การจัดการเรียนรู้ที่บูรณาการด้วยสะเต็มศึกษาเพื่อพัฒนาสมรรถนะการสืบสอบทางวิทยาศาสตร์เชิงสร้างสรรค์โดยใช้บริบทของเป้าหมายการพัฒนาอย่างยั่งยืน (SDGs) เป็นฐาน ในหน่วยการเรียนรู้ เรื่องระบบนิเวศและสิ่งแวดล้อม สำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 3

ผู้วิจัย: นายสุธิพงษ์  ใจแก้ว

สถานที่ทำงาน: โรงเรียนดำรงราษฎร์สงเคราะห์ สำนักงานเขตพื้นที่การศึกษามัธยมศึกษาเชียงราย

ความเป็นมาและความสำคัญของปัญหาการวิจัย

          ความสามารถในการนำความรู้และทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์มาใช้เพื่อการแสวงหาความรู้หรือคำตอบที่ต้องการ โดยสามารถทำความเข้าใจเรื่องราวในธรรมชาติ มีการใช้เหตุผลสนับสนุนหรือคัดค้านสู่การตัดสินใจ ตลอดจนการสร้างนวัตกรรม เพื่อแก้ปัญหาชีวิตประจำวัน ด้วยการเป็นผู้สนใจใฝ่รู้ มีเหตุผล รวมทั้งมีจินตนาการ เป็นสมรรถนะการสืบสอบทางวิทยาศาสตร์ที่แท้จริง (เฉลิมชัย  พันธ์เลิศ. 2561) ตามเป้าหมายการจัดการเรียนรู้สู่สมรรถนะการอยู่ในสังคมโลก (Global Competence) ที่เป็นส่วนหนึ่งของการประเมินผลใน PISA2018 ได้แก่ การมีความรู้ ทักษะ เจตคติ และการให้คุณค่าของการอยู่ร่วมกันของสังคมโลกอย่างผาสุกและการพัฒนาที่ยั่งยืน (สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี. 2561) และกรอบการพัฒนาสมรรถนะเด็กไทยที่พึงประสงค์ ในสภาพสังคมไทยในอนาคต (สมพิส หาญมนตรี ธีรชัย เนตรถนอมศักดิ์ และจุมพล พูลภัทรชีวิน. 2558) ทั้งนี้การจัดการเรียนรู้ด้วยสะเต็มศึกษาที่เน้นการนำกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรมจึงถูกนำมาใช้เป็นเครื่องมือในการเรียนรู้ การพัฒนาความคิดพื้นฐานไปสู่การคิดอย่างเป็นระบบ การคิดเชิงเหตุผล การคิดสร้างสรรค์ และการคิดเชิงซับซ้อน อย่างไรก็ตามการพัฒนาทรัพยากรมนุษย์ต้องพัฒนาควบคู่ไปกับการพัฒนาทรัพยากรทางธรรมชาติ จึงจะทำให้เกิดความยั่งยืนและสมดุลของโลกได้ ตามข้อตกลงร่วมกันในเป้าหมายการพัฒนาอย่างยั่งยืน (sustainable development goals ; SDGs) ขององค์การสหประชาชาติ (United Nations: UN) รวม 17 เป้าหมาย

          การวิจัยและการพัฒนาการจัดกิจกรรมการเรียนรู้ในครั้งนี้เกิดจากสภาพปัญหาและข้อสังเกตที่เกิดจากในห้องเรียนโดยเฉพาะหน่วยการเรียนรู้เรื่องระบบนิเวศและสิ่งแวดล้อม พบว่า กิจกรรมการเรียนรู้ไม่ตอบสนองความสนใจและความต้องการในการเรียนรู้ของนักเรียนรายบุคคลหรือรายกลุ่ม ขาดการบูรณาการสะเต็มศึกษาเพื่อพัฒนาสมรรถนะการสืบสอบทางวิทยาศาสตร์ รวมถึงโอกาสในการนำเสนอประเด็นสร้างสรรค์หรือแนวทางการแก้ไขปัญหาในชีวิตประจำวันของนักเรียนเอง การพัฒนาทักษะในศตวรรษที่ 21 และการขับเคลื่อนเป้าหมายของการพัฒนาอย่างยั่งยืน (SDGs) ตามกรอบการพัฒนาสมรรถนะเด็กไทยในอนาคต การวิจัยครั้งนี้จึงเป็นการออกแบบการจัดกิจกรรมการเรียนรู้ที่บูณาการด้วยสะเต็มศึกษาและกระบวนการสืบสอบหาความรู้ทางวิทยาศาสตร์ (5E) เพื่อการพัฒนาสมรรถนะการสอบทางวิทยาศาสตร์เชิงสร้างสรรค์ด้วยรูปแบบ 6E Learning (Burke, 2014) ในหน่วยการเรียนรู้ เรื่อง ระบบนิเวศและสิ่งแวดล้อม ของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 3

วัตถุประสงค์การวิจัย

          1. ออกแบบการจัดการเรียนรู้ที่บูรณาการด้วยสะเต็มศึกษาเพื่อพัฒนาสมรรถนะการสืบสอบทางวิทยาศาสตร์เชิงสร้างสรรค์ โดยใช้บริบทของเป้าหมายการพัฒนาอย่างยั่งยืน (SDGs) เป็นฐาน ในหน่วยการเรียนรู้ เรื่อง ระบบนิเวศและสิ่งแวดล้อม สำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 3
          2. ศึกษาผลการพัฒนาสมรรถนะการสืบสอบทางวิทยาศาสตร์เชิงสร้างสรรค์ของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 3
          3. ศึกษาผลสะท้อนด้านสมรรถนะการสืบสอบทางวิทยาศาสตร์เชิงสร้างสรรค์ของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 3 และประเด็นสร้างสรรค์ที่สัมพันธ์กับเป้าหมายการพัฒนาอย่างยั่งยืน (SDGs)

วิธีดำเนินการวิจัย

แบบแผนการวิจัย

          ผู้วิจัยได้ศึกษาและพัฒนาการจัดกิจกรรมการเรียนรู้แล้ววิจัยเชิงปฏิบัติการในชั้นเรียน แบบ One short case study design และติดตามผลการพัฒนาต่อยอดประเด็นสร้างสรรค์ภายหลังการจัดกิจกรรมการเรียนรู้ 1 ภาคเรียน

ประชากรและกลุ่มตัวอย่าง

          ประชากร ได้แก่ นักเรียนระดับชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 3 ห้องเรียนพิเศษวิทยาศาสตร์ โรงเรียนดำรงราษฎร์สงเคราะห์ จังหวัดเชียงราย สำนักงานเขตพื้นที่การศึกษามัธยมศึกษาเชียงราย ภาคเรียนที่ 1 ปีการศึกษา 2562 จำนวน 120 คน

          กลุ่มตัวอย่าง ได้แก่ นักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 3.3 จำนวน 40 คน ได้มาโดยการสุ่มแบบจับสลากจากห้องเรียนที่ได้รับมอบหมายให้สอน

เครื่องมือที่ใช้ในการเก็บรวบรวมข้อมูล

          1. แผนการจัดการเรียนรู้ที่บูรณาการด้วยสะเต็มศึกษาเพื่อพัฒนาสมรรถนะการสืบสอบทางวิทยาศาสตร์เชิงสร้างสรรค์ โดยใช้บริบทของเป้าหมายการพัฒนาอย่างยั่งยืน (SDGs) เป็นฐาน ในหน่วยการเรียนรู้ เรื่อง ระบบนิเวศและสิ่งแวดล้อม สำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 3 จำนวน 5 แผนการจัดการเรียนรู้ รวมระยะเวลาทั้งสิ้น 15 คาบ คาบเรียนละ 50 นาที
          2. แบบประเมินสมรรถนะการสืบสอบทางวิทยาศาสตร์ ผู้วิจัยได้ประยุกต์ใช้เกณฑ์การวัดระดับสมรรถนะการสืบสอบทางวิทยาศาสตร์ของ Sanborn Regional School District (2016) และ Redesignu (2017) โดยแบ่งระดับของการพัฒนาสมรรถนะการสืบสอบทางวิทยาศาสตร์ของนักเรียน 4 ระดับ ดังนี้ 1) ระดับไม่ปรากฏสมรรถนะ, L (Limited Proficiency), 2) ระดับพื้นฐาน, B (Basic Proficiency), 3) ระดับชำนาญ, P (Proficient) และ 4) ระดับเกินกว่าคาดหวังหรืออยู่ในระดับเป็นแบบอย่าง, E (Exceed)

การเก็บรวบรวมข้อมูล

          1. ดำเนินการสร้างและพัฒนาเครื่องมือ ประกอบไปด้วย แผนการจัดการเรียนรู้ และแบบประเมินสมรรถนะการสืบสอบทางวิทยาศาสตร์
          2. จัดกิจกรรมการเรียนรู้ที่บูรณาการด้วยสะเต็มศึกษาเพื่อพัฒนาสมรรถนะการสืบสอบทางวิทยาศาสตร์เชิงสร้างสรรค์ โดยใช้บริบทของเป้าหมายการพัฒนาอย่างยั่งยืน (SDGs) เป็นฐาน ในหน่วยการเรียนรู้ เรื่อง ระบบนิเวศและสิ่งแวดล้อม ของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 3 ด้วยตนเองในชั้นเรียน ซึ่งนักเรียนจะได้รับการพัฒนาสมรรถนะทางวิทยาศาสตร์ (Science Competencies) ตามกรอบการประเมินด้านวิทยาศาสตร์ PISA2018 จำนวน 5 วงรอบ ตามแผนการจัดการเรียนรู้ 5 แผน ประกอบด้วย 1) ระบบนิเวศของโลกทั้งระบบเป็นอย่างไร 2) สุขภาพพืชสู่โลกแห่งความยั่งยืน 3) สมดุลของระบบนิเวศเป็นอย่างไร 4) การใช้ทรัพยากรธรรมชาติตามหลักปรัชญาของเศรษฐกิจพอเพียงทำได้อย่างไร 5) การอนุรักษ์สิ่งแวดล้อมในท้องถิ่นอย่างยั่งยืนทำได้อย่างไร โดยมีรายละเอียดในการจัดกิจกรรมการเรียนรู้ และการเก็บรวบรวมข้อมูลจากการปฏิบัติการในชั้นเรียนด้วยวงจร (PAOR) Plan-Act-Observe-Reflect) (Zuber-Skerritt and Perry, 2002) เพื่อติดตามพัฒนาการนักเรียนรายกลุ่มและให้การปรึกษานักเรียนเพื่อพัฒนาและปรับปรุงผลงานอย่างต่อเนื่อง ด้วยบันทึกหลังสอน
          3. ประเมินสมรรถนะการสืบสอบทางวิทยาศาสตร์เชิงสร้างสรรค์ด้วยแบบประเมิน เมื่อจัดกิจกรรมการเรียนรู้ครบทุกแผนการจัดการเรียนรู้
          4. วิเคราะห์ผลสะท้อนด้านสมรรถนะการสืบสอบทางวิทยาศาสตร์เชิงสร้างสรรค์ของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 3 และประเด็นสร้างสรรค์ที่สัมพันธ์กับเป้าหมายการพัฒนาอย่างยั่งยืน (SDGs) ติดตามผลการพัฒนาต่อยอดของประเด็นสร้างสรรค์ สู่การนำไปใช้จริงภายหลังสิ้นสุดการจัดกิจกรรมการเรียนรู้ 1 ภาคเรียนการศึกษา

การวิเคราะห์ข้อมูล

          การวิเคราะห์ข้อมูล วิเคราะห์ข้อมูลทั้งข้อมูลเชิงคุณภาพและข้อมูลเชิงปริมาณดังนี้
                  1. ข้อมูลเชิงคุณภาพ ได้จากแบบบันทึกผลการใช้แผนการจัดการเรียนรู้ วิเคราะห์ข้อมูลด้วยการเขียนสรุปและการอธิบายความซึ่งจะนำมาสู่การสรุปผลการวิจัย
                  2. ข้อมูลเชิงปริมาณข้อมูล วิเคราะห์ด้วยสถิติเชิงบรรยาย คือ ค่าเฉลี่ย ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน และการแปลผลระดับสมรรถนะการสืบสอบทางวิทยาศาสตร์เชิงสร้างสรรค์

สรุปผลการวิจัย

          1. ผลการออกแบบกิจกรรมการเรียนรู้โดยบูรณาการขั้นตอนของสะเต็มศึกษาเพื่อพัฒนาสมรรถนะการสืบสอบทางวิทยาศาสตร์เชิงสร้างสรรค์ ที่ประกอบด้วย ขั้นตั้งคำถามเพื่อระบุปัญหา ขั้นรอบรู้สถานการณ์ของปัญหา ขั้นเข้าใจและเข้าถึงปัญหา ขั้นออกแบบและลงมือ ขั้นทดสอบแก้ไขและสร้างคำอธิบายชิ้นงาน และขั้นประเมินและสื่อสารแนวคิด ในรูปแบบการจัดกิจกรรมการเรียนรู้แบบ 6E Learning ขั้นตอนที่ 4 ขั้นวิศวกรรม (Engineer) แสดงขั้นตอนดังภาพที่ 1 พบว่า สามารถกระตุ้นการเรียนรู้เชิงลึกและแรงขับของการแสดงพฤติกรรมสมรรถนะการสืบสอบทางวิทยาศาสตร์เชิงสร้างสรรค์ของนักเรียนได้ด้วยรูปแบบการเสนอแนวทางการแก้ไขปัญหา การพัฒนานวัตกรรมสิ่งประดิษฐ์และรูปแบบวิธีการที่สร้างสรรค์ตามบริบทท้องถิ่นและความสนใจของนักเรียน 10 ประเด็นภาพที่ 1 ขั้นตอนการจัดกิจกรรมการเรียนรู้

          2. นักเรียนมีผลการประเมินสมรรถนะการสืบสอบทางวิทยาศาสตร์เชิงสร้างสรรค์ระดับ P (Proficient) ขึ้นไป คือ ระดับชำนาญ และระดับ E (Exceed)  คือ ระดับที่เกินกว่าคาดหวังหรืออยู่ในระดับเป็นแบบอย่าง รวมร้อยละ 80 ส่วนระดับ B (Basic Proficiency) คือ ระดับพื้นฐาน ร้อยละ 20 และไม่พบว่ามีนักเรียนอยู่ในระดับ L (Limited Proficiency) คือ ไม่ปรากฏสมรรถนะ ร้อยละ 0
          3. ผลสะท้อนด้านสมรรถนะการสืบสอบทางวิทยาศาสตร์เชิงสร้างสรรค์ของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 3 และประเด็นสร้างสรรค์ที่สัมพันธ์กับเป้าหมายการพัฒนาอย่างยั่งยืน (SDGs) รวมทั้งสิ้น 13 เป้าหมาย ครอบคลุม 4 มิติ คือ เศรษฐกิจ สังคม สิ่งแวดล้อม และความร่วมมือ เมื่อติดตามผลการพัฒนาและต่อยอดประเด็นสร้างสรรค์สู่การนำไปใช้จริงภายหลังสิ้นสุดการจัดกิจกรรมการเรียนรู้ 1 ภาคเรียนการศึกษา พบว่า นักเรียนสามารถนำผลการพัฒนาประเด็นสร้างสรรค์ไปสู่เวทีการนำเสนอผลงานของนักเรียน การแสดงออกทางด้านสมรรถนะการสืบสอบทางวิทยาศาสตร์เชิงสร้างสรรค์ที่บูรณาการเรียนรู้ด้วยกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรมทั้งในระดับประเทศ และนานาชาติ โดยได้รับการยอมรับเป็นที่ประจักษ์ เช่น ประเด็น “สีสันแห่งดอกงิ้วและความสัมพันธ์ต่อวิถีชีวิตของชุมชนเขตพื้นที่จังหวัดเชียงราย” ได้เข้าร่วมการเผยแพร่และสร้างเครือข่ายเป้าหมายการพัฒนาอย่างยั่งยืน (SDGs) ของกลุ่มเยาวชนในระดับอาเซียน (The 8th  ASEAN PLUS THREE JUNIOR SCIENCE ODYSSEY 2019) การนำเสนอผลงานในงาน International conference biodiversity, “การใช้ข้าวตอกข้าวไร่พันธุ์ท้องถิ่นควบคุมการปลดปล่อยสารล่อแมลงวันพริก” และ “เข็มขัดดูดซับความชื้นจากวัสดุในท้องถิ่นเพื่อการดูแลท่อนพันธุ์อ้อยระยะแรกปลูก” เป็นต้น

 


ภาพบรรยากาศการจัดกิจกรรมการเรียนรู้และประเด็นสร้างสรรค์ของนักเรียน
“สีสันแห่งดอกงิ้วและความสัมพันธ์ต่อวิถีชีวิต ของชุมชนเขตพื้นที่จังหวัดเชียงราย”
“การใช้ข้าวตอกข้าวไร่พันธุ์ท้องถิ่นควบคุมการปลดปล่อยสารล่อแมลงวันพริก”

คุณชอบนวัตกรรมนี้แค่ไหน

กดดาวเพื่อให้คะแนน

ค่าเฉลี่ย 5 / 5. จำนวนคะแนน 2

ให้คะแนนเพื่อเป็นกำลังใจให้ผู้สร้างนวัตกรรม

Share on facebook
แชร์ไปยัง Facebook
Share on twitter
แชร์ไปยัง Twitter
Share on whatsapp
แชร์ไปยัง WhatsApp
Share on print
พิมพ์หน้านี้

แสดงความคิดเห็น