี่ยก่อนเรียน เท่ากับ 5.38 คิดเป็นร้อยละ 26.875 และคะแนนเฉลี่ยหลังเรียน เท่ากับ 15.00 คิดเป็นร้อยละ 75.00 ไม่น้อยกว่าเกณฑ์ร้อยละ 70 โดยมีนักเรียนที่ผ่านเกณฑ์จำนวน 35 คน คิดเป็นร้อยละ 87.50 เป็นไปตามสมมติฐานที่กำหนดไว้ และเมื่อเปรียบเทียบคะแนนก่อน เรียนและหลังเรียน พบว่า นักเรียนมีคะแนนหลังเรียนสูงกว่าก่อนเรียน อย่างมีนัยสำคัญทางสถิติที่ ระดับ 0.01 5.3 การอภิปรายผล จากการวิจัยเรื่อง การศึกษาและเปรียบเทียบความสามารถในการคิดแก้ปัญหา ที่ได้รับการ จัดการเรียนรู้แบบสะเต็ม(STEM) ของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 เรื่อง โมเมนตัมและการชน มี ประเด็นที่น่าสนใจ ควรนำมาอภิปรายผล ดังนี้ จากการวิจัยพบว่า ผลของการศึกษาและเปรียบเทียบทักษะความสามารถในการคิดแก้ไข ปัญหา ของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 ที่ได้รับการจัดการเรียนรู้แบบสะเต็ม(STEM) เรื่อง โมเมนตัม
39 และการชน พบว่าค่าเฉลี่ยและค่าร้อยละของความสามารถในการคิดแก้ปัญหาหลังเรียนสูงกว่าก่อน เรียนและอยู่ในระดับดีขึ้นไปทั้งนี้เนื่องจากการจัดการเรียนรู้ที่เน้นให้ผู้เรียนได้สร้างองค์ความรู้ด้วย ตนเอง นักเรียนได้ฝึกการคิดวิเคราะห์และออกแบบสร้างสรรค์ชิ้นงาน รวมทั้งนำความรู้ที่ได้จากการ สืบค้นมาใช้เพื่อแก้ปัญหาผ่านสถานการณ์ได้อย่างสร้างสรรค์ มีการแลกเปลี่ยนความคิดเห็นอย่าง ไตร่ตรองและอภิปราย ซึ่งจากสถานการณ์ที่กำหนดให้ได้เน้นให้โกฏิกุล (2555) ได้ศึกษาผลการ สอน ที่ใช้ปัญหาเป็นฐานกลุ่มสาระวิทยาศาสตร์ เรื่องแรงและการเคลื่อนที่ เพื่อพัฒนาทักษะ กระบวนการ ทางวิทยาศาสตร์ และความสามารถในการแก้ปัญหาทางวิทยาศาสตร์ของนักเรียนชั้น ประถมศึกษาปี ที่ 5 โรงเรียนเทศบาลบ้านคูหาสวรรค์ จังหวัดพัทลุง พบว่า 1) ทักษะกระบวนการทาง วิทยาศาสตร์ ของนักเรียนชั้นประถมศึกษาปีที่ 5 ที่ได้รับการสอนโดยใช้ปัญหาเป็นฐานสูงกว่านักเรียน ที่ได้รับการ สอนแบบปกติ อย่างมีนัยสำคัญทางสถิติที่ระดับ .05 2) ความสามารถในการแก้ปัญหาทาง วิทยาศาสตร์ของนักเรียนชั้นประถมศึกษาปีที่ 5 ได้รับการสอนโดยใช้ปัญหาเป็นฐานสูงกว่านักเรียนที่ ได้รับการสอนแบบปกติอย่าง มีนัยสำคัญทางสถิติที่ระดับ .05 นอกจากนี้ ยังสอดคล้องกับงานวิจัย ของณัฐดนัย เนียมทอง (2561) ได้กล่าวว่า STEAM Education เป็นแนวคิด การศึกษาที่มีลักษณะ เชื่อมโยงกันด้านความรู้ทางวิทยาศาสตร์ คณิตศาสตร์ เทคโนโลยี วิศวกรรม และศิลปะ โดยเฉพาะ ศิลปะจะเข้ามาช่วยเสริมเรื่องของความคิดสร้างสรรค์ สร้างแรงบันดาลใจและความสุขในการเรียนรู้สู่ การเติบโต รวมทั้งการแก้ปัญหาทางวิทยาศาสตร์ ด้วยความคิดสร้างสรรค์ (Creativity) อาจนำไปสู่ วินัยในการเป็นนักวิทยาศาสตร์ที่ดีและเพิ่มพูน ทักษะในการแก้ปัญหาและสอดคล้องกับงานวิจัย ปราณีหีบแก้ว (2552) ได้ศึกษาการพัฒนาความสามารถในการ แก้ปัญหาและผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน วิทยาศาสตร์เรื่อง ทรัพยากรและสิ่งแวดล้อมของนักเรียนชั้น มัธยมศึกษาปีที่ 3 โดยการจัดกิจกรรม การเรียนรู้แบบใช้ปัญหาเป็นฐาน ผลการวิจัยพบว่า นักเรียน ร้อยละ 80.95 ของจำนวนนักเรียน ทั้งหมด ได้คะแนนความสามารถในการแก้ปัญหาผ่านเกณฑ์ร้อยละ 70 ของคะแนนเต็ม และนักเรียน ร้อยละ 85.71 ของนักเรียนทั้งหมด ได้คะแนนผลสัมฤทธิ์ทางการ 100 เรียนวิทยาศาสตร์ผ่านเกณฑ์ ร้อยละ 70 ของคะแนนเต็ม และพลกฤต ผลการเปรียบเทียบความสามารถในการคิดแก้ปัญหา เรื่อง โมเมนตัมและการชน ของนักเรียน ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 หลังเรียนด้วยการจัดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็ม(STEM) เทียบกับเกณฑ์ร้อย ละ 70 ผลการวิจัยพบว่า ความสามรถในการคิดแก้ปัญหา เรื่อง โมเมนตัมและการชน ของนักเรียนชั้น มัธยมศึกษาปีที่ 4 หลังเรียนด้วยการจัดกิจกรรมการเรียนรู้แบบสะเต็ม(STEM) มีคะแนนเฉลี่ยเท่ากับ เท่ากับ 15.00 คิดเป็นร้อยละ75.00 และเมื่อ เปรียบเทียบระหว่างเกณฑ์กับคะแนนทดสอบหลังเรียน ของนักเรียน ซึ่งการจัดการเรียนรู้แบบสะเต็ม(STEM) มีผลทำให้ผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนของนักเรียน และทัศนคติต่อวิชาวิทยาศาสตร์เพิ่มขึ้น
40 5.4 ข้อเสนอแนะ 5.3.1 ข้อเสนอแนะที่ได้จากการวิจัย 5.3.1.1 ครูผู้สอนควรเตรียมการสอนล่วงหน้าอย่างละเอียด เพื่อให้สามารถ จัดการกับลำดับ การจัดกิจกรรมการสอนให้เป็นไปตามลำดับขั้น เนื่องจากการจัดการเรียนรู้ตาม แนวคิดสะเต็มศึกษา มีขั้นตอนการจัดการเรียนที่สอนที่มีความต่อเนื่องกัน รวมทั้งสถานการณ์หรือ ปัญหาที่ใช้ควรเป็นปัญหาที่ผู้เรียนสามารถพบในชีวิตประจำวัน กระตุ้นความสนใจของผู้เรียนผ่านการ ออกแบบและสร้างสรรค์ชิ้นงานหรือผลงานเพื่อแก้ไขสถานการณ์หรือปัญหาได้อย่างสร้างสรรค์ 5.3.1.2. เวลาที่ใช้ในการทำกิจกรรมการเรียนการสอนผู้เรียนจะสามารถทำ กิจกรรมได้ให้ครบ ตามขั้นตอนดังกล่าวใช้เวลาค่อนข้างมากและบางเนื้อหาในบทเรียนถูกจำกัดด้วย เวลา ครูผู้สอนควร ควบคุมเวลาหรือยืดหยุ่นได้ตามความเหมาะสมและความสามารถของผู้เรียน รวมทั้งอาจใช้เวลา นอกห้องเรียนในการให้คำปรึกษากับผู้เรียนได้ 5.3.1.3. ครูผู้สอนควรใช้คำถามเพื่อกระตุ้นความสนใจความอยากรู้อยากเห็นของ ผู้เรียนระหว่างทำกิจกรรมอยู่เสมอ นอกจากนี้ควรแนะนำแหล่งเรียนรู้ต่าง ๆ ให้ผู้เรียน 5.3.1.4 ครูผู้สอนควรกระตุ้นสนับสนุนและส่งเสริมให้ผู้เรียนได้ออกแบบ สร้าง และนำเสนอชิ้นงานหรือผลงานอย่างสร้างสรรค์และหลากหลาย รวมทั้งมีการประเมินที่ตรงกับสภาพ จริงและเหมาะสมให้มากที่สุด 5.3.2 ข้อเสนอแนะสำหรับการวิจัยครั้งต่อไป 5.3.2.1 การวิจัยครั้งนี้เป็นการเปิดโอกาสให้ผู้เรียนได้ทำกิจกรรมลงมือปฏิบัติ ด้วยตนเองผ่านกระบวนการกลุ่มเพื่อแก้ไขสถานการณ์หรือปัญหาอย่างสร้างสรรค์อย่างเป็นลำดับ ขั้นตอนซึ่งใช้เวลาค่อนข้างมาก ดังนั้นในการทำวิจัยในครั้งต่อไปควรศึกษาเพิ่มเติมเกี่ยวกับการ ออกแบบกิจกรรมการเรียนการสอนให้มีความเหมาะสมกับเวลาที่มีค่อนข้างจำกัด 5.3.2.2 ในการวิจัยครั้งต่อไปสามารถนำแนวทางจากงานวิจัยนี้ไปบูรณาการกับ เนื้อหาในรายวิชาอื่น ๆ ได้เพิ่มมากขึ้น
41 บรรณานุกรม กมลฉัตร กล่อมอิ่ม. (2559) การจัดการเรียนรู้แบบบูรณาการสะเต็มศึกษาสำหรับนักศึกษาวิชาชีพ ครู. วารสารศึกษาศาสตร์ มหาวิทยาลัยนเรศวร, 18(4): 334-342. กระทรวงศึกษาธิการ. (2552). หลักสูตรแกนกลางการศึกษาขั้นพื้นฐาน พุทธศักราช 2551. กรุงเทพฯ: โรงพิมพ์ชุมนุมสหกรณ์การเกษตรแห่งประเทศไทย กัมปนาท วัชรธนาคม. (2534), การศึกษาความคิดสร้างสรรค์ทางวิทยาศาสตร์ของนักเรียนชั้น ประถมศึกษาปีที่ 5 และชั้นประถมศึกษาปีที่ 6 ในเขตการศึกษา 11 (วิทยานิพนธ์ปริญญา มหาบัณฑิต) ขอนแก่น: มหาวิทยาลัยขอนแก่น, กรองแก้ว วรรณพฤกษ์. (2555) การเปรียบเทียบผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนเรื่องอสมการ ความคงทน ในการเรียนรู้และแรงจูงใจใฝ่สัมฤทธิ์ทางการเรียน กลุ่มสาระการเรียนรู้คณิตศาสตร์ชั้น มัธยมศึกษาปีที่ 3 ระหว่างการจัดการ เรียนรู้ด้วยกลุ่มร่วมมือแบบ STAD กับการ จัดการเรียนรู้แบบปกติ(วิทยานิพนธ์ปริญญามหาบัณฑิต) มหาสารคาม มหาวิทยาลัย มหาสารคาม กรมวิชาการ กระทรวงศึกษาธิการ. (2535), ความคิดสร้างสรรค์ หลักการ ทฤษฎี การเรียนการสอน การวัดผลประเมินผล (พิมพ์ครั้งที่ 2). กรุงเทพฯ: โรงพิมพ์ครุสภา กรมวิชาการ. (2544), ความคิดสร้างสรรค์, กรุงเทพฯ: กรมวิชาการ กระทรวงศึกษาธิการ. ณัฏพงษ์ เจริญพิทย์(2539), ทางเลือกในการพัฒนาความคิดสร้างสรรค์ทางวิทยาศาสตร์ แนวคิด และแนวปฏิบัติกรุงเทพฯ: ดวงกมล ณัฐพงษ์ เจริญพิทย์. (2542), ทางเลือกในการพัฒนาความคิดสร้างสรรค์ทางวิทยาศาสตร์: ทัศนะ แบบองค์รวม กรุงเทพฯ: เลิฟแอนด์ลีพเพรส ทวีศักดิ์ แก้วทอน. (2546), ผลของการใช้แบบฝึกกิจกรรมต่อความคิดสร้างสรรค์ทางวิทยาศาสตร์ ของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปี ที่ 2 (วิทยานิพนธ์ปริญญามหาบัณฑิต) สงขลา มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์ นงนุช เอกตระกูล. (2558) การพัฒนาการจัดการเรียนรู้แบบ STEM เพื่อเพิ่มผลสัมฤทธิ์ทางการ เรียนและ ความสามารถในการคิดแก้ปัญหาอย่างสร้างสรรค์ (CPS) ของนักเรียนชั้น ประถมศึกษาปีที่ 6 (รายงาน ผลการวิจัย) กรุงเทพฯ: โรงเรียนอัสสัมชัญธนบุรี
42 บุญชม ศรีสะอาด. (2545), การวิจัยเบื้องต้น (พิมพ์ครั้งที่ 7). กรงเทพฯ: สุวิริยาสาส์น บุญชม ศรีสะอาด, (2546), การพัฒนาหลักสูตรและการวิจัยเกี่ยวกับหลักสูตร, กรุงเทพฯ: สุวิริยา บุญลอย มูลน้อย. (2558) ศึกษาผลการจัดการเรียนรู้ตามแนวคิดวิทยาศาสตร์เทคโนโลยี วิศวกรรมศาสตร์ และ คณิตศาสตร์ ที่เพิ่มทักษะการคิดสร้างสรรค์ทางวิทยาศาสตร์ เรื่อง วงจรไฟฟ้า ของนักเรียนชั้นประถมศึกษาปี ที่ 6 (วิทยานิพนธ์ปริญญามหาบัณฑิต) พิษณุโลก: มหาวิทยาลัยราชภัฏพิบูลสงคราม เบญจกาญจน์ ใส่ละม้าย. (2558), การพัฒนาความคิดสร้างสรรค์สำหรับเด็กปฐมวัยโดยผ่านการจัด ประสบการณ์การเรียนรู้แบบสะเต็มศึกษาเรื่อง อาชีพในท้องถิ่น จังหวัดสงขลา, วารสาร วิทยบริการ มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์, 26(2):104-110. ปริยทิพย์ บุญคง. (2546), การศึกษาปัจจัยบางประการที่สัมพันธ์กับผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนวิชา คณิตศาสตร์ ของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่4 (วิทยานิพนธ์ปริญญามหาบัณฑิต) กรุงเทพฯ: มหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ
44 ภาคผนวก
45 ภาคผนวก ก แผนการจัดการเรียนรู้สะเต็มศึกษา