การพัฒนาการจัดการเรียนรู้แบบโครงงานด้วยกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม รายวิชา เทคโนโลยี( การออกแบบและเทคโนโลยี ) ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5 โรงเรียนหนองคายวิทยาคาร อำเภอเมืองหนองคาย จังหวัดหนองคาย THE DEVELOPMENT OF PROJECT-BASED LEARNING MANAGEMENT USING ENGINEERING DESIGN PROCESSES OF LEARNING Technology (Design and Technology) Mathayom 5 STUDENTS, NONGKHAIWITTAYAKARN SCHOOL, MEAUNGE NONGKHAI DISTRICT, NONGKHAI PROVINCE หนึ่งฤดี เกลี้ยงกลิ่น และ มานะ โสภา Nuengruedee Kaingkin and Mana Sopa นักศึกษาสาขาคอมพิวเตอร์ศึกษา คณะครุศาสตร์ มหาวิทยาลัยราชภัฏอุดรธานี อาจารย์สาขาคอมพิวเตอร์ศึกษา มหาวิทยาลัยราชภัฏอุดรธานี Student of Computer Education, Faculty of Education, UdonThani Rajabhat University Lecturer of Computer Education, UdonThani Rajabhat University บทคัดย่อ งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อ 1) เพื่อพัฒนาการจัดการเรียนรู้แบบโครงงานด้วยกระบวนการ ออกแบบเชิงวิศวกรรม ในรายวิชาเทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลยี) ของนักเรียนชั้น มัธยมศึกษาปีที่ 5 โรงเรียนหนองคายวิทยาคาร จังหวัดหนองคาย ให้มีประสิทธิภาพ ตามเกณฑ์ 75/75 และ2) เปรียบเทียบผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน ก่อนเรียนและหลังเรียน เรียนโดยใช้กิจกรรมการ เรียนรู้ โดยใช้กระบวนการออกแบบเพื่อพัฒนาโครงงานเชิงวิศวกรรม ของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5 โรงเรียนหนองคายวิทยาคาร จังหวัดหนองคาย 1,* 1,* 2 2 1 2 1 2 * ผู้ประสานงาน: หนึ่งฤดี เกลี้ยงกลิ่น อีเมล: [email protected]
กลุ่มตัวอย่าง ได้แก่ นักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5/1 ภาคเรียนที่ 2 ปีการศึกษา 2566 โรงเรียน หนองคายวิทยาคาร จำนวน 30 คน ซึ่งได้มาจากการเลือกกลุ่มตัวอย่างแบบเจาะจง เครื่องมือที่ใช้ใน การวิจัย ได้แก่ 1) แผนการจัดการเรียนรู้วิชาเทคโนโลยี(การออกแบบและเทคโนโลยี) ที่ใช้กิจกรรม การสอนแบบ โดยใช้กระบวนการออกแบบเพื่อพัฒนาโครงงานเชิงวิศวกรรม 2) แบบประเมินเค้า โครงงานรายวิชาเทคโนโลยี(การออกแบบและเทคโนโลยี) ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5 เรื่อง โครงงานกับ การแก้ปัญหา 3) แบบทดสอบ วัดผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนประจำแผนการจัดการเรียนรู้ เรื่องโครงงาน กับการแก้ปัญหา โดยใช้กิจกรรมการเรียนรู้โดยใช้กระบวนการออกแบบเพื่อพัฒนาโครงงานเชิง วิศวกรรม สถิติที่ใช้ในการวิเคราะห์ข้อมูล ได้แก่ ค่าเฉลี่ย ร้อยละ ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน การทดสอบ ทีแบบไม่อิสระ (t-test for Dependent Sample) และ (t-test for one Sample) ผลการวิจัยพบว่า 1) ศึกษาผลพัฒนาการจัดการเรียนรู้แบบโครงงานด้วยกระบวนการ ออกแบบเชิงวิศวกรรม รายวิชาเทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลยี) ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5 โดย ใช้รูปแบบกระบวนการออกแบบเพื่อพัฒนาโครงงานเชิงวิศวกรรม ของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5 โรงเรียนหนองคายวิทยาคาร ที่มีประสิทธิภาพตามเกณฑ์ 75/75 ก่อนและหลังการใช้การจัดการ เรียนรู้แบบ มีประสิทธิภาพ 86.73/84.83 สูงกว่าเกณฑ์ร้อยละ 75/75 2) พัฒนาการจัดการเรียนรู้ แบบโครงงานด้วยกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม ในรายวิชาเทคโนโลยี (การออกแบบและ เทคโนโลยี) ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5 โดยใช้รูปแบบกระบวนการออกแบบเพื่อพัฒนาโครงงานเชิง วิศวกรรม ของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5 โรงเรียนหนองคายวิทยาคาร ก่อนและหลังที่ได้รับการ จัดการเรียนรู้ มีคะแนนเฉลี่ยเท่ากับ 9.03 คะแนน และ 16.43 คะแนน ตามลำดับ และเมื่อ เปรียบเทียบระหว่างคะแนนก่อนและหลังเรียน พบว่า นักเรียนมีการพัฒนาการจัดการเรียนรู้แบบ โครงงานด้วยกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม เรื่อง การแก้ปัญหาด้วยการทำโครงงาน หลังเรียน สูงกว่าก่อนเรียนอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติที่ระดับ .05 คำสำคัญ: กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม บทนำ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี(สสวท.) ได้จัดทำ ตัวชี้วัดและสาระการ เรียนรู้แกนกลาง กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี(ฉบับปรับปรุง พ.ศ. ๒๕๖๐) ตาม หลักสูตร แกนกลางการศึกษาขั้นพื้นฐาน พุทธศักราช ๒๕๕๑ โดยมีจุดเน้นเพื่อต้องการพัฒนาผู้เรียน ให้มีความรู้ความสามารถที่ทัดเทียมกับนานาชาติได้เรียนรู้วิทยาศาสตร์ที่เชื่อมโยงความรู้กับ กระบวนการ ใช้กระบวนการ สืบเสาะหาความรู้และแก้ปัญหาที่หลากหลาย มีการทำ กิจกรรมด้วย การลงมือปฏิบัติเพื่อให้ผู้เรียนได้ใช้ทักษะ กระบวนการทางวิทยาศาสตร์และทักษะแห่งศตวรรษที่ ๒๑
ซึ่งในปีการศึกษา ๒๕๖๑ เป็นต้นไปนี้โรงเรียน จะต้องใช้หลักสูตรกลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ และเทคโนโลยี(ฉบับปรับปรุง พ.ศ. ๒๕๖๐) โดยได้มีการย้ายสาระเทคโนโลยีออกจากกลุ่มสาระการ เรียนรู้การงานอาชีพและเทคโนโลยีมาอยู่ที่ กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีเนื่องจาก ความรู้ด้านเทคโนโลยีทั้งการออกแบบ และเทคโนโลยีและวิทยาการคำนวณ เป็นพื้นฐานที่สำคัญและ เชื่อมโยงกับวิทยาศาสตร์ได้เป็นอย่างดี ประทศไทยตระหนักถึงการเปลี่ยนแปลงดังกล่าว ได้พัฒนาหลักสูตรการศึกษาขั้นพื้นฐาน พุทธศักราช 2544 และปรับปรุง 2551 กำหนดสาระการออกแบบและเทคโนโลยีซึ่งถูกรวมไว้ในกลุ่ม สาระ การเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ผนวกกับบริบทของประเทศไทย และแนวคิดของคำว่า การ ออกแบบตามแนวทางของอังกฤษ และแนวคิดด้านเทคโนโลยีศึกษาของอเมริกา จึงทำให้แนว กิจกรรมการ เรียนรู้มีส่วนที่แตกต่างจากเทคโนโลยีการศึกษา (Technology Education) ในอเมริกา อยู่บ้าง วิชาการ ออกแบบและเทคโนโลยี(Design and Technology) มีเป้าหมายที่จะพัฒนาผู้เรียน ให้มีความรู้ความเข้าใจ เกี่ยวกับเทคโนโลยี เพื่อดำรงชีวิตในสังคมที่มีการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว ใช้ กระบวนการเทคโนโลยี2 เพื่อแก้ปัญหา หรือสนองความต้องการโดยออกแบบ และสร้างผลิตภัณฑ์ หรือวิธีการอย่างมีความคิด สร้างสรรค์ มีการบูรณาการกับศาสตร์อื่นอย่างเหมาะสม เห็นคุณค่า และ เลือกใช้เทคโนโลยีโดยคำนึงถึง ผลกระทบต่อชีวิต สังคมและสิ่งแวดล้อม โดยรวมแนวคิดของ เทคโนโลยีและวิศวกรรมเข้าด้วยกัน เพื่อ การบูรณาการวิทยาศาสตร์ คณิตศาสตร์ และศาสตร์อื่นๆ ที่ เกี่ยวข้องในการแก้ปัญหา หรือสนองความ ต้องการของมนุษย์ด้วยการสร้างสรรค์ผลงาน นวัตกรรม รวมถึงระบบหรือวิธีการ ทั้งนี้ยังเป็นการฝึกให้ผู้เรียนได้มองเห็นถึงความเชื่อมโยงของการเรียนรู้กับ ชีวิตจริง และยังนำไปสู่การมองเห็นแนวทางการ ประกอบอาชีพในอนาคต จากสถานการณ์การเปลี่ยนแปลงต่างๆ ที่เกิดขึ้นในโลกในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา ตลอดจน ความเคลื่อนไหวในวงการศึกษาในหลายประเทศที่ให้ความสำคัญกับ “การเรียนรู้สำหรับศตวรรษ ที่21” ทำให้ปัจจุบันคำว่า STEM เป็นชื่อย่อที่นิยมใช้ในวงการการศึกษา หลายประเทศต้องการ ปรับปรุงและ ดำเนินการจัดสะเต็มศึกษาในประเทศของตนเอง การจัดการเรียนรู้แบบ “สะเต็ม ศึกษา” จึงเป็นแนวทางที่ จะช่วยยกระดับการศึกษาให้มีคุณภาพและมาตรฐานระดับสากล มี ศักยภาพในการแข่งขันและดำรงชีวิต สอดคล้องกับยุทธศาสตร์ชาติ 20 ปี(พ.ศ. 2561 – 2580) ให้ ความสำคัญกับทรัพยากรมนุษย์ซึ่งเป็น ปัจจัยขับเคลื่อนสำคัญในการยกระดับการพัฒนาประเทศใน ทุกมิติไปสู่เป้าหมายการเป็นประเทศที่พัฒนา แล้วขับเคลื่อนโดยภูมิปัญญาและนวัตกรรม (ราชกิจจา นุเบกษา, 2561 : 35 - 43) โดยจัดการศึกษาให้สอดคล้องกับการเปลี่ยนแปลงในด้านต่างๆ เช่น เศรษฐกิจ สงัคม วัฒนธรรม สภาพแวดล้อม วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ซึ่งเป็นการศึกษาเพื่อเตรียม คนไทยสู่ Thailand 4.0 ตามวิสัยทัศน์ประเทศไทย 2580 “ประเทศไทยมีความมั่นคง มั่งคั่ง ยั่งยืน เป็นประเทศพัฒนาแล้ว ด้วยการพัฒนาตามหลักปรัชญาของ เศรษฐกิจพอเพียง”
ดังนั้นจากการศึกษาข้อมูลดังกล่าวเบื้องต้น ผู้วิจัยจึงสนใจที่จะศึกษาแนวคิดการประยุกต์ใช้ กระบวนการออกแบบเพื่อพัฒนาโครงงานเชิงวิศวกรรม รายวิชา เทคโนโลยี( การออกแบบและ เทคโนโลยี ) ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5 ซึ่งเป็น กระบวนการที่ส่งเสริมการเรียนรู้เกี่ยวกับเทคโนโลยีใน ชีวิตประจำวันแสะสามารถนำความรู้ไปประยุกต์ใช้ในการสร้างสรรค์ผลงานที่เป็นประโยชน์สำ หรับ นักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5 โรงเรียนหนองคายวิทยาคาร เพื่อมุ่งหวังให้นักเรียนได้พัฒนาทักษะการ คิดอย่างเป็นระบบ การทำงานและเรียนรู้ร่วมกับผู้อื่นในการแก้ปัญหา รวมถึงการใช้เทคโนโลยีในการ รวบรวมข้อมูล ประมวลผล การผลิตชิ้นงาน การนำเสนอข้อมูล ซึ่งเป็นการเรียนรู้เพื่อให้ผู้เรียนมี ความคิดสร้างสรรค์และเป็นประโยชน์ วัตถุประสงค์ของการวิจัย 1. เพื่อพัฒนาการจัดการเรียนรู้แบบโครงงานด้วยกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม ในรายวิชาเทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลยี) ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5 2.เพื่อศึกษาผลพัฒนาการจัดการเรียนรู้แบบโครงงานด้วยกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม รายวิชาเทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลยี) ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5 สมมติฐานของการวิจัย 1. นักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5 เรียนด้วยกิจกรรมการเรียนรู้โดยใช้กระบวนการออกแบบ เพื่อพัฒนาโครงงานเชิงวิศวกรรมมีประสิทธิภาพตามเกณฑ์ไม่น้อยกว่าร้อยละ 75 2. นักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5 ที่เรียนด้วยกิจกรรมการเรียนรู้โดยใช้กระบวนการออกแบบ เพื่อพัฒนาโครงงานเชิงวิศวกรรม มีคะแนน หลังเรียนสูงกว่าก่อนเรียน 3. นักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5 ที่เรียนด้วยกิจกรรมการเรียนรู้โดยใช้กระบวนการออกแบบ เพื่อพัฒนาโครงงานเชิงวิศวกรรม มีผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนวิชาเทคโนโลยี (การออกแบบและ เทคโนโลยี) หลังเรียนสูงกว่าก่อนเรียน วิธีการดำเนินการวิจัย การวิจัยครั้งนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาผลพัฒนาการจัดการเรียนรู้แบบโครงงานด้วย กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม รายวิชาเทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลยี) ชั้นมัธยมศึกษา ปีที่ 5 ผู้วิจัยดำเนินการวิจัยตามขั้นตอน ดังนี้ 1. ประชากรและกลุ่มตัวอย่าง
1.1 ประชากรที่ใช้ในการวิจัยนี้ เป็นนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5 ของโรงเรียน หนองคายวิทยาคาร อำเภอเมือง จังหวัดหนองคาย ภาคเรียนที่ 2 ปีการศึกษา 2566 1.2 กลุ่มตัวอย่างที่ใช้ในการวิจัยครั้งนี้ได้มาโดยวิธีการเลือกแบบเจาะจง (Purposive Selection) คือ นักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5 ห้อง 1 โรงเรียนหนองคาย วิทยาคาร อำเภอเมือง จังหวัดหนองคาย ภาคเรียนที่ 2 ปีการศึกษา 2566 จำนวน 30 คน 2. เครื่องมือที่ใช้ในการวิจัย เครื่องมือที่ใช้ในการวิจัยมีดังนี้ 2.1 แผนการจัดการเรียนรู้ที่เรียนด้วยการจัดการเรียนรู้ เรื่อง การแก้ปัญหาด้วยการ ทำโครงงาน โดยใช้กิจกรรมการเรียนรู้โดยใช้การสอนโดยใช้กระบวนการออกแบบเพื่อพัฒนาโครงงาน เชิงวิศวกรรม ชั้นมัธยมศึกษา ปีที่ 5/1 โรงเรียนหนองคายวิทยาคาร จำนวน 1 แผน 2.2 แบบทดสอบวัดผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน เรื่อง การแก้ปัญหาด้วยการทำโครงงาน โดยใช้กิจกรรมการเรียนรู้โดยใช้การสอนโดยใช้กระบวนการออกแบบเพื่อพัฒนาโครงงานเชิง วิศวกรรม ชั้นมัธยมศึกษา ปีที่ 5/1 โรงเรียนหนองคายวิทยาคาร เป็นแบบทดสอบปรนัยชนิด เลือกตอบ 4 ตัวเลือก จำนวน 20 ข้อ 3. การเก็บรวบรวมข้อมูล ในการวิจัยครั้งนี้ ผู้วิจัยได้ดำเนินการทดลองกับกลุ่มเป้าหมายตามลำดับ ดังนี้ 3.1 เตรียมนักเรียนก่อนดำเนินการสอน โดยแนะนำวิธีการเรียนโดยใช้กิจกรรมการ เรียนรู้โดยใช้การสอนแบบ โดยใช้กระบวนการออกแบบเพื่อพัฒนาโครงงานเชิงวิศวกรรมให้นักเรียนมี ความรู้การสร้างข้อตกลงเบื้องต้นเกี่ยวกับการเรียน ขั้นตอนการเรียนและบทบาทวิธีการปฏิบัติตนใน การเรียนวิชาเทคโนโลยี(การออกแบบและเทคโนโลยี) ใช้เวลา 1 ชั่วโมงในสัปดาห์แรกก่อนทำการ ทดลอง 3.2 ทำการทดสอบก่อนเรียน (Pretest) โดยใช้แบบทดสอบการทำโครงงานใน รายวิชาเทคโนโลยี(การออกแบบและเทคโนโลยี) ใช้เวลา 1 ชั่วโมงในสัปดาห์แรกก่อนทำการทดลอง 3.3 ดำเนินการทดลองการจัดกิจกรรมการเรียนการสอนวิชาเทคโนโลยี(การ ออกแบบและเทคโนโลยี) โดยใช้กิจกรรมการเรียนรู้โดยใช้กระบวนการออกแบบเพื่อพัฒนาโครงงาน เชิงวิศวกรรมเรื่อง โครงงานกับการแก้ปัญหา กับนักเรียนตามแผนการจัดการเรียนรู้ที่ผู้วิจัยสร้างขึ้น จำนวน 1 แผน ใช้เวลา 6 ชั่วโมง
3.4 ทำการทดสอบหลังเรียน (Posttest) หลังจากการทดลองสอนสิ้นสุดลง โดยใช้แบบ ประเมินเค้าโครงโครงงานในรายวิชาเทคโนโลยี(การออกแบบและเทคโนโลยี) ใช้ในการประเมินผล งานของนักเรียน โดยใช้เวลา 1 ชั่วโมง 3.5 นำคะแนนแบบประเมินเค้าโครงโครงงานและคะแนนจากแบบวัดความสามารถใน การแก้โจทย์ปัญหา โดยใช้กิจกรรมการเรียนรู้ที่เรียนด้วยกิจกรรมการเรียนรู้โดยใช้กระบวนการ ออกแบบเพื่อพัฒนาโครงงานเชิงวิศวกรรม 4. การวิเคราะห์ข้อมูล ผู้วิจัยได้นำคะแนนจากแบบประเมินเค้าโครงโรงงานและแบบวัดทักษะการทำงานเป็น กลุ่ม มาวิเคราะห์ข้อมูลด้วยวิธีการทางสถิติ ดังนี้ 4.1 สถิติพื้นฐาน ได้แก่ ร้อยละ ค่าเฉลี่ย และส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน ใช้ในการหาค่าร้อย ละของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5 ที่ได้พัฒนาสิ่งของเครื่องใช้หรือวิธีการเพื่อการแก้ปัญหาหรือ สนองความต้องการของมนุษย์ ผ่านกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม โดยใช้โปรแกรมคอมพิวเตอร์ สำเร็จรูปทางสถิติสำหรับวิเคราะห์ข้อมูลทางพฤติกรรมศาสตร์และสังคมศาสตร์ (SPSS for window) 4.2 การทดสอบสมมติฐาน นำคะแนนที่ได้จากการทำแบบทดสอบมาเปรียบเทียบผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนวิชา เทคโนโลยี(การออกแบบและเทคโนโลยี) และความพึงพอใจทางการเรียนวิชาเทคโนโลยี(การ ออกแบบและเทคโนโลยี) ระหว่างก่อนเรียนและหลังเรียน หลังจากที่ได้รับกิจกรรมการเรียนการสอน วิชาเทคโนโลยี(การออกแบบและเทคโนโลยี) โดยใช้กิจกรรมการเรียนรู้โดยใช้กระบวนการออกแบบ เพื่อพัฒนาโครงงานเชิงวิศวกรรม โดยใช้การทดสอบทีแบบไม่อิสระ (Dependent Sample t-test) ด้วยโปรแกรมคอมพิวเตอร์สำเร็จรูปทางสถิติสำหรับวิเคราะห์ข้อมูลทางพฤติกรรมศาสตร์และ สังคมศาสตร์ (SPSS for Windows) สรุปผลการวิจัย ผลการพัฒนาการจัดการเรียนรู้แบบโครงงานด้วยกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม รายวิชาเทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลยี) โดยใช้รูปแบบการกระบวนการออกแบบเพื่อ พัฒนาโครงงานเชิงวิศวกรรม ของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5 โรงเรียนหนองคายวิทยาคาร จำนวน 30 คน สรุปผลการวิจัยได้ ดังนี้ ตารางที่ 1 แสดงให้เห็นว่าผลการพัฒนาการจัดการเรียนรู้แบบโครงงานด้วยกระบวนการออกแบบเชิง วิศวกรรม รายวิชาเทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลยี) โดยใช้รูปแบบการกระบวนการออกแบบ เพื่อพัฒนาโครงงานเชิงวิศวกรรม ของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5 มีประสิทธิภาพตามเกณฑ์ 75/75
รายการประเมิน จำนวน นักเรียน คะแนนเต็ม คะแนนรวม ̅ร้อยละ คะแนนกระบวนการ ระหว่างเรียน(E1 ) 30 50 1301 43.36 86.73 คะแนนวัดผลสัมฤทธิ์ ทางการเรียนหลังเรียน (E2 ) 30 20 509 16.96 84.83 จากตารางที่ 1 แสดงให้เห็นว่าผลการพัฒนาการจัดการเรียนรู้แบบโครงงานด้วยกระบวนการ ออกแบบเชิงวิศวกรรม รายวิชาเทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลยี) โดยใช้รูปแบบการ กระบวนการออกแบบเพื่อพัฒนาโครงงานเชิงวิศวกรรม ของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5 โรงเรียนหนองคายวิทยาคาร มีประสิทธิภาพเท่ากับ 86.73/84.83 แสดงว่าการจัดการเรียนรู้แบบ โครงงาน เรื่อง การแก้ปัญหาด้วยการทำโครงงาน โดยใช้รูปแบบกระบวนการออกแบบเพื่อพัฒนา โครงงานเชิงวิศวกรรม ของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5 โรงเรียนหนองคายวิทยาคาร ที่ผู้วิจัยสร้าง ขึ้นมีประสิทธิภาพผ่านเกณฑ์มาตรฐานที่ตั้งไว้ E1/E2 = 75/75 และสูงกว่าเกณฑ์มาตรฐาน ตารางที่ 2 การทดสอบวัดการพัฒนาการจัดการเรียนรู้แบบโครงงานด้วยกระบวนการออกแบบเชิง วิศวกรรม ในรายวิชาเทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลยี) ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5 โดยใช้รูปแบบ กระบวนการออกแบบเพื่อพัฒนาโครงงานเชิงวิศวกรรม ของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5 โรงเรียนหนองคายวิทยาคาร จำนวน 30 คน ผลการทดสอบ ̅ S.D. ̅ t-test Sig ก่อนเรียน 9.03 2.11 7.4 20.23 0.000 หลังเรียน 16.43 1.56 * มีนัยสำคัญทางสถิติที่ระดับ .05 จากตารางที่ 2 พบว่าการทดสอบก่อนเรียนและหลังเรียนการจัดการเรียนรู้แบบโครงงาน เรื่อง การแก้ปัญหาด้วยการทำโครงงาน โดยใช้รูปแบบกระบวนการออกแบบเพื่อพัฒนาโครงงานเชิง วิศวกรรม ของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5 โรงเรียนหนองคายวิทยาคาร มีค่าคะแนนเฉลี่ยเท่ากับ 9.03 คะแนน และ 16.43 คะแนนตามลำดับ เมื่อเปรียบเทียบกันด้วยการวิเคราะห์ค่าที (t-test) แบบ ไม่อิสระ ผลปรากฏว่าผลการพัฒนาการจัดการเรียนรู้แบบโครงงานด้วยกระบวนการออกแบบเชิง วิศวกรรม ทางการเรียนก่อนเรียน และหลังเรียนต่างกันอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติที่ระดับ .05
อภิปรายผล จากการวิจัยการพัฒนาการจัดการเรียนรู้แบบโครงงานด้วยกระบวนการออกแบบเชิง วิศวกรรม เรื่อง การแก้ปัญหาด้วยการทำโครงงาน สำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5 โรงเรียน หนองคายวิทยาคาร สามารถอภิปรายผลการวิจัยได้ ดังนี้ ตอนที่ 1 พัฒนาการจัดการเรียนรู้แบบโครงงานด้วยกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม ใน รายวิชาเทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลยี) ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5 โรงเรียนหนองคายวิทยาคาร จำนวน 3 หน่วยการเรียนรู้ของนักเรียนจำนวน 30 คน พบว่า นักเรียนมีคะแนนเฉลี่ยในภาพรวมคิด เป็นร้อยละ 95 ซึ่งอยู่ในเกณฑ์ ผ่าน โดยนักเรียน มีคะแนนไม่ต่ำกว่าร้อยละ 75 ผ่านเกณฑ์จำนวน 27 คน คิดเป็นร้อยละ 92.68 และมีนักเรียนมีคะแนน ไม่ผ่านเกณฑ์ จำนวน 3 คน คิดเป็นร้อยละ 5.32 การเรียนรู้โดยใช้กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม ทำให้นักเรียนมีผลคะแนนความคิดสร้างสรรค์ ผ่านเกณฑ์เป็นส่วนใหญ่ เนื่องจากนักเรียนมีการเรียนรู้ตามขั้นตอนของกระบวนการออกแบบเชิง วิศวกรรม ทั้ง 6 ขั้นตอน ประกอบด้วย ขั้นกำหนดสถานการณ์ ขั้นเรียนรู้ ขั้นออกแบบ ขั้นสร้างสรรค์ ขั้นตรวจสอบผลลัพธ์ และขั้นแสดงผลงาน ซึ่งเป็นการเรียนรูที่ผ่านการลงมือปฏิบัติจึงทำให้ผู้เรียนเกิด ความเข้าใจและเกิดทักษะในการทำงานอย่างเป็นขั้นตอน รู้จักการวางแผน คิดค้นหาแนวทางที่ หลากหลาย รวมถึงตรวจสอบปรับปรุงหรือเปลี่ยนแปลงให้เกิดชิ้นงานหรือแนวทางใหม่ในการ แก้ปัญหาได้อย่างเหมาะสม และในเรื่องความคิดสร้างสรรค์คะแนนที่นักเรียนทำได้ผลดีคือ ด้าน ความคิดยืดหยุ่น เพราะนักเรียนสามารถจัดกลุ่ม ลักษณะของสิ่งต่างๆ รวมถึงสามารถปรับเปลี่ยน รูปแบบชิ้นงานหรือวิธีการแก้ปัญหาได้อย่างหลากหลายตามที่กำหนดในแต่ละกิจกรรมการเรียนรู้ได้ดี เช่น เมื่อกำหนดหัวข้อในการศึกษา นักเรียนสามารถสร้างสรรค์ชิ้นงานได้หลายรูปแบบตาม สถานการณ์ ส่วนด้านความคิดละเอียดอ่อน นักเรียนมีผลคะแนนน้อยที่สุด เนื่องจากนักเรียนส่วนใหญ่ ยังแสดงรายละเอียด ในชิ้นงานหรืออธิบายลำดับขั้นตอนของการแก้ปัญหาได้ไม่ชัดเจน ซึ่งต้องอาศัย ความรอบคอบในการ ทำงานและการคิดอย่างเป็นลำดับขั้นตอน ศูนย์สะเต็มศึกษาแห่งชาติ (2559) มีความเห็นสนับสนุนความเห็นข้างต้น โดยกล่าวว่า กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรมเป็นการอาศัยแนวทางในการแก้ปัญหาเชิงวิศวกรรมเพื่อฝึกทักษะ การคิด การแก้ปัญหา ซึ่งจะทำให้ผู้เรียนมีความคิดริเริ่มสร้างสรรค์และก่อให้เกิดนวัตกรรมที่เป็น ประโยชน์และสอดคล้องกับงานวิจัยของภัสสร ติดมา, มลิวรรณ นาคขุนทด และสิรินภา กิจเกื้อกูล (2558) ศึกษาวิจัยเรื่อง การจัดการเรียนรู้ตามแนวทาง STEM Education เรื่องระบบของร่างกาย มนุษย์ เพื่อ ส่งเสริมความคิดสร้างสรรค์สา หรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5 โรงเรียนหนองคายวิทยา คาร ผลการวิจัยพบว่า นักเรียนที่เรียนโดย การจัดการเรียนรู้ตามแนวทาง STEM Education มี พัฒนาการด้านความคิดสร้างสรรค์หลังเรียนเพิ่มสูงขึ้น และสอดคล้องกับงานวิจัยของ อโนดาษ์ รัช เวทย์, ฐิชินีปกรณ์ สมแก้วและปภาวี อุปธิ(2560) ได้ศึกษาวิจัยเรื่องการพัฒนาทักษะการเรียนรู้และ
นวัตกรรมในศตวรรษที่ 21 โดยชุดการเรียนการสอนตาม แนวสะเต็มศึกษาเรื่องการแยกสารของ นักเรียน ชั้นมัธยมศึกษาปีที่2 ผลการวิจัยพบว่า นักเรียนมีทักษะ การเรียนรู้และนวัตกรรม โดย ประเมินพฤติกรรมออกเป็น 3 ด้าน ดังนี้ การคิดเชิงวิพากษ์และการ แก้ปัญหา ด้านการสื่อสารและ การมีส่วนร่วม และด้านความคิด สร้างสรรค์และนวัตกรรม มีค่าเท่ากับ 3.62 ซึ่งอยู่ในระดับมาก ตอนที่ 2 ศึกษาผลพัฒนาการจัดการเรียนรู้แบบโครงงานด้วยกระบวนการออกแบบเชิง วิศวกรรม รายวิชาเทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลยี) ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5 โรงเรียนหนองคาย วิทยาคาร จำนวน 30 คน พบว่า 1) นักเรียนมีคะแนนความสามารถการเรียนรู้วิชาเทคโนโลยี(การออกแบบและเทคโนโลยี)ใน รูปแบบงานกลุ่ม ผ่านเกณฑ์ไม่ต่ำกว่าร้อยละ 75 จำนวน 5 กลุ่ม คิดเป็นร้อยละ 95 และนักเรียนที่มี คะแนนความสามารถ ในการเรียนรู้วิชาเทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลยี) ในรูปแบบงานกลุ่ม ไม่ผ่านเกณฑ์ร้อยละ 75 จำนวน 1 กลุ่ม คิดเป็น ร้อยละ 10 แสดงให้เห็นว่า นักเรียนชอบทำงานกลุ่ม ทำให้มีพัฒนาการในการเรียนรู้ดีขึ้น เนื่องจากครั้งแรกนักเรียนยังไม่เกิดการเรียนรู้ในกระบวนการกลุ่ม ซึ่งยังขาดความสามัคคีแย่งกันทำงาน และไม่ค่อยมีการแลกเปลี่ยนความคิดเห็นซึ่งกันและกัน ในครั้งที่ สองนักเรียนได้ร่วมกันทำงานโดยใช้กระบวนการกลุ่ม อีกครั้งซึ่งได้เรียนรู้ปัญหาและแก้ไขข้อบกพร่อง รวมถึงกิจกรรมการเรียนส่งเสริมให้นักเรียนได้แสดงความคิดเห็น และแบ่งหน้าที่กันทำงาน จึงทำให้ เกิดกระบวนการเรียนรู้ที่ดีขึ้น สอดคล้องกับเคิร์ท เลวิน (Kurt Lewin) ได้เสนอแนวคิดในทฤษฎี ภาคสนาม กล่าวว่า การรวมกลุ่มจะเกิดปฏิสัมพันธ์ระหว่างสมาชิก ในกลุ่มในด้านการกระทำ ความรู้สึก และความคิด สมาชิกกลุ่มจะมีการปรับตัวเข้าหากันและจะพยายาม ช่วยกันทำงานโดย อาศัยความสามารถของแต่ละบุคคลซึ่งจะทำให้การปฏิบัติงานลุล่วงไปได้ตามเป้าหมายของกลุ่ม 2) นักเรียนมีคะแนนความสามารถการเรียนรู้วิชาเทคโนโลยี(การออกแบบและเทคโนโลยี) ในรูปแบบงาน รายบุคคล ผ่านเกณฑ์ไม่ต่ำกว่าร้อยละ 75 จำนวน 27 คน คิดเป็นร้อยละ 95 และ นักเรียนที่มีคะแนน ไม่ผ่านเกณฑ์ร้อยละ 75 จำนวน 3 คน คิดเป็นร้อยละ 5.75 จะเห็นได้ว่า นักเรียน ส่วนใหญ่มีความสามารถในการเรียนรู้โดยใช้กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรมในระดับผ่านเกณฑ์ เนื่องจากนักเรียนได้ปฏิบัติกิจกรรมในวิชาเทคโนโลยี(การออกแบบและเทคโนโลยี) ตามขั้นตอนของ กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม ทั้ง 6 ขั้นตอน โดยนักเรียนมีคะแนนความสามารถการเรียนรู้ใน รูปแบบงานรายบุคคลครั้งที่สองมากกว่าครั้งแรก แสดง ให้เหน็ว่า นักเรียนมีความสามารถในการระบุ ประเด็น หรือความต้องการเรื่องที่ศึกษาได้มีความสามารถใน การค้นหาข้อมูลและเรียนรู้โปรแกรม คอมพิวเตอร์ที่เกี่ยวข้องกับสิ่งที่ตนเองกำลังศึกษา รู้จักการออกแบบ แนวทางการแก้ปัญหาและ ชิ้นงานของตนเอง จากนั้นลงมือปฏิบัติในการแก้ปัญหาหรือสร้างชิ้นงานตาม แนวทางที่ได้ออกแบบไว้ และมีการตรวจสอบผลลัพธ์ที่ได้แล้วทำการแก้ไขปรับปรุงเมื่อเกิดข้อผิดพลาด และสามารถแสดง ผลงานของตนเองโดยการแลกเปลี่ยนเรียนรู้กับเพื่อนๆ ได้ดีขึ้น สอดคล้องกับงานวิจัย ของ มนัส ชวด
ดา (2560) ได้เสนองานวิจัยเรื่อง การศึกษากระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรมศาสตร์ของ นักเรียน ระดับชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 3 เรื่อง ปริมาณออกซิเจนละลายในน้ำด้วยการจัดการเรียนรู้ผ่านสะเต็ม ศึกษา พบว่า นักเรียนที่ผ่านการจัดกิจกรรมการเรียนรู้ค่ายวิทยาศาสตร์เรื่องปริมาณออกซิเจนละลาย ในน้ำด้วยการจัดการเรียนรู้ผ่านสะเต็มศึกษา เกิดกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรมศาสตร์ผลการ ประเมิน ในภาพรวมทั้ง 5 ขั้นอยู่ในระดับดีมาก นอกจากนี้คอร์บีท คีททอลและคณะ (Corbett, Krystal.;/et al. 2013) ได้นำเสนอการจัดการเรียนการสอนโดย ใช้ STEM EDA (STEM Explore, Discover, Apply) ในกระบวนการออกแบบทางวิศวกรรม โดยกลุ่มตัวอย่างที่ใช้ในงานวิจัยคือ นักเรียนในระดับ grade 6 (Explore), grade 7 (Discover), grade 8 (Apply) ซึ่งใช้เวลาในการเรียน แต่ละเรื่อง 3 สัปดาห์ ซึ่งผลจากการวิจัยการใช้Engineering Design Process โดยใช้ STEM EDA ทำ ให้ผู้เรียนได้เกิดการเรียนรู้และ แก้ปัญหาโดยใช้กระบวนการคิดอย่างเป็นระบบ 3) เมื่อเปรียบเทียบคะแนนความคิดสร้างสรรค์และความสามารถการเรียนรู้วิชาเทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลยี) โดยใช้กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม นักเรียนมีคะแนนความคิด สร้างสรรค์เฉลี่ยร้อยละ 95 ซึ่งอยู่ในเกณฑ์ ผ่าน และมีคะแนนความสามารถการเรียนรู้วิชาเทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลยี) โดยใช้กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรมเฉลี่ยร้อยละ 88.99 ซึ่งอยู่ใน เกณฑ์ ผ่าน จะเห็นได้ว่า นักเรียนมีความคิดสร้างสรรค์และความสามารถการเรียนรู้วิชาเทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลยี) ในระดับใกล้เคียงกัน เมื่อพิจารณาระดับความคิดสร้างสรรค์ตามหน่วย การเรียนรู้จากหน่วยการเรียนรู้ที1 ถึงหน่วยการเรียนรู้ที่ 3 แสดงให้เห็นว่าการเรียนรู้วิชาเทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลยี) โดยใช้กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม สามารถส่งเสริมให้นักเรียน เกิดความคิดสร้างสรรค์ดีขึ้นตามลำดับ เนื่องจากกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม ช่วยส่งเสริมให้ นักเรียนได้เกิดกระบวนการคิด การทำงานอย่างเป็นขั้นตอน การออกแบบและสร้างสรรค์แลกเปลี่ยน เรียนรู้และหาแนวทางใหม่ๆ ที่หลากหลาย สอดคล้องกับงานวิจัยของมีนกาญจน์ แจ่มพงษ์และ นพดล พรามณี (2560) ได้ศึกษาวิจัยการพัฒนาชุดฝึกทักษะแบบสะเต็มศึกษาโดยการสร้างสรรค์ชิ้นงาน เรื่อง พลังงานรอบตัว กลุ่มตัวอย่างที่ใช้ในการวิจัย คือ นักเรียนระดับชั้นประถมศึกษาปีที่4 โรงเรียนสาธิต นวัตกรรม มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลธัญบุรี โดยมีรูปแบบการเรียนรู้บูรณาการแบบการรวม ระหว่างการผสมผสานเนื้อหาหลายวิชากับกิจกรรมการเรียนการสอน คือ วิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี ศิลปะ วิศวกรรม และคณิตศาสตร์ ผลการวิจัยพบว่า ผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนด้านปฏิบัติงานนักเรียน ได้ปฏิบัติการสร้างสรรค์ชิ้นงานมีประสิทธิภาพมากขึ้น และความสามารถในการสร้างสรรค์ชิ้นงาน หลังจากที่ ได้เรียนโดยใช้แบบประเมินตามสภาพจริง (แบบวัดคะแนนแบบรูบริค Scoring Rubric) อยู่ในระดับดีนอกจากนี้ English, Lyn D. และ Donna King (2017) ได้ทำการศึกษาวิศวกรรมศึกษา กับนักเรียน ระดับชั้นประถมศึกษาปีที่4 โดยใช้การออกแบบเป็นฐาน ซึ่งการทดลองของนักเรียนอยู่ ภายใต้กรอบ แนวคิดกระบวนการออกแบบทางวิศวกรรม 5 ขั้นตอนที่ได้พัฒนาขึ้นจากการวิเคราะห์
ข้อมูลและฐานข้อมูล เชิงทฤษฎี ผลการวิจัยแสดงให้เห็นว่า เมื่อนักเรียนนำกระบวนการออกแบบเชิง วิศวกรรมมาใช้ซ้ำ โดยมีการประยุกต์ใช้ความรู้ด้านคณิตศาสตร์และวิทยาศาสตร์ เห็นได้ว่านักเรียนมี การประยุกต์ใช้ความรู้เกี่ยวกับเนื้อหามาใช้ในการแก้ปัญหา และผลการวิจัยยังได้แสดงถึงการเรียนรู้ ร่วมกันผ่านการสนทนา ภายในกลุ่มและการแลกเปลี่ยนความรู้โดยการนำเสนอขั้นตอนผลงานและทำ ให้เกิดการเรียนรู้ที่มีความหมายมากขึ้น ข้อเสนอแนะ จากผลการวิจัยการพัฒนาการจัดการเรียนรู้แบบโครงงานด้วยกระบวนการออกแบบเชิง วิศวกรรม เรื่อง การแก้ปัญหาด้วยการทำโครงงาน โดยใช้รูปแบบกระบวนการออกแบบเพื่อพัฒนา โครงงานเชิงวิศวกรรม ของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5 โรงเรียนหนองคายวิทยาคาร ผู้วิจัยมี ข้อเสนอแนะดังต่อไปนี้ 1. ข้อเสนอแนะเพื่อใช้ในการจัดการเรียนการสอน 1.1 กิจกรรมการเรียนรู้วิชาเทคโนโลยี(การออกแบบและเทคโนโลยี) โดยใช้กระบวนการ ออกแบบเชิงวิศวกรรมเป็น การเรียนรู้ที่เน้นการปฏิบัติโดยใช้อุปกรณ์เทคโนโลยีต่างๆ เป็นสื่อในการ เรียนรู้ ผู้สอนควรเตรียมตัวและ มีการวางแผนอย่างเป็นระบบ จัดระยะเวลาในการเรียนการสอนอย่าง รอบคอบ สถานศึกษาควรจัดระบบ อินเทอร์เน็ตและระบบรักษาความปลอดภัยของคอมพิวเตอร์ 1.2 ก่อนการจัดกิจกรรมการเรียนรู้วิชาเทคโนโลยี(การออกแบบและเทคโนโลยี) โดยใช้ กระบวนการออกแบบเชิง วิศวกรรม ควรปฐมนิเทศนักเรียนให้มีความรู้ความเข้าใจในแต่ละขั้นตอน ของกระบวนการออกแบบเชิง วิศวกรรมเพื่อให้นักเรียนสามารถปฏิบัติได้ถูกต้องและเกิดการเรียนรู้ ตามวัตถุประสงค์ 1.3 การจัดกิจกรรมการเรียนรู้วิชาเทคโนโลยี(การออกแบบและเทคโนโลยี) โดยใช้ กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม ครูผู้สอนอาจปรับหรือยืดหยุ่นเวลาในแต่ละขั้นของกิจกรรมตาม ความเหมาะสม 2. ข้อเสนอแนะในการวิจัยครั้งต่อไป ควรนำแนวทางการจัดกิจกรรมการเรียนรู้วิชาเทคโนโลยี(การออกแบบและเทคโนโลยี) โดยใช้กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรมไปใช้ในระดับชั้นที่สูงขึ้น หรือประยุกต์ใช้ในวิชาอื่นๆ เช่น วิทยาศาสตร์ การงาน อาชีพ เป็นต้น เพื่อพัฒนาทักษะกระบวนการของนักเรียนอย่างต่อเนื่อง
บรรณานุกรม สุกัญญา ตางาม. (2561). การพัฒนาความคิดสร้างสรรค์โดยใช้กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม วิชา เทคโนโลยีสร้างสรรค์ ของนักเรียนชั้นประถมศึกษาปี ที่ 2. วิทยานิพนธ์ ศึกษาศาสตร มหาบัณฑิต สาขาหลักสูตรและการสอน วิทยาลัยครุศาสตร์ มหาวิทยาลัย ธุรกิจบัณฑิตย์. มนัส ชวดดา. (2560). การศึกษากระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรมศาสตร์ของนักเรียนระดับชั้น มัธยมศึกษาปี ที่ 3 เรื่อง ปริมาณออกซิเจนละลายในน้ำด้วยการจัดการเรียนรู้ผ่าน สะเต็มศึกษา (วิทยานิพนธ์ปริญญามหาบัณฑิต). ชลบุรี: มหาวิทยาลัยบูรพา. วรรณา รุ่งลักษะมีศรี. (2551). ผลของการเรียนการสอนที่เน้นกระบวนการออกแบบทางวิศวกรรม ที่มีต่อความสามารถในการแก้ปัญหาเชิงวิทยาศาสตร์ และทักษะกระบวนการทาง วิทยาศาสตร์ขั้นผสมผสานของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาตอนต้นในโรงเรียนสาธิต. วิทยานิพนธ์ศึกษาศาสตรมหาบัณฑิต,จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. กระทรวงศึกษาธิการ. (2551). หลักสูตรแกนกลางการศึกษาขั้นพื้นฐานพุทธศักราช 2551. กรุงเทพฯ:คุรุสภาลาดพร้าว.