ชื่อนวัตกรรม : การพัฒนาชุดกิจกรรม stem เรื่อง การเรียนรู้แบบผสมผสานระหว่าง Unplugged Coding และ Physical Computing ผ่านกระบวนการสืบเสาะแบบ 5E ที่มีต่อทักษะการแก้ปัญหาและความสามารถด้านการเขียนโปรแกรมของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 โรงเรียนอนุบาลแม่เมาะ (ชุมชน 1) จั

ประเภทนวัตกรรม : STEM Education

ระดับการศึกษา : มัธยมศึกษา

กลุ่มสาระการเรียนรู้ : วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

การวิจัยครั้งนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาการพัฒนาชุดกิจกรรม stem เรื่อง การเรียนรู้แบบผสมผสานระหว่าง Unplugged Coding และ Physical Computing ผ่านกระบวนการสืบเสาะแบบ 5E ที่มีต่อทักษะการแก้ปัญหาและความสามารถด้านการเขียนโปรแกรมของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 โรงเรียนอนุบาลแม่เมาะ (ชุมชน 1) จังหวัดลำปาง กลุ่มตัวอย่างเป็นนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 จำนวน 30 คน ได้มาโดยการเลือกแบบเจาะจง เครื่องมือที่ใช้ในการวิจัย ประกอบด้วย 1) แผนการจัดการเรียนรู้แบบผสมผสานระหว่าง Unplugged Coding และ Physical Computing ผ่านกระบวนการสืบเสาะแบบ 5E 2) แบบวัดทักษะการแก้ปัญหา 3) แบบวัดความสามารถด้านการเขียนโปรแกรม และ 4) แบบสอบถามความพึงพอใจของนักเรียน สถิติที่ใช้ในการวิเคราะห์ข้อมูล ได้แก่ ค่าเฉลี่ย ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน และการทดสอบค่าที (t-test for dependent samples)

ผลการวิจัยพบว่า 1) การจัดการเรียนรู้แบบผสมผสานระหว่าง Unplugged Coding และ Physical Computing ผ่านกระบวนการสืบเสาะแบบ 5E มีประสิทธิภาพเท่ากับ 83.67/81.89 ซึ่งสูงกว่าเกณฑ์ 80/80 ที่กำหนดไว้ 2) นักเรียนมีทักษะการแก้ปัญหาหลังเรียนสูงกว่าก่อนเรียนอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติที่ระดับ .01 โดยมีคะแนนเฉลี่ยทักษะการแก้ปัญหาหลังเรียน (X̄ = 16.37, S.D. = 1.85) สูงกว่าก่อนเรียน (X̄ = 9.53, S.D. = 2.14) 3) นักเรียนมีความสามารถด้านการเขียนโปรแกรมหลังเรียนสูงกว่าก่อนเรียนอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติที่ระดับ .01 โดยมีคะแนนเฉลี่ยความสามารถด้านการเขียนโปรแกรมหลังเรียน (X̄ = 24.57, S.D. = 2.76) สูงกว่าก่อนเรียน (X̄ = 12.47, S.D. = 3.15) และ 4) นักเรียนมีความพึงพอใจต่อการจัดการเรียนรู้แบบผสมผสานระหว่าง Unplugged Coding และ Physical Computing ผ่านกระบวนการสืบเสาะแบบ 5E ในระดับมากที่สุด (X̄ = 4.53, S.D. = 0.51)

ผลการวิจัยนี้แสดงให้เห็นว่า การจัดการเรียนรู้แบบผสมผสานระหว่าง Unplugged Coding และ Physical Computing ผ่านกระบวนการสืบเสาะแบบ 5E สามารถพัฒนาทักษะการแก้ปัญหาและความสามารถด้านการเขียนโปรแกรมของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 ได้อย่างมีประสิทธิภาพ

การพัฒนาทักษะด้านการเขียนโปรแกรมและความสามารถในการแก้ปัญหาถือเป็นพื้นฐานสำคัญของการจัดการเรียนรู้ในศตวรรษที่ 21 โดยเฉพาะในกลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ตามหลักสูตรแกนกลางการศึกษาขั้นพื้นฐาน พุทธศักราช 2551 (ฉบับปรับปรุง พ.ศ. 2560) อย่างไรก็ตาม นิมมานรดี พรหมทอง และคณะ (2564) พบว่า นักเรียนระดับมัธยมศึกษาตอนต้นจำนวนมากยังขาดทักษะพื้นฐานด้านการเขียนโปรแกรมและอิเล็กทรอนิกส์ สอดคล้องกับงานวิจัยของ วรวิทย์ นิเทศศิลป์ (2565) ที่ระบุว่า การจัดการเรียนรู้แบบบูรณาการระหว่าง Unplugged Coding และการลงมือปฏิบัติผ่านอุปกรณ์จริงช่วยเพิ่มความเข้าใจและแรงจูงใจในการเรียนรู้ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ขณะที่ จิราภรณ์ ปกรณ์ (2563) ชี้ให้เห็นว่า การจัดการเรียนรู้ผ่านกระบวนการสืบเสาะแบบ 5E สามารถพัฒนาทักษะการคิดวิเคราะห์และแก้ปัญหาได้อย่างเป็นระบบ นอกจากนี้ อรอุมา นาคมณี (2566) ได้เสนอว่า การผสมผสานเทคนิคการสอนที่หลากหลายโดยคำนึงถึงความแตกต่างของผู้เรียนเป็นปัจจัยสำคัญในการพัฒนาทักษะด้านเทคโนโลยีในบริบทของโรงเรียนที่มีข้อจำกัดด้านทรัพยากร การวิจัยครั้งนี้จึงมุ่งศึกษาผลสัมฤทธิ์ของการจัดการเรียนรู้แบบผสมผสานระหว่าง Unplugged Coding และ Physical Computing ผ่านกระบวนการสืบเสาะแบบ 5E ที่มีต่อทักษะการแก้ปัญหาและความสามารถด้านการเขียนโปรแกรมของนักเรียนโรงเรียนอนุบาลแม่เมาะ (ชุมชน 1)

เพื่อศึกษาการพัฒนาชุดกิจกรรม stem เรื่อง การเรียนรู้แบบผสมผสานระหว่าง Unplugged Coding และ Physical Computing ผ่านกระบวนการสืบเสาะแบบ 5E ที่มีต่อทักษะการแก้ปัญหาและความสามารถด้านการเขียนโปรแกรมของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 โรงเรียนอนุบาลแม่เมาะ (ชุมชน 1) จังหวัดลำปาง

2.1 หลักสูตรแกนกลางการศึกษาขั้นพื้นฐาน พุทธศักราช 2551 (ฉบับปรับปรุง พ.ศ. 2560) กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ระดับชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1

2.1.1 มาตรฐานการเรียนรู้และตัวชี้วัด

2.1.2 สาระการเรียนรู้แกนกลาง

2.1.3 แนวทางการจัดการเรียนรู้

2.2 แนวคิดเกี่ยวกับการจัดการเรียนรู้แบบ STEM Education

2.2.1 ความหมายและความสำคัญของ STEM Education

2.2.2 องค์ประกอบของการจัดการเรียนรู้แบบ STEM Education

2.2.3 รูปแบบและกิจกรรมการเรียนรู้แบบ STEM Education

2.3 การจัดการเรียนรู้แบบ Unplugged Coding

2.3.1 ความหมายและแนวคิดของ Unplugged Coding

2.3.2 รูปแบบและกิจกรรมการเรียนรู้แบบ Unplugged Coding

2.3.3 การประยุกต์ใช้ Unplugged Coding ในการจัดการเรียนรู้

2.4 การจัดการเรียนรู้แบบ Physical Computing

2.4.1 ความหมายและแนวคิดของ Physical Computing

2.4.2 อุปกรณ์และเทคโนโลยีที่ใช้ในการจัดการเรียนรู้แบบ Physical Computing

2.4.3 การประยุกต์ใช้ Physical Computing ในการจัดการเรียนรู้

2.5 ทักษะการแก้ปัญหา

2.6.1 ความหมายและองค์ประกอบของทักษะการแก้ปัญหา

2.6.2 กระบวนการพัฒนาทักษะการแก้ปัญหา

2.6.3 การวัดและประเมินทักษะการแก้ปัญหา

2.6 งานวิจัยที่เกี่ยวข้อง

2.8.1 งานวิจัยในประเทศ

2.8.2 งานวิจัยต่างประเทศ

2.7 กรอบแนวคิดในการวิจัย

การจัดการเรียนรู้แบบผสมผสาน, Unplugged Coding, Physical Computing, กระบวนการสืบเสาะแบบ 5E, ทักษะการแก้ปัญหา, ความสามารถด้านการเขียนโปรแกรม

1. ศึกษาหลักสูตรแกนกลางการศึกษาขั้นพื้นฐาน พุทธศักราช 2551 (ฉบับปรับปรุง พ.ศ. 2560) กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ระดับชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1
2. ศึกษาเอกสารและงานวิจัยที่เกี่ยวข้องกับการจัดการเรียนรู้แบบ Unplugged Coding และ Physical Computing
3. ศึกษาเอกสารและงานวิจัยที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการจัดการเรียนรู้แบบสืบเสาะหาความรู้แบบ 5E
4. วิเคราะห์มาตรฐานการเรียนรู้ ตัวชี้วัด และสาระการเรียนรู้แกนกลาง
5. กำหนดจุดประสงค์การเรียนรู้ สาระการเรียนรู้ กิจกรรมการเรียนรู้ สื่อการเรียนรู้ การวัดและประเมินผล
6. สร้างแผนการจัดการเรียนรู้แบบผสมผสานระหว่าง Unplugged Coding และ Physical Computing ผ่านกระบวนการสืบเสาะแบบ 5E จำนวน 12 แผน
7. นำแผนการจัดการเรียนรู้ที่สร้างขึ้นให้ผู้เชี่ยวชาญจำนวน 3 ท่าน ตรวจสอบความเที่ยงตรงเชิงเนื้อหา (Content Validity) ความเหมาะสมของกิจกรรมการเรียนรู้ และคุณภาพของแผน โดยใช้แบบประเมินแบบมาตราส่วนประมาณค่า 5 ระดับ (Rating Scale)
8. วิเคราะห์ผลการประเมินของผู้เชี่ยวชาญ โดยใช้ค่าเฉลี่ย (Mean) และส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน (Standard Deviation)
9. ปรับปรุงแก้ไขแผนการจัดการเรียนรู้ตามคำแนะนำของผู้เชี่ยวชาญ
10. นำแผนการจัดการเรียนรู้ไปทดลองใช้กับนักเรียนที่ไม่ใช่กลุ่มตัวอย่าง (Try Out) เพื่อตรวจสอบความเหมาะสมของเวลา กิจกรรม และสื่อการเรียนรู้
11. ปรับปรุงแก้ไขแผนการจัดการเรียนรู้ให้สมบูรณ์

3.7.1 สถิติพื้นฐาน

1. ค่าร้อยละ (Percentage)
2. ค่าเฉลี่ย (Mean)
3. ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน (Standard Deviation)

3.7.2 สถิติที่ใช้ในการตรวจสอบคุณภาพเครื่องมือ

1. ค่าดัชนีความสอดคล้อง (Index of Item-Objective Congruence: IOC)
2. ค่าความยากง่าย (p)
3. ค่าอำนาจจำแนก (r)
4. ค่าความเชื่อมั่นของแบบทดสอบโดยใช้สูตร KR-20 ของคูเดอร์-ริชาร์ดสัน (Kuder-Richardson)
5. ค่าความเชื่อมั่นของแบบวัดและแบบประเมินโดยใช้สูตรสัมประสิทธิ์แอลฟาของครอนบาค (Cronbach's Alpha Coefficient)

3.7.3 สถิติที่ใช้ในการทดสอบสมมติฐาน

1. การทดสอบค่าที (t-test for Dependent Samples) สำหรับเปรียบเทียบคะแนนก่อนเรียนและหลังเรียน
2. ค่าดัชนีประสิทธิผล (Effectiveness Index: E.I.)
3. ค่าร้อยละความก้าวหน้า (Percentage of Progress)
4. ค่าสัมประสิทธิ์สหสัมพันธ์ของเพียร์สัน (Pearson's Correlation Coefficient)

นำชุดกิจกรรมการเรียนรู้ STEM ร่วมกับการจัดการเรียนการสอนเรื่อง CODING  เพื่อส่งเสริมทักษะการแก้ปัญหาและความสามารถด้านการเขียนโปรแกรมของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 ไปใช้ในการจัดกิจกรรมการเรียนรู้ในชั้นเรียน

• ประชากร: นักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 โรงเรียนอนุบาลแม่เมาะ (ชุมชน 1) จังหวัดลำปางลำปาง ปีการศึกษา 2567
• กลุ่มตัวอย่าง: นักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 จำนวน 30 คน ได้มาโดยการเลือกแบบเจาะจง (Purposive Sampling)

1. นักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 โ มีทักษะการแก้ปัญหาและความสามารถด้านการเขียนโปรแกรมเพิ่มขึ้น
2. ได้แนวทางในการจัดการเรียนรู้แบบผสมผสานระหว่าง Unplugged Coding และ Physical Computing ผ่านกระบวนการสืบเสาะแบบ 5E ที่สามารถนำไปประยุกต์ใช้ในการพัฒนาการเรียนการสอนรายวิชาออกแบบเทคโนโลยีสำหรับนักเรียนที่มีข้อจำกัดด้านพื้นฐานความรู้ทางเทคโนโลยี
3. ได้ชุดกิจกรรมการเรียนรู้แบบผสมผสานระหว่าง Unplugged Coding และ Physical Computing ที่ครูผู้สอนในรายวิชาออกแบบเทคโนโลยีสามารถนำไปปรับใช้ในโรงเรียนที่มีบริบทใกล้เคียงกัน
4. เป็นแนวทางในการพัฒนานวัตกรรมการจัดการเรียนรู้เพื่อส่งเสริมทักษะด้านวิทยาการคำนวณสำหรับนักเรียนในระดับชั้นอื่นๆ

นำไปพัฒนาบูรณาการร่วมกับวิชาวิทยาการคำนวณและออกแบบเทคโนโลยี