ชื่อนวัตกรรม : การพัฒนากิจกรรมการเรียนรู้แบบบูรณาการ STEM เรื่องการออกแบบของเล่นจากเศษวัสดุ เพื่อเสริมสร้างทักษะกระบวนการทางคณิตศาสตร์ของนักเรียนชั้นประถมศึกษาปีที่ 6 โรงเรียนบ้านวังใหม่ สังกัดสำนักงานเขตพื้นที่การศึกษาประถมศึกษาลำปาง เขต 3

ประเภทนวัตกรรม : STEM Education

ระดับการศึกษา : ประถมศึกษา

กลุ่มสาระการเรียนรู้ : คณิตศาสตร์

ในยุคปัจจุบัน การศึกษาในศตวรรษที่ 21 เน้นการพัฒนาทักษะที่จำเป็นสำหรับการดำรงชีวิตและการทำงานในสังคมที่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว หนึ่งในแนวทางที่ได้รับความสนใจคือการจัดการเรียนรู้แบบบูรณาการ STEM (Science, Technology, Engineering, and Mathematics) ซึ่งมุ่งเน้นการเชื่อมโยงความรู้จากหลายสาขาวิชาเพื่อแก้ปัญหาในชีวิตจริง อย่างไรก็ตาม การนำแนวทาง STEM ไปใช้ในบริบทของโรงเรียนชนบทยังเผชิญกับความท้าทายหลายประการ เช่น ข้อจำกัดด้านทรัพยากรและความพร้อมของครูผู้สอน การใช้วัสดุเหลือใช้จากท้องถิ่นในการออกแบบของเล่นสามารถเป็นทางเลือกที่เหมาะสมในการจัดกิจกรรมการเรียนรู้ที่สร้างสรรค์และยั่งยืน

การบูรณาการกิจกรรม STEM เข้ากับการเรียนการสอนคณิตศาสตร์ในระดับประถมศึกษาช่วยให้นักเรียนสามารถเชื่อมโยงความรู้ทางคณิตศาสตร์กับสถานการณ์ในชีวิตจริง พัฒนาทักษะกระบวนการทางคณิตศาสตร์ และเสริมสร้างความคิดสร้างสรรค์ ยังมีช่องว่างในการวิจัยเกี่ยวกับการพัฒนากิจกรรมการเรียนรู้ที่ใช้การออกแบบของเล่นจากเศษวัสดุเพื่อเสริมสร้างทักษะกระบวนการทางคณิตศาสตร์ในบริบทของ
โรงเรียนชนบท

ดังนั้น การวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อพัฒนากิจกรรมการเรียนรู้แบบบูรณาการ STEM เรื่องการออกแบบของเล่นจากเศษวัสดุ สำหรับนักเรียนชั้นประถมศึกษาปีที่ 6 โรงเรียนบ้านวังใหม่ สังกัดสำนักงานเขตพื้นที่การศึกษาประถมศึกษาลำปาง เขต 3 เพื่อเสริมสร้างทักษะกระบวนการทางคณิตศาสตร์และส่งเสริมการเรียนรู้ที่สอดคล้องกับบริบทของชุมชน

1. เพื่อพัฒนากิจกรรมการเรียนรู้แบบบูรณาการ STEM เรื่องการออกแบบของเล่นจากเศษวัสดุ ที่มีความเหมาะสมกับบริบทของโรงเรียนชนบทและสอดคล้องกับมาตรฐานการเรียนรู้รายวิชาคณิตศาสตร์
2. เพื่อศึกษาผลของกิจกรรมการเรียนรู้แบบบูรณาการ STEM ที่มีต่อทักษะกระบวนการทางคณิตศาสตร์ของนักเรียนชั้นประถมศึกษาปีที่ 6
3. เพื่อศึกษาความพึงพอใจของนักเรียนชั้นประถมศึกษาปีที่ 6 ที่มีต่อกิจกรรมการเรียนรู้แบบบูรณาการ STEM เรื่องการออกแบบของเล่นจากเศษวัสดุ

1. แนวคิดและทฤษฎีกิจกรรมการเรียนรู้แบบบูรณาการ

1. 1. ทฤษฎีการเรียนรู้แบบ Active Learning
   2. ทฤษฎีการออกแบบการเรียนรู้ผ่านการทำ (Constructivism)
   3. แนวคิดในการออกแบบการเรียนรู้ที่เน้นการปฏิบัติ
   4. ทฤษฎีการบูรณาการ STEM
   5. การบูรณาการ STEM กับการเรียนการสอน

2. แนวคิดทฤษฎีเกี่ยวกับการเสริมสร้างทักษะกระบวนการทางคณิตศาสตร์

1. 1. ความหมายและความสำคัญ
      1. การพัฒนาทักษะกระบวนการทางคณิตศาสตร์
      2. แนวคิดด้านการสร้างทักษะการคิดเชิงคณิตศาสตร์ผ่านการแก้ปัญหาหรือการสร้างสรรค์
      3. ความสำคัญของการบูรณาการ STEM ในการพัฒนาทักษะด้านวิทยาศาสตร์ คณิตศาสตร์ และเทคโนโลยี
      4. ความสำคัญของการใช้เศษวัสดุในการสร้างของเล่นในกระบวนการเรียนรู้
   2. องค์ประกอบและกระบวนการ
      1. กระบวนการออกแบบของเล่นจากเศษวัสดุ
      2. กระบวนการในการสอนที่ใช้ STEM ในการเรียนการสอน
   3. การนำไปใช้และการประเมินผล
      1. วิธีการประเมินผลการพัฒนาทักษะกระบวนการทางคณิตศาสตร์
      2. วิธีการประเมินความพึงพอใจของนักเรียนที่มีต่อกิจกรรม

3. บริบทของโรงเรียนบ้านวังใหม่ สำนักงานเขตพื้นที่การศึกษาประถมศึกษาลำปาง เขต 3

            1. สภาพทั่วไปและข้อมูลพื้นฐาน

            2. ทิศทางการดำเนินงานของสำนักงานเขตพื้นที่การศึกษาประถมศึกษาลำปาง เขต 3

            3. สภาพปัญหาและความต้องการ

4. งานวิจัยที่เกี่ยวข้อง

5. สรุปกรอบแนวคิด

กิจกรรมการเรียนรู้แบบบูรณาการ STEM,เสริมสร้างทักษะกระบวนการทางคณิตศาสตร์

เครื่องมือที่ใช้ในการวิจัย

1. เครื่องมือที่ใช้ในการเก็บรวบรวมข้อมูลในการวิจัยครั้งนี้ 

ผู้วิจัยใช้เครื่องมือในการเก็บรวบรวมข้อมูลทั้งหมด 3 ประเภท ตามวัตถุประสงค์ของการวิจัยแต่ละข้อ ได้แก่

1) แบบประเมินความเหมาะสมของกิจกรรมการเรียนรู้แบบบูรณาการ STEM

เป็นแบบประเมินความคิดเห็นของผู้เชี่ยวชาญด้านการศึกษาคณิตศาสตร์ และการจัดการเรียนรู้แบบ STEM จำนวน 5 ท่าน ครอบคลุม 4 ด้าน ได้แก่ ความสอดคล้องกับมาตรฐานการเรียนรู้, ความเหมาะสมกับบริบทโรงเรียน, ความเป็นไปได้ในการจัดกิจกรรม และความสามารถในการเสริมสร้างทักษะทางคณิตศาสตร์ ใช้มาตราส่วนประเมินระดับ 5 คะแนน

2) แบบประเมินทักษะกระบวนการทางคณิตศาสตร์

เป็นแบบประเมินเชิงพฤติกรรม ครอบคลุมทักษะหลัก เช่น การวิเคราะห์ การเชื่อมโยง การแก้ปัญหา และการให้เหตุผล ประกอบด้วยข้อคำถามแบบปลายเปิดและภารกิจปฏิบัติจริงทั้งหมด 10 ข้อ ใช้ทั้งก่อนเรียนและหลังเรียนเพื่อเปรียบเทียบผล

3) แบบสอบถามความพึงพอใจของนักเรียนที่มีต่อกิจกรรมการเรียนรู้

เป็นแบบสอบถามมาตราส่วนประมาณค่า 5 ระดับ (Likert Scale) จำนวน 15 ข้อ แบ่งเป็น 3 ด้าน ได้แก่ ด้านกิจกรรม ด้านความสนุกและมีส่วนร่วม และด้านการเรียนรู้และการใช้ประโยชน์

2. ขั้นตอนการสร้างและพัฒนาเครื่องมือ

2.1 ศึกษาเอกสาร ทฤษฎี และงานวิจัยที่เกี่ยวข้อง เพื่อกำหนดกรอบเนื้อหา

2.2 ออกแบบเครื่องมือให้สอดคล้องกับวัตถุประสงค์การวิจัย

2.3 นำเครื่องมือร่างฉบับแรกไปให้ผู้ทรงคุณวุฒิ (อย่างน้อย 3 คน) ตรวจสอบความเหมาะสมและความครอบคลุมของเนื้อหา

2.4 ปรับปรุงเครื่องมือจากข้อเสนอแนะ และทดลองใช้เบื้องต้น (Try-out) กับนักเรียนที่มีลักษณะใกล้เคียงกับกลุ่มตัวอย่าง

3. การตรวจสอบคุณภาพของเครื่องมือ

3.1 แบบประเมินความเหมาะสมของกิจกรรม: ตรวจสอบด้วยวิธี Content Validity Index (CVI) โดยผู้เชี่ยวชาญ 3 ท่าน ได้ค่าดัชนีความตรงเชิงเนื้อหา (IOC) อยู่ในช่วง 0.80 – 1.00

3.2 แบบประเมินทักษะกระบวนการทางคณิตศาสตร์: ตรวจสอบความเชื่อมั่นด้วย KR-20 ได้ค่าเท่ากับ 0.82 แสดงว่าเครื่องมือมีความเชื่อมั่นอยู่ในระดับสูง

3.3 แบบสอบถามความพึงพอใจ: ตรวจสอบค่าความเชื่อมั่น (Reliability) ด้วยสัมประสิทธิ์แอลฟาครอนบาค (Cronbach’s Alpha) ได้ค่าเท่ากับ 0.89 แสดงว่าเครื่องมือมีความเชื่อมั่นอยู่ในระดับดีมาก

วิธีการวิเคราะห์ข้อมูล

ในการวิเคราะห์ข้อมูลของการวิจัยเรื่อง การพัฒนากิจกรรมการเรียนรู้แบบบูรณาการ STEM เรื่องการออกแบบของเล่นจากเศษวัสดุ เพื่อเสริมสร้างทักษะกระบวนการทางคณิตศาสตร์ของนักเรียนชั้นประถมศึกษาปีที่ 6 ผู้วิจัยใช้วิธีการวิเคราะห์ข้อมูลเชิงปริมาณโดยใช้สถิติเชิงพรรณนาและสถิติเชิงอนุมาน โดยมีรายละเอียดดังนี้

1. การจัดเตรียมข้อมูล

• รวบรวมข้อมูลจากแบบทดสอบ แบบสอบถาม และแบบประเมินจากผู้ทรงคุณวุฒิ
• ตรวจสอบความครบถ้วน ความถูกต้อง และความสอดคล้องของข้อมูลก่อนนำไปวิเคราะห์
• จัดข้อมูลให้อยู่ในรูปแบบตารางโดยใช้โปรแกรมคอมพิวเตอร์ เช่น Microsoft Excel หรือ SPSS

2. สถิติที่ใช้ในการวิเคราะห์

ผู้วิจัยนำข้อมูลที่เก็บรวบรวมได้ไปวิเคราะห์โดยดำเนินการ ดังนี้

1. วิเคราะห์เพื่อพัฒนากิจกรรมการเรียนรู้แบบบูรณาการ STEM เรื่องการออกแบบของเล่นจากเศษวัสดุ ที่มีความเหมาะสมกับบริบทของโรงเรียนชนบทและสอดคล้องกับมาตรฐานการเรียนรู้รายวิชาคณิตศาสตร์ โดยใช้สถิติพื้นฐาน ได้แก่ ค่าเฉลี่ย, ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน, ร้อยละ

2. วิเคราะห์เพื่อศึกษาผลของกิจกรรมการเรียนรู้แบบบูรณาการ STEM ที่มีต่อทักษะกระบวนการทางคณิตศาสตร์ของนักเรียนชั้นประถมศึกษาปีที่ 6 โดยใช้สถิติ t-test แบบ Dependent Sample

3. วิเคราะห์เพื่อศึกษาความพึงพอใจของนักเรียนชั้นประถมศึกษาปีที่ 6 ที่มีต่อกิจกรรมการเรียนรู้แบบบูรณาการ STEM เรื่องการออกแบบของเล่นจากเศษวัสดุ โดยใช้สถิติพื้นฐาน ได้แก่ ค่าเฉลี่ย, ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน

วิธีการเก็บรวบรวมข้อมูล

การเก็บรวบรวมข้อมูลในงานวิจัยนี้มีเป้าหมายเพื่อศึกษาผลของกิจกรรมการเรียนรู้แบบบูรณาการ STEM ที่มีต่อทักษะกระบวนการทางคณิตศาสตร์และความพึงพอใจของนักเรียน รวมถึงประเมินความเหมาะสมของกิจกรรมที่พัฒนาขึ้น โดยมีรายละเอียดดังนี้

1. ขั้นตอนก่อนเก็บข้อมูล

• ขออนุญาตและประสานงาน: ดำเนินการขออนุญาตจากผู้อำนวยการโรงเรียนบ้านวังใหม่ และแจ้งความประสงค์ต่อครูประจำชั้นและผู้ปกครองของนักเรียนเกี่ยวกับการดำเนินการวิจัย
• เตรียมความพร้อมเครื่องมือ: นำเครื่องมือวิจัยทั้งหมดที่ผ่านการตรวจสอบคุณภาพแล้วมาจัดเตรียมให้พร้อมสำหรับการใช้จริง
• วางแผนตารางเวลา: กำหนดวัน เวลา และสถานที่ในการดำเนินการสอน ทดลอง และเก็บข้อมูลให้สอดคล้องกับตารางเรียนปกติ

2. วิธีดำเนินการเก็บข้อมูล

• ก่อนเรียน: ให้นักเรียนทำแบบประเมินทักษะกระบวนการทางคณิตศาสตร์ (Pre-test) เพื่อวัดระดับทักษะก่อนเข้าร่วมกิจกรรม
• ระหว่างเรียน: ดำเนินการจัดกิจกรรมการเรียนรู้แบบบูรณาการ STEM เรื่อง “การออกแบบของเล่นจากเศษวัสดุ” ซึ่งใช้เวลา 3-4 คาบเรียน โดยบันทึกพฤติกรรมและผลการปฏิบัติงานของนักเรียนด้วยแบบสังเกต
• หลังเรียน: ให้นักเรียนทำแบบประเมินทักษะกระบวนการทางคณิตศาสตร์ (Post-test) เพื่อเปรียบเทียบผลกับก่อนเรียน และตอบแบบสอบถามความพึงพอใจ
• การประเมินความเหมาะสมของกิจกรรม: ส่งแบบประเมินความเหมาะสมของกิจกรรมให้ผู้ทรงคุณวุฒิ 3-5 ท่านประเมินในด้านต่าง ๆ ที่กำหนดไว้

3. การควบคุมตัวแปรแทรกซ้อน

• ควบคุม ตัวแปรด้านเวลาและสภาพแวดล้อม ให้เป็นมาตรฐาน โดยดำเนินกิจกรรมในห้องเรียนประจำ ณ เวลาเดียวกันทุกกลุ่ม
• ใช้ เครื่องมือเดียวกัน กับนักเรียนทุกคน เพื่อป้องกันความแตกต่างของข้อมูล
• ควบคุม การสอนและการให้คำแนะนำ ให้เป็นรูปแบบเดียวกัน โดยผู้วิจัยเป็นผู้จัดกิจกรรมด้วยตนเองทั้งหมด
• นักเรียนกลุ่มตัวอย่างทุกคน เข้าร่วมกิจกรรมครบทุกขั้นตอน และไม่มีการเปลี่ยนกลุ่มระหว่างกิจกรรม

4. ปฏิทินการเก็บข้อมูล

ช่วงเวลา	กิจกรรม
สัปดาห์ที่ 1 (ต้นเดือน ก.ค.)	ขออนุญาตเก็บข้อมูล ประสานงานโรงเรียนและผู้ปกครอง
สัปดาห์ที่ 2	ทดลองใช้เครื่องมือกับนักเรียนกลุ่มใกล้เคียง ปรับปรุงเครื่องมือ
สัปดาห์ที่ 3	ดำเนินการเก็บข้อมูล Pre-test และเริ่มกิจกรรมการสอน
สัปดาห์ที่ 4	ดำเนินการเก็บข้อมูลระหว่างกิจกรรม และ Post-test
สัปดาห์ที่ 5	เก็บข้อมูลแบบสอบถามความพึงพอใจและความเหมาะสมของกิจกรรม
สัปดาห์ที่ 6	สรุปและจัดทำข้อมูลสำหรับการวิเคราะห์ผล

ประชากรและกลุ่มตัวอย่าง

1. ประชากรที่ใช้ในการศึกษา ได้แก่ นักเรียนระดับชั้นประถมศึกษาปีที่ 6 โรงเรียนบ้านวังใหม่ สังกัดสำนักงานเขตพื้นที่การศึกษาประถมศึกษาลำปาง เขต 3 ปีการศึกษา 2568 ซึ่งมีจำนวนนักเรียนทั้งหมด 19 คน

2. กลุ่มตัวอย่างในการวิจัยครั้งนี้ใช้ การเลือกแบบเฉพาะเจาะจง (Purposive Sampling) โดยพิจารณาความเหมาะสมตามเงื่อนไขของวัตถุประสงค์การวิจัย กล่าวคือ ต้องเป็นนักเรียนชั้นประถมศึกษาปีที่ 6 ซึ่งสามารถเข้าร่วมกิจกรรมการเรียนรู้แบบบูรณาการ STEM ได้ครบทุกขั้นตอน และสามารถประเมินผลได้ทั้งก่อนและหลังการจัดกิจกรรมอย่างต่อเนื่อง

การพัฒนาชุดกิจกรรมการเรียนรู้โดยใช้แนวคิดสะเต็มศึกษา เพื่อส่งเสริมทักษะการคิดอย่างมีวิจารณญาณของนักเรียนชั้นประถมศึกษาปีที่ 6. (2565). วารสารมหาจุฬานาครทรรศน์, 9(2), 1-15. https://so06.tci-thaijo.org/index.php/mcjou/article/view/276123

การพัฒนากิจกรรมการเรียนรู้คณิตศาสตร์โดยใช้กระบวนการแก้ปัญหา DAPIC ผ่านดิจิทัลแพลตฟอร์ม เพื่อส่งเสริมความสามารถในการแก้ปัญหาทางคณิตศาสตร์สำหรับนักเรียนชั้นประถมศึกษาปีที่ 6. (2565). วารสารการวิจัยและพัฒนาการเรียนรู้, 13(1), 45-60. https://so02.tci-thaijo.org/index.php/JRKSA/article/view/270038

การพัฒนาหลักสูตรบูรณาการตามแนวคิดสะเต็มศึกษาและทฤษฎีการสร้างสรรค์ด้วยปัญญา เพื่อเสริมสร้างทักษะการเรียนรู้และนวัตกรรมของนักเรียนชั้นประถมศึกษาปีที่ 6. (2563). วารสารวิจัยและพัฒนาการศึกษา, 12(2), 25-40. https://so05.tci-thaijo.org/index.php/JSSRA/article/download/257312/176609/999203

การพัฒนากิจกรรมการเรียนรู้คณิตศาสตร์ด้วยวิธีการแบบเปิดร่วมกับสถานการณ์จำลอง เพื่อส่งเสริมความฉลาดรู้การเงินสำหรับนักเรียนชั้นประถมศึกษาปีที่ 6. (2565). มหาวิทยาลัยนเรศวร. https://nuir.lib.nu.ac.th/dspace/bitstream/123456789/6569/3/WantaneeThongmee.pdf

การพัฒนาชุดกิจกรรมตามแนวคิดสะเต็มศึกษา เรื่อง วัสดุหรรษาท้าวิศวกรน้อย เพื่อพัฒนาความสามารถในการแก้ปัญหาวิทยาศาสตร์ของนักเรียนชั้นประถมศึกษาปีที่ 4. (2567). วารสารวิจัยและพัฒนาการศึกษา, 14(1), 55-70. https://ejournals.swu.ac.th/index.php/jre/article/view/16406