Development of Lesson Plan Design Skills for Preservice Science Teachers Using the Integrated STEM Education with the 5E Inquiry-Based Learning Model
Main Article Content
Abstract
This research aimed 1) to develop prospective preservice science teachers’ knowledge and skills in creating lesson plans based on the STEM education approach integrated into the inquiry-based learning (5E) model; and 2) to examine participants' reflections on their learning after the training. The target group consisted of 33 second-year preservice science teachers. Pre-experimental Research was conducted. The research instruments included a training package to develop STEM-integrated, inquiry-based 5E lesson plans, a lesson plan assessment form, and a learning reflection assessment form. The content analysis was conducted, and basic statistics were presented as percentages. The research findings revealed that 1) The preservice science teachers' lesson plan evaluation scores after the training tended to be higher than those before the training, indicating that the training effectively developed integrated STEM-5E inquiry lesson plan design skills; and 2) The preservice science teachers reported positive learning reflections concerning knowledge, understanding lesson plans for design skills and applicability in an empirical teaching context. The training, which utilized the integrated STEM education approach with the 5E inquiry model, effectively enhanced the lesson plan design competency of preservice science teachers. The students' reflections, encompassing attitudes, perspectives, and opportunities for authentic classroom application, emphasized active learning processes, participation, and peer-to-peer exchange, all of which contributed to the development of knowledge, skills, and positive attitudes toward science education.
Article Details

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
Journal of TCI is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International (CC BY-NC-ND 4.0) licence, unless otherwise stated. Please read our Policies page for more information...
References
กอปรกานต์ จำปางาม, ภัทรกร เจียงคง, มลฒาทิพย์ นวลน้อย, ปาริชาติ บุญทด, และศุภมัย พรหมแก้ว. (2567). แนวโน้มของการสอนแบบการสืบเสาะหาความรู้ในวิทยาศาสตร์. วารสารครุศาสตร์ มหาวิทยาลัยราชภัฏวไลยอลงกรณ์, 25(1), 34–48.
ธนิกา วศินยานัฒน์, และชาตรี ฝ่ายคำตา. (2561). ความเข้าใจต่อการสืบเสาะหาความรู้ของนิสิตครูวิทยาศาสตร์. วารสารมหาวิทยาลัยนราธิวาสราชนครินทร์ สาขามนุษยศาสตร์และสังคมศาสตร์, 5(ฉบับพิเศษ), 62-72.
ธารทิพย์ ขัวนา, และขวัญชัย ขัวนา. (2562). สะเต็มศึกษาเพื่อการจัดการเรียนรู้สู่ทักษะการทำงานในศตวรรษที่ 21. วารสารบัณฑิตศึกษา, 16(73), 1-11.
นิชนันท์ คำตา, กิตติมา พันธ์พฤกษา, และธนาวุฒิ ลาตวงษ์. (2566). ผลการจัดการเรียนรูปแบบสืบเสาะหาความรู้ (5E) ร่วมกับแนวคิดสะเต็มศึกษาที่มีต่อผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนและความสามารถในการแก้ปัญหาของนักเรียนชั้นประถมศึกษาปีที่ 6. e-Journal of Education Studies, Burapha University, 5(3), 27-42.
ปาลิตา สุขสำราญ, และวารีรัตน์ แก้วอุไร. (2562). การพัฒนารูปแบบการจัดการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ตามแนวคิดสะเต็มศึกษาที่ส่งเสริมจิตวิทยาศาสตร์และทักษะการแก้ปัญหาสำหรับนักเรียนระดับประถมศึกษา. วารสารศึกษาศาสตร์ มหาวิทยาลัยนเรศวร, 21(3), 153–165.
มณีรัศมิ์ พัฒนสมบัติสุข. (2564). การตรวจสอบคุณภาพเครื่องมือวิจัยทางการพยาบาลและสังคมศาสตร์. วารสารเครือข่ายวิทยาลัยพยาบาลและการสาธารณสุขภาคใต้, 8(2), 329-343.
ลือชา ลดาชาติ, วิลาวัลย์ โพธิ์ทอง, วิไลภรณ์ ฤทธิคุปต์, และลฎาภา ลดาชาติ. (2562). ความเข้าใจและมุมมองของครูเกี่ยวกับสะเต็มศึกษาและการออกแบบเชิงวิศวกรรม. วารสารมหาวิทยาลัยศิลปากร, 39(3), 133-149.
วธัญญู พิชญภูสิทธิ์, และเอื้อมพร หลินเจริญ. (2563). การพัฒนากิจกรรมการเรียนรู้รายวิชาเคมี เรื่อง อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีตามแนวทางสะเต็มศึกษาที่ส่งเสริมทักษะการเรียนรู้และนวัตกรรมสำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5. วารสารวิชาการและวิจัยสังคมศาสตร์, 15(3), 89-104.
วีระยุทธ พรพจน์ธนมาศ. (2565). การศึกษาเปรียบเทียบการตรวจสอบความเที่ยงตรงเชิงเนื้อหาของเครื่องมือวิจัยด้วยเทคนิค IOC, CVR และ CVI. วารสารรังสิตสารสนเทศ, 28(1), 169-192.
สิรินภา กิจเกื้อกูล. (2558). สะเต็มศึกษา. วารสารศึกษาศาสตร์ มหาวิทยาลัยนเรศวร, 17(2), 201-207.
สุดารัตน์ พรหมแก้ว, เอกรินทร์ สังข์ทอง, ชวลิต เกิดทิพย์, และชิดชนก เชิงเชาว์. (2565). สะเต็มศึกษากับทักษะการสอนของครูในศตวรรษที่ 21. วารสารศึกษาศาสตร์ปริทัศน์, 37(3), 159-167.
สุธาธิณี กรุดเงิน, และพรสิริ เอี่ยมแก้ว. (2564). ผลการจัดการเรียนรู้แบบสืบเสาะหาความรู้บูรณาการแนวคิดสะเต็มศึกษาที่มีต่อความคิดสร้างสรรค์และเจตคติต่อการเรียนวิชาวิทยาศาสตร์ของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 3. วารสารวิชาการและวิจัยสังคมศาสตร์, 16(3), 189-202.
Abu Khurma, O., Al Darayseh, A., & Alramamneh, Y. (2023). A framework for incorporating the “Learning how to learn” approach in teaching STEM education. Education Science, 13(1), 1-19. https://doi.org/10.3390/educsci13010001
Andrews, T. C., Speer, N. M., & Shultz, G. V. (2022). Building bridges: A review and synthesis of research on teaching knowledge for undergraduate instruction in science, engineering, and mathematics. International Journal of STEM Education, 9(1), 66. https://doi.org/10.1186/s40594-022-00380-w
Attard, C., Berger, N., & Mackenzie, E. (2021). The positive influence of inquiry-based learning teacher professional learning and industry partnerships on student engagement with STEM. Frontiers in Education, 6, 1-14. https://doi.org/10.3389/feduc.2021.693221
Berisha, F., & Vula, E. (2024). Introduction of integrated STEM education to pre-service teachers through collaborative action research practices. International Journal of Science and Mathematics Education, 22, 1127–1150. https://doi.org/10.1007/s10763-023-10417-3
Gilbert, A., Suh, J., & Choudhry, F. (2024). Exploring the development of preservice teachers’ visions of equity through science and mathematics integration. International Journal of Science and Mathematics Education, 23, 489–514. https://doi.org/10.1007/s10763-024-10467-1
Hurley, M., Butler, D., & McLoughlin, E. (2023). STEM teacher professional learning through immersive STEM learning placements in industry: A systematic literature review. Research in Science Education, 53(3), 859–879. https://doi.org/10.1007/s41979-023-00089-7
Kelley, T. R., & Knowles, J. G. (2016). A conceptual framework for integrated STEM education. International Journal of STEM Education, 11(3), 2-11. https://doi.org/10.1186/s40594-016-0046-z
Lai, C. (2018). Using inquiry-based strategies for enhancing students’ STEM education learning. Journal of Education in Science, Environment and Health, 4(1). https://doi.org/10.21891/jeseh.389740
Manunure, K., & Leung, A. (2024). Integrating inquiry and mathematical modeling when teaching a common topic in lower secondary school: An iSTEM approach. Frontiers in Education, 9, 1-17. https://doi.org/10.3389/feduc.2024.1376951
Margot, K. C., & Kettler, T. (2019). Teachers' perception of STEM integration and education: A systematic literature review. International Journal of STEM Education, 6(2), 1-16. https://doi.org/10.1186/s40594-018-0151-2
McDonald, C. V. (2016). STEM education: A review of the contribution of the disciplines of science, technology, engineering and mathematics. Science Education International, 27(4), 530-569.
Nipyrakis, A., Stavrou. D., & Avraamidou, L. (2024). Examining S-T-E-M teachers’ design of integrated STEM lesson plans. International Journal of Science and Mathematics Education, 23, 537-560. https://doi.org/10.1007/s10763-024-10474-2
Roehrig, G. H., Dare, E. A., Ellis, J. A., & Ring-Whalen, E. (2021). Beyond the basics: A detailed conceptual framework of integrated STEM. Disciplinary and Interdisciplinary Science Education Research, 3(11), 1-18. https://doi.org/10.1186/s43031-021-00041-y
Sutaphan, S., & Yuenyong, C. (2019). STEM education teaching approach: Inquiry from the context based. Journal of Physics: Conference Series, 1340. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1340/1/012003
Thibaut, L., Ceuppens, S., De Loof, H., De Meester, J., Goovaerts, L., Struyf, A., Boeve-de Pauw, J., Dehaene, W., Deprez, J., De Cock, M., Hellinckx, L., Knipprath, H., Langie, G., Struyven, K., Van de Velde, D., Van Petegem, P., Depaepe, F. (2018). Integrated STEM education: A systematic review of instructional practices in secondary education. European Journal of STEM Education, 3(1), 1-12. https://doi.org/10.20897/ejsteme/85525
Yang, K.-L., & Ball, L. (2024). STEM teacher education programs for preservice and in-service secondary mathematics teachers: A review study. Journal of Mathematics Teacher Education, 27(2), 185–207. https://doi.org/10.1007/s10857-022-09557-0
Zhai, L. (2019). An inquiry teaching mode based on STEM education. International Journal of Emerging Technologies in Learning, 14(17), 44–58. https://doi.org/10.3991/ijet.v14i17.11204