The Development of Learning Model Using Engineering Design Process and Gamification Concept to Enhance Problem Solving Ability for Elementary Students
Keywords:
Learning Model Development, Engineering Design process, Gamification, Problem Solving AbilityAbstract
This research aims to 1) to study the guidelines for developing an instructional model, 2) to construct and evaluate the quality of the model, and (3) to study the results of implementing the model. The study employed a research and development (R&D) process. The target group consisted of 36 Grade 4 students from Anuban Tiphayalom Sak School, Phetchabun Province, in the 2024 academic year. Research instruments included a questionnaire on teachers’ needs, expert interview forms, a problem-solving ability test, a rubric-based performance assessment, and a student opinion questionnaire. Data were analyzed using mean, standard deviation, effectiveness index (E.I.), and t-test statistics.
The results revealed that (1) the development guidelines should emphasize step-by-step problem-solving activities integrated with gamification to enhance motivation and collaboration, employ engineering design processes, and use diverse assessment methods. The content should be relevant to real-life situations, incorporate suitable technology, and encourage independent problem-solving. (2) The developed instructional model comprised six key components: principles, objectives, content, process, assessment, and learning support factors. The instructional process consisted of eight steps: problem identification, information search, brainstorming, planning, prototype creation, testing, revision, and presentation. Gamification was integrated through seven elements teamwork, competition, conditions, rewards, levels, points, and badges. The overall quality of the model was rated at a high level (\bar{X} = 3.97, S.D. = 0.45), with an effectiveness index (E.I.) of 74.91%, which exceeded the 70% criterion. (3) The implementation results showed that students’ post-test problem-solving ability scores were significantly higher than their pre-test scores at the .05 level. Their overall performance was at a good level (\bar{X} = 3.20, S.D. = 0.49), and their opinions toward the instructional model were highly positive (\bar{X} = 4.12, S.D. = 0.75). The findings indicate that the developed instructional model is effective and appropriate for enhancing problem-solving skills among primary school students.
References
กระทรวงศึกษาธิการ. (2564). รายงานการศึกษาแนวทางการพัฒนาหลักสูตรฐานสมรรถนะของประเทศไทย. สำนักงานเลขาธิการสภาการศึกษา.
ศศิธร สุขะปรีดา. (2565). การพัฒนารูปแบบการเรียนการสอนเชิงรุกสำหรับนักเรียนประถมศึกษา. วารสารวิจัยทางการศึกษา, 29(2), 112–123.
สำนักงานเลขาธิการสภาการศึกษา. (2564). รายงานการศึกษาแนวทางการพัฒนาหลักสูตรฐานสมรรถนะของประเทศไทย. กรุงเทพฯ: สำนักงานเลขาธิการสภาการศึกษา.
สุชาดา วัฒนานนท์. (2565). การจัดการเรียนรู้ฐานสมรรถนะเพื่อพัฒนาทักษะแห่งศตวรรษที่ 21 ของผู้เรียนระดับประถมศึกษา. วารสารครุศาสตร์ มหาวิทยาลัยราชภัฏสวนสุนันทา, 14(3), 45–60.*
อภิญญา มณีรัตน์. (2566). การจัดการเรียนรู้โดยใช้กระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรมในระดับประถมศึกษา. วารสารครุศาสตร์ศึกษา, 41(1), 85–97.
อุษา หาญสุริย์. (2564). การใช้เกมมิฟิเคชั่นเพื่อพัฒนาทักษะการคิดในนักเรียน. วารสารวิชาการเทคโนโลยีการศึกษา, 19(3), 65–74.
Antony Girlando, & Eduljee, N. B. (2016). The effectiveness of digital technology in classroom learning: A student perspective.
Deterding, S., Dixon, D., Khaled, R., & Nacke, L. (2011, September). From game design elements to gamefulness: Defining “gamification.” In Proceedings of the 15th International Academic MindTrek Conference: Envisioning Future Media Environments (pp. 9–15). ACM. https://doi.org/10.1145/2181037.2181040
Diggelen, M. V. (2011). Gamification for engaging learning experiences. International Journal of Learning Technology.
Domínguez, A., Saenz-de-Navarrete, J., de-Marcos, L., Fernández-Sanz, L., Pagés, C., & Martínez-Herráiz, J. J. (2013). Gamifying learning experiences: Practical implications and outcomes. Computers & Education, 63, 380–392. https://doi.org/10.1016/j.compedu.2012.12.020
Gagné, R. M., Wager, W. W., Golas, K. C., & Keller, J. M. (2005). Principles of instructional design (5th ed.). Wadsworth/Thomson Learning.
Independent Committee for Education Reform. (2019). National education standards B.E. 2561 and national education plan B.E. 2560–2579 [in Thai].
Institute for the Promotion of Teaching Science and Technology. (2019). Report on the assessment of Thai students' competency under the PISA and O-NET projects [in Thai].
Jakkrit Phuchongpraves. (2020). The effects of the engineering design process on students’ creativity [in Thai].
Joyce, B., & Weil, M. (2000). Models of teaching (6th ed.). Allyn & Bacon.
Joyce, B., Weil, M., & Calhoun, E. (2015). Models of teaching (9th ed.). Pearson Education.
Kapp, K. M. (2012). The gamification of learning and instruction: Game-based methods and strategies for training and education. Pfeiffer.
Ladda Silanoi. (2015). Education in Thailand: Problems and solutions [in Thai].
Munprasong, K. (2012). The effects of empowerment program on level of depression in elderly [Master’s thesis, Naresuan University]. Phitsanulok, Thailand.
National Research Council. (2012). A framework for K–12 science education: Practices, crosscutting concepts, and core ideas. The National Academies Press. https://doi.org/10.17226/13165
Office of Knowledge Management and Development. (2017). [Title of the report or document]. Bangkok, Thailand: Office of Knowledge Management and Development (Public Organization).
Organisation for Economic Co-operation and Development. (2019). OECD learning compass 2030: A series of concept notes. OECD Publishing.
Paharia, R. (2013). Loyalty 3.0: How to revolutionize customer and employee engagement with big data and gamification. McGraw-Hill.
Pranwadi Oonyat. (2021). Development of analytical thinking and problem-solving skills in primary school students [in Thai].
Srinakharinwirot University. (n.d.). Piaget’s theory on children’s cognitive development. n.p.
Supatcharee Phutphong. (2010). Gamification: A mechanism for motivating learning.
Suthida Kareemi. (2017). Development of problem-solving skills through the engineering design process [in Thai].
Syukri Soewarno, Halim, A., & Mohtar, N. (n.d.). The impact of engineering design process on students’ scientific problem-solving skills. International Journal of STEM Education.
Soewarno, S., Halim, L., & Mohtar, L. E. (2018). The impact of engineering design process in teaching and learning to enhance students’ science problem-solving skills. Jurnal Pendidikan IPA Indonesia, 7(1), 66–75. https://doi.org/10.15294/jpii.v7i1.12297
Yuengkang, S. (2017). The development of a blended learning system based on gamification to enhance problem-solving skills and mathematical connection skills in real life for primary school students [Master’s thesis, Mahasarakham University, Thailand].
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2025 The Journal of Development Administration Research
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
บทความที่ได้รับการตีพิมพ์เป็นลิขสิทธิ์ของมหาวิทยาลัยราชภัฏสวนสุนันทา
ข้อความที่ปรากฏในบทความแต่ละเรื่องในวารสารวิชาการเล่มนี้เป็นความคิดเห็นส่วนตัวของผู้เขียนแต่ละท่านไม่เกี่ยวข้องกับมหาวิทยาลัยราชภัฏสวนสุนันทา และคณาจารย์ท่านอื่นๆ ในมหาวิทยาลัยฯ แต่อย่างใด ความรับผิดชอบองค์ประกอบทั้งหมดของบทความแต่ละเรื่องเป็นของผู้เขียนแต่ละท่าน หากมีความผิดพลาดใดๆ ผู้เขียนแต่ละท่านจะรับผิดชอบบทความของตนเองแต่ผู้เดียว
