การวิจัยครั้งนี้เป็นการวิจัยและพัฒนา (Research and Development) ร่วมกับการวิจัยเชิงปฏิบัติการในชั้นเรียน (Classroom Action Research) โดยมีรูปแบบการวิจัยแบบผสมผสาน (Mixed Methods Research) ซึ่งเก็บรวบรวมข้อมูลทั้งเชิงปริมาณและเชิงคุณภาพ เพื่อศึกษาผลการพัฒนาทักษะการคิดเชิงออกแบบผ่านการจัดการเรียนรู้แบบโครงงานนวัตกรรมเพื่อชุมชนท้องถิ่น โดยผู้วิจัยออกแบบการวิจัยเป็น 4 ระยะ ดังนี้
ระยะที่ 1 การศึกษาบริบทและความต้องการ (Analysis and Needs Assessment)
- ศึกษาสภาพปัญหาและความต้องการในการพัฒนาทักษะการคิดเชิงออกแบบของนักเรียน
- วิเคราะห์ปัญหาและความต้องการของชุมชนท้องถิ่นอำเภอลี้ที่สามารถนำมาบูรณาการในการจัดการเรียนรู้
ระยะที่ 2 การออกแบบและพัฒนานวัตกรรม (Design and Development)
- ออกแบบกิจกรรมการเรียนรู้แบบบูรณาการที่ส่งเสริมทักษะการคิดเชิงออกแบบ
- พัฒนาแผนการจัดการเรียนรู้ สื่อ และเครื่องมือวัดประเมินผล
- ตรวจสอบคุณภาพของนวัตกรรมและเครื่องมือโดยผู้เชี่ยวชาญ
ระยะที่ 3 การนำไปใช้ (Implementation)
- ดำเนินการจัดการเรียนรู้ตามแผนที่ออกแบบไว้
- เก็บรวบรวมข้อมูลระหว่างและหลังการจัดการเรียนรู้
ระยะที่ 4 การประเมินผล (Evaluation)
- วิเคราะห์ข้อมูลเชิงปริมาณและเชิงคุณภาพ
- สรุปผลการวิจัยและจัดทำข้อเสนอแนะ
ตัวแปรที่ศึกษา
ตัวแปรต้น (Independent Variables)
- การจัดการเรียนรู้แบบบูรณาการผ่านโครงงานนวัตกรรมเพื่อชุมชนท้องถิ่น
ตัวแปรตาม (Dependent Variables)
- ทักษะการคิดเชิงออกแบบ (Design Thinking) ประกอบด้วย
- ทักษะการเข้าใจปัญหา (Empathize)
- ทักษะการกำหนดปัญหา (Define)
- ทักษะการระดมความคิด (Ideate)
- ทักษะการสร้างต้นแบบ (Prototype)
- ทักษะการทดสอบ (Test)
- ผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนในรายวิชาการออกแบบและเทคโนโลยี
- คุณภาพของนวัตกรรมที่นักเรียนพัฒนาขึ้นเพื่อชุมชนท้องถิ่น
- ความพึงพอใจของนักเรียนต่อการจัดการเรียนรู้
เครื่องมือที่ใช้ในการวิจัย
การวิจัยครั้งนี้ ผู้วิจัยได้พัฒนาเครื่องมือที่ใช้ในการวิจัย ดังนี้
1 เครื่องมือที่ใช้ในการจัดการเรียนรู้
- แผนการจัดการเรียนรู้แบบบูรณาการเพื่อส่งเสริมทักษะการคิดเชิงออกแบบผ่านโครงงานนวัตกรรมเพื่อชุมชนท้องถิ่น จำนวน 16 แผน รวม 32 ชั่วโมง
- ชุดกิจกรรมการเรียนรู้การคิดเชิงออกแบบในบริบทชุมชนท้องถิ่นอำเภอลี้
- คู่มือการพัฒนาโครงงานนวัตกรรมเพื่อชุมชนท้องถิ่น
2 เครื่องมือที่ใช้ในการเก็บรวบรวมข้อมูล
- แบบทดสอบวัดผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนรายวิชาการออกแบบและเทคโนโลยี แบบปรนัย 4 ตัวเลือก จำนวน 30 ข้อ
- แบบประเมินทักษะการคิดเชิงออกแบบ (Design Thinking) แบบรูบริค (Scoring Rubrics) 5 ระดับ ประกอบด้วย 5 ด้าน ได้แก่ การเข้าใจปัญหา การกำหนดปัญหา การระดมความคิด การสร้างต้นแบบ และการทดสอบ
- แบบประเมินคุณภาพนวัตกรรมที่นักเรียนพัฒนาขึ้น แบบรูบริค 5 ระดับ ประกอบด้วย 4 ด้าน ได้แก่ ความสอดคล้องกับปัญหา ความคิดสร้างสรรค์ ความเป็นไปได้ในการใช้งานจริง และประโยชน์ต่อชุมชนท้องถิ่น
- แบบสอบถามความพึงพอใจของนักเรียนต่อการจัดการเรียนรู้ เป็นแบบมาตราส่วนประมาณค่า (Rating Scale) 5 ระดับ จำนวน 20 ข้อ
- แบบสัมภาษณ์กึ่งโครงสร้าง (Semi-structured Interview) สำหรับนักเรียนและตัวแทนชุมชน
- แบบบันทึกการสังเกตพฤติกรรมการเรียนรู้ของนักเรียน
- แบบบันทึกการสะท้อนคิดของนักเรียน (Reflection Journal)
การสร้างและตรวจสอบคุณภาพเครื่องมือ
ผู้วิจัยได้ดำเนินการสร้างและตรวจสอบคุณภาพเครื่องมือที่ใช้ในการวิจัย ดังนี้
1 .แผนการจัดการเรียนรู้
- ศึกษาหลักสูตรแกนกลางการศึกษาขั้นพื้นฐาน พุทธศักราช 2560 (ฉบับปรับปรุง พ.ศ. 2560) กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี และหลักสูตรสถานศึกษาโรงเรียนแม่ตืนวิทยา
- ศึกษาแนวคิด ทฤษฎี และงานวิจัยที่เกี่ยวข้องกับการคิดเชิงออกแบบ การจัดการเรียนรู้แบบโครงงาน และการบูรณาการการเรียนรู้กับชุมชนท้องถิ่น
- วิเคราะห์มาตรฐานการเรียนรู้ ตัวชี้วัด และสาระการเรียนรู้ที่เกี่ยวข้อง
- จัดทำแผนการจัดการเรียนรู้ โดยออกแบบกิจกรรมการเรียนรู้ตามกระบวนการคิดเชิงออกแบบ 5 ขั้นตอน
- นำแผนการจัดการเรียนรู้ที่สร้างขึ้นให้ผู้เชี่ยวชาญจำนวน 3 ท่าน ตรวจสอบความเที่ยงตรงเชิงเนื้อหา ความเหมาะสม และความสอดคล้อง
- วิเคราะห์ค่าดัชนีความสอดคล้อง (IOC) และปรับปรุงแก้ไขตามข้อเสนอแนะของผู้เชี่ยวชาญ
- นำแผนการจัดการเรียนรู้ไปทดลองใช้กับนักเรียนที่ไม่ใช่กลุ่มตัวอย่าง เพื่อตรวจสอบความเหมาะสมด้านเวลา กิจกรรม และสื่อการเรียนรู้
- ปรับปรุงแผนการจัดการเรียนรู้ให้สมบูรณ์ก่อนนำไปใช้จริง
2. แบบทดสอบวัดผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน
- วิเคราะห์จุดประสงค์การเรียนรู้และเนื้อหาสาระในรายวิชาการออกแบบและเทคโนโลยี
- สร้างตารางวิเคราะห์ข้อสอบ (Test Blueprint) โดยกำหนดพฤติกรรมการเรียนรู้ตามแนวคิดของบลูม (Bloom's Taxonomy) ฉบับปรับปรุง
- สร้างแบบทดสอบแบบปรนัย 4 ตัวเลือก จำนวน 45 ข้อ
- นำแบบทดสอบที่สร้างขึ้นให้ผู้เชี่ยวชาญตรวจสอบความเที่ยงตรงเชิงเนื้อหา และวิเคราะห์ค่า IOC
- คัดเลือกข้อสอบที่มีค่า IOC ตั้งแต่ 0.50 ขึ้นไป และปรับปรุงแก้ไขตามข้อเสนอแนะ
- นำแบบทดสอบไปทดลองใช้กับนักเรียนที่ไม่ใช่กลุ่มตัวอย่าง จำนวน 30 คน
- วิเคราะห์ค่าความยากง่าย (p) ค่าอำนาจจำแนก (r) และค่าความเชื่อมั่นของแบบทดสอบโดยใช้สูตร KR-20 ของคูเดอร์-ริชาร์ดสัน
- คัดเลือกข้อสอบที่มีคุณภาพตามเกณฑ์ จำนวน 30 ข้อ เพื่อนำไปใช้จริง
3. แบบประเมินทักษะการคิดเชิงออกแบบ
- ศึกษาแนวคิด ทฤษฎี และงานวิจัยที่เกี่ยวข้องกับการประเมินทักษะการคิดเชิงออกแบบ
- กำหนดองค์ประกอบและตัวบ่งชี้ของทักษะการคิดเชิงออกแบบแต่ละด้าน
- สร้างแบบประเมินทักษะการคิดเชิงออกแบบแบบรูบริค 5 ระดับ ครอบคลุม 5 ด้าน
- นำแบบประเมินที่สร้างขึ้นให้ผู้เชี่ยวชาญตรวจสอบความเที่ยงตรงเชิงเนื้อหา
- วิเคราะห์ค่า IOC และปรับปรุงแก้ไขตามข้อเสนอแนะ
- นำแบบประเมินไปทดลองใช้กับนักเรียนที่ไม่ใช่กลุ่มตัวอย่าง
- วิเคราะห์ค่าความเชื่อมั่นระหว่างผู้ประเมิน (Inter-rater Reliability) โดยใช้สถิติ Cohen's Kappa
- ปรับปรุงแบบประเมินให้สมบูรณ์ก่อนนำไปใช้จริง
6. การเก็บรวบรวมข้อมูล
ผู้วิจัยดำเนินการเก็บรวบรวมข้อมูลตามขั้นตอน ดังนี้
6.1 ขั้นเตรียมการ
1.ขออนุญาตผู้อำนวยการโรงเรียนแม่ตืนวิทยาเพื่อดำเนินการวิจัย
2. ประสานกับชุมชนท้องถิ่นในอำเภอลี้เพื่อรวบรวมข้อมูลปัญหาและความต้องการ
3. ชี้แจงวัตถุประสงค์และขั้นตอนการวิจัยให้นักเรียนกลุ่มตัวอย่างทราบ
6.2 ขั้นดำเนินการ
1. ทดสอบก่อนเรียน (Pre-test) โดยใช้แบบทดสอบวัดผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนและประเมินทักษะการคิดเชิงออกแบบเบื้องต้น
2. ดำเนินการจัดการเรียนรู้ตามแผนการจัดการเรียนรู้ที่พัฒนาขึ้น โดยแบ่งเป็น 3 ระยะ ดังนี้
ระยะที่ 1: กิจกรรมเรียนรู้กระบวนการคิดเชิงออกแบบ (6 ชั่วโมง)
ระยะที่ 2: กิจกรรมสำรวจและวิเคราะห์ปัญหาในชุมชนท้องถิ่น (10 ชั่วโมง)
ระยะที่ 3: กิจกรรมพัฒนาโครงงานนวัตกรรมเพื่อชุมชนท้องถิ่น (16 ชั่วโมง)
3. เก็บรวบรวมข้อมูลระหว่างการจัดการเรียนรู้โดยใช้แบบสังเกตพฤติกรรม แบบบันทึกการสะท้อนคิด และการสัมภาษณ์
4. ทดสอบหลังเรียน (Post-test) โดยใช้แบบทดสอบวัดผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนและประเมินทักษะการคิดเชิงออกแบบ
5. ประเมินคุณภาพนวัตกรรมที่นักเรียนพัฒนาขึ้น
6. สอบถามความพึงพอใจของนักเรียนต่อการจัดการเรียนรู้
7. สัมภาษณ์ตัวแทนชุมชนเกี่ยวกับนวัตกรรมที่นักเรียนพัฒนาขึ้น