การบูรณาการสะเต็มศึกษาที่เน้นการออกแบบเชิงวิศวกรรม เรื่องวงจรไฟฟ้า เพื่อส่งเสริมการคิดเชิงออกแบบของนักเรียนระดับประถมศึกษา
Article Sidebar
Main Article Content
บทคัดย่อ
การวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาการคิดเชิงออกแบบของผู้เรียนระดับประถมศึกษาปีที่ 6 ที่ได้เรียนรู้ผ่านกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรมตามแนวสะเต็มศึกษา 5 ขั้นตอน คือ 1) ขั้นกำหนดขอบเขตปัญหา 2) ขั้นสร้างความคิด 3) ขั้นออกแบบและสร้างแบบจำลอง 4) ขั้นประเมินการออกแบบ และ 5) ขั้นปรับปรุงการออกแบบ ในรายวิชาวิทยาศาสตร์ จำนวน 36 คน โดยใช้แบบวัดการคิดเชิงออกแบบเรื่องวงจรไฟฟ้าที่ผู้วิจัยสร้างขึ้น มีลักษณะเป็นคำถามปลายเปิดจำนวน 5 ข้อ ผู้วิจัยทำการวิเคราะห์ข้อมูลเชิงปริมาณและเชิงคุณภาพ โดยวิเคราะห์ระดับการคิดเชิงออกแบบตามองค์ประกอบทั้ง 5 ได้แก่ 1) การทำความเข้าใจกลุ่มเป้าหมายหรือผู้ใช้ 2) การตั้งกรอบปัญหา 3) การสร้างความคิด 4) การสร้างต้นแบบ และ 5) การทดสอบ ซึ่งแบ่งระดับการคิดเชิงออกแบบออกเป็น 3 ระดับ คือ สูง กลาง และต่ำ ผลการวิจัยพบว่าการจัดกิจกรรมในขั้นกำหนดขอบเขตปัญหาที่มีการนำประเด็นสถานการณ์ปัญหาจริงในชีวิตประจำวันที่ไม่ซับซ้อนสามารถส่งเสริมการตั้งกรอบปัญหาได้มากที่สุด คิดเป็นร้อยละ 58.3 นอกจากนี้การจัดกิจกรรมที่กระตุ้นให้นักเรียนคิดในมุมมองของผู้ผลิตหรือนวัตกรเป็นหลักทำให้นักเรียนมีองค์ประกอบการทำความเข้าใจกลุ่มเป้าหมายหรือผู้ใช้ และองค์ประกอบการสร้างต้นแบบระดับกลาง ทั้งนี้อาจเป็นเพราะการจัดกิจกรรมยังไม่สะท้อนกระบวนการออกแบบที่สามารถย้อนกลับได้เพื่อส่งเสริมให้นักเรียนมีการคิดเชิงออกแบบที่แต่ละองค์ประกอบมีความสัมพันธ์กัน
Article Details
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
หากผู้เสนอบทความมีความจำเป็นเร่งด่วนในการตีพิมพ์โปรดส่งลงตีพิมพ์ในวารสารฉบับอื่นแทน โดยกองบรรณาธิการจะไม่รับบทความหากผู้เสนอบทความไม่ปฏิบัติตามเงื่อนไขและขั้นตอนที่กำหนดอย่างเคร่งครัด ข้อมูลของเนื้อหาในบทความถือเป็นลิขสิทธิ์ของ Journal of Inclusive and Innovative Education คณะศึกษาศาสตร์ มหาวิทยาลัยเชียงใหม่
References
กฤษณะ พวงระย้า กุลธิดา นุกูลธรรม และทัศตริน วรรณเกตุศิริ. (2564). การพัฒนาทักษะการแก้ปัญหาของนักศึกษาครูเคมีด้วยกิจกรรมสะเต็มศึกษาแบบสืบเสาะหาความรู้บูรณาการกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรม. วารสารหน่วยวิจัยวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี และสิ่งแวดล้อมเพื่อการเรียนรู้, (12)2, 202-217.
พิทยาภรณ์ ปัญญาหอม ทวีศักดิ์ จินดานุรักษ์ ชำนาญ เชาวกีรติพงศ์ และภิญโญ วงษ์ทอง. (2563). หลักสูตรสะเต็มศึกษาที่เน้นกระบวนการออกแบบเชิงวิศวกรรมเพื่อส่งเสริมความคิดสร้างสรรค์เรื่องไฟฟ้าสำหรับนักเรียนระดับชั้นประถมศึกษาปีที่ 6. วารสารวิจัยเพื่อการปฏิรูปการเรียนรู้, (3)1, 28-42.
มะยุรีย์ พิทยาเสนีย์ และพิชญาภา ยวงสร้อย. (2564). การคิดเชิงออกแบบ : ครูนวัตกรวิถีใหม่. วารสารมหาวิทยาลัยราชภัฏลำปาง, (10)2, 190-199.
สะเต็มศึกษาประเทศไทย. (2557). รู้จักสะเต็ม. เข้าถึงจาก http://www.stemedthailand.org/?page_id=23.
สำนักงานคณะกรรมการการศึกษาขั้นพื้นฐาน กระทรวงศึกษาธิการ. (2562). หนังสือเรียนรายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี (การออกแบบและเทคโนโลยี) ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5 ตามมาตรฐานการเรียนรู้และตัวชี้วัด กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ (ฉบับปรับปรุง พ.ศ. 2560) ตามหลักสูตรแกนกลางการศึกษาขั้นพื้นฐาน พุทธศักราช 2551. กรุงเทพฯ: สำนักพิมพ์จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย.
สุทธิดา จำรัส. (2560). นิยามของสะเต็มและลักษณะสำคัญของกิจกรรมการเรียนรู้ตามแนวสะเต็มศึกษา. วารสารศึกษาศาสตร์ มสธ., 10(2), 13-34.
สุพรรณี ชาญประเสริฐ. (2556). การจัดการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และทักษะที่จำเป็นในศตวรรษที่ 21. สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี, 42(185), 10-13.
Breiner, J. M., Harkness, S. S., Johnson, C. C., & Koehler, C. M. (2012). What Is STEM? A Discussion About Conceptions of STEM in Education and Partnerships. School Science and Mathematics, 112(1), 3-11.
Bicer, A., Navruz, B., Capraro, R. M., & Capraro, M. M. (2014). STEM schools vs. non-STEM schools: Comparing students’ mathematics state-based test performance. International Journal of Global Education, 3(3), 8-18.
Bicer, A., Navruz, B., Capraro, R. M., Capraro, M. M., Oner, T. A., & Boedeker, P. (2015). STEM schools vs. non-STEM schools: Comparing students' mathematics growth rate on high-stakes test performance. International Journal of New Trends in Education and Their Implications, 6(1), 138-150.
Bybee, R. (2010). Advancing STEM Education: A 2020 Vision. Technology and Engineering Teacher, 70, 30-35.
Capraro, R.M., Capraro, M.M., & Morgan, J. (2013). STEM project-based learning: An integrated science, technology,
engineering, and mathematics (STEM) approach (2nd ed.). Rotterdam, The Netherlands: Sense Publishers.
Cross, N. (2011). Design Thinking: Understanding How Designers Think and Work. Oxford: Berg.
Daly, S. R., Adams, R. S., & Bodner, G. M. (2012). What Does it Mean to Design? A Qualitative Investigation of Design Professionals' Experiences. Journal of Engineering Education, 101, 187-219.
Dejarnette, N. (2012). America's Children: Providing early exposure to STEM (Science, Technology, Engineering, & Math) Initiatives. Education, 133, 77-84.
DEX Space. (2016). Design Thinking คืออะไร (Overview). เข้าถึงจาก https://medium.com/base-the-business-playhouse/design-thinking-คืออะไร-overview-dc8c8e7547db.
Dorie, B. L., Cardella, M., & Svarovsky, G. N. (2014). Capturing the design thinking of young children interacting with a parent. In Proceedings of the American Society of Engineering Education Annual Conference (pp.24.256.1-24.256.7). Indianapolis, IN.
English, L. D., & King, D. T. (2015). STEM learning through engineering design: fourth-grade students’ investigations in aerospace. International Journal of STEM Education, 2(1), 1-18.
English, L., King, D., & Smeed, J. (2016). Advancing integrated STEM learning through engineering design: Sixth-grade students’ design and construction of earthquake resistant buildings. The Journal of Educational Research, 110, 1-17.
Goncher, A., & Johri, A. (2015). Contextual Constraining of Student Design Practices. Journal of Engineering Education, 104(3), 252-278.
ITEEA. (2000). Standards for technological literacy: content for the study of technology (1st ed.). Reston, VA: ITEEA.
Kelley, T. R., & Sung, E. (2017). Examining elementary school students’ transfer of learning through engineering design using think-aloud protocol analysis. Journal of Technology Education, 28(2), 83–108.
King, D., & English, L. (2016). Engineering design in the primary school: applying stem concepts to build an optical instrument. International Journal of Science Education, 38(18), 2762-2794.
Lachapelle, C. P., & Cunningham, C. M. (2014). Engineering in elementary schools. In S. Purzer, J. Strobel, & M. Cardella (Eds.), Engineering in pre-college settings: Synthesizing research, policy, and practices (pp.61–88). Lafayette, IN: Purdue University Press.
Li, Y. et al. (2019). Design and Design Thinking in STEM Education. Journal for STEM Education Research, 2, 93-104.
Mentzer, N., Becker, K., & Sutton, M. (2015). Engineering Design Thinking: High School Students' Performance and Knowledge. Journal of Engineering Education, 104(4), 417-432.
National Research Council. (2012). A Framework for K-12 Science Education: Practices, Crosscutting Concepts, and Core Ideas. Washington, DC: The National Academies Press.
National Research Council. (2013). Next Generation Science Standards: For States, By States. Washington, DC: The National Academies Press.
NGSS Lead States. (2013). Next generation science standards: For states, By States. Washington, DC: The National Academies Press.
Portsmore, M., Watkins, J., & McCormick, M. (2012). Planning, drawing and elementary students in an integrated engineering design and literacy activity. Paper presented at the 2nd P-12 Engineering and Design Education Research Summit. DC: Washington.
Welch, M., & Lim, H. S. (2000). The strategic thinking of novice designers: Discontinuity between theory and practice. The Journal of Technology Studies, 26(2), 34–44.