การพัฒนาทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ด้วยกิจกรรมโครงงานวิทยาศาสตร์

1. ชื่อเรื่อง การพัฒนาทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ด้วยกิจกรรมโครงงานวิทยาศาสตร์

2. ชื่อเจ้าของผลงาน นางสิริกานต์ จงวัฒนะประสิทธิ์ ตำแหน่งครูชำนาญ

3. บทนำ จากการดำเนินกิจกรรมการเรียนการสอนสาระการเรียนรู้ชีววิทยา สอนตามรูปแบบโครงงานวิทยาศาสตร์ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4/1 และ 5/1 พบว่านักเรียนมีผลสัมฤทธิ์ และกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ ผ่านเกณฑ์ขั้นต่ำที่กำหนดร้อยละ80.99 สอดคล้องกับการวิจัยของมนัสวี พยัคฑนันท์ ( 2535 ) ที่พบว่านักเรียนที่ผ่านการสอนโดยใช้กิจกรรมโครงงานวิทยาศาสตร์มีทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์สูงกว่านักเรียนที่ไม่เคยทำโครงงานวิทยาศาสตร์ อาจเนื่องมาจากครูได้พัฒนากิจกรรมให้เกิดความเหมาะสมกับเวลา ความสามารถของนักเรียน วัสดุ-อุปกรณ์ ภูมิปัญญา ประกอบกับ ครุและนักเรียนได้เสียสละเวลาให้กับกิจกรรมโครงงานวิทยาศาสตร์อย่างมาก ในการที่จะดำเนินการในแต่ละขั้นตอน นักเรียนทุ่มเทเวลาฝึกปฏิบัติ ทดลองศึกษาอย่างจริงจัง จนเกิดความชำนาญในแต่ละตอน และเป็นกิจกรรมการสอนรูปแบบหนึ่งที่เป็นการพัฒนาทักษะการคิดขั้นสูงให้กับผู้เรียน สอดคล้องกับ ดร.พิมพันธ์ และคณะ ที่กล่าวว่า:ในการสอนคิดซึ่งเป็นเรื่องเกี่ยวกับกระบวนการทางสมอง มีความเป็นนามธรรม การสอนคิดนี้จะนำไปสู่การพัฒนาทักษะการคิด โดยเฉพาะการสอนคิดด้วยการโครงงานวิทยาศาสตร์นั้น เป็นการสอนกระบวนการคิดซึ่งเป็นทักษะการคิดขั้นสูง นั่นคือการสอนให้นักเรียนใช้วิธีการทางวิทยาศาสตร์ในการค้นหาความรู้ใหม่และสิ่งประดิษฐ์ใหม่ ดังนั้นนักเรียนจำเป็นต้องมีทักษะกระบวนการคิดอย่างหลากหลาย เพื่อเป็นทักษะพื้นฐานสำคัญสู่การใช้ทักษะการคิดที่ซับซ้อนขึ้น

และเป็นกิจกรรมที่พัฒนาทักษะการดำรงชีวิต สามารถนำไปปรับใช้กับชีวิตประจำวันได้

4. ปัญหา

ผู้เรียนขาดการพัฒนาทักษะการคิด อย่างมีกระบวนการ ส่งผลให้ผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนต่ำ สาเหตุเนื่องมาจาก นักเรียนขาดทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ ซึ่งการขาดทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ของนักเรียน มีผลต่อพัฒนากระบวนการคิดอย่างเป็นระบบ

5. หลักการ

ศึกษารูปแบบการสอนที่จะสามารถพัฒนาทักษะด้านการคิด โดยใช้รูปแบบการสอนแบบโครงงาน ซึ่งรูปแบบการสอนแบบโครงงาน เป็นการจัดการสอนแบบบูรณาการ และการจัดการเรียนรู้ตามสภาพจริงและเน้นการวิจัย การจัดการเรียนรู้ดังกล่าวเป็นการจัดการเรียนรู้ที่เน้นผู้เรียนเป็นสำคัญ ให้ผู้เรียนได้ประโยชน์สูงสุด เรียนรู้ตามตามสนใจ ตามความถนัด เพื่อพัฒนาผู้เรียนให้เต็มศักยภาพของตน จะสามารถพัฒนาทักษะการคิดและกระบวนการคิดที่เหมาะสมให้กับผู้เรียนได้ การสอนพัฒนาการคิดด้วยการทำโครงงาน เป็นการสอนกระบวนการคิดซึ่งเป็นทักษะการคิดขั้นสูง โดยการสอนให้นักเรียนใช้วิธีการทางวิทยาศาสตร์ในการค้นหาความรู้ใหม่สิ่งประดิษฐ์ใหม่ จะทำให้เกิดการพัฒนาทักษะการคิดซึ่งเป็นพื้นฐานของการคิดที่ซับซ้อนต่อไป

6. วัตถุประสงค์

1. เพื่อพัฒนาทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์

2. เพื่อพัฒนาผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน

3. ส่งเสริมเจตคติต่อการเรียนวิทยาศาสตร์

7. วิธีการดำเนินการ

1 ขั้นวางแผน (Plan) ผู้สอนได้วางแผนการปฏิบัติ ดังต่อไปนี้

1.1 ศึกษาสภาพปัญหา ในการเรียนการสอนวิทยาศาสตร์ นักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4/1 และ 5/1

1.2 ผู้วิจัยทำการวิเคราะห์รูปแบบการสอนแบบโครงงาน และการจัดการที่จะนำมาใช้ในการเรียนการสอน วิเคราะห์ผู้เรียนเป็นรายบุคคล

1.3 ศึกษาเอกสาร และงานวิจัยที่เกี่ยวข้อง การจัดกิจกรรมการเรียนการสอนโดยใช้รูปแบบของโครงงาน

1.4 สร้างเครื่องมือที่ใช้ในการศึกษา ได้แก่ แบบสังเกตพฤติกรรมของนักเรียน แบบบันทึกความคิดเห็น แบบทดสอบวัดผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน แบบทดสอบวัดทักษะกระบวนการ ทางวิทยาศาสตร์ แบบวัดเจตคติต่อการเรียนวิทยาศาสตร์ แบบประเมินผลโครงงาน

2 ขั้นปฏิบัติการ (Action) ผู้สอนดำเนินกิจกรรมการสอนตามแบบโครงงานวิทยาศาสตร์ ที่ผู้สอนสร้างขึ้น

2.1 นักเรียนแบ่งกลุ่ม

2.2 นักเรียนส่งเค้าโครงกิจกรรมโครงงานวิทยาศาสตร์

2.3 ครูและนักเรียนร่วมแลกเปลี่ยนเรียนรู้และทำความเข้าใจในเค้าโครงกิจกรรมโครงงานวิทยาศาสตร์

2.4 นักเรียนดำเนินการ ในเวลาที่กำหนด 90 วัน

2.5 ครูแนะนำ ให้คำปรึกษา นิเทศ ติดตาม อำนวยความสะดวกเกี่ยวกับ วัสดุ-อุปกรณ์วิทยาศาสตร์ ห้องปฏิบัติการ

2.6 นักเรียนแสดงผลงาน

2.7 จัดกิจกรรมแข่งขันผลงานโครงงานวิทยาศาสตร์ในงานสัปดาห์วันวิทยาศาสตร์

2.8 นำผลงานที่ชนะเลิศ ส่งเข้าแข่งขันในงานสัปดาห์วันวิทยาศาสตร์ของสมาคมวิทยาศาสตร์จังหวัดสุรินทร์ และของกระทรวงวิทยาศาสตร์ร่วมกับมหาวิทยาลัยในส่วนภูมิภาค

3.ขั้นสังเกต ( Observe ) ผู้สอนสังเกตพฤติกรรมในระหว่างดำเนินการเรียนการสอนและบันทึกข้อมูล ด้วยวิธีดังต่อไปนี้

การบันทึกแบบสังเกตพฤติกรรมการเรียนของนักเรียน ที่เกิดขึ้นในกระบวนการ

เรียนการสอน โดยผู้สอนเป็นผู้บันทึก

การบันทึกความคิดเห็นของนักเรียนและครู ที่เกี่ยวกับสิ่งต่างๆ ที่เกิดขึ้นในกิจกรรมการดำเนินการแข่งขันโครงงานวิทยาศาสตร์

การประเมินผลงานโครงงานวิทยาศาสตร์ โดยคณะกรรมการการประเมินโครงงานวิทยาศาสตร์

การสะท้อนความคิดเห็นของนักเรียนจากการทำโครงงานวิทยาศาสตร์

4 ขั้นสะท้อนผลการปฏิบัติ (Reflect ) ผู้สอนนำข้อมูลที่ได้จากการสังเกตพฤติกรรมระหว่างเรียน จากการบันทึกความคิดเห็น การบันทึกแบบสังเกตพฤติกรรมการเรียนของนักเรียน มาศึกษาวิเคราะห์ ตีความ เพื่อใช้เป็นแนวทางในการแก้ไข และปรับปรุงการจัดกิจกรรมการเรียนการสอนและวางแผนการสอนในครั้งต่อไป

8. กิจกรรม / ขั้นตอน

1. ศึกษาทฤษฎีและเอกสารที่เกี่ยวข้อง

2 จัดกิจกรรมการเรียนการสอน

3. ให้นักเรียนดำเนินการทำโครงงานวิทยาศาสตร์ตามความสนใจ

4. ครูกำกับนิเทศ ติดตาม ให้คำแนะนำปรึกษาตลอดเวลาการทำงาน

5. จัดกิจกรรมแข่งขันผลงานโครงงานวิทยาศาสตร์ ในวันสัปดาห์วันวิทยาศาสตร์

6. ส่งผลงานโครงงานวิทยาศาสตร์เข้าแข่งขันนอกโรงเรียน

9. ผลสำเร็จ

1. เป็นกิจกรรมการสอนรูปแบบหนึ่งที่เป็นการพัฒนาทักษะการคิดขั้นสูงให้กับผู้เรียน

2. ทำให้นักเรียนพัฒนากระบวนการเรียนรู้ซึ่งเป็นทักษะสำคัญที่ช่วยให้นักเรียนค้นคว้า และสร้างความรู้ด้วยตนเอง ด้วยการมีทักษะการคิด และทักษะทางสังคม อันเป็นทักษะสำคัญของการใช้กระบวนการเรียนรู้

3. เป็นการให้ผู้เรียนใช้ความคิดต่างๆในแต่ละขั้นตอน รวมทุกขั้นตอนจัดเป็นกระบวนการคิด ที่นักเรียนใช้ เป็นการเปิดโอกาสให้นักเรียนใช้การคิดบ่อยๆ จะเป็นการช่วยพัฒนาการคิดอย่างเป็นระบบให้กับผู้เรียน

4. เป็นการจัดการเรียนการสอนที่เน้นผู้เรียนเป็นสำคัญ คือ ผู้เรียนได้ประโยชน์สูงสุด เรียนรู้ตามความสนใจ ตามความถนัด เกิดการพัฒนาศักยภาพของตนเองมากขึ้น

5. เป็นกิจกรรมที่สามารถพัฒนาทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ให้กับผู้เรียนได้อย่างแท้จริง

6. เป็นกิจกรรมที่สามารถส่งเสริมและพัฒนาความเป็นเลิศทางด้านทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ให้แก่ผู้เรียน สามารถเป็นกิจกรรมเลือกที่เข้าสู่การคัดเลือกเข้าสู่ระดับอุดมศึกษาได้

7. เป็นกิจกรรมที่พัฒนาทักษะการดำรงชีวิต สามารถนำไปปรับใช้กับชีวิตประจำวันได้

10. ผลงานที่ได้รับความยอมรับ

1. รางวัลรองชนะเลิศอันดับ 1 การประกวดโครงงานวิทยาศาสตร์ นักเรียน ม.ปลาย ภาคตะวันออกเฉียงเหนือ ของมูลนิธิเปรมติณสูลานนท์ ปีการศึกษา 2546

2. รางวัลรองชนะเลิศอันดับ 2 การประกวดโครงงานวิทยาศาสตร์ นักเรียน ม.ปลาย

ภาคตะวันออกเฉียงเหนือ สัปดาห์วันวิทยาศาสตร์แห่งชาติปีการศึกษา 2548 มหาวิทยาลัยขอนแก่น

3. รางวัลชนะเลิศอันดับ 1 การประกวดโครงงานวิทยาศาสตร์ส่วนภูมิภาค สัปดาห์ วันวิทยาศาสตร์แห่งชาติปีการศึกษา 2548 มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคล อิสานใต้ จ.สุรินทร์

4. นักเรียนได้รับคัดเลือกโดยวิธีพิเศษเข้าศึกษาในคณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยขอนแก่น

ปีการศึกษา 2549

5. รางวัลเหรียญเงิน งานแข่งขันโครงงานวิทยาศาสตร์ นักเรียนช่วงชั้นที่ 4

งานสัปดาห์วิทยาศาสตร์แห่งชาติ ปีการศึกษา 2549 ของสมาคมวิทยาศาสตร์จังหวัดสุรินทร์

11. สรุปด้านผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน เป็นผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4/1 และ 5/1 ดังต่อไปนี้ผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนของสาระการเรียนรู้ชีววิทยา ของภาคเรียนที่ 1 ปีการศึกษา 2549 ว่า ผลการเรียน 1.00 มีจำนวน 12 คนคิดเป็นร้อยละ 15.78 ผลกสนเรียน 1.5 มีจำนวนมากที่สุด 23 คนคิดเป็นร้อยละ 30.26 ผลการเรียน 2.0 มีจำนวน 18 คน คิดเป็นร้อยละ 23.68 ผลการเรียน 2.5 จำนวน 10 คน คิดเป็นร้อยละ 13.15 ผลการเรียน 3.0 จำนวน 6 คน คิดเป็นร้อยละ 7.89 ผลการเรียน 3.5 จำนวน 1 คน คิดเป็นร้อยละ 1.31 และผลการเรียน 4.00 มีจำนวน 6 คนคิดเป็นร้อยละ 7.89 นักเรียนทั้งหมดมีผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนผ่านเกณฑ์ขั้นต่ำทุกคน คิดเป็นร้อยละ 100 ของจำนวนนักเรียนทั้งหมด

12. สรุปด้านทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์

การศึกษาผลการสอบทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ ของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4/1 และ 5/1 พบว่า ก่อนการเรียน ได้คะแนนสูงสุดเท่ากับ 35 คะแนน และคะแนนต่ำสุด 7 คะแนน ได้คะแนนเฉลี่ยเท่ากับ 18.32 คิดเป็นร้อยละ 45.82 ของคะแนนเต็ม และหลังเรียน ได้คะแนนสูงสุดเท่ากับ 39 คะแนน และคะแนนต่ำสุด 11 คะแนน ได้คะแนนเฉลี่ยเท่ากับ 32.39 คิดเป็นร้อยละ 80.99 ของคะแนนเต็ม และกำหนดนักเรียนที่ผ่านเกณฑ์ไว้ร้อยละ 80 ปรากฏว่านักเรียนผ่านเกณฑ์ มากกว่าร้อยละ 80 คิดเป็น 0.99 ซึ่งเป็นไปตามสมมติฐานที่ตั้งไว้